軟件設計基礎理論 丁二玉 9787111760382 【台灣高等教育出版社】

內容簡介
軟件設計是軟件開發的核心活動，軟件設計理論的發展推動著軟件工程的發展。本書梳理了基礎的軟件設計理論，可幫助讀者更好地理解各種軟件設計技術。全書共分為5章，第1章 介紹軟件設計基礎原則；第2章 介紹程序設計，幫助讀者深刻認識程序設計工作背後的機理，而不是僅僅停留在掌握一門或幾門程序設計語言上；第3章 介紹複雜軟件設計，重點包括模塊化設計、信息隱藏與設計原則；第4章 介紹軟件設計方法學，指導讀者用系統化、規範化的方式開展軟件設計活動，解決軟件設計問題；第5章 介紹大規模軟件系統設計，關注可靠性、效率、可移植性、市場特性、人員與分工等各種要素。
本書適合作為軟件工程相關專業本科生和研究生的教材，也可作為軟件領域相關技術人員的參考書。

作者簡介
曾任職南京大學軟件學院教師、院長助理，主講軟件需求工程和軟件設計課程。先後多次獲得國家級、省部級教學獎項，出版著作多部。
近些年創立源圖品牌，從事軟件產業的人才數字化管理工作，包括崗位勝任力定義、能力測評、個性化培養、人才畫像與盤點等，成功服務於數十家國內頭部金融企業和數百家軟件企業。

目錄

目錄

前言
第1章 軟件設計基礎原則 1
1 1 什麼是軟件設計 1
1 1 1 設計是一種”規劃” 1
1 1 2 軟件的材料載體與廣義的軟件設計內涵 2
1 1 3 狹義的軟件設計內涵 2
1 2 為什麼要進行軟件設計 2
1 3 複雜度控制的關鍵之一： 設計分層 3
1 3 1 分層抽象方法 3
1 3 2 軟件設計的分層 3
1 3 3 設計層次驗證 4
1 3 4 軟件設計分層要點 4
1 3 5 產品設計與工程設計 5
1 4 複雜度控制的關鍵之二：關注點分離 6
1 4 1 分離設計主題 6
1 4 2 多視點方法 6
1 5 軟件設計的目標與衡量標準 7
1 5 1 根本標準：功能、質量、審美 8
1 5 2 設計目標和衡量標準應用示例 8
1 5 3 功能是設計方案的必備特徵 12
1 5 4 質量是工程設計的重點 12
1 5 5 審美是超越合格達到優秀的路徑 14
1 5 6 軟件設計的結果是一種折中與妥協 16
1 6 外部表現與內部結構 17
1 6 1 軟件設計的重點是堅固、優雅的內部結構 17
1 6 2 外部表現和內部結構的區分示例 17
1 6 3 抽象、分解與層次結構 21
1 6 4 常見的設計對象及其外部表現和內部結構 23
1 6 5 設計整個系統時區分外部表現和內部結構 24
1 6 6 設計模塊時區分外部表現和內部結構 25
1 6 7 設計類時區分外部表現和內部結構 29
1 6 8 設計數據結構時區分外部表現和內部結構 33
1 6 9 設計代碼時區分外部表現和內部結構 34
1 7 邏輯設計與物理設計 35
1 7 1 載體介質及其匹配 35
1 7 2 區分邏輯設計與物理設計 35
1 7 3 設計數據類型時邏輯設計與物理設計的失配 36
1 7 4 設計數據結構時邏輯設計與物理設計的失配 37
1 7 5 設計面向對象機制時邏輯設計與物理設計的失配 37
1 7 6 設計模塊時邏輯設計與物理設計的失配 38
1 7 7 設計質量時邏輯設計與物理設計的失配 38
1 8 軟件設計是持續決策的過程 39
1 8 1 設計結果與設計過程 39
1 8 2 決策的要素 39
1 8 3 設計是一個跳躍性過程，驗證設計是一個推理過程 40
1 8 4 選擇一個可行答案，沒有唯一正確答案 40
1 8 5 設計決策有順序影響，而且影響不可逆 41
1 8 6 設計約束：是友非敵 41
1 9 工程與藝術 42
1 9 1 工程設計與藝術設計 42
1 9 2 理性主義與經驗主義 42
1 9 3 設計兼具科學性與藝術性 43
1 10 總結 43
第2章 程序設計 44
2 1 如何保證程序正確性 44
2 1 1 像設計硬件一樣設計軟件嗎 44
2 1 2 測試不能保證正確性 45
2 1 3 用程序設計方法實現正確性 45
2 2 結構化編程與功能正確性 46
2 2 1 使用簡單結構—三種控制結構 46
2 2 2 使用塊結構組織複雜代碼 48
2 2 3 兼顧正確性與複雜度控制：函數/方法 54
2 3 數據抽象、類型與數據操作正確性 55
2 3 1 類型 55
2 3 2 結構化類型：強正確性保證 56
2 3 3 非結構化類型：弱正確性保證 57
2 3 4 複雜抽象數據類型（數據結構）及其質量 60
2 4 程序契約與正確性 62
2 4 1 前置條件與後置條件 62
2 4 2 不變量 63
2 4 3 程序契約的局限性 64
2 5 面向對象編程與可複用性 64
2 5 1 可複用性需要的出現 64
2 5 2 面向對象編程與可複用性 65
2 5 3 類和對象 65
2 5 4 封裝 68
2 5 5 繼承 71
2 5 6 多態 73
2 6 軟件構造與更多代碼質量 73
2 6 1 什麼是軟件構造 73
2 6 2 軟件構造技術與代碼質量 74
2 6 3 軟件構造技術示例 75
2 7 總結 81
第3章 複雜軟件設計 82
3 1 控制更高的複雜度需要模塊 82
3 1 1 模塊 82
3 1 2 模塊分解質量與模塊化、信息隱藏 83
3 2 模塊化 83
3 2 1 模塊分割的質量考慮 83
3 2 2 理想中的模塊分割—完全獨立 83
3 2 3 現實中的模塊分割—低耦合、高內聚 84
3 2 4 代碼組織及聯繫方式分析 84
3 3 （結構化）函數/方法之間的耦合 86
3 3 1 內容耦合 86
3 3 2 公共耦合 88
3 3 3 控制耦合 90
3 3 4 印記耦合 92
3 3 5 數據耦合 95
3 3 6 隱式的耦合 97
3 3 7 函數/方法之間的耦合小結 100
3 4 （結構化）函數/方法的內聚 101
3 4 1 偶然內聚 102
3 4 2 邏輯內聚 102
3 4 3 時間內聚 103
3 4 4 過程內聚 104
3 4 5 通信內聚 106
3 4 6 順序內聚 107
3 4 7 功能內聚 108
3 4 8 函數/方法的內聚小結 110
3 5 （面向對象）類/對象之間的耦合 110
3 5 1 類/對象之間的耦合類型 110
3 5 2 方法之間的
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前言/序言
前 言
軟件設計是軟件開發的核心活動，軟件設計理論的發展推動著軟件工程的發展。很多基礎的軟件設計理論因為產生時間較早，已經很少被人提及，但它們仍然是理解軟件設計、做好軟件設計活動的基礎。
本書的目的是重新將這些基礎的軟件設計理論梳理出來，作為學習軟件設計新方法的基礎，幫助讀者更好地理解各種軟件設計技術。
本書的基本思路是：
1）介紹最為基礎的軟件設計理論，包括結構化編程理論、類型、模塊化、信息隱藏、面向對象設計原則、軟件設計方法學、軟件體系結構理論等。這些理論構成了不同階段、不同類型軟件設計活動的基礎。
2）始終貫徹軟件設計最為重要的質量觀念。從小規模軟件的程序正確性，到中大規模系統的可修改性，再到大規模軟件系統的可靠性、性能、安全性等質量，關注各種設計理論對這些質量的滿足能力。
3）書中設計了大量案例，通過案例解釋較為晦澀難懂的設計方法和技術，力求做到深入淺出。
4）探索軟件設計的根本目標、衡量標準、抽象與分解、物理與邏輯等較為深入的內容，希望能幫助讀者更深刻地理解軟件設計。
在過去的數年間，作者多次嘗試寫作本書，都因為各種緣由耽擱下來。直到這次，終於有時間完成。其中必有不足之處，希望後續能在讀者的反饋中完善。
本書寫作過程中，得到了家人和朋友的大力支持。非常感謝他們，沒有他們的鼓勵，我可能沒有毅力堅持完成本書的寫作。
作者
2024年1月于南京
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