软件设计是将用户需求转换为某种合适形式的过程，可帮助程序员进行软件编码和实现。

为了评估用户需求，创建了SRS(软件需求规范)文档，而对于编码和实现，则需要在软件方面更具体，更详细的需求。该过程的输出可以直接用于以编程语言实现的过程。

软件设计是SDLC(软件设计生命周期)的第一步，它将注意力从问题领域转移到解决方案领域。它试图指定如何满足SRS中提到的要求。

软件设计水平

软件设计产生三个级别的结果：

• 建筑设计-建筑设计是系统的最高抽象版本。它将软件标识为具有许多相互交互的组件的系统。在这个级别上，设计人员可以想到提议的解决方案领域。
• 高级设计-高级设计将体系结构设计的“单个实体-多个组件”概念分解为对子系统和模块的抽象视图，并描述了它们之间的相互作用。高级设计着重于如何以模块形式实现系统及其所有组件。它识别每个子系统的模块化结构以及它们之间的关系和交互。
• 详细设计-详细设计处理在前两个设计中被视为系统及其子系统的实现部分。有关模块及其实现的详细信息。它定义了每个模块的逻辑结构及其与其他模块进行通信的接口。

模块化

模块化是一种将软件系统划分为多个离散且独立的模块的技术，这些模块有望能够独立执行任务。这些模块可以作为整个软件的基本结构。设计人员倾向于设计模块，以便可以分别和独立地执行和/或编译它们。

模块化设计无意遵循“分而治之”的问题解决策略，这是因为软件的模块化设计还具有许多其他好处。

模块化的优势：

• 较小的组件更易于维护
• 程序可以根据功能方面进行划分
• 可以在程序中引入所需的抽象级别
• 内聚性高的组件可以再次使用
• 可以并发执行
• 从安全角度考虑

并发

时光倒流，所有软件都应按顺序执行。通过顺序执行，我们的意思是编码指令将一个接一个地执行，这意味着在任何给定时间仅激活了程序的一部分。假设一个软件具有多个模块，那么在任何执行时间都只能发现所有模块中的一个处于活动状态。

在软件设计中，并发是通过将软件分成多个独立的执行单元(如模块)并并行执行来实现的。换句话说，并发为软件提供了相互并行执行多于一部分代码的能力。

程序员和设计人员有必要认识到那些可以并行执行的模块。

例

文字处理器中的拼写检查功能是一个软件模块，与文字处理器本身一起运行。

耦合与内聚

将软件程序模块化后，其任务将根据某些特性分为几个模块。众所周知，模块是为了完成某些任务而组合在一起的一组指令。尽管它们被视为单个实体，但可以相互参照以一起工作。有一些方法可以衡量模块设计的质量以及它们之间的相互作用。这些措施称为耦合和内聚。

凝聚

内聚性是一种定义模块元素内相互依赖程度的度量。内聚性越大，程序设计越好。

凝聚力有七种类型，即–

• 偶然的内聚-这是计划外的和随机的内聚，这可能是出于模块化目的将程序分成较小的模块的结果。由于它是计划外的，因此可能会使程序员感到困惑，并且通常不被接受。
• 逻辑内聚力-将按逻辑分类的元素放到一个模块中时，这称为逻辑内聚力。
• 时间内聚-组织模块的元素以便在相似的时间点对它们进行处理时，这称为时间内聚。
• 程序内聚-将模块的元素分组在一起并顺序执行以执行任务时，这称为程序内聚。
• 沟通凝聚力-当模块的元素组合在一起时，它们依次执行并处理相同的数据(信息)，这称为沟通凝聚力。
• 顺序内聚-由于一个元素的输出充当另一个元素的输入，因此将模块的元素分组时，依此类推，这称为顺序内聚。
• 功能性内聚力-被认为是最高的内聚力，并且是高度期望的。功能内聚中的模块元素归为一组，因为它们都有助于一个明确定义的函数。也可以重用。

耦合

耦合是一种定义程序模块之间相互依赖程度的度量。它告诉模块在什么级别上相互干扰和交互。耦合越小，程序越好。

耦合有五个级别，即-

• 内容耦合-当一个模块可以直接访问或修改或引用另一个模块的内容时，称为内容级别耦合。
• 通用耦合-当多个模块具有对某些全局数据的读写访问权限时，称为通用或全局耦合。
• 控制耦合-如果两个模块之一决定另一个模块的函数或更改其执行流程，则称为两个模块。
• 标记耦合-当多个模块共享公共数据结构并在其中的不同部分上工作时，称为标记耦合。
• 数据耦合-数据耦合是指两个模块通过传递数据(作为参数)相互交互。如果模块将数据结构作为参数传递，则接收模块应使用其所有组件。

理想情况下，没有耦合被认为是最好的。

设计验证

软件设计过程的输出是设计文档，伪代码，详细的逻辑图，过程图以及所有功能或非功能需求的详细说明。

下一阶段，即软件的实现，取决于上述所有输出。

然后有必要在进行下一阶段之前验证输出。尽早发现任何错误，发现情况会更好，或者直到测试产品后才可能发现。如果设计阶段的输出采用正式符号形式，则应使用其相关的验证工具，否则可以使用全面的设计审查进行验证和确认。

通过结构化的验证方法，审阅者可以检测到由于忽略某些情况而可能导致的缺陷。好的设计审查对于好的软件设计，准确性和质量很重要。