23、软件设计与实时调度全解析

软件设计与实时调度全解析

1. 软件设计概述

在软件开发过程中，我们常常会面临直接编写代码的冲动。对于简单程序，这样做或许不会引发大问题，但当程序复杂度增加时，设计就显得尤为重要。软件设计是架构与实现之间的中间环节，架构关注模块的组织与功能，设计聚焦单个模块的内部结构和构建方式，而实现则是具体的代码。

例如，架构中可能有一个过滤传感器数据的模块，对应的设计会描述过滤的具体方式，如使用缓冲区存储最近的样本并取平均值；而实现则涉及缓冲区名称、样本位置跟踪、高效计算平均值以及避免数值溢出等细节。

1.1 良好设计的重要性

• 避免陷入细节 ：开发者在设计阶段可以专注于程序的整体逻辑，而不必过早纠结于具体的变量名和代码实现。例如，设计传感器数据过滤器时，关键是确定过滤技术，而非循环中用于索引样本缓冲区的变量名。
• 便于发现错误 ：通过抽象掉无关细节，设计能让我们更好地理解程序的整体运行情况，在投入大量时间编写代码之前更容易发现错误。

1.2 可能出现的问题症状

• 抽象层次不当
  • 无设计 ：只有实现代码，开发者可能将代码注释误认为是设计，但实际上注释无法提供真正设计的益处。
  • 设计过细 ：设计中出现可执行代码行，如流程图中每个框都包含一行代码，这实际上是实现的图形化表示，而非真正的设计。