常用工程設(shè)計方法(現(xiàn)代設(shè)計方法主要)

1.現(xiàn)代設(shè)計方法主要有哪些

現(xiàn)代設(shè)計方法是隨著當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和計算機技術(shù)的廣泛應(yīng)用而在涉及領(lǐng)域發(fā)展起來的一門新興的多元交叉學(xué)科。它是以設(shè)計產(chǎn)品為目標(biāo)的一個總的知識群體的總稱。目前它的內(nèi)容主要包括：優(yōu)化設(shè)計、可靠性設(shè)計、計算機輔助設(shè)計、工業(yè)藝術(shù)造型設(shè)計、虛擬設(shè)計、疲勞設(shè)計、三次設(shè)計、相似性設(shè)計、模塊化設(shè)計、反求工程設(shè)計、動態(tài)設(shè)計、有限元法、人機工程、價值工程、并行工程、人工神經(jīng)元計算方法等。在運用他們進(jìn)行工程設(shè)計時，一般都以計算機作為分析、計算、綜合、決策的工具。本節(jié)以計算機輔助設(shè)計、優(yōu)化設(shè)計、可靠性設(shè)計、有限元法、工業(yè)藝術(shù)造型設(shè)計、設(shè)計方法學(xué)、三次設(shè)計等為例來說明現(xiàn)代設(shè)計方法的基本內(nèi)容與特點。

?1、計算機輔助設(shè)計

計算機輔助設(shè)計（Computer Aided Design），簡稱CAD。他是把計算機技術(shù)引入設(shè)計過程并用來完成計算、選型、繪圖及其他作業(yè)的一種現(xiàn)代設(shè)計方法。計算機、繪圖積極其他外圍設(shè)備構(gòu)成CAD硬件系統(tǒng)，而操作系統(tǒng)、語言處理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和應(yīng)用軟件等構(gòu)成CAD的軟件系統(tǒng)。通常所說的CAD系統(tǒng)是只由系統(tǒng)硬件和系統(tǒng)軟件組成，兼有計算、圖形處理、數(shù)據(jù)庫等功能，并能綜合利用這些功能完成設(shè)計作業(yè)的系統(tǒng)。典型的CAD工作過程如圖1-3所示。

?2、優(yōu)化設(shè)計

優(yōu)化設(shè)計（Optimal Design）是把最優(yōu)化數(shù)學(xué)原理應(yīng)用于工程設(shè)計問題，在所有可行方案中尋求最佳設(shè)計方案的一種現(xiàn)代設(shè)計方法。

在進(jìn)行工程優(yōu)化設(shè)計時，首先把工程問題按優(yōu)化設(shè)計所規(guī)定的格式建立數(shù)學(xué)模型，然后選用合適的優(yōu)化計算方法在計算機上對數(shù)學(xué)模型進(jìn)行尋優(yōu)求解，得到工程設(shè)計問題的最優(yōu)設(shè)計方案。

在建立優(yōu)化設(shè)計數(shù)學(xué)模型的過程中，把影響設(shè)計方案選取的那些參數(shù)稱為設(shè)計變量；設(shè)計變量應(yīng)當(dāng)滿足的條件稱為約束條件；而設(shè)計者選定來衡量設(shè)計方案優(yōu)劣并期望得到改進(jìn)的指標(biāo)表示為設(shè)計變量的函數(shù)，稱為目標(biāo)函數(shù)。設(shè)計變量、約束函數(shù)、目標(biāo)函數(shù)組成了優(yōu)化設(shè)計問題的數(shù)學(xué)模型。優(yōu)化設(shè)計需要把數(shù)學(xué)模型和優(yōu)化算發(fā)放到計算機程序中用計算機自動尋優(yōu)求解。常用的優(yōu)化算法有：0.618法、鮑威爾（Power）法、變尺度法、復(fù)合型法、懲罰函數(shù)法。

3、可靠性設(shè)計

可靠性設(shè)計（Reliability Design）是以概率論和數(shù)理統(tǒng)計為理論基礎(chǔ)，是以失效分析、失效預(yù)測及各種可靠性試驗為依據(jù)，以保證產(chǎn)品的可靠性為目標(biāo)的現(xiàn)代設(shè)計方法。

可靠性設(shè)計的基本內(nèi)容是：選定產(chǎn)品的可靠性指標(biāo)及量值，對可靠性指標(biāo)進(jìn)行合理的分配，再把規(guī)定的可靠性指標(biāo)設(shè)計到產(chǎn)品中去。

?4、有限元法

有限元法（Finite Method）是以電子計算機為工具的一種數(shù)值計算方法。目前，該方法不僅能用于工程中復(fù)雜的非線性問題、非穩(wěn)態(tài)問題（如結(jié)構(gòu)力學(xué)、流體力學(xué)、熱傳導(dǎo)、電磁場等方面的問題）的求解，而且還可以用于工程設(shè)計中進(jìn)行復(fù)雜結(jié)構(gòu)的靜態(tài)和動力學(xué)分析，并能準(zhǔn)確地計算復(fù)雜零件的應(yīng)力分布和變形，成為復(fù)雜零件強度和剛度計算的有利分析工具。

?5、工業(yè)藝術(shù)造型設(shè)計

工業(yè)藝術(shù)造型設(shè)計時工程技術(shù)與美學(xué)藝術(shù)相結(jié)合的一門新學(xué)科。他是旨在保證產(chǎn)品使用功能的前提下，用藝術(shù)手段按照美學(xué)法則對工業(yè)產(chǎn)品進(jìn)行造型活動，包括結(jié)構(gòu)尺寸、體面形態(tài)、色彩、材質(zhì)、線條、裝飾及人際關(guān)系等因素進(jìn)行有機的綜合處理，從而設(shè)計出優(yōu)質(zhì)美觀的產(chǎn)品造型。實用和美觀的最佳統(tǒng)一是工業(yè)藝術(shù)造型的基本原則。

這一學(xué)科的主要內(nèi)容包括：造型設(shè)計的基本要素、造型設(shè)計的基本原則、美學(xué)法則、色彩設(shè)計、人機工程學(xué)等。

?6、反求工程設(shè)計

反求工程設(shè)計（Reverse Engineering）是消化吸收并改進(jìn)國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)的一系列工作方法和技術(shù)的總和。它是通過實物或技術(shù)資料對已有的先進(jìn)產(chǎn)品進(jìn)行分析、解剖、試驗，了解其材料、組成、結(jié)構(gòu)、性能、功能，掌握其工藝原理和工作機理，已進(jìn)行消化仿制、改進(jìn)或發(fā)展、創(chuàng)造新產(chǎn)品的一種方法和技術(shù)。它是針對消化吸收先進(jìn)技術(shù)的系列分析方法和應(yīng)用技術(shù)的組合。

2.反求工程設(shè)計的基本方法有哪些

所謂反求工程，就是已經(jīng)有了一個產(chǎn)品樣品，要來設(shè)計并制造出這個產(chǎn)品。

所以首先是對產(chǎn)品樣品的檢測；

然后進(jìn)行設(shè)計。模具行業(yè)中反求工程（逆向工程）一般可分為四個階段： 第一步： 零件原形的數(shù)字化 通常采用三坐標(biāo)測量機（CMM）或激光掃描儀等測量裝置來獲取零件原形表面點的三維坐標(biāo)值。 第二部： 從測量數(shù)據(jù)中提取零件原形的幾何特征 按測量數(shù)據(jù)的幾何屬性對其進(jìn)行分割，采用幾何特征匹配與識別的方法來獲取零件原形所具有的設(shè)計與加工特征。 第三部： 零件原形CAD模型的重建 將分割后的三維數(shù)據(jù)在CAD系統(tǒng)中分別做表面模型的擬合，并通過各表面片的求交與拼接獲取零件原形表面的CAD模型。 第四部： 重建CAD模型的檢驗與修正 采用根據(jù)獲得的CAD模型重新測量和加工出樣品的方法來檢驗重建的CAD模型是否滿足精度或其他試驗性能指標(biāo)的要，對不滿足要求者重復(fù)以上過程，直至達(dá)到零件的逆向工程設(shè)計要求。

3.設(shè)計師的設(shè)計方法有哪些

以下方法供你參考吧。關(guān)鍵還是要靠你自己平時多積累，積累多了，畫多了，思考多了，水到渠成。

一、沿用設(shè)計思維方法

1、模仿設(shè)計

2、移植設(shè)計

3、替代設(shè)計

4、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計

5、專利應(yīng)用設(shè)計

6、集約化設(shè)計

二、創(chuàng)造設(shè)計思維方法

1、頭腦風(fēng)暴法

2、綜攝法

3、聯(lián)想法

4、移植法

5、發(fā)散思維法

6、稽核問題表法

7、焦點發(fā)

8、缺點列舉法

9、希望點列舉法

10、特征列舉法

4.建筑工程設(shè)計包括那三個方面

建筑工程設(shè)計包括三個方面：做方案設(shè)計，技術(shù)設(shè)計，和施工圖繪制。

1.方案設(shè)計：了解設(shè)計要求，獲得必要設(shè)計數(shù)據(jù)，繪制出各層主要平面，剖面和立面，有必要時甚至要畫出效果圖來。要標(biāo)出房屋的主要尺寸，面積，高度，門窗位置和設(shè)備位置等，以充分表達(dá)出設(shè)計意圖，結(jié)構(gòu)形式和構(gòu)造特點。這階段和業(yè)主，使用該房屋相關(guān)人員接觸比較多，如果方案確定，就可以進(jìn)入下步的技術(shù)設(shè)計階段。

2.技術(shù)設(shè)計：一般要是不太復(fù)雜的工程，這就省掉了。這一階段主要是和其他建筑工種互相提供資料，提出要求，協(xié)調(diào)與各工種（比如結(jié)構(gòu)，水電，暖通，電氣等）之間的關(guān)系，為后續(xù)編制施工圖打好基礎(chǔ)。在建筑設(shè)計上，這一步驟就是要求建筑工種標(biāo)明與其他技術(shù)工種有關(guān)的詳細(xì)尺寸，并編制建筑部分的技術(shù)說明。

3.施工圖繪制：這是建筑設(shè)計中，勞動量最大，也是完成成果的最后一步，主要功能就是繪制出滿足施工要求的施工圖紙，確定全部工程尺寸，用料，造型。在建筑設(shè)計上就是要完成建筑施工圖的全套圖紙。

5.建筑設(shè)計有什么常用方法

當(dāng)我們評價一個建筑內(nèi)部功能或是外立面設(shè)計優(yōu)劣的時候。

往往可以清楚地感覺到設(shè)計師具有強烈個人色彩的設(shè)計傾向。這種個人設(shè)計風(fēng)格在建筑上的使用為建筑帶來了各不相同的風(fēng)格和特點。

有的直白、有的夸張、有的含蓄、有的偏執(zhí)、有的粗枝大葉、有的精益求精……作為建筑師，你又如何確定自己的建筑設(shè)計方法和建筑風(fēng)格呢？ 為什么在設(shè)計中建筑時總會感到靈感枯竭或是手法單調(diào)乏味？如何在高手云集的設(shè)計競標(biāo)中脫穎而出呢？怎樣的設(shè)計可以與環(huán)境相協(xié)調(diào)又讓人過目不忘？這些問題所有的建筑師都會遇到。 找到正確的方法，成為建筑設(shè)計中的重要問題。

1。 原則問題 作為建筑師，做設(shè)計的時候首先應(yīng)把握基本原則，保證設(shè)計的基本合理性。

這是保證設(shè)計質(zhì)量的基礎(chǔ)。 原則問題可以分為兩類：職業(yè)規(guī)范及國家規(guī)范；以人為本的原則。

職業(yè)規(guī)范就是建筑學(xué)教育中所學(xué)到的空間組織劃分、色彩、功能、形式美的基本規(guī)律等基本原則。 雖然絕大多數(shù)建筑師具有較高的素養(yǎng)，但是建筑師往往會在一些基本問題上欠考慮。

如色彩、空間關(guān)系等問題。 國家現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn) 建筑在一個國家安全和國民經(jīng)濟(jì)中占有十分重要的作用。

從安全合理、經(jīng)濟(jì)適用、可控性、標(biāo)準(zhǔn)化等方面出發(fā)，國家出臺并頒布了一系列的法規(guī)、法律。 建筑師在從業(yè)過程中，時時刻刻受規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的約束。

這些規(guī)范的制訂，保證了建筑設(shè)計的基本質(zhì)量，代表了國家保障絕大多數(shù)人民的合法權(quán)益。 以人為本的原則 以人為本的原則在建筑設(shè)計中應(yīng)考慮三種人的利益。

一，甲方，即建設(shè)單位的利益。建筑設(shè)計中應(yīng)充分考慮甲方對項目功能及經(jīng)濟(jì)性的要求。

二，使用者的利益。使用者有時候是甲方，絕大多數(shù)情況下不是。

使用者的職業(yè)各不相同，數(shù)量也不同。滿足每個使用者的生理及心理需求的建筑師不可推卸責(zé)任。

三，施工單位的利益。這里面也包含了對施工企業(yè)施工的經(jīng)濟(jì)性及便捷性、安全性的考量。

同時也要照顧到農(nóng)民工、設(shè)備安裝人員甚至包工頭的利益及安全。 2。

當(dāng)代建筑設(shè)計思潮及其哲學(xué)思想 談到建筑設(shè)計方法必然涉及現(xiàn)代建筑界較活躍的建筑設(shè)計思想和流派。 現(xiàn)代建筑的源泉來自于1900年代的現(xiàn)代建筑運動，現(xiàn)今幾乎所有的流派都源自格羅皮烏斯、勒。

柯布西耶、密斯凡得羅和F。L。

賴特四位現(xiàn)代建筑大師。 此后無論是繼承他們衣缽的繼續(xù)發(fā)展還是與其絕然對立的反動，所有的建筑痕跡都保持著現(xiàn)代建筑運動留下的痕跡。

1）對現(xiàn)代建筑運動的繼承和發(fā)展： 美國白色派大師理查德。邁耶受勒。

柯布西耶影響頗深，他的建筑以現(xiàn)代建筑簡練的方盒子建筑出發(fā)，謹(jǐn)慎地使用曲線和外廊作為活躍元素。 但他對材料的領(lǐng)悟和對細(xì)部及比例的精益求精使他的建筑成為經(jīng)典之作。

光線、市民空間、白色、變換空間關(guān)系成為大師所關(guān)心的主要問題。 與其流派近似的還有日本的安藤忠雄，他的建筑充滿禪意，用最簡潔的元素表達(dá)出日本人特有的寧靜、樸素的世界觀。

另一個要提到的建筑師是斯蒂文。 霍爾。

霍爾是現(xiàn)代建筑史上最善于利用自然光線的大師之一。在空間上他的建筑并不難懂，外觀上有著難能可貴的單純與內(nèi)斂。

霍爾對空間大局劈斧般大氣不拘、對局部獨特經(jīng)驗的微觀細(xì)致美感關(guān)注能力。他的建筑遠(yuǎn)觀時有著草書般揮灑不拘小節(jié)的大氣自信，但在細(xì)部上，則令人驚奇的展露出對手工精致、藝術(shù)原創(chuàng)性與真實感的敏銳詩意感性。

他的西雅圖圣。伊格那修教堂成為現(xiàn)代建筑的典范。

2）對現(xiàn)代建筑技術(shù)性的追求和癡迷： 英國建筑師羅杰斯和皮亞諾從巴黎蓬皮杜文化中心出發(fā)開始了一系列驚心動魄的歷險。羅杰斯將金屬制品和設(shè)備管道的組合變成了優(yōu)美的技術(shù)藝術(shù)；而皮亞諾走的更遠(yuǎn)，他將高技派的特色和印度洋海島土著的建筑風(fēng)格完美的統(tǒng)一起來，他設(shè)計的文化中心如同金色的風(fēng)帆，甚至達(dá)到了悉尼歌劇院的藝術(shù)高度。

這種從密斯繼承來的對材料，尤其是對鋼和玻璃的技術(shù)癡迷，使高技派風(fēng)格風(fēng)靡了整個世界。 高技派在日本的發(fā)展趨向了多元化，其中有代表性的建筑師是伊東豐雄。

伊東豐雄師從于老一輩建筑師菊竹青訓(xùn)，菊竹是現(xiàn)代建筑風(fēng)格的大師， 伊東豐雄的風(fēng)格并非來自于已開始對材料的癡迷。 恰恰相反，伊東豐雄風(fēng)格的轉(zhuǎn)變源自于他獨特的建筑觀：機器與風(fēng)，建筑的暫時性。

這種建筑哲學(xué)的確立，使伊東豐雄找到了白色的鋼管和無色的玻璃，以及各種可以用來表達(dá)風(fēng)和流動的各種片狀或是管狀結(jié)構(gòu)。他的風(fēng)之塔和仙臺媒體中心為其贏得了國際聲譽。

3）對直線和重力的完全顛覆 這類建筑師往往不太受包豪斯傳統(tǒng)建筑教育思想的影響。 其外部形態(tài)扭曲或是散亂，深受現(xiàn)代藝術(shù)影響而顯得喧鬧、雜亂或是神秘。

但在線條上卻有著自然界生物流暢的曲線。 美國建筑師弗蘭格。

蓋里是表現(xiàn)最突出的一個。他用詩意夢幻的涂鴉構(gòu)想來設(shè)計草圖，然后用設(shè)計幻影戰(zhàn)斗機的3D軟件來進(jìn)行三維設(shè)計。

最后用最原始的施工辦法：堆土堆的辦法堆出真實體量，再在上面澆灌鋼筋混凝土。 而這實施的過程，都需要杰出的結(jié)構(gòu)工程師精心的配合。

這種顛覆傳統(tǒng)的設(shè)計思想并未妨礙蓋里設(shè)計出搖滾樂博物館、拉維萊特家具博物館以及比爾巴鄂古根海姆美術(shù)館這樣的不朽杰作。 另一位杰出的。

6.工程施工方法有哪些

1. 施工組織設(shè)計（2013.12.15）

2. 井點降水施工方案（2013.12.20）

3. 地下車庫土方施工方案（2013.12.20）

4. 基坑開挖施工方案（2013.12.20）

5. 臨時用水施工方案（2013.12.20）

6. 臨時用電施工方案（2013.12.20）

7. 文明環(huán)境施工方案（2013.12.20）

8. 臨時消防施工方案（2013.12.20）

9. 質(zhì)量通病防治方案和施工措施（2013.12.20）

10. 測量放線施工方案（2013.12.21）

11. 褥墊層施工方案（2014.2.28）

12. 基礎(chǔ)筏板混凝土施工方案（2014.3.20）

13. 鋼筋施工方案（2013.12.20）

14. 模板施工方案（2013.12.20）

15. 混凝土施工方案（2013.12.20）

16. 防水施工方案（2014.3.5）

7.工程中常用的四種圖示方法

(1)透視投影：透視投影是用中心投影法將形體投射到投影面上，從而獲得的一種較為接近視覺效果的單面投影圖。

它具消失感、距離感、相同大小的形體呈現(xiàn)出有規(guī)律的變化等一系列的透視特性，能逼真地反映形體的空間形象。透視投影也稱為透視圖，簡稱透視。

在建筑設(shè)計過程中，透視圖常用來表達(dá)設(shè)計對象的外貌，幫助設(shè)計構(gòu)思，研究和比較建筑物的空間造型和立面處理，是建筑設(shè)計中重要的輔助圖樣。 透視投影符合人們心理習(xí)慣，即離視點近的物體大，離視點遠(yuǎn)的物體小，遠(yuǎn)到極點即為消失，成為滅點。

它的視景體類似于一個頂部和底部都被切除掉的棱椎，也就是棱臺。這個投影通常用于動畫、視覺仿真以及其它許多具有真實性反映的方面。

（2）軸測投影：將物體連同其參考直角坐標(biāo)系，沿不平行于任一坐標(biāo)面的方向，用平行投影法將其投射在一個投影面上所得到的圖形。 軸測投影是平行投影的一種。

將物體放在三個坐標(biāo)面和投影線都不平行的位置，使它的三個坐標(biāo)面在一個投影上都能看到，從而具有立體感，稱為“軸測投影”。這樣繪出的圖形，稱為“軸測圖”。

軸測圖在工程技術(shù)及其他科學(xué)中常有應(yīng)用。 在軸側(cè)圖中，物體上與任一坐標(biāo)軸平行的長度均可按一定的比率來量度。

三軸向的比率都相同時稱為“等測投影”，其中兩軸向比率相同時稱為“二測投影”，三軸向比率均不相同時稱為“三測投影”。軸測投影中投射線與投影面垂直的稱為“正軸測投影”，傾斜的稱為“斜軸測投影”。

（3）標(biāo)高投影；在物體的水平投影上，加注其某些特征面、線以及控制點的高度數(shù)值的正投影。 （4）多面正投影：多面正投影圖是用多個投影圖來表達(dá)各個表面的投影圖，這種圖的特點是度量性好，可反映真實圖形、作圖簡便，適用于表達(dá)設(shè)計施工思想的技術(shù)文件，它是工程設(shè)計的主要表達(dá)方式.其缺點是直觀性不強，需要掌握一定的投影知識才能看懂.。

8.機械工程常用現(xiàn)代設(shè)計理論方法有哪些

1）信息論方法， 如信息分析法、技術(shù)預(yù)測法等。

它是現(xiàn)代設(shè)計方法的前提。 2）系統(tǒng)論方法， 如系統(tǒng)分析法、人機工程以及面向產(chǎn)品生命周期的設(shè)計。

3）控制論方法， 如動態(tài)分析法等。 4）優(yōu)化論方法， 它是現(xiàn)代設(shè)計方法的目標(biāo)。

5）對應(yīng)論方法， 如相似設(shè)計、反求工程設(shè)計等。 6）智能論方法， 如CAE 、并行工程、人工智能等是現(xiàn)代設(shè)計方法的核心。

7）壽命論方法， 如可靠性設(shè)計、價值工程和穩(wěn)健性設(shè)計等。 8）離散論方法， 如有限元和邊界元方法。

9）模糊論方法， 如模糊評價和決策等。 10）突變論方法， 如創(chuàng)造性設(shè)計等。

它是現(xiàn)代設(shè)計方法的基礎(chǔ)。 11）藝術(shù)論方法 ， 如藝術(shù)造型等。

9.軟件工程設(shè)計方法有哪些

設(shè)計方法 設(shè)計通常被描述為一個多步的過程，其主要任務(wù)是從信息需求中綜合出數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的表示、程序結(jié)構(gòu)、接口特征和過程細(xì)節(jié)。

Freeman在[FRE80]中對設(shè)計有較為詳細(xì)的描述： 設(shè)計是一項主要考慮進(jìn)行重要決策的活動，這些決策通常都與結(jié)構(gòu)有關(guān)。 設(shè)計與編程都要考慮抽象信息表示，但其詳細(xì)程度與編程有很大的不同。

設(shè)計的結(jié)果是一個一致的、合理計劃的程序表示，主要描述高層各部分的相互關(guān)系和低層所需的邏輯操作… 在前一章我們已經(jīng)指出，設(shè)計是由信息驅(qū)動的。各種軟件設(shè)計方法主要考慮分析模型中的三個域，因此數(shù)據(jù)、功能和行為三個域是整個設(shè)計創(chuàng)建活動的指南。

本章將討論多種用于創(chuàng)建設(shè)計模型（見圖13-1）的各個層次的方法，本章的目標(biāo)是提供一個系統(tǒng)地完成設(shè)計的方法，設(shè)計的結(jié)果就是構(gòu)造軟件的藍(lán)圖。14。

1 數(shù)據(jù)設(shè)計 數(shù)據(jù)設(shè)計是實施軟件工程中的四個設(shè)計活動的第一個（有人也認(rèn)為是最重要的一個）。由于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對程序結(jié)構(gòu)和過程復(fù)雜性都有影響，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對軟件質(zhì)量的影響是很深遠(yuǎn)的。

信息隱蔽和抽象數(shù)據(jù)的概念為數(shù)據(jù)設(shè)計提供了基礎(chǔ)。 Wasserman在參考文獻(xiàn)[WAS80]中總結(jié)了數(shù)據(jù)設(shè)計的過程： 數(shù)據(jù)設(shè)計的主要活動是選擇對需求定義和規(guī)約過程中找出來的數(shù)據(jù)對象（數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)）的邏輯表示。

選擇過程可以包括對候選結(jié)構(gòu)進(jìn)行算法分析，以決定出效率最高的結(jié)構(gòu)；選擇過程也可以只使用一組模塊（一個包），在對象的某種表示上提供需要的操作。 設(shè)計中的另一個相關(guān)的活動是標(biāo)識要直接作用于邏輯數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的程序模塊，這樣，各個數(shù)據(jù)設(shè)計決策的影響域就受到了約束。

無論采用哪種設(shè)計技術(shù)，好的數(shù)據(jù)設(shè)計將改善程序結(jié)構(gòu)和模塊劃分，降低過程復(fù)雜性。 Wasserman[WAS80]提出了一組用于數(shù)據(jù)規(guī)約和設(shè)計的原則。

在實際應(yīng)用中，數(shù)據(jù)設(shè)計在創(chuàng)建分析模型（見第12章）就已經(jīng)開始了，考慮到需求分析和設(shè)計經(jīng)常要重疊，我們主要考慮以下一組數(shù)據(jù)規(guī)約原則[WAS80]: 1。用于功能和行為的系統(tǒng)分析原則也應(yīng)用于數(shù)據(jù)。

我們通常要在導(dǎo)出、復(fù)審和刻畫功能需求和初步設(shè)計上花很多時間和工作量；數(shù)據(jù)對象及其關(guān)系、數(shù)據(jù)流和內(nèi)容的表示也應(yīng)該按步驟進(jìn)行開發(fā)和復(fù)審，其他可選的數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)也應(yīng)加以考慮，數(shù)據(jù)模型對于軟件設(shè)計的影響也應(yīng)得到正確的評估，例如，一個多環(huán)鏈表可能可以很好地滿足數(shù)據(jù)需求，但它也可能導(dǎo)致過于復(fù)雜的軟件設(shè)計，而其他替代的數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)可能會得到更好的結(jié)果。 2。

應(yīng)該標(biāo)識所有的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及其上的操作。設(shè)計一個高效的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)必須考慮其上的操作（見參考文獻(xiàn)[AHO83]），例如，考慮一個由不同數(shù)據(jù)元素組成的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在許多重要的軟件功能中都要操作這個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

通過評估該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上的操作，可定義一個抽象數(shù)據(jù)類型，以便在以后的軟件設(shè)計中使用。 抽象數(shù)據(jù)類型的規(guī)約將大大簡化軟件設(shè)計。

3。應(yīng)當(dāng)建立數(shù)據(jù)字典，并用于數(shù)據(jù)設(shè)計和程序設(shè)計。

數(shù)據(jù)字典的概念在第12章中已經(jīng)介紹，數(shù)據(jù)字典明確表示了數(shù)據(jù)對象間的關(guān)系以及對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的元素的約束。如果有一個類似字典的數(shù)據(jù)規(guī)約存在，那些必須利用某些特定關(guān)系的優(yōu)秀算法的定義將得到簡化。

4。低層的設(shè)計決策應(yīng)該推遲到設(shè)計過程的后期。

數(shù)據(jù)設(shè)計可以采用逐步求精的過程，也就是說，總體的數(shù)據(jù)組織可以在需求分析階段定義，在概要設(shè)計中進(jìn)行精化，并在以后的設(shè)計迭代中進(jìn)行詳細(xì)描述。在數(shù)據(jù)設(shè)計中應(yīng)用自頂向下方法的優(yōu)點與在軟件設(shè)計中應(yīng)用自頂向下方法的優(yōu)點類似：主要的結(jié)構(gòu)屬性要首先進(jìn)行設(shè)計和評估，以便建立數(shù)據(jù)的體系結(jié)構(gòu)。

5。只有那些需要直接使用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部數(shù)據(jù)的模塊才能看到該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的表示。

信息隱蔽的概念以及相關(guān)的耦合概念為軟件設(shè)計質(zhì)量的評估提供了依據(jù)。本原則不但強調(diào)了這兩個概念的重要性，還強調(diào)了“將數(shù)據(jù)對象的邏輯視圖和物理視圖分開的重要性”[WAS80]。

6。應(yīng)該開發(fā)一個由有用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和應(yīng)用于其上的操作組成的庫。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和操作都應(yīng)被看作可用于軟件設(shè)計的資源，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計可以考慮到復(fù)用。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)模板（抽象數(shù)據(jù)類型）庫可以減少數(shù)據(jù)規(guī)約和設(shè)計的工作量。

7。軟件設(shè)計和程序設(shè)計語言應(yīng)該支持抽象數(shù)據(jù)類型的規(guī)約和實現(xiàn)。

如果沒有辦法對已有的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)直接進(jìn)行規(guī)約，復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)（以及對應(yīng)的設(shè)計）將變得非常困難。例如，如果目標(biāo)語言是Fortran的話，實現(xiàn)（或設(shè)計）一個鏈表或多層異構(gòu)數(shù)組將是非常困難的，因為Fortran不支持直接對這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行規(guī)約。

以上這些原則為數(shù)據(jù)設(shè)計提供了基礎(chǔ)，它們既可以應(yīng)用在軟件工程的定義階段，也可以應(yīng)用在開發(fā)階段。 在本書的其他部分我們已經(jīng)指出，清晰的信息定義是軟件開發(fā)成功的關(guān)鍵。