软件工程详细设计

3
1 详细设计的目标和任务
从软件开发的工程化观点来看，在 使用程序设计语言编制程序以前， 需要对所采用算法的逻辑关系进行 分析，设计出全部必要的过程细节， 并给予清晰的表达。这就是详细设 计的任务。
4
基本任务
◦ 回答的关键问题：“怎样具体地实现这个 系统”。
◦ 主要任务是设计出程序的“蓝图”，供程 序员日后根据这个蓝图编写出实际的程序 代码。
（取消GOTO语句）
1）“当”型循环 2）直到型循环
A
T exp F
A
B
B
exp F T
A
A
F exp T
顺序结构
选择结构
循环结构
6
结构程序设计
经典的结构程序设计：顺序，选择， 当型循环 扩展的结构程序设计：顺序，选择+多分支，当型循环+
直到型循环 修正的结构程序设计：顺序，选择+多分支，当型循环+
所有条件
所有可能的 动作列表
条件组合矩阵
与每种条件组合 所对应的动作表
国内乘客 头等舱 残疾乘客 行李≤30kg 免费 (W-30)*2 (W-30)*3 (W-30)*4 (W-30)*6 (W-30)*8 (W-30)*2
◦ 注意：设计程序的蓝图，不是具体地编写 程序。 Program Design Coding
◦ 设计程序主要采用结构化的程序设计方法。
5
什么是结构程序设计
结构程序设计是一种设计程序的技术， 它采用自顶向下逐步求精的设计方法 和单入口单出口的控制结构。
*只使用三种基本的控制结构 *单入口单出口的控制结构
(1)程序流程图又称为程序框图，是早期软件设 计的主要工具。
(2)优点： 对控制流程的描绘很直观，便于初学者掌握。
(3)缺点： 程序流程图本质上不是逐步求精的好工具， 它诱使程序员过早地考虑程序的控制流程， 而不去考虑程序的全局结构。
12
程序流程图中用箭头代表控制流，因此程 序员不受约束，可以完全不顾结构程序设 计的精神，随意转移控制。
第六章 详细设计
（Program Design）
主要内容
详细设计的目标和任务（理解） 详细设计工具（应用） 程序复杂性的定量度量（理解） 人机界面设计（自学）
软 件 定 义
软
件
生
开
命
发
周
时
期
期
维 护 时 期
问题定义 可行性研究 需求分析
系统设计 系统实现
系统分析
总体设计 详细设计 编码和单元测试 综合测试
结构程序设计的缺点
存贮容量和运行时间较大（增加10%---20%）。
8
详细设计的原则与方法
1、清晰第一的设计风格 2、结构化的控制结构 3、逐步细化（逐步求精）的实现方
法
9
逐步求精的含义
总体设计阶段逐步求精的含义：把一个 复杂问题的解法分解和细化成一个由许 多模块组成的层次结构的软件系统。
在PAD中有相应的循环控制结构
PAD的扩充控制结2构6
2.4 判定表
判定表用于表示程序的静态 逻辑。
在判定表中的条件部分给出 所有的两分支判断的列表， 动作部分给出相应的处理。
27
判定表能够清晰地表示复杂的条件组合与应做 的动作之间的对应关系，而其它的工具不易表 示。
一张判定表由四部分组成，左上部列出所有条 件，左下部是所有可能做的动作，右上部是表 示各种条件组合的一个矩阵，右下部是和每种 条件组合相对应的动作。
(3)很容易确定局部和全程数据的作用域。 (4)很容易表现嵌套关系，也可以表示模块的层
次结构。
18
五种基本控制结构由五种图 形构件表示。
19
示例
20
N-S图的嵌套定义形式
a
b
T
x1
F
f
T x4 F
ig
k
h Do-Until
x5
Do-Until x6
j
k:
x2
1
23
Do-While
x3
c
d
e
21
详细设计阶段逐步求精的含义：把一个 模块的功能逐步分解细化为一系列具体 的处理步骤。
10
2 详细设计工具
在详细设计阶段，要决定各个模块的 实现算法，并精确地表达这些算法。
表达详细规格说明的工具叫做详细设 计工具，它可以分为以下三类: 图形工具 表格工具 语言工具
11
2.1 程序流程图
程序流程图不易表示数据结构。
程序流程图使用 五种基本控制结构是:
13
14
示例
15
程序流程图的标准符号
16
多出口判断
17
wk.baidu.com
2.2 N-S图
N-S图也叫做盒图。Nassi和Shneiderman 提出，有以下特点：
(1)功能域（即一个特定控制结构的作用域）明 确，很容易从盒图上看出。
(2)盒图没有箭头，不可以随意转移控制，不允 许违背程序设计的原则。
直到型循环，break结构
do case i
Case 1 Case 2 ... Case n
多分支结构
结构程序设计的优点
•显著提高软件开发工程的成功率和生产率； •程序具有清晰的层次结构，容易阅读和理解； •程序的静态结构和动态结构较一致，程序容易读和 理解，开发较易保证程序的正确性； •控制结构有确定的逻辑模式，编写程序代码简单 •源程序清晰流畅，易读易懂易测试； •可以重用的代码量最大； •程序的逻辑结构清晰，有利于程序正确性证明。
判定表的每一列实质上是一条规则，规定了与 特定的条件组合相对应的动作。
28
详细设计的工具 ---- 判定表
例子 假设某航空公司规定，乘客可以免费托运重量不超过30公斤的行李。 当行李重量超过30公斤时，对头等舱的国内乘客超重部分每公斤收费 4 元， 对其它舱的乘客超重部分每公斤收费 6 元，对外国乘客超重部分每公斤收费 比国内乘客多一倍，对残疾乘客超重部分每公斤收费比正常乘客少一半。用 判定表来表示与上述每种条件组合相对应的动作。
2.3 问题分析图(PAD)
PAD图由日本日立公司在1973年发明， 它用二维树型结构的图来表示程序的控 制流，比较容易翻译成程序代码。主要 特点：
(1)使用PAD图设计的程序必然是结构化程 序。
(2)PAD图描绘的程序结构十分清晰。 (3)用PAD图表现程序逻辑，易读、易懂、
易记。
22
(4)PAD图面向高级语言，容易将PAD图 转换成高级语言源程序
(5)PAD图既可用于表示程序逻辑，也可用 于描绘数据结构。
(6)PAD图的符号支持自顶向下、逐步求精 方法的使用。
23
PAD也设置了五种基本控制结构的 图式，并允许递归使用。
24
开始
结束
PAD描述的示例
25
对应于增量型循环结构 for i := n1 to n2 step n3 do