第五章_软件工程(详细设计)介绍

残疾乘客
行李重量 W 30
免费
课堂练习：
某校根据专、兼职教师决定其课时标准。规定专职教师课 时津贴：教授50元，副教授40元，讲师30元，助教20元；兼职 教师中教授60元，副教授50元，讲师40元，助教30元；试用判 定表和判定树表示各类教师的课时津贴。 条件取值表
条件名 取 值 教 授 副教授 讲 师 助 教 专职 兼职 符 号 A B C D T F 取值数
4
3、详细设计原则： ①采用自顶向下、逐步求精的程序设计方法。 在详细设计过程中，采用逐步求精的方法可以 降低待处理问题的复杂度。 ② 使用顺序、选择、循环三种基本结构构造程序， 具有单入、单出的控制结构（取消GOTO语句， 以限制无条件跳转） ③设计人员组织结构采用“外科医生—助手”模式。 在这种组织结构中，外科医生和助手都应了解 相关设计内容，但外科医生在设计中起主导作用， 是设计的技术负责人，助手只起技术支持作用。 此种模式区别于传统的“平等组合”模式，使设 计责任集中在少数人身上，避免了因观点不同而 5 造成的设计策略和接口的差异。
第五章 详细设计
总体设计是实现模块的划 分和模块接口的设计；
详细设计也称过程设计。 详细 设计则是对每个模块给出详细 的过程性描述。
但是，这些描述是应用详 细设计的表达工具来表达，而 不是计算机上运行的程序。 1
§1. 详细设计的过程和任务
1、 详细设计的任务
详细设计的总体目标是确定怎样具体地实现所 要求的系统。即对软件结构图的每个模块所采用的 逻辑关系进行分析，设计出全部必要的过程细节， 并给出清晰的描述，从而在编码阶段可以把这个描 述直接翻译成某种程序设计语言书写的程序。详细 设计的结果对最终程序代码的质量起着决定性的作 用，对软件的测试和维护人员了解模块的内部结构 也是很重要的。
条件定义 动作定义 条件取值的组合 在各种取值的组合下应执行的动作
31
判定表的优点是能够简洁、无二义性地描述所 有的处理规则，但只能表示静态逻辑，不能作为通 用的设计工具。 例：申请汽车保险时规定：若申请者年龄在 21岁以下， 要额外收费；在21岁以上并26岁以下的女性，适合A 类保险；26岁以下的已婚男性或26岁以上的男性，适 合B类保险； 21岁以下的女性或26岁以下的单身男性， 适合C类保险；其他类型的人适合A类保险。
不是二次方程 X1,2=-b/2a
B2-4ac>0
Y
X 1, 2
b
N
X 1, 2 b 2a (b 2 4ac) i 2a
b 2 4ac 2a
11
结 束
优点：使用方便、绘制简单、容易掌握，
且历史“悠久”，使用广泛。 缺点：①本质上不具备逐步求精的特点， 对于提高大型系统的可理解性作用甚微； ②不易表示数据结构； ③随意性太强，流程箭头灵活性过 大，转移控制太方便。
输出数组a
开始
输入a
a[i] ↔ a[i+1]
j=1, N-1,1
i=1, N-j, 1
a[i]>a[i+1]
结束
输出 a
28
§2. 工具
特点：
①结构清晰，层次分明，易读、易懂、易记；
②支持逐步求精的设计思想；
③支持结构化程序设计；
④容易将PAD自动转换为高级语言源程序。
PAD不如程序流程图和N-S图普及。
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＊4、PDL（过程设计语言）
是一种描述功能模块算法设计和加工细节的语言 , 也称为程序设计语言.过程设计语言是在伪码的基础 上，增加了控制结构和数据结构的定义，以完成模 块、数据和输入输出的描述（也可称为“伪码”） PDL是一种“类语言”，是由自然语言的词汇和某 一种高级语言的语法结合而成。 特点： ①关键字具有固定的语法格式，可提供结构化控制 结构、数据和模块说明； ②说明性语言可以采用自然语言、便于理解； ③可说明简单数据结构和复杂数据结构； ④可完成模块定义和说明，完成各种接口的描述。 ⑤可自动生成程序 30
36
T F T F
F T F F
F F F F
F T T F
F F T F
收费计算

用判定表表示计算行李费的算法
（2）判定树 判定树是判断表的变种，也能清晰地表示复杂 的条件组合与应作的动作之间的对应关系。它的优 点是形式简单、直观，不需要任何说明；缺点是不 如判定表简洁，同时与判断表一样只能表示静态逻 辑，不能作为通用的设计工具。
2
2、 详细设计的过程
(1) 算法设计：为每个模块确定算法，并用适 当的工具表达算法的过程，给出详细的描述。 (2) 数据结构设计：确定每个模块使用的数据 结构和模块接口的细节，包括内部接口、外 部接口、模块的输入、输出及局部数据。
(3)物理设计：确定文件、数据库等物理结构， 要明确相关数据的记录格式、存储方法、存 储介质等。
5、判定表 & 判定树
P43
当算法中包含多重嵌套的条件选择时，用程序流 程图、N-S图、PAD图或PDL（过程设计）语言都不 易清楚描述。 判断表能表示复杂的条件组合与应做动作之间的 对应关系。 （1）判定表 判定表由四部分组成，制作时用双线分割为4个 区域：左上部列出所有条件，左下部分是所有可能 的动作，右上部是各种条件组合的一个矩阵，右下 部是和每种条件取值组合相对应的动作。
职称
专兼职
课时津贴
1 A
2 A
3 B
4 B
5 C
6 C
7 D
8 D
T
50
F
60
T
40
F
50
T
30
F
40
T
20
F
30
40
教 授 50元 专职 副教授 40元 讲 师 30元 助 教 20元 课时津贴 教 授 60元 副教授 50元 兼职 讲 师 40元 助 教 30元
可以采取的步骤： •（1）提取问题中的条件：性别、年龄、婚姻。 •（2）标出条件取值：为了绘制方便，可用符号代替条 件取值。 32
判定树
条件取值表 条件名 年龄 性别 婚姻 取 值 符 号 C Y L M F W E
n i1
取值数 m1=3 m2=2 m3=2
年龄<=21 21<年龄<=26 年龄>26 男 女 未婚 已婚
3 C
4 C
5 Y F W √
6 Y F E √
7 Y M W
8 Y M E √
9 L F W √
10 L F E √
11 12 L M L M
C F W
M M W E √
W E √ √
√
§2. 工具
例：航空行李托运费的算法 按规定：重量不超过30公斤的行李可免费托运。 重量超过30公斤时，对超运部分，头等 舱国内乘客收4元/公斤；其它舱位国内
乘客收6元/公斤；外国乘客收费为国内
乘客的2倍；残疾乘客的收费为正常乘 客的1/2。
35
规则
规则号 条件分类
国内乘客 头等舱 残疾乘客 行李重量 W 30 免费 (W-30) 2 (W-30) 3 (W-30) 4 (W-30) 6 (W-30) 8 (W-30) 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 T T F T F T F F F T T T F
职称
m1=4
专兼职
m2=2
条件取值数 m m1 m2 8
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判 定 表
职称 专兼职 60元 50元 40元 30元 20元 1 A T √ 2 3 4 A B B F T F √ √ √ 5 C T 6 C F 7 D T 8 D F
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
√ √ √ √
当有多个动作，且每一列规则只有一个动作时，也可采用下表：
④ 易表现嵌套关系以及模块的层次结构。
22
3、PAD问题分析图:PAD图采用二维树型结构表示程
序的控制流。基本符号如下：
A B
顺序
P
选择
A B
THEN ELSE
While P Until P
循环
S S
1
A1 A2
语句标号
2
def
定义
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P=
n
Case型多分支
…
An
PAD的扩充控制结构 对应于增量型循环结构 for i := n1 to n2 step n3 do 在PAD中有相应的循环控制结构

趋势：使用逐渐减少
15
2、盒图(Box Diagram): 1973年提出的符合结构化呈现设 计原则的图形描述工具，又称为N-S 图。 P86页
块1 块2 1、顺序结构
当条件成立时 For I=1,N F
P 块2
T
F
P 块
T
块1
2、选择结构 循环体
直到条件成立
循环体 3、While当型循环 P =1 A1 =2 A2 =n An
3
(4) 测试预备设计：为每个模块设计一组测试 用例，以便在编码阶段对模块代码进行预 定的测试。 (5)其他设计：完整性控制（如：用户访问权 限设置）、输入输出设计（如输入输出数 据的类型，长度，数量等）、人机对话设 计（对话方式内容格式等）、数据代码设 计。 (6) 编写详细设计说明书，提交复审。
任何复杂的程序流程图都应由
T
An
9
以上五种基本结构组合而成。
F
开始
输入数组A
例：用程序流程图描述 下列计算过程： 1）输入数组A，元素个 数为N 2）MAX=A[1] 3）从A[2]—A[N]与 MAX比较 4）如新元素>MAX,则 MAX=新元素 5）输出最大数MAX