第六章 軟件詳細(xì)設(shè)計(jì)

軟件工程案例開發(fā)與實(shí)踐第6章軟件詳細(xì)設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì)的任務(wù)1.為每個模塊進(jìn)行詳細(xì)的算法設(shè)計(jì)。確定模塊采用的算法,寫出模塊的詳細(xì)過程性描述。即為每個模塊確定采用的算法,選擇某種適當(dāng)?shù)墓ぞ弑磉_(dá)算法的過程,寫出模塊的詳細(xì)過程性描述。2．為模塊內(nèi)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。確定每一模塊使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。3．對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行物理設(shè)計(jì)，即確定數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu)。4．網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)。5．其它設(shè)計(jì)：根據(jù)軟件系統(tǒng)類型，還可能要進(jìn)行用戶界面設(shè)計(jì)、輸入/輸出格式設(shè)計(jì)。包括對系統(tǒng)外部的接口,對系統(tǒng)內(nèi)部其他模塊的接口,以及模塊輸入數(shù)據(jù)、輸出數(shù)據(jù)及局部數(shù)據(jù)的全部細(xì)節(jié)。

接口設(shè)計(jì)注意以下原則：統(tǒng)一性；簡明易學(xué)；靈活性；嚴(yán)謹(jǐn)性。6．編寫詳細(xì)設(shè)計(jì)說明書；評審。（1)模塊的邏輯描述要清晰易讀、正確可靠。（2)采用結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法,改善控制結(jié)構(gòu)，降低程序的復(fù)雜程度,從而提高程序的可讀性、可測試性、可維護(hù)性。（3)選擇恰當(dāng)描述工具來描述各模塊算法。(4)職能劃分功能化(5)功能劃分流程化.流程劃分單據(jù)化.單據(jù)劃分表格化.表格劃分原子化:6.2詳細(xì)設(shè)計(jì)的原則6.3詳細(xì)設(shè)計(jì)工具6.3.1程序流程圖1．順序結(jié)構(gòu)圖6-1順序結(jié)構(gòu)2．選擇結(jié)構(gòu)3．循環(huán)結(jié)構(gòu)完整的程序流程圖示例?

例如：判定2000—2500年中的每一年是否閏年，將結(jié)果輸出。潤年的條件是：能被4整除，但不能被100整除的年份是閏年，或者能被100整除，又能被400整除的年份是閏年。根據(jù)所給的判斷是否為閏年的條件，畫出的程序流程圖如圖6-4所示。可見程序流程圖可以清晰完整地表達(dá)出處理的全過程。例題1：求10！的流程圖。AA開

始t

＝

1i

＝

2t

＝

i

*ti

＝i+1i

<

11結(jié)

束真假輸出t程序流程圖的主要缺點(diǎn)如下：程序流程圖從本質(zhì)上來說不是逐步求精的好工具，它容易使程序員過早地考慮程序的控制流程，而不去考慮程序的全局結(jié)構(gòu)。程序流程圖中用箭頭代表控制流，程序員可以不顧結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)的精神，隨意轉(zhuǎn)移控制，而使程序結(jié)構(gòu)過于混亂。程序流程圖在表示數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)方面存在不足。方塊圖（N-S圖）是Nassi和Shneiderman提出的，是一種符合結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)原則的圖形描述工具又稱之為盒圖6.3.2

方塊圖（N-S圖）在N-S圖中，為了表示五種基本結(jié)構(gòu)，規(guī)定了五種圖形結(jié)構(gòu)，具體如下：例如，將上述例題1和例題2使用N-S圖表示如下特點(diǎn)：功能域（即，一個特定控制結(jié)構(gòu)的作用域）明確，用圖形表示，非常清晰。必須遵守結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的要求，不能任意轉(zhuǎn)移控制。很容易確定局部和全程數(shù)據(jù)的作用域。很容易表現(xiàn)嵌套關(guān)系，也可以表示模塊的層次結(jié)構(gòu)。5.3.3

PAD圖PAD是問題分析圖，它用二維樹型結(jié)構(gòu)的圖來表示程序的控制流，PAD圖也使用五種基本控制結(jié)構(gòu)，具體如下：練習(xí)（畫出PAD圖）求g(x)=0

x=0-1

x<0S=1+3+5+…+999。1

x>0求f(x)=-1

x<=01

x>0s=0i=1While

i<=999i=i+2s=s+iPrint

sInput

xF(X)=1X>0T輸出F(X)FInput

xG(x)=1xX>0X=0

G(x)=0F(X)=-1X<0G(x)=-1輸出g(X)PAD圖的主要優(yōu)點(diǎn)如下：使用表示結(jié)構(gòu)化控制結(jié)構(gòu)的PAD符號所設(shè)計(jì)出來的程序必然是結(jié)構(gòu)化程序。PAD圖所描繪的程序結(jié)構(gòu)十分清晰。用PAD圖表現(xiàn)程序邏輯，易讀、易懂、易記。容易將PAD圖轉(zhuǎn)換成高級語言源程序，這種轉(zhuǎn)換可用軟件工具自動完成，從而可省去人工編碼的工作，有利于提高軟件可靠性和軟件生產(chǎn)率。即可用于表示程序邏輯，也可用于描繪數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。PAD圖的符號支持自頂向下、逐步求精方法的使用。例2.4求規(guī)律：①第1項(xiàng)的分子分母都是1②第2項(xiàng)的分母是2，以后每一項(xiàng)的分母子都是前一項(xiàng)的分母加1③笫2項(xiàng)前的運(yùn)算符為“-”，后一項(xiàng)前面的運(yùn)算符都與前一項(xiàng)前的運(yùn)算符相反例2.4求sign—當(dāng)前項(xiàng)符號

term—當(dāng)前項(xiàng)的值

sum—當(dāng)前各項(xiàng)的和

deno—當(dāng)前項(xiàng)分母S1：sign=1S2：sum=1S3：deno=2S4：sign=(-1)*sig-n1S5：term=sign*(1/deno)S6：sum=sum+termS7：deno=deno+1-1/21-1/2S8：若deno≤100返回S4；否則3

算法滿結(jié)足束，返回S4例2.4求sign—當(dāng)前項(xiàng)符號

term—當(dāng)前項(xiàng)的值

sum—當(dāng)前各項(xiàng)的和

deno—當(dāng)前項(xiàng)分母S1：sign=1S2：sum=1S3：deno=2S4：sign=(-1)*sig1nS5：term=sign*(1/deno)S6：sum=sum+termS7：deno=deno+11/31-1/2+1/3S8：若deno≤100返回S4；否則4

算法滿結(jié)足束，返回S4例2.4求S1：sign=1S2：sum=1S3：deno=2S4：sign=(-1)*signS5：term=sign*(1/deno)S6：sum=sum+termS7：deno=deno+1S8：若deno≤100返回S4；否則算法結(jié)束99次循環(huán)后sum的值就是所要求的結(jié)果例2.5給出一個大于或等于3的正整數(shù)，判斷它是不是一個素?cái)?shù)。所謂素?cái)?shù)(prime)，是指除了1和該數(shù)本身之外，不能被其他任何 整數(shù)整除的數(shù)例如，13是素?cái)?shù)，因?yàn)樗荒鼙?，3，4，…，12整除。判斷一個數(shù)n(n≥3)是否素?cái)?shù)：將n作為被除數(shù)， 將2到(n-1)各個整數(shù)先后作為除數(shù)，如果都不 能被整除，則n為素?cái)?shù)S1：輸入n的值S2：i=2

（i作為除數(shù)）S3：n被i除，得余數(shù)rS4：如果r=0，表示n能被i整除，則輸出n“不是素?cái)?shù)”，算法結(jié)束；否則執(zhí)行S5S5：i+1

iS6：如果i≤n-1，返回S3；否則輸出n“是素?cái)?shù)”，然后結(jié)束。2.3算法的特性一個有效算法應(yīng)該具有以下特點(diǎn)：有窮性。一個算法應(yīng)包含有限的操作步驟，而不能是無限的。確定性。算法中的每一個步驟都應(yīng)當(dāng)是確定的，而不應(yīng)當(dāng)是含糊的、模棱兩可的。5.3.4

過程設(shè)計(jì)語言（PDL）PDL具有二重性，一方面具有嚴(yán)格的關(guān)鍵字外部語法，用于定義控制和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；另一方面，PDL表示實(shí)際操作和條件的內(nèi)部語法通常又是不太嚴(yán)格的，以便可以靈活使用，從而適應(yīng)各種項(xiàng)目的需要。因此，一般說來PDL是一種“混雜”語言，它通常使用一種自然語言的詞匯，但同時卻使用另一種結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計(jì)語言的語法。PDL(結(jié)構(gòu)化語言）PDL(Program

design

Language)是一種用于描述功能模塊的算法設(shè)計(jì)和加工細(xì)節(jié)的語言，也稱為過程設(shè)計(jì)語言。

它是一種偽碼，一方面具有嚴(yán)格的外語法,語法應(yīng)符合一般程序設(shè)計(jì)語言的語法規(guī)則；另一方面,

其內(nèi)語法表示實(shí)際操作和條件，可以用自然語言中一些簡單的句子、短語和通用的數(shù)學(xué)符號，比較靈活自由。PDL語言的主要定義語句及基本控制結(jié)構(gòu)的表達(dá)如下所示：定義語句數(shù)據(jù)定義：DECLARE屬性變量名，…屬性包括：整型、實(shí)型、雙精度型、字符型、指針、數(shù)組及結(jié)構(gòu)等類型。模塊定義：PROCEDURE模塊名(參數(shù))……RETURNEND基本控制結(jié)構(gòu)(1)順序結(jié)構(gòu)：語句序列S1語句序列S2…語句序列Sn(2)選擇結(jié)構(gòu)：順序結(jié)構(gòu)的語句序列采用自①IF-ELSE結(jié)構(gòu)然語言進(jìn)行描述。IF條件IF條件語句序列S1或語句序列SELSEENDIF語句序列S2ENDIF②多分支IF結(jié)構(gòu)

IF條件1語句序列S1ELSEIF條件2語句序列S2ELSE語句序列SnENDIF…③CASE結(jié)構(gòu)CASE表達(dá)式OFCASE取值1語句序列S1CASE取值2語句序列S2…CASE語句序列SnENDCASE(3)循環(huán)結(jié)構(gòu)：①FOR結(jié)構(gòu)FOR循環(huán)變量=初值TO終值循環(huán)體SEND

FOR②WHILE結(jié)構(gòu)WHILE條件循環(huán)體SENDWHILE③UNTIL結(jié)構(gòu)

REPEAT循環(huán)體SUNTIL條件輸入/輸出語句①輸入語句：

GET(輸入變量表)②輸出語句：

PUT(輸出變量表)模塊調(diào)用語句CALL模塊名(參數(shù))1引言2編寫目的3項(xiàng)目背景與需求概述4定義5參考資料6軟件結(jié)構(gòu)7程序描述8接口9存儲結(jié)構(gòu)10．?dāng)?shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)11．限制條件12．測試要點(diǎn)：給出測試模塊的主要測試要求。13．尚未解決的問題6.4詳細(xì)設(shè)計(jì)說明書格式6.5詳細(xì)設(shè)計(jì)實(shí)例6.5.1圖書管理子系統(tǒng)菜單設(shè)計(jì)6.5.2系統(tǒng)模塊(1)讀者查詢：可以通過本模塊對讀者信息按編號、 卡號、姓名、類別、有效否等字段進(jìn)行查詢。(2)圖書查詢：本模塊可以從圖書分類號、條形碼、 書名、作者、出版社等方面進(jìn)行圖書信息的查詢。（3）綜合查詢：通過查詢模塊，可以進(jìn)行所有圖 書、所有借出圖書、今日借出圖書、今日歸還圖 書、今日