軟件詳細(xì)設(shè)計(jì)

第五章軟件詳細(xì)設(shè)計(jì)5.1詳細(xì)設(shè)計(jì)的基本任務(wù)(1)為每個(gè)模塊進(jìn)行詳細(xì)的算法設(shè)計(jì)。用某種圖形、表格、語(yǔ)言等工具將每個(gè)模塊處理過(guò)程的詳細(xì)算法描述出來(lái)。(2)為模塊內(nèi)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。對(duì)于需求分析、概要設(shè)計(jì)確定的概念性的數(shù)據(jù)類(lèi)型進(jìn)行確切的定義。(3)對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行物理設(shè)計(jì)，即確定數(shù)據(jù)庫(kù)的物理結(jié)構(gòu)。物理結(jié)構(gòu)主要指數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)記錄格式、存儲(chǔ)記錄安排和存儲(chǔ)方法，這些都依賴(lài)于具體所使用的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。(4)其他設(shè)計(jì)：根據(jù)軟件系統(tǒng)的類(lèi)型，還可能要進(jìn)行以下設(shè)計(jì)：①代碼設(shè)計(jì)。為了提高數(shù)據(jù)的輸入、分類(lèi)、存儲(chǔ)、檢索等操作，節(jié)約內(nèi)存空間，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的某些數(shù)據(jù)項(xiàng)的值要進(jìn)行代碼設(shè)計(jì)。②輸入/輸出格式設(shè)計(jì)。③人機(jī)對(duì)話(huà)設(shè)計(jì)。對(duì)于一個(gè)實(shí)時(shí)系統(tǒng)，用戶(hù)與計(jì)算機(jī)頻繁對(duì)話(huà)，因此要進(jìn)行對(duì)話(huà)方式、內(nèi)容、格式的具體設(shè)計(jì)。(5)編寫(xiě)詳細(xì)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。(6)評(píng)審。對(duì)處理過(guò)程的算法和數(shù)據(jù)庫(kù)的物理結(jié)構(gòu)都要評(píng)審。結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法詳細(xì)設(shè)計(jì)是軟件設(shè)計(jì)的第二階段，主要確定每個(gè)模塊具體執(zhí)行過(guò)程，也稱(chēng)〃過(guò)程設(shè)計(jì)〃，詳細(xì)設(shè)計(jì)的目標(biāo)不僅是邏輯上正確地實(shí)現(xiàn)每個(gè)模塊的功能，并使設(shè)計(jì)出的處理過(guò)程清晰易讀。過(guò)程設(shè)計(jì)中采用的典型方法是結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)(簡(jiǎn)稱(chēng)SP)方法，最早是由E.W.Dijkstra在60年代中期提出的，它是實(shí)現(xiàn)詳細(xì)設(shè)計(jì)目標(biāo)的關(guān)鍵技術(shù)之一，它指導(dǎo)人們用良好的思想方法開(kāi)發(fā)易于理解、易于驗(yàn)證的程序。結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法的基本要點(diǎn)是：.采用自頂向下，逐步求精的程序設(shè)計(jì)方法在需求分析，概要設(shè)計(jì)中，都采用了自頂向下，逐層細(xì)化的方法。.使用三種基本控制結(jié)構(gòu)構(gòu)造程序任何程序都可由順序、選擇、重復(fù)三種基本控制結(jié)構(gòu)構(gòu)造。⑴用順序方式對(duì)過(guò)程分解，確定各部分的執(zhí)行順序。(2)用選擇方式對(duì)過(guò)程分解，確定某個(gè)部分的執(zhí)行條件。(3)用循環(huán)方式對(duì)過(guò)程分解，確定某個(gè)部分進(jìn)行重復(fù)的開(kāi)始和結(jié)束的條件。(4)對(duì)處理過(guò)程仍然模糊的部分反復(fù)使用以上分解方法，最終可將所有細(xì)節(jié)確定下來(lái)。.主程序員組的組織形式指開(kāi)發(fā)程序的人員組織方式應(yīng)采用由一個(gè)主程序員(負(fù)責(zé)全部技術(shù)活動(dòng))、一個(gè)后備程序員(協(xié)調(diào)、支持主程序員)和一個(gè)程序管理員（負(fù)責(zé)事務(wù)性工作，如收集、記錄數(shù)據(jù)，文檔資料管理等）三個(gè)為核心，再加上一些專(zhuān)家（如通信專(zhuān)家、數(shù)據(jù)庫(kù)專(zhuān)家）、其他技術(shù)人員組成小組。詳細(xì)設(shè)計(jì)描述法詳細(xì)描述處理過(guò)程常用三種工具：圖形、表格和語(yǔ)言。本節(jié)主要介紹結(jié)構(gòu)化程序流程圖、盒圖和問(wèn)題分析圖三種圖形工具。程序流程程序流程圖又稱(chēng)為程序框圖，它是使用最廣泛的一種描述程序邏輯結(jié)構(gòu)的工具。結(jié)構(gòu)順序組合和完整嵌套而成，不能有相互交叉的情況，這樣的流程圖是結(jié)構(gòu)化的流程圖。PADPAD圖指問(wèn)題分析圖(ProblemAnalysisDiagram)，是日本日立公司于1979年提出的一種算法描述工具，它是一種由左往右展開(kāi)的二維樹(shù)型結(jié)構(gòu)。PAD圖的控制流程為自上而下、從左到右的執(zhí)行。由機(jī)器自動(dòng)通過(guò)走樹(shù)的辦法生成相應(yīng)的源代碼，大大提高了軟件的生產(chǎn)率。過(guò)程設(shè)計(jì)語(yǔ)言過(guò)程設(shè)計(jì)語(yǔ)言(ProblemDesignLanguage,簡(jiǎn)稱(chēng)PDL)，也稱(chēng)程序描述語(yǔ)言(ProblemDescripitionLanguage)，又稱(chēng)為偽碼。它是一種用于描述算法設(shè)計(jì)和處理細(xì)節(jié)的語(yǔ)言。用「口1表示的程序結(jié)構(gòu)一般有以下幾種:⑴順序結(jié)構(gòu)：采用自然語(yǔ)言描述。⑵選擇結(jié)構(gòu)：①I(mǎi)F-ELSE結(jié)構(gòu)IF條件IF條件處理S1或處理SELSE處理S2ENDIFENDIF②IF-ORIF-ELSE結(jié)構(gòu)IF條件1處理S2ORIF條件2處理S2ELSE處理SnENDIF③CASE結(jié)構(gòu)CASEOFCASE(1)處理S1CASE(2)處理S2ELSE處理SnENDCASE⑶重復(fù)結(jié)構(gòu)：①FOR結(jié)構(gòu)FORi=1TO循環(huán)體ENDFOR②WHILE結(jié)構(gòu)WHILE條件循環(huán)體ENDWHILE③UNTIL結(jié)構(gòu)REPEAT循環(huán)體UNTIL條件⑷出口結(jié)構(gòu)：①ESCAPE結(jié)構(gòu)（退出本層結(jié)構(gòu)）WHILE條件處理S1ESCAPELIF條件處理S2ENDWHILEL：……②CYCLE結(jié)構(gòu)（循環(huán)內(nèi)部進(jìn)入循環(huán)的下一次）L：WHILE條件處理S1CYCLELIF條件處理S2ENDWHILE⑸模塊定義與調(diào)用：①模塊定義PROCEDURE模塊名（參數(shù)）RETURNEND②模塊調(diào)用CALL模塊名（參數(shù)）（6）數(shù)據(jù)定義：DECLARE屬性變量名……屬性有：字符、整型、實(shí)型、雙精度、指針、數(shù)組、結(jié)構(gòu)等類(lèi)型。（7）輸入/輸出：GET（輸入變量表）PUT（輸出變量表）現(xiàn)以xx系統(tǒng)主控模塊詳細(xì)設(shè)計(jì)為例，說(shuō)明如何用PDL來(lái)描述。PROCEDURE 模塊名（ ）清屏；顯示xx系統(tǒng)用戶(hù)界面；PUT（〃請(qǐng)輸入用戶(hù)口令：〃）；GET（password）；IFpassword<>系統(tǒng)口令提示警告信息；退出運(yùn)行ENDIF顯示本系統(tǒng)主菜單;WHILE（true）接收用戶(hù)選擇ABC;IFABC=〃退出〃Break;ENDIF調(diào)用相應(yīng)下層模塊完成用戶(hù)選擇功能;ENDWHILE清屏;RETURNEND從以上例子可以看到PDL的總體結(jié)構(gòu)與一般程序完全相同。外語(yǔ)法同相應(yīng)程序語(yǔ)言一致，內(nèi)語(yǔ)法使用自然語(yǔ)言，易編寫(xiě)，易理解，也很容易轉(zhuǎn)換成源程序。Jackson方法概述Jackson方法是面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法。JSP(JacksonStruturedProgramming)方法定義了一組以數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為指導(dǎo)的映射過(guò)程，它根據(jù)輸入、輸出的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，按一定的規(guī)則映射成軟件的過(guò)程描述，即程序結(jié)構(gòu)，而不是軟件的體系結(jié)構(gòu)，因此該方法適用于詳細(xì)設(shè)計(jì)階段。Jackson結(jié)構(gòu)由于Jackson方法面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，所以提供了自己的工具——Jackson結(jié)構(gòu)圖。Jackson指出，無(wú)論數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)還是程序結(jié)構(gòu)，都限于三種基本結(jié)構(gòu)及它們的組合，因此，他給出了三種基本結(jié)構(gòu)的表示。（見(jiàn)課本）.順序結(jié)構(gòu).選擇結(jié)構(gòu).重復(fù)結(jié)構(gòu)JACKSON結(jié)構(gòu)圖的特點(diǎn)：（1）能對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行自頂向下分解，因此可以表示層次結(jié)構(gòu)。（2）結(jié)構(gòu)易讀，形象直觀。（3）既能表示數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)也能表示程序結(jié)構(gòu)，且表示的是組成關(guān)系。5.4.3JSP設(shè)計(jì)步驟JSP方法一般通過(guò)以下五個(gè)步驟來(lái)完成設(shè)計(jì)：⑴分析并確定輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)，并用Jackson結(jié)構(gòu)圖來(lái)表示這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。（2）找出輸入數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和輸出數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中有對(duì)應(yīng)關(guān)系的數(shù)據(jù)單元?！▽?duì)應(yīng)關(guān)系〃指這些數(shù)據(jù)單元在數(shù)據(jù)內(nèi)容上、數(shù)量上和順序上有直接的因果關(guān)系，對(duì)于重復(fù)的數(shù)據(jù)單元，重復(fù)的次序和次數(shù)都相同才有對(duì)應(yīng)關(guān)系。⑶按一定的規(guī)則由輸入、輸出的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)導(dǎo)出程序結(jié)構(gòu)。（4）列出基本操作與條件，并把它們分配到程序結(jié)構(gòu)圖的適當(dāng)位置。（5）用偽碼寫(xiě)出程序。**就例子說(shuō)明JSP方法設(shè)計(jì)過(guò)程。第5章例題分析與解答一、填空題.結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法的要點(diǎn)是使用結(jié)構(gòu)啟頂向下、逐步求精地構(gòu)造算法或程序。答案：三種基本控制結(jié)構(gòu).為了產(chǎn)生結(jié)構(gòu)化的流程圖，應(yīng)由三種基本控制結(jié)構(gòu)順序組合或而成。答案：完整嵌套.結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法提倡開(kāi)發(fā)人員的組織形式是。答案：主程序員組.PAD圖是一種由左向右展開(kāi)的二維樹(shù)型結(jié)構(gòu)，圖中的豎線(xiàn)為程序的。答案：層次線(xiàn).在Jackson方法中解決結(jié)構(gòu)沖突的具體辦法是引入答案：中間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或中間文件二、選擇題.詳細(xì)設(shè)計(jì)與概要設(shè)計(jì)銜接的圖形工具是（）。A.DFD圖B.SC圖C.PAD圖 D.程序流程圖答案：B.結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)主要強(qiáng)調(diào)的是（）。A.程序的效率B.程序的執(zhí)行速度C.程序的易讀性D.程序的規(guī)模答案：C.詳細(xì)設(shè)計(jì)的任務(wù)是確定每個(gè)模塊的（）。A.算法B.功能 C.調(diào)用關(guān)系 口.輸入輸出數(shù)據(jù)答案：A4Jackson方法實(shí)現(xiàn)從（）導(dǎo)出（）。A.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) B.數(shù)據(jù)流圖 C.程序結(jié)構(gòu) D.軟件模塊層次結(jié)構(gòu)答案：A、C5.在軟件詳細(xì)設(shè)計(jì)過(guò)程中不采用的描述工具是（）。A.判定表 B.IPO圖C.PAD圖D.DFD圖答案：D第5章自測(cè)題及參考答案一、名詞解釋1.結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)2.PAD3.PDL 4.詳細(xì)設(shè)計(jì)二、填空題.結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法使用構(gòu)造程序。（三種基本控制結(jié)構(gòu)）.在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段，一種歷史最悠久、使用最廣泛的描述程序邏輯結(jié)構(gòu)的工具是。（程序流程圖）.結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)技術(shù)指導(dǎo)人們用良好的思想方法開(kāi)發(fā)的程序。（易于理解、易于驗(yàn)證）.詳細(xì)描述處理過(guò)程常用的三種工具是圖形、語(yǔ)言和。（表格）.Jackson圖不僅可表示程序結(jié)構(gòu)，還可表示。（數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)）.PDL具有嚴(yán)格的關(guān)鍵字外層語(yǔ)法，用于定義控制結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和。（模塊接口）.詳細(xì)設(shè)計(jì)的目標(biāo)不僅是邏輯上正確地實(shí)現(xiàn)每個(gè)模塊的功能，還應(yīng)使設(shè)計(jì)出的處理過(guò)程。（清晰易讀）.用JSP方法導(dǎo)出程序結(jié)構(gòu)后，還要列出，并把它們分配到程序結(jié)構(gòu)圖的適當(dāng)位置上去。（操作與條件）.在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段，除了對(duì)模塊內(nèi)的算法進(jìn)行設(shè)計(jì)，還應(yīng)對(duì)模塊內(nèi)的進(jìn)行設(shè)計(jì)。（數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)）.在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段，為了提高數(shù)據(jù)的輸入、儲(chǔ)存、檢索等操作的效率并節(jié)約存儲(chǔ)空間，對(duì)某些數(shù)據(jù)項(xiàng)的值要進(jìn)行設(shè)計(jì)。（代碼）三、選擇題.在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段，一種二維樹(shù)型結(jié)構(gòu)并可自動(dòng)生成程序代碼的描述工具是（A）。A.PADB.PDLC.IPO D.判定樹(shù).結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的一種基本方法是（D）。A.篩選法B.遞歸法 C.迭代法 D.逐步求精法.JSP方法是一種面向（C）的設(shè)計(jì)方法。A.對(duì)象 B.數(shù)據(jù)流 C.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) D.控制結(jié)構(gòu)4JSP方法主要用于規(guī)模適中的（A）系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。A.數(shù)據(jù)處理B.實(shí)時(shí)處理 C.文字處理 D.科學(xué)計(jì)算.PDL是軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中用于（C）階段的描述工具。A.需求分析B.概要設(shè)計(jì) C.詳細(xì)設(shè)計(jì) D編程.在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段，可自動(dòng)生成程序代碼并可作為注釋出現(xiàn)在源程序中的描述工具是（B）。A.PADB.PDLC.IPO D.流程圖.Jackson圖上下層之間的關(guān)系是（B）。A.調(diào)用關(guān)系B.組成關(guān)系 C.繼承關(guān)系 D.嵌套關(guān)系.JSP方法根據(jù)輸入輸出的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)按一定的規(guī)則映射成軟件的（C）。A.體系結(jié)構(gòu)B.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) C.程序結(jié)構(gòu) D.順序結(jié)構(gòu).程序的三種基本控制結(jié)構(gòu)是（B）。A.過(guò)程、子程序和分程序 B.順序、選擇和重復(fù)C.遞歸、堆棧和隊(duì)列D.調(diào)用、返回和轉(zhuǎn)移.程序的三種基本控制結(jié)構(gòu)的共同特點(diǎn)是（D）。A.不能嵌套使用 B.只能用來(lái)寫(xiě)簡(jiǎn)單程序C.已經(jīng)用硬件實(shí)現(xiàn) D.只有一個(gè)入口和一個(gè)出口**《軟件工程》習(xí)題參考答案51、詳細(xì)設(shè)計(jì)的基本任務(wù)是什么，有哪幾種描述方法？答：詳細(xì)設(shè)計(jì)的基本任務(wù)包括：⑴為每個(gè)模塊進(jìn)行詳細(xì)的算法設(shè)計(jì)⑵為模塊內(nèi)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)⑶對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行物理設(shè)計(jì)(4)其他設(shè)計(jì)(5)編寫(xiě)詳細(xì)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(6)評(píng)審詳細(xì)設(shè)計(jì)的描述方法有圖形、表格和語(yǔ)言，其中圖形常用結(jié)構(gòu)化程序流程圖、盒圖和PAD(問(wèn)題分析圖)為描述工具，語(yǔ)言常用過(guò)程設(shè)計(jì)語(yǔ)言(PDL)來(lái)作為工具。2、結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的基本要點(diǎn)是什么?答:主要有三個(gè):(1)采用自頂向下、逐步求精的程序設(shè)計(jì)方法⑵使用三種基本控制結(jié)構(gòu)構(gòu)造程序。任何程序都可以由“順序、選擇、重復(fù)(循環(huán))三種基本控制結(jié)構(gòu)構(gòu)造，這三種基本結(jié)構(gòu)的共同點(diǎn)是單入口、單出口。(3)主程序員組的組織形式。3、簡(jiǎn)述Jackson方法的設(shè)計(jì)步驟。答：Jackson方法的設(shè)計(jì)步驟如下:⑴分析并確定輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)，并用Jackson結(jié)構(gòu)圖表示這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。⑵找出輸入數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和輸出數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中有對(duì)應(yīng)關(guān)系的數(shù)據(jù)單⑶按一定的規(guī)則由輸入、輸出的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)導(dǎo)出程序結(jié)構(gòu)。⑷列出基本操作與條件，并把它們分配到程序結(jié)構(gòu)圖的適當(dāng)位置。(5)用偽碼寫(xiě)出程序。4、請(qǐng)使用流程圖、PAD圖和PDL語(yǔ)言描述下列程序的算法。(1)在數(shù)據(jù)A(1)~A(10)中求最大數(shù)和次大數(shù)。解：如圖所示:**PDL語(yǔ)言描述：GET(a[1],a[2],...a[10])max=a[1];max2=a[2];FORi=2TO10IFa[i]>maxmax2=max;max=a[i];ELSEIFa[i]>max2max2=a[i];ENDIFENDIFENDFOR

PUT(max,max2)END，判斷該三條邊構(gòu)成的三角形是等⑵輸入三個(gè)正整數(shù)作為邊長(zhǎng)邊、等腰還是一般三角形。，判斷該三條邊構(gòu)成的三角形是等解：如圖：開(kāi)始HY流程圖工|輸出-不是三角形”否輸出“等邊三角形”輸出“等腰三角形”輸出：這不是一個(gè)三角璉查是出是腰角”輸?shù)诘热С鍪茄劢恰陛擬等三琨出是僧角”輸“等三形般瑙出一角輸是三出等三書(shū)輸是邊角開(kāi)始HY流程圖工|輸出-不是三角形”否輸出“等邊三角形”輸出“等腰三角形”輸出：這不是一個(gè)三角璉查是出是腰角”輸?shù)诘热С鍪茄劢恰陛擬等三琨出是僧角”輸“等三形般瑙出一角輸是三出等三書(shū)輸是邊角箱入邊長(zhǎng)螞瓦u的值F就出“一般三角形”1>?e〉&andcta>bPDL語(yǔ)言描述如下：GET(a,b,c)IF（a+b>candb+c>aandc+a>b）IF（a=b）IF（a=c）PUT（"等邊三角形”）ELSEPUT（"等腰三角形"）ENDIFELSEIF（a=c）PUT（"等腰三角形"）ELSEIF（b=c）PUT（"等腰三角形"）ELSEPUT（"一般三角形"）ENDIFENDIFENDIFELS