1、第5章 軟件詳細(xì)設(shè)計,從軟件開發(fā)的工程化觀點來看，在使用程序設(shè)計語言編寫程序之前，需要對算法的邏輯關(guān)系進(jìn)行分析，并給出清晰的表達(dá)，使之成為編碼的依據(jù)。有了這一步，編碼工作就容易多了，更重要的是會給以后的軟件維護(hù)帶來方便。,5.1 概 述,在詳細(xì)設(shè)計階段，必須無歧義地描述必要的過程細(xì)節(jié)，以便直接而簡單地導(dǎo)出源程序。為了把這些一般處理步驟的描述轉(zhuǎn)換為準(zhǔn)確的結(jié)構(gòu)和過程描述，就需要使用更具約束性的設(shè)計描述工具。,5.1 概 述,3種設(shè)計工具,5.1 概 述,過程規(guī)格說明工具可分為以下幾類： 圖示工具 列表工具 語言工具,5.2 結(jié)構(gòu)化構(gòu)造,20世紀(jì)60年代后期，針對詳細(xì)設(shè)計提出了一組邏輯構(gòu)造，這組構(gòu)造

2、強(qiáng)調(diào)“維持一定的功能域”，每個構(gòu)造有一個預(yù)定的邏輯結(jié)構(gòu)，每個構(gòu)造都從頂部進(jìn)入并從底部離開，利用這組邏輯構(gòu)造可以構(gòu)成任何程序。 這些構(gòu)造就是順序構(gòu)造、條件構(gòu)造和重復(fù)構(gòu)造。,5.3 圖形設(shè)計工具,詳細(xì)設(shè)計中的圖形設(shè)計工具有程序流程圖、方塊圖、HIPO圖和PAD圖等，這些圖形工具提供了多種圖形樣式，可以方便地描述過程的細(xì)節(jié)。,5.3.1 程序流程圖,程序流程圖又稱為程序框圖，是程序設(shè)計中應(yīng)用最廣泛的算法描述工具。流程圖獨立于各種程序設(shè)計語言，且比較直觀、清晰，易于學(xué)習(xí)掌握。 然而它也是經(jīng)常被誤用的一種方法，其最大不足就是不夠規(guī)范，所用符號不統(tǒng)一，特別是任意使用箭頭會使程序的質(zhì)量受到很大影響。為此，必

3、須對流程圖的符號及使用加以嚴(yán)格限制，使之成為一個精確的、規(guī)范化的算法表達(dá)工具。,5.3.1 程序流程圖,（1）限制流程圖只能由幾種基本控制結(jié)構(gòu)組成，以使流程圖能描述結(jié)構(gòu)化程序。 任一程序流程圖都應(yīng)能由以下幾種基本控制結(jié)構(gòu)嵌套而成。 順序構(gòu)造用兩個方框和控制線（箭頭）表示。 條件構(gòu)造，即if - then - else構(gòu)造，用菱形判斷框表示，如果判斷為真，就執(zhí)行then部分的處理，如果判斷為假，就執(zhí)行else部分的處理。 重復(fù)構(gòu)造用兩種稍有不同的形式表示。 選擇構(gòu)造（或者說select - case構(gòu)造）實際上是if - then- else構(gòu)造的一種擴(kuò)充。,5.3.1 程序流程圖,基本控制結(jié)構(gòu)

4、,5.3.1 程序流程圖,嵌套構(gòu)造,5.3.2 方塊圖,方塊圖（又稱N-S圖、蔡平圖）是一種強(qiáng)制使用結(jié)構(gòu)化構(gòu)造的圖示工具 。,方塊圖表示的結(jié)構(gòu)化構(gòu)造,5.3.2 方塊圖,方塊圖具有下列特點： 明確規(guī)定功能域（即某一具體構(gòu)造的功能范圍），并且能很直觀地從圖形表示中看出來。 不能隨意分支或轉(zhuǎn)移。 可以很容易地確定局部數(shù)據(jù)和全程數(shù)據(jù)的作用域。 容易表示出遞歸結(jié)構(gòu)。,5.3.3 HIPO圖,HIPO（hierarchy plus input-process-output，層次加輸入-處理-輸出）圖是根據(jù)IBM公司研制的軟件設(shè)計與文件編制技術(shù)發(fā)展而來的。在概要設(shè)計、詳細(xì)設(shè)計、設(shè)計評審、測試和維護(hù)的不同階

5、段，都可以使用HIPO圖對設(shè)計進(jìn)行描述。 HIPO圖是一種圖示工具，其最重要的特征是能夠表示輸入/輸出數(shù)據(jù)（外部數(shù)據(jù)和內(nèi)部數(shù)據(jù)流程）與軟件的過程之間的關(guān)系。,5.3.3 HIPO圖,一組完整的HIPO圖由下列各部分組成。 層次圖（H圖）：以層次方框形式表達(dá)程序主功能模塊與次功能模塊的關(guān)系。 高層IPO圖：針對H圖中的主功能模塊和次功能模塊，描述其輸入、處理及輸出等。 低層IPO圖：給出H圖中最底層的具體設(shè)計。,5.3.3 HIPO圖,實例：“訂單處理子系統(tǒng)”的H圖,“訂單處理了系統(tǒng)”的H圖,5.3.4 PAD圖,PAD（problem analysis diagram，問題分析圖）是一種用于軟

6、件詳細(xì)設(shè)計的表達(dá)形式，它綜合了流程圖、Warnier圖、方塊圖和偽碼等技術(shù)的一些特點，以二維樹的形式描述程序的邏輯，其主要優(yōu)點是程序結(jié)構(gòu)清晰，能夠直接導(dǎo)出程序代碼。 PAD可應(yīng)用于BASIC、FORTRAN、C等高級語言。在軟件需求分析和概要設(shè)計階段，PAD圖是當(dāng)前廣泛使用的一種軟件設(shè)計方法。PAD采用自頂向下、逐步求精和結(jié)構(gòu)化設(shè)計的原則，力求將模糊的問題解的概念逐步轉(zhuǎn)換成確定的、詳盡的過程。,5.3.4 PAD圖,PAD方法的基本原理,5.3.4 PAD圖,PAD圖設(shè)置的4種基本控制結(jié)構(gòu)。,PAD圖的基本控制結(jié)構(gòu),5.4 偽碼與程序設(shè)計語言,偽碼（pseudo-code）是控制結(jié)構(gòu)和某些編程

7、語言元素的簡寫符號，可以任意插入注釋，而且常采用詞句而不是表達(dá)式，所以偽碼實質(zhì)上是“文字流程圖”。 使用偽碼時，控制結(jié)構(gòu)一般用鋸齒狀縮格書寫來表示控制的嵌套。熟悉某種程序設(shè)計語言的設(shè)計人員所用的偽碼可能就是該語言的簡化版本。,5.4 偽碼與程序設(shè)計語言,程序設(shè)計語言（program design language，PDL，又稱詳細(xì)設(shè)計語言DDL）彌補(bǔ)了上述缺點，它是一種“混雜式語言”。 在這種語言中，采用某種語言（例如英語）的詞匯，但卻采用另一種語言（即一種結(jié)構(gòu)化編程語言）的全部語法，它用文本格式提供一種描述數(shù)據(jù)和處理的方法。程序設(shè)計語言有正規(guī)的句法，指出數(shù)據(jù)和處理結(jié)構(gòu)，并用自然語言說明細(xì)節(jié)。

8、,5.4 偽碼與程序設(shè)計語言,一個典型的結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計語言子集 ：,5.4 偽碼與程序設(shè)計語言,在總體結(jié)構(gòu)上它和高級語言程序的相似之處主要有以下幾點： 關(guān)鍵字起到了骨架作用。 按程序結(jié)構(gòu)縮格書寫。,5.4 偽碼與程序設(shè)計語言,高級語言與程序設(shè)計語言所描述的程序仍有顯著的差別，主要差別表現(xiàn)在： 除去特定的若干關(guān)鍵字外，所描述的內(nèi)容還使用了簡單的自然語言，沒有高級語言那樣嚴(yán)格的語法限制，也完全可以采用中文來敘述。,5.5 各種詳細(xì)設(shè)計工具的比較,任何一種詳細(xì)設(shè)計工具如果使用得當(dāng)，對設(shè)計都有很大的幫助；如果使用不當(dāng)，即便是最好的工具也不會有什么幫助。一個詳細(xì)設(shè)計工具應(yīng)當(dāng)可以用來得到便于理解和復(fù)審的過

9、程表示。 此外詳細(xì)設(shè)計工具還應(yīng)當(dāng)增強(qiáng)編程的能力，以使程序事實上成為設(shè)計的一個自然產(chǎn)物。最后，利用詳細(xì)設(shè)計工具得到的設(shè)計表示還必須便于維護(hù)，以使設(shè)計總是能夠正確地表達(dá)程序。,5.5 各種詳細(xì)設(shè)計工具的比較,根據(jù)上面介紹的一般特性，設(shè)計工具應(yīng)有下列屬性： 模塊性 簡明性 便于編輯 機(jī)器可讀性 可維護(hù)性 強(qiáng)行結(jié)構(gòu)化 自動處理 邏輯驗證 編程能力,5.6 詳細(xì)設(shè)計文件與復(fù)審,詳細(xì)設(shè)計完成后，計算機(jī)軟件產(chǎn)品開發(fā)文件編制指南中規(guī)定的這一階段應(yīng)交付的文件主要有： 詳細(xì)設(shè)計說明書。 初步的模塊開發(fā)卷宗。,5.6.1 詳細(xì)設(shè)計說明書,詳細(xì)設(shè)計說明書又稱程序設(shè)計說明書。編制本說明書的目的是，說明一個軟件系統(tǒng)各個層次中的每一個程序的設(shè)計考慮，如實現(xiàn)算法、邏輯流程等。,5.6.2 詳細(xì)設(shè)計的復(fù)審,軟