第五章-軟件詳細(xì)設(shè)計(jì)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第五章 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，這些都依賴于具體所使用的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。   &

2、#160;(4)其他設(shè)計(jì)：根據(jù)軟件系統(tǒng)的類型，還可能要進(jìn)行以下設(shè)計(jì)：      代碼設(shè)計(jì)。為了提高數(shù)據(jù)的輸入、分類、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)。      輸入/輸出格式設(shè)計(jì)。      人機(jī)對(duì)話設(shè)計(jì)。對(duì)于一個(gè)實(shí)時(shí)系統(tǒng)，用戶與計(jì)算機(jī)頻繁對(duì)話，因此要進(jìn)行對(duì)話方式、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)。    

3、;(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。5.2 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“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：  

4、  1. 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。    2. 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。    (1)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。    

5、(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)。    3. 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，再加上一些專家(如通信專家、數(shù)據(jù)庫(kù)專家)、其他技術(shù)人員組成小組。5.3 詳細(xì)設(shè)計(jì)描述法  &

6、#160; 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。5.3.1 程序流程圖    程序流程圖又稱為程序框圖，它是使用最廣泛的一種描述程序邏輯結(jié)構(gòu)的工具。 為了克服流程圖的缺陷，要求流程圖都應(yīng)由三種基本控制結(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。5.3.2 PAD圖    PAD圖指問(wèn)題分析圖(Problem Analysis Diagram)，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

7、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。5.3.3 過(guò)程設(shè)計(jì)語(yǔ)言  過(guò)程設(shè)計(jì)語(yǔ)言(Problem Design Language,簡(jiǎn)稱PDL)，也稱程序描述語(yǔ)言(Problem Descripition Language)，又稱為偽碼。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PDL表示的程序結(jié)構(gòu)一般有以下幾種：  (1)順序結(jié)構(gòu)：采用自然語(yǔ)言描述。  (2)選擇結(jié)構(gòu)： IF-ELSE結(jié)構(gòu) IF 條件 IF 條件 處理S1 或 處理S ELSE 處理S2 ENDIF END

8、IF IF-ORIF-ELSE結(jié)構(gòu) IF 條件1 處理S2 ORIF 條件2 處理S2 . . . ELSE 處理Sn ENDIF CASE 結(jié)構(gòu) CASE OF CASE(1) 處理S1 CASE(2) 處理S2 . . . ELSE 處理Sn ENDCASE (3)重復(fù)結(jié)構(gòu)： FOR結(jié)構(gòu) FOR i=1 TO n 循環(huán)體 ENDFOR WHILE結(jié)構(gòu) WHILE 條件 循環(huán)體 ENDWHILE UNTIL結(jié)構(gòu) REPEAT 循環(huán)體 UNTIL條件 (4)出口結(jié)構(gòu)： ESCAPE結(jié)構(gòu)(退出本層結(jié)構(gòu)) WHILE 條件 處理S1 ESCAPE L IF 條件 處理S2 ENDWHILE L：

9、CYCLE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S1 CYCLE L IF 條件 處理S2 ENDWHILE (5)模塊定義與調(diào)用： 模塊定義 PROCEDURE 模塊名(參數(shù)) . . . RETURN END 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)用戶界面； PUT(“請(qǐng)輸入用戶口令：”)

10、； GET(password)； IF password< >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) 接收用戶選擇ABC； IF ABC=“退出” Break； ENDIF 調(diào)用相應(yīng)下層模塊完成用戶選擇功能； ENDWHILE 清屏； RETURN END   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。5.4 Jackson方法5.4.1 概述     Jackson方法是面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的

11、設(shè)計(jì)方法。JSP（Jackson Strutured Programming）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。5.4.2 Jackson結(jié)構(gòu)圖    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）   1. 順序結(jié)構(gòu)   2. 選擇結(jié)構(gòu) 

12、;  3. 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。5.4.3 JSP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)：   (1)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?！皩?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

13、次序和次數(shù)都相同才有對(duì)應(yīng)關(guān)系。   (3)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1.結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法的要點(diǎn)是使用_結(jié)構(gòu),自頂向下、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)2.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3.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4.PAD圖是一種由左

14、向右展開(kāi)的二維樹(shù)型結(jié)構(gòu),圖中的豎線為程序的_。答案：層次線5.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1.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

15、2.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：C3.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      D.輸入輸出數(shù)據(jù)答案：A4.Jackson方法

16、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        &

17、#160; 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.PAD         3.PDL 4.詳細(xì)設(shè)計(jì)    二、填空題           1.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)）

18、2.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）3.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）4.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）5.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)）6.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）7.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）8.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）9.在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段，除了對(duì)模塊內(nèi)

19、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)）10.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1.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.PAD        B.PDL         C.IPO       

20、60; D.判定樹(shù)2.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3.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

21、制結(jié)構(gòu)4.JSP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5.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6.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.PAD

22、0;       B.PDL         C.IPO         D.流程圖7.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8.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(

23、 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)9.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10.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

24、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：(1)為每個(gè)模塊進(jìn)行詳細(xì)的算法設(shè)計(jì) (2)為模塊內(nèi)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì) (3)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

25、 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 (2)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：(1)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)。 (2)找出輸入數(shù)據(jù)

26、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。 (3)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。 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(a1,a2,.a10)   max=a1;  max2=a2;  FOR i=2 TO 10   IF ai>max 

27、0;   max2=max;    max=ai;   ELSE     IF ai>max2    max2=ai;    ENDIF   ENDIF  ENDFOR  PUT(max,max2)  END(2)輸入三個(gè)正整數(shù)作為邊長(zhǎng)，判斷該三條邊構(gòu)成的三角形是等邊、等腰還是一般三

28、角形。解：如圖：PDL語(yǔ)言描述如下：  GET(a,b,c)  IF (a+b>c and b+c>a and c+a>b)   IF (a=b)    IF (a=c)     PUT("等邊三角形")    ELSE     PUT("等腰三角形")    ENDIF   ELSE     IF(a=c)     PUT("等腰三角形")    ELSE     IF (b=c)     PUT("等腰三角形")