軟件工程課件：第5章 詳細(xì)設(shè)計(jì)

1、第5章 詳細(xì)設(shè)計(jì)軟件工程導(dǎo)入詳細(xì)設(shè)計(jì)的根本目標(biāo)是：確定應(yīng)該怎樣具體地實(shí)現(xiàn)所要求的系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)這個(gè)階段的設(shè)計(jì)工作，應(yīng)該得出對(duì)目標(biāo)系統(tǒng)的精確描述，從而在編碼階段可以把這個(gè)描述直接翻譯成用某種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言書(shū)寫(xiě)的程序。導(dǎo)入詳細(xì)設(shè)計(jì)的基本任務(wù)：為每個(gè)模塊進(jìn)行詳細(xì)的算法設(shè)計(jì)為模塊內(nèi)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行物理設(shè)計(jì)其他設(shè)計(jì)，如：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)編寫(xiě)詳細(xì)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)評(píng)審提綱結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)人機(jī)界面設(shè)計(jì)過(guò)程設(shè)計(jì)的工具程序復(fù)雜度衡量面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法5.1 結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)愚公移山成就了一位工程名家：愚公，其濃縮了項(xiàng)目組織者、團(tuán)隊(duì)經(jīng)理、編程人員、技術(shù)分析師等眾多角色的優(yōu)秀素質(zhì)。 太行、王屋二

2、山，方七百里，高萬(wàn)仞。本在冀州之南，河陽(yáng)之北。北山愚公者，年且九十，面山而居。懲山北之塞，出入之迂也，聚室而謀曰：“吾與汝畢力平險(xiǎn)，指通豫南，達(dá)于漢陰，可乎？”雜然相許。其妻獻(xiàn)疑曰：“以君之力，曾不能損魁父之丘，如太行王屋何？且焉置土石？”雜曰：“投諸渤海之尾，隱土之北?！彼炻首訉O荷擔(dān)者三夫，扣石墾壤，箕畚運(yùn)于渤海之尾。鄰人京城氏之孀妻，有遺男，始齔，跳往助之。寒暑易節(jié)，始一反焉。河曲智叟笑而止之，曰：“甚矣，汝之不惠。以殘年馀力，曾不能毀山之一毛，其如土石何？”北山愚公長(zhǎng)息曰：“汝心之固，固不可徹，曾不若孀妻弱子。雖我之死，有子存焉；子又生孫，孫又生子；子又有子，子又有孫。子子孫孫，無(wú)窮匱也

3、。而山不加增，何苦而不平？”河曲智叟亡以應(yīng)。 操蛇之神聞之，懼其不已也，告之于帝。帝感其誠(chéng)，命夸娥氏二子負(fù)二山，一厝朔東，一厝朔南。自此，冀之南，漢之陰，無(wú)隴斷焉。原始需求項(xiàng)目溝通方式項(xiàng)目目標(biāo)技術(shù)方案團(tuán)隊(duì)組織外協(xié)工程概況分支if循環(huán)循環(huán)可行性編程素質(zhì)5.1 結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)編程實(shí)際上就是把一件事情交給計(jì)算機(jī)去做，你認(rèn)為如何去做就用“程序語(yǔ)言”的形式描述給計(jì)算機(jī)。如果你原本就不明白如何去做，也不要期望計(jì)算機(jī)能夠理解你想要做什么。編程要?jiǎng)?wù)：把事情分析清楚，把事件的邏輯關(guān)系和依賴關(guān)系搞清楚，然后再去寫(xiě)代碼實(shí)現(xiàn)。7 5.1 結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)化程序，最早由 E . W . Di jkstra 在 60 年代

4、中期提出。經(jīng)典定義：如果一個(gè)程序的代碼塊僅僅通過(guò)順序、選擇和循環(huán)這 3 種基本控制結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接，而且每個(gè)代碼塊只有一個(gè)入口和一個(gè)出口，則稱這個(gè)程序是結(jié)構(gòu)化的。比較全面的定義：結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)是盡可能少用GOTO 語(yǔ)句的程序設(shè)計(jì)方法，最好僅僅在檢測(cè)出錯(cuò)誤時(shí)才使用 GOTO 語(yǔ)句，而且應(yīng)該總是使用前向的 GOTO 語(yǔ)句。8 5.1 結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)主要原則：使用語(yǔ)言中的順序、選擇、重復(fù)等有限的基本控制結(jié)構(gòu)表示程序邏輯。選用的控制結(jié)構(gòu)只準(zhǔn)許有一個(gè)入口和一個(gè)出口。 復(fù)雜結(jié)構(gòu)應(yīng)該用基本控制結(jié)構(gòu)進(jìn)行組合嵌套來(lái)實(shí)現(xiàn)。 嚴(yán)格控制 GOTO 語(yǔ)句，僅在下列情形才可使用：用一個(gè)非結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言去實(shí)現(xiàn)一個(gè)結(jié)構(gòu)化的構(gòu)造

5、。 在某種可以改善而不是損害程序可讀性的情況下。9 5.1 結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)10 5.1 結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)三種結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì) 經(jīng)典的結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì) 僅用順序、IF-THEN-ELSE分支、DO-WHILE循環(huán) 擴(kuò)展的結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì) 增加DO-CASE分支、DO-UNTIL循環(huán) 修正的結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì) 再增加BREAK/LEAVE提綱人機(jī)界面設(shè)計(jì)過(guò)程設(shè)計(jì)的工具程序復(fù)雜度衡量面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法5.2 人機(jī)界面設(shè)計(jì)人的因素人機(jī)界面風(fēng)格設(shè)計(jì)過(guò)程設(shè)計(jì)問(wèn)題設(shè)計(jì)指南人的因素主要包括:人對(duì)感知過(guò)程的認(rèn)識(shí)用戶的技能和行為方式用戶所要求完成的整個(gè)任務(wù)以及用戶對(duì)人機(jī)界面部分的特殊要求5.2.1 人的因素（1）人對(duì)感知過(guò)程的認(rèn)識(shí)人

6、通過(guò)感覺(jué)器官認(rèn)識(shí)客觀世界，因此設(shè)計(jì)用戶界面時(shí)要充分考慮人的視覺(jué)、觸覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)的作用。人機(jī)界面是在可視介質(zhì)上實(shí)現(xiàn)的,如正文、圖形、圖表等。人們根據(jù)顯示內(nèi)容的體積、形狀、顏色等種種表征來(lái)解釋所獲取的可視信息。因此，字體、大小、位置、顏色、形狀等都會(huì)直接影響信息提取的難易程度。很好地表示可視信息是設(shè)計(jì)友好界面的關(guān)鍵。（2）用戶的技能和行為方式用戶本身的技能、個(gè)性上的差異、行為方式的不同，都可能對(duì)人機(jī)界面造成影響。不同類型的人對(duì)同一界面的評(píng)價(jià)也不同。終端用戶的技能直接影響他們從人機(jī)界面上獲取信息的能力，影響交互過(guò)程中對(duì)系統(tǒng)作出反應(yīng)的能力，以及使用啟發(fā)式策略與系統(tǒng)和諧地交互的能力應(yīng)根據(jù)用戶的特點(diǎn)設(shè)計(jì)人機(jī)界

7、面用戶分類：外行型：不熟悉計(jì)算機(jī)操作，對(duì)系統(tǒng)很少或毫無(wú)認(rèn)識(shí)初學(xué)型：對(duì)計(jì)算機(jī)有一些經(jīng)驗(yàn)，對(duì)新系統(tǒng)不熟悉，需要相當(dāng)多的支持熟練型：對(duì)系統(tǒng)有豐富的使用經(jīng)驗(yàn)，能熟練操作，但不了解系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，不能糾正意外錯(cuò)誤，不能擴(kuò)充系統(tǒng)的能力專家型：了解系統(tǒng)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，有系統(tǒng)工作機(jī)制的專門知識(shí)，具有維護(hù)和修改系統(tǒng)的能力，希望為他們提供具備修改和擴(kuò)充系統(tǒng)能力的復(fù)雜界面（2）用戶的技能和行為方式例：Windows控制面板的向?qū)Чδ苓m合不太熟練的用戶 （3）人體測(cè)量學(xué)對(duì)設(shè)計(jì)的影響 人具有多樣性，人機(jī)界面設(shè)計(jì)必須符合使用該系統(tǒng)的用戶的特點(diǎn)。人的多樣性包括：身體能力的多樣性，工作環(huán)境的多樣性，認(rèn)知能力的多樣性，個(gè)性的多樣性

8、和文化的多樣性。 （3）人體測(cè)量學(xué)對(duì)設(shè)計(jì)的影響 不同的用戶在使用軟件系統(tǒng)時(shí)所處的環(huán)境也不同，而工作環(huán)境對(duì)于用戶的使用也有很大的影響。不適合的環(huán)境會(huì)增加系統(tǒng)的出錯(cuò)概率，降低用戶的工作效率。不同用戶的認(rèn)知能力差異很大。對(duì)人機(jī)界面設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)，對(duì)用戶的認(rèn)知能力的理解非常重要。設(shè)計(jì)人機(jī)界面必須考慮到不同用戶的認(rèn)知能力，控制系統(tǒng)的復(fù)雜度和學(xué)習(xí)開(kāi)銷。 （3）人體測(cè)量學(xué)對(duì)設(shè)計(jì)的影響 個(gè)性差異體現(xiàn)在很多方面。例如男性和女性個(gè)性差異就是一種基本的個(gè)性差異。在開(kāi)發(fā)游戲軟件方面，需要考慮到用戶的個(gè)性特點(diǎn)。這方面并沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)量方法，但越來(lái)越多的實(shí)踐表明，對(duì)于不同個(gè)性的用戶調(diào)查其使用習(xí)慣進(jìn)行設(shè)計(jì)是必要的。文化差異

9、體現(xiàn)在民族、語(yǔ)言等用戶文化背景的差異，不同地區(qū)的設(shè)計(jì)者對(duì)于其他地區(qū)的文化缺少了解。為了解決文化差異，需要將軟件系統(tǒng)國(guó)際化和本地化，人機(jī)界面也必須支持國(guó)際化和本地化設(shè)計(jì)。主要的可測(cè)的人性因素 1.用戶時(shí)間：在系統(tǒng)面向的使用者集合中，選擇一些具有代表性的典型用戶，統(tǒng)計(jì)其使用系統(tǒng)完成一系列特定任務(wù)所需要使用的時(shí)間。2.基準(zhǔn)時(shí)間：統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)正確完成基準(zhǔn)任務(wù)需要的時(shí)間。3.基準(zhǔn)出錯(cuò)率：在系統(tǒng)面向的使用者集合中，選擇一些具有代表性的典型用戶，統(tǒng)計(jì)其在完成基準(zhǔn)任務(wù)時(shí)所犯的錯(cuò)誤情況。4.任務(wù)出錯(cuò)率：在系統(tǒng)面向的使用者集合中，選擇一些具有代表性的典型用戶，統(tǒng)計(jì)其使用系統(tǒng)完成一系列特定任務(wù)時(shí)所犯的錯(cuò)誤情況。主要的可

10、測(cè)的人性因素 5.學(xué)習(xí)能力：在系統(tǒng)面向的使用者集合中，選擇一些具有代表性的典型用戶，統(tǒng)計(jì)其學(xué)習(xí)使用系統(tǒng)的時(shí)間。6.記憶能力：在系統(tǒng)面向的使用者集合中，選擇一些具有代表性的典型用戶，統(tǒng)計(jì)其在使用系統(tǒng)后的記憶保持時(shí)間。7.主觀看法：在系統(tǒng)面向的使用者集合中，選擇一些具有代表性的典型用戶，統(tǒng)計(jì)其使用系統(tǒng)后的主觀滿意情況。5.2 人機(jī)界面設(shè)計(jì)人的因素人機(jī)界面風(fēng)格設(shè)計(jì)過(guò)程設(shè)計(jì)問(wèn)題設(shè)計(jì)指南5.2.2 人機(jī)界面風(fēng)格第一代：命令和詢問(wèn)方式的界面 正文形式的通信，通過(guò)用戶命令和用戶對(duì)系統(tǒng)詢問(wèn)的響應(yīng)來(lái)完成。用戶容易出錯(cuò)，界面不友善，難以學(xué)習(xí)。5.2.2 人機(jī)界面風(fēng)格第二代：簡(jiǎn)單的菜單式界面與第一代界面相比不易出錯(cuò)

11、，但使用起來(lái)乏味，逐層進(jìn)行不能一步到位。第三代：窗口、圖標(biāo)、菜單、指示器四位一體的界面能同時(shí)顯示不同種類的信息，可在多個(gè)工作環(huán)境（窗口）中切換，窗口使用戶能自如地執(zhí)行許多通信型和認(rèn)知型任務(wù)通過(guò)下拉式菜單可方便地執(zhí)行控制型和對(duì)話型任務(wù)引入圖標(biāo)、下拉式菜單、按鈕和滾動(dòng)桿技術(shù)，可大大減少鍵盤(pán)輸入，提高交互效率5.2.2 人機(jī)界面風(fēng)格5.2 人機(jī)界面設(shè)計(jì)人的因素人機(jī)界面風(fēng)格設(shè)計(jì)過(guò)程設(shè)計(jì)問(wèn)題設(shè)計(jì)指南5.2.3 設(shè)計(jì)過(guò)程 人機(jī)界面的設(shè)計(jì)過(guò)程是迭代的，包括四個(gè)不同的框架活動(dòng) 用戶、任務(wù)和環(huán)境分析及建模界面設(shè)計(jì)界面構(gòu)造界面確認(rèn)用戶、任務(wù)和環(huán)境分析界面設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)界面確認(rèn)設(shè)計(jì)人員首先分析將與系統(tǒng)交互的用戶的特點(diǎn)。記錄下技能級(jí)別、業(yè)務(wù)理解以及對(duì)新系統(tǒng)的一般感悟，并定義不同的用戶類別。對(duì)每一個(gè)用戶類別，進(jìn)行需求誘導(dǎo)。軟件工程師試圖去理解每類用戶的系統(tǒng)感覺(jué)。一旦定義好一般需求，將進(jìn)行更詳細(xì)的任務(wù)分析。標(biāo)識(shí)、描述和精化那些用戶為了達(dá)到系統(tǒng)目標(biāo)而執(zhí)行的任務(wù)。 5.2.3 設(shè)計(jì)過(guò)程 5.2.3 設(shè)計(jì)過(guò)程 用戶環(huán)境分析關(guān)注系統(tǒng)物理工作環(huán)境。通常問(wèn)這樣一些問(wèn)題：界面將物理地位于何處？用戶是否坐著、站著或完成其他和該界面無(wú)關(guān)的任務(wù)？界面硬件是否適應(yīng)空間、光線或噪音的