软件工程第六章详细设计学生课件(完)

1、结构化SD（Structured Design） 设计内容：设计内容： 数据结构的设计数据结构的设计 体系结构的设计体系结构的设计 接口设计接口设计 过程设计过程设计总体设计总体设计详细设计详细设计软件需求：解决软件需求：解决“做什么做什么” 软件设计：解决软件设计：解决“怎么做怎么做”分析模型数据数据字典字典数数据据流流图图状态转换图状态转换图实体关系图实体关系图控制规格说明控制规格说明处理规格说明处理规格说明数据对象描述数据对象描述数据建模数据建模功能建模功能建模行为建模行为建模数据流图数据流图状态转换图状态转换图处理规格说明处理规格说明控制规格说明控制规格说明过程设计过程设计接口设计接口

2、设计体系结构设计体系结构设计数据设计数据设计ER图图数据对象描述数据对象描述数据字典数据字典第六章详细设计第六章详细设计 详细设计的目标和任务详细设计的目标和任务 如何具体的实现所要求的系统，得出目标系统的精确描述。如何具体的实现所要求的系统，得出目标系统的精确描述。 详细设计的结果最终决定编码阶段程序的质量。（逻辑正确、详细设计的结果最终决定编码阶段程序的质量。（逻辑正确、性能满足要求、便于阅读和理解）性能满足要求、便于阅读和理解）详细设计是编码的先导详细设计是编码的先导。6.1 结构程序设计结构程序设计常用的结构程序设计类型：常用的结构程序设计类型： 经典的：顺序、选择、循环经典的：顺序、

3、选择、循环 扩展的：扩展的：DOCASE、DOUNTIL 修正的：修正的：LEAVE 或或BREAK 提出的目的提出的目的 限制限制GoTo语句的使用，提高程序的可读性、可测试性、语句的使用，提高程序的可读性、可测试性、可维护性可维护性 结构程序设计定义结构程序设计定义 是一种程序设计技术，它采用自顶向下、逐步求精的设是一种程序设计技术，它采用自顶向下、逐步求精的设计方法和单入口、单出口的控制结构，并且只包含顺序、计方法和单入口、单出口的控制结构，并且只包含顺序、选择、循环三种结构选择、循环三种结构三种基本控制结三种基本控制结构构其他常用控制结其他常用控制结构构 重要性重要性 是门面，直接影响

4、到软件产品的寿命和市场的竞争力是门面，直接影响到软件产品的寿命和市场的竞争力 money 典型问题典型问题 系统响应时间系统响应时间 用户求助机制（上下文敏感帮助方式）用户求助机制（上下文敏感帮助方式） 出错信息处理（提示有意义的错误信息）出错信息处理（提示有意义的错误信息） 命令交互方式（鼠标点击命令交互方式（鼠标点击式）式）6.2 人机界面设计人机界面设计 创建系统功能的外部模型创建系统功能的外部模型 确定为完成此系统功能人、机各自的任务确定为完成此系统功能人、机各自的任务 考虑界面设计中的典型问题考虑界面设计中的典型问题 借助借助CASE工具构造界面原型工具构造界面原型 实现设计模型实现

5、设计模型 试用并评估界面质量试用并评估界面质量 修改修改 此过程是一个迭代过程。此过程是一个迭代过程。设计过程设计过程界面设计形式界面设计形式 主要有：主要有： 问题描述语言、数据表、图形与图标、菜单、对话框、问题描述语言、数据表、图形与图标、菜单、对话框、窗口等窗口等 选用界面形式时，应考虑：选用界面形式时，应考虑： 使用的难易程度使用的难易程度 学习的难易程度学习的难易程度 操作速度操作速度 控制控制 开发的难易程度开发的难易程度 数据输入界面设计数据输入界面设计 目标：尽量减少用户工作，并尽可能减少输入的出错率目标：尽量减少用户工作，并尽可能减少输入的出错率 数据显示界面设计数据显示界面

6、设计 包括：屏幕查询、文件浏览、图形显示和报告。包括：屏幕查询、文件浏览、图形显示和报告。 控制界面的设计控制界面的设计 主要目的：让用户能主动地控制系统的工作主要目的：让用户能主动地控制系统的工作 主要方式：窗口、对话框、菜单、功能键、图标、主要方式：窗口、对话框、菜单、功能键、图标、 直接点击、目录语言、自然语言直接点击、目录语言、自然语言等等主要内容主要内容 尽量减少用户输入的动作尽量减少用户输入的动作 保证信息显示方式与数据输入方式的一致性保证信息显示方式与数据输入方式的一致性 隐藏当前状态下不可选用的命令隐藏当前状态下不可选用的命令 为所有输入动作提供帮助信息为所有输入动作提供帮助信

7、息 确认输入确认输入/删除、明确取消动作删除、明确取消动作 提示输入范围提示输入范围 允许编辑允许编辑 提供反馈信息和提供反馈信息和Undo功能功能 允许用户定做输入格式允许用户定做输入格式 采用灵活多样的交互方式，允许用户自选输入方式采用灵活多样的交互方式，允许用户自选输入方式 允许用户控制交互过程允许用户控制交互过程数据输入界面设计数据输入界面设计 采用统一的标号、标准的缩写和预先定义好的颜色采用统一的标号、标准的缩写和预先定义好的颜色 仅显示与当前上下文有关的信息仅显示与当前上下文有关的信息 相关的数据显示在一起相关的数据显示在一起 避免因数据过于费解造成的用户烦恼避免因数据过于费解造成

8、的用户烦恼 允许用户对可视环境进行维护，如放大、缩小图像允许用户对可视环境进行维护，如放大、缩小图像 只显示有意义的出错信息只显示有意义的出错信息 使用大小写、缩进和文本分组以帮助理解使用大小写、缩进和文本分组以帮助理解数据显示界面设计数据显示界面设计6.3过程设计的工具详细设计工具：详细设计工具：(1) (1) 图形工具图形工具(2) (2) 表格工具表格工具(3) (3) 语言工具语言工具程序流程图程序流程图NS盒图盒图PAD图图判定表（判定表（Decision Table）判定树（判定树（Decision Tree）过程设计语言（过程设计语言（PDL，又称伪码），又称伪码）过程设计工具：

9、过程设计工具：描述程序处理过程的工具。描述程序处理过程的工具。6.3.1.程序流程图（程序框图）程序流程图中的标准符号程序流程图中的标准符号程序流程图的控制结构程序流程图的控制结构AB顺序顺序ABC选择（选择（if-then-else型）型）TFANC多分支选择（多分支选择（case型）型）1Bn2AC当型循环（当型循环（do-while型）型）TFAC直到型循环（直到型循环（do-until型）型）TF练习练习:给出工资计算系统中给出工资计算系统中“计计算应发工资算应发工资”的程序流程图的程序流程图例例:工资系统中的工资系统中的“计算应发工资计算应发工资” 这个加工在数据字典中的条目描述这个

10、加工在数据字典中的条目描述数据加工名称数据加工名称:计算应发工资计算应发工资加工编号加工编号:1.2说明说明:根据职工的工资档案及本月奖金发放表数据计算每个职工的应发工资根据职工的工资档案及本月奖金发放表数据计算每个职工的应发工资输入数据流输入数据流:奖金发放表及工资档案奖金发放表及工资档案输出数据流输出数据流:应发工资表应发工资表加工逻辑加工逻辑:DO WHILE工资档案文件指针未指向文件尾工资档案文件指针未指向文件尾 从工资档案中取出当前职工工资的各项基本数据进从工资档案中取出当前职工工资的各项基本数据进 行累加行累加 在奖金发放表中按职工号查找到该职工的奖金数在奖金发放表中按职工号查找到

11、该职工的奖金数 对奖金数与工资基本数据的累计和进行求和得到对奖金数与工资基本数据的累计和进行求和得到 该职工的应发工资数该职工的应发工资数ENDDO 练习练习:给出工资计算系统中给出工资计算系统中“计算应发工资计算应发工资”的程序流程图的程序流程图三种基本控制结构三种基本控制结构ABC(a) 顺序顺序条件条件FTelse部分部分then部分部分(b) If-then-else型分支型分支case条件条件值值1值值2值值ncase1部分部分case2部分部分casen部分部分(c) case型多分支型多分支循环条件循环条件do-while 部分部分(d) do-while型循环型循环循环条件循环

12、条件do-until 部分部分(e) do-until型循环型循环A(f) 调用子程序调用子程序A6.3.2. 盒图(N-S图)用方框图代替传统的流程图。是一种不允许违背结构程序设用方框图代替传统的流程图。是一种不允许违背结构程序设计精神的图形工具。计精神的图形工具。练习：采用练习：采用N-S图描述图描述”计算应发工资模块计算应发工资模块”例例:工资系统中的工资系统中的“计算应发工资计算应发工资” 这个加工在数据字典中的条目描述这个加工在数据字典中的条目描述数据加工名称数据加工名称:计算应发工资计算应发工资加工编号加工编号:1.2说明说明:根据职工的工资档案及本月奖金发放表数据计算每个职工的应

13、发工资根据职工的工资档案及本月奖金发放表数据计算每个职工的应发工资输入数据流输入数据流:奖金发放表及工资档案奖金发放表及工资档案输出数据流输出数据流:应发工资表应发工资表加工逻辑加工逻辑:DO WHILE工资档案文件指针未指向文件尾工资档案文件指针未指向文件尾 从工资档案中取出当前职工工资的各项基本数据进从工资档案中取出当前职工工资的各项基本数据进 行累加行累加 在奖金发放表中按职工号查找到该职工的奖金数在奖金发放表中按职工号查找到该职工的奖金数 对奖金数与工资基本数据的累计和进行求和得到对奖金数与工资基本数据的累计和进行求和得到 该职工的应发工资数该职工的应发工资数ENDDO PAD图基本符

14、号图基本符号条件条件 A A B （a）顺序）顺序条件条件 AB（b）if-then-else型分支型分支while 条件条件A（d）do-while型循环型循环Until 条件条件A（e）repeat-until型循环型循环条件条件 ABM=1=2=n(c) case型多分支型多分支ABCDdef（f）定义）定义A6.6.3 PAD图图 问题分析图（问题分析图（Problem Analysis Diagram）采用二维树形结采用二维树形结构图表示程序的控制流。构图表示程序的控制流。使用使用PAD图提供的图提供的“定义功能定义功能”来逐步求精的例子来逐步求精的例子例题 用PAD图描述下述算法：

15、将数组A(1)到A(10) 用选择法进行大小排序输入输入A(1)到到A(10)的值的值置初始值：置初始值：n10SortSortdefi=1while in A(i)=maxi=i+1 j=i+1max=A(i) while jn j=j+1 maxA(j) A(j)=max TF定义Sort练习：采用练习：采用PAD图描述图描述“计算应发工资模块计算应发工资模块”例例:工资系统中的工资系统中的“计算应发工资计算应发工资” 这个加工在数据字典中的条目描述这个加工在数据字典中的条目描述数据加工名称数据加工名称:计算应发工资计算应发工资加工编号加工编号:1.2说明说明:根据职工的工资档案及本月奖金

16、发放表数据计算每个职工的应发工资根据职工的工资档案及本月奖金发放表数据计算每个职工的应发工资输入数据流输入数据流:奖金发放表及工资档案奖金发放表及工资档案输出数据流输出数据流:应发工资表应发工资表加工逻辑加工逻辑:DO WHILE工资档案文件指针未指向文件尾工资档案文件指针未指向文件尾 从工资档案中取出当前职工工资的各项基本数据进从工资档案中取出当前职工工资的各项基本数据进 行累加行累加 在奖金发放表中按职工号查找到该职工的奖金数在奖金发放表中按职工号查找到该职工的奖金数 对奖金数与工资基本数据的累计和进行求和得到对奖金数与工资基本数据的累计和进行求和得到 该职工的应发工资数该职工的应发工资数

17、ENDDO 实例实例1：某风景区门票预定价格折扣执行如下规定：在旅游季：某风景区门票预定价格折扣执行如下规定：在旅游季节（节（7，8，9，12月），如订票量小于等于月），如订票量小于等于20张，折扣为张，折扣为5；订票量大于订票量大于20张，折扣为张，折扣为15；在非旅游季节，如订票量小于；在非旅游季节，如订票量小于等于等于20张，折扣为张，折扣为20；订票量大于；订票量大于20张，折扣为张，折扣为30。旅游时间 7-9,12月1-6,10,11月定票量 20 205%15%20% 30% 条件类别条件类别条件组合条件组合 操操 作作 操作执行操作执行6.6.4 判定表判定表当算法中包含多重嵌

18、套的条件选择时，用判定表能清晰地当算法中包含多重嵌套的条件选择时，用判定表能清晰地表示复杂的条件组合与应做的动作之间的对应关系表示复杂的条件组合与应做的动作之间的对应关系不能清晰地表示顺序和重复等处理不能清晰地表示顺序和重复等处理.不能作为通用设计工具不能作为通用设计工具练习练习:一单位对不同职级一单位对不同职级,不同工龄员工的基本奖金是不同的不同工龄员工的基本奖金是不同的.基本奖金基本奖金=奖金基数奖金基数+上浮上浮职级分为职级分为:助工助工,工程师工程师,高工高工奖金基数奖金基数:350,400,500工龄计算工龄计算:=20年年,助工上浮助工上浮30%,工程师上浮工程师上浮35%,高工上

19、浮高工上浮45%试给出试给出“基本奖金计算基本奖金计算”判定表判定表实例实例3：假设某航空公司规定，乘客可以免费托运重量不：假设某航空公司规定，乘客可以免费托运重量不超过超过30公斤的行李。当行李重量超过公斤的行李。当行李重量超过30公斤时，对头等舱的国公斤时，对头等舱的国内乘客超重部分每公斤收费内乘客超重部分每公斤收费4元，对其他舱的国内乘客超重部元，对其他舱的国内乘客超重部分每公斤收费分每公斤收费6元，对外国乘客超重部分每公斤收费比国内乘元，对外国乘客超重部分每公斤收费比国内乘客多一倍，对残疾乘客超重部分每公斤收费比近常乘客少一半。客多一倍，对残疾乘客超重部分每公斤收费比近常乘客少一半。用

20、判定表表示计算行李费的算法用判定表表示计算行李费的算法折扣量折扣量 算法算法旅游时间旅游时间7-9，12月月 旅游时间旅游时间1-6，10-11月月定票量定票量20 15%定票量定票量20 30%6.3.5 判定树判定树实例实例1：风景区门票折扣量算法判定树：风景区门票折扣量算法判定树练习练习:“基本奖金计算基本奖金计算”的判定树的判定树练习：用判定树计算行李费的算法练习：用判定树计算行李费的算法 介于自然语言和形式化语言之间的半形式化语言介于自然语言和形式化语言之间的半形式化语言.用正文形用正文形式表示数据和处理过程的设计工具。式表示数据和处理过程的设计工具。 正文分内外两层正文分内外两层

21、外层用严格的外层用严格的关键字语法关键字语法描述操作的描述操作的基本控制结构基本控制结构 内层用自然语言描述加工操作内层用自然语言描述加工操作 控制结构关键词：控制结构关键词： if_then_else、while_do、repeat_until、case_of 优点：优点： 可直接嵌在源代码中作为设计文档和注释，可直接嵌在源代码中作为设计文档和注释，可读性可读性 可用一般文本编辑器或字处理软件编辑可用一般文本编辑器或字处理软件编辑 已有已有PDL自动处理器，且可自动由自动处理器，且可自动由PDL生成程序代码生成程序代码6.3.6 过程设计语言（过程设计语言（PDL）PROCEDURE spe

22、llcheck IS BEGIN split document into single words look up words in dictionary display words which are not in dictionary create a new dictionary END spellcheck示例示例1: 拼词检查程序拼词检查程序 将下述伪码用流程图和NS盒图,PADb表示 startif p thenwhile q do fend do elseblock g hend blockend ifstop例题1习题习题:请使用流程图、请使用流程图、PAD图和图和PDL语言描

23、述下列程序的算法。语言描述下列程序的算法。(1)在数据在数据A(1)A(10)中求最大数和次大数。中求最大数和次大数。 (2)输入三个正整数作为边长，判断该三条边构成的三角形输入三个正整数作为边长，判断该三条边构成的三角形是等边、等腰还是一般三角形。是等边、等腰还是一般三角形。 Jackson结构图结构图ACBD顺序顺序 A选择选择BOCODOAB*重复重复 6. 4 面向数据结构的设计方法面向数据结构的设计方法用用Jackson图描绘三种基本的逻辑数据结构图描绘三种基本的逻辑数据结构ABCDAS(i)B*AI(i)A_S(i)6.4.2 改进的改进的Jackson图图注意（注意（1）顺序结构

24、中）顺序结构中B,C,D任一个都不能是选择出现或重复出现的数据元素任一个都不能是选择出现或重复出现的数据元素（2）Jackson图与层次图的区别图与层次图的区别0B0D0C0B实例1： 某仓库管理系统每天要处理某仓库管理系统每天要处理大批单据大批单据所组成的事务文件。所组成的事务文件。单据分为单据分为订货单订货单和和发货单发货单两种，每张单据由两种，每张单据由多行多行组成，订组成，订货单每行包括零件号、零件名、单价、数量四个数据项，货单每行包括零件号、零件名、单价、数量四个数据项，发货单每行包括零件号、零件名、数量三个数据项，用发货单每行包括零件号、零件名、数量三个数据项，用Jackson结构

25、图表示该事务文件的数据结构。结构图表示该事务文件的数据结构。事务文件事务文件订货单订货单O发货单发货单O订货行订货行*发货行发货行*零件号零件号零件名零件名单价单价数量数量零件号零件号零件名零件名数量数量* 单单 据据表示表示“事务文件事务文件”数据结构的数据结构的Jackson图图用用Jackson图描述下述一列火车的构成：图描述下述一列火车的构成：一列火车最多有两个火车头。只有一个火车头时则位于列车最前面，若还有第一列火车最多有两个火车头。只有一个火车头时则位于列车最前面，若还有第二个火车头时，则第二个火车头位于列车最后面。火车头可能是内燃机车也可二个火车头时，则第二个火车头位于列车最后面

26、。火车头可能是内燃机车也可能是电气机车。车厢分为硬座车厢，硬卧车厢和软卧车厢三种。硬座车厢在所能是电气机车。车厢分为硬座车厢，硬卧车厢和软卧车厢三种。硬座车厢在所有车厢的前面，软卧车厢在所有车厢的后面。此外在硬卧车厢和软卧车厢之间有车厢的前面，软卧车厢在所有车厢的后面。此外在硬卧车厢和软卧车厢之间还有一节餐车。还有一节餐车。ACBD顺序顺序 A选择选择BOCODOAB*重复重复 用用Jackson图描绘三种基本的程序结构图描绘三种基本的程序结构A seq B C DA endA select cond1 BA or cond2 CA or cond3 DA endA iter while(un

27、til) cond BA end对应伪码：对应伪码：6.4.3 Jackson 程序设计方法方法程序设计方法方法 分析并确定输入数据和输出数据的逻辑结构，并分析并确定输入数据和输出数据的逻辑结构，并用用Jackson图描绘这些数据结构。图描绘这些数据结构。 找出输入数据结构和输出数据结构中有对应关系找出输入数据结构和输出数据结构中有对应关系的单元。的单元。 从描绘数据结构的从描绘数据结构的Jackson图导出描绘程序结构图导出描绘程序结构的的Jackson图。图。 列出所有操作和条件，并把它们分配到程序结构列出所有操作和条件，并把它们分配到程序结构图的适当位置。图的适当位置。 用伪码表示程序。

28、用伪码表示程序。 实例实例2:某单位原来存在一个职工工资文件和一个职工档案文某单位原来存在一个职工工资文件和一个职工档案文件件,两个文件中的记录均按照职工编号升序排列且数目两个文件中的记录均按照职工编号升序排列且数目 相等相等,现在要将两个独立的文件合并为一个职工工资档案文件现在要将两个独立的文件合并为一个职工工资档案文件.1)分析问题。确定输入，输出数据的逻辑结构，并用分析问题。确定输入，输出数据的逻辑结构，并用JACKSON图描述出来图描述出来档案文件档案文件职工记录职工记录*职工工资档案文件职工工资档案文件职职称称职工记录职工记录*工工号号工工龄龄姓姓名名工工号号工工资资津津贴贴工工号号

29、姓姓名名职职称称工工龄龄津津贴贴工工资资职工记录职工记录*工资文件工资文件（a)输入数据的数据结构输入数据的数据结构（b)输出数据的数据结构输出数据的数据结构2)找出输入数据结构和输出数据结构中有对应关系的单元，找出输入数据结构和输出数据结构中有对应关系的单元，并按照下列规则导出描述程序结构的并按照下列规则导出描述程序结构的JACKSON图图产生工资档案文件产生工资档案文件产产生生工工号号产产生生姓姓名名产产生生职职称称产产生生工工龄龄产产生生津津贴贴产产生生工工资资产生职工记录产生职工记录*生成工资档案文件的程序结构图生成工资档案文件的程序结构图3)列出完成结构图中各处理框功能的所有操作，分

30、支及循列出完成结构图中各处理框功能的所有操作，分支及循环条件，并把它们放到程序结构图相应的位置环条件，并把它们放到程序结构图相应的位置产生工资档案文件产生工资档案文件产产生生工工号号产产生生姓姓名名产产生生职职称称产产生生工工龄龄产产生生津津贴贴产产生生工工资资产生档案记录产生档案记录*图改进前的程序结构图图改进前的程序结构图ABEDGFCI（1）基本操作基本操作A.打开输入文件打开输入文件B.新建工资档案文件新建工资档案文件C.读取输入文件的一条记录读取输入文件的一条记录D.合并生成工资档案文件合并生成工资档案文件E.将工资档案文件写入记录将工资档案文件写入记录F.关闭文件关闭文件G.终止终

31、止条件条件:I(1)输入文件结束输入文件结束产生工资档案文件产生工资档案文件产产生生工工号号产产生生姓姓名名产产生生职职称称产产生生工工龄龄产产生生津津贴贴产产生生工工资资产生职工记录产生职工记录*图改进后的程序结构图图改进后的程序结构图ABEDGFC程序体程序体I（1）4)用用Jackson伪代码写出程序的处理过程伪代码写出程序的处理过程改进后的程序结构图改进后的程序结构图对应的伪代码如下对应的伪代码如下产生工资档案文件产生工资档案文件 seq打开两个输入文件打开两个输入文件新建工资档案文件新建工资档案文件程序体程序体itel while 输入文件未结束输入文件未结束产生工资档案记录产生工资

32、档案记录seq从两个输入文件中各读取一条记录从两个输入文件中各读取一条记录合并生成工资档案记录合并生成工资档案记录将生成的工资档案记录写入工资档案文件中将生成的工资档案记录写入工资档案文件中产生工资档案记录产生工资档案记录end 程序体程序体end关闭所有文件关闭所有文件终止终止产生工资档案文件产生工资档案文件end课堂练习课堂练习 问题描述：问题描述： 某仓库存放多种零件（如某仓库存放多种零件（如P1、P2、），每个零件的每），每个零件的每次进货、发货都有一张卡片做出记录，每月根据这样一次进货、发货都有一张卡片做出记录，每月根据这样一叠卡片打印一张月报表。报表每行列出某种零件本月库叠卡片打印

33、一张月报表。报表每行列出某种零件本月库存量的净变化。用存量的净变化。用Jackson设计方法对该问题进行设计。设计方法对该问题进行设计。X月报表月报表零件名零件名 净变化净变化P1 200P2 100P3 150 月报表格式月报表格式表头表头表体表体举例举例4 一个正文文件由若干记录组成，每个记录是一个字符串。要一个正文文件由若干记录组成，每个记录是一个字符串。要求：求： * 统计每个记录中空格字符个数及文件中空格字符的总个数统计每个记录中空格字符个数及文件中空格字符的总个数 *输出格式是每复制一行输入字符串，下一行是这个字符串的空输出格式是每复制一行输入字符串，下一行是这个字符串的空格数，最后印出文件中空格的总个数格数，最后印出文件中空格的总个数设计过程如上述五个步骤。设计过程如上述五个步骤。第一步：第一步：第二步第二步第三步：第三步：6.5 程序复杂程度的定量度量程序复杂程度的定量度量意义：意义： 程序的复杂程度乘以适当常数即可估算出软件程序的复杂程度乘以适当常数即可估算出软件中故障的数量以及软件开发需要的工作量。中故障的数量以及软件开发需要的工作量。