第六章 软件详细设计

软件工程案例开发与实践第6章软件详细设计详细设计的任务1.为每个模块进行详细的算法设计。确定模块采用的算法,写出模块的详细过程性描述。即为每个模块确定采用的算法,选择某种适当的工具表达算法的过程,写出模块的详细过程性描述。2．为模块内的数据结构进行设计。确定每一模块使用的数据结构。3．对数据库进行物理设计，即确定数据库的物理结构。4．网络设计。5．其它设计：根据软件系统类型，还可能要进行用户界面设计、输入/输出格式设计。包括对系统外部的接口,对系统内部其他模块的接口,以及模块输入数据、输出数据及局部数据的全部细节。

接口设计注意以下原则：统一性；简明易学；灵活性；严谨性。6．编写详细设计说明书；评审。（1)模块的逻辑描述要清晰易读、正确可靠。（2)采用结构化设计方法,改善控制结构，降低程序的复杂程度,从而提高程序的可读性、可测试性、可维护性。（3)选择恰当描述工具来描述各模块算法。(4)职能划分功能化(5)功能划分流程化.流程划分单据化.单据划分表格化.表格划分原子化:6.2详细设计的原则6.3详细设计工具6.3.1程序流程图1．顺序结构图6-1顺序结构2．选择结构3．循环结构完整的程序流程图示例•

例如：判定2000—2500年中的每一年是否闰年，将结果输出。润年的条件是：能被4整除，但不能被100整除的年份是闰年，或者能被100整除，又能被400整除的年份是闰年。根据所给的判断是否为闰年的条件，画出的程序流程图如图6-4所示。可见程序流程图可以清晰完整地表达出处理的全过程。例题1：求10！的流程图。AA开

始t

＝

1i

＝

2t

＝

i

*ti

＝i+1i

<

11结

束真假输出t程序流程图的主要缺点如下：程序流程图从本质上来说不是逐步求精的好工具，它容易使程序员过早地考虑程序的控制流程，而不去考虑程序的全局结构。程序流程图中用箭头代表控制流，程序员可以不顾结构程序设计的精神，随意转移控制，而使程序结构过于混乱。程序流程图在表示数据结构方面存在不足。方块图（N-S图）是Nassi和Shneiderman提出的，是一种符合结构化程序设计原则的图形描述工具又称之为盒图6.3.2

方块图（N-S图）在N-S图中，为了表示五种基本结构，规定了五种图形结构，具体如下：例如，将上述例题1和例题2使用N-S图表示如下特点：功能域（即，一个特定控制结构的作用域）明确，用图形表示，非常清晰。必须遵守结构化程序设计的要求，不能任意转移控制。很容易确定局部和全程数据的作用域。很容易表现嵌套关系，也可以表示模块的层次结构。5.3.3

PAD图PAD是问题分析图，它用二维树型结构的图来表示程序的控制流，PAD图也使用五种基本控制结构，具体如下：练习（画出PAD图）求g(x)=0

x=0-1

x<0S=1+3+5+…+999。1

x>0求f(x)=-1

x<=01

x>0s=0i=1While

i<=999i=i+2s=s+iPrint

sInput

xF(X)=1X>0T输出F(X)FInput

xG(x)=1xX>0X=0

G(x)=0F(X)=-1X<0G(x)=-1输出g(X)PAD图的主要优点如下：使用表示结构化控制结构的PAD符号所设计出来的程序必然是结构化程序。PAD图所描绘的程序结构十分清晰。用PAD图表现程序逻辑，易读、易懂、易记。容易将PAD图转换成高级语言源程序，这种转换可用软件工具自动完成，从而可省去人工编码的工作，有利于提高软件可靠性和软件生产率。即可用于表示程序逻辑，也可用于描绘数据结构。PAD图的符号支持自顶向下、逐步求精方法的使用。例2.4求规律：①第1项的分子分母都是1②第2项的分母是2，以后每一项的分母子都是前一项的分母加1③笫2项前的运算符为“-”，后一项前面的运算符都与前一项前的运算符相反例2.4求sign—当前项符号

term—当前项的值

sum—当前各项的和

deno—当前项分母S1：sign=1S2：sum=1S3：deno=2S4：sign=(-1)*sig-n1S5：term=sign*(1/deno)S6：sum=sum+termS7：deno=deno+1-1/21-1/2S8：若deno≤100返回S4；否则3

算法满结足束，返回S4例2.4求sign—当前项符号

term—当前项的值

sum—当前各项的和

deno—当前项分母S1：sign=1S2：sum=1S3：deno=2S4：sign=(-1)*sig1nS5：term=sign*(1/deno)S6：sum=sum+termS7：deno=deno+11/31-1/2+1/3S8：若deno≤100返回S4；否则4

算法满结足束，返回S4例2.4求S1：sign=1S2：sum=1S3：deno=2S4：sign=(-1)*signS5：term=sign*(1/deno)S6：sum=sum+termS7：deno=deno+1S8：若deno≤100返回S4；否则算法结束99次循环后sum的值就是所要求的结果例2.5给出一个大于或等于3的正整数，判断它是不是一个素数。所谓素数(prime)，是指除了1和该数本身之外，不能被其他任何 整数整除的数例如，13是素数，因为它不能被2，3，4，…，12整除。判断一个数n(n≥3)是否素数：将n作为被除数， 将2到(n-1)各个整数先后作为除数，如果都不 能被整除，则n为素数S1：输入n的值S2：i=2

（i作为除数）S3：n被i除，得余数rS4：如果r=0，表示n能被i整除，则输出n“不是素数”，算法结束；否则执行S5S5：i+1

iS6：如果i≤n-1，返回S3；否则输出n“是素数”，然后结束。2.3算法的特性一个有效算法应该具有以下特点：有穷性。一个算法应包含有限的操作步骤，而不能是无限的。确定性。算法中的每一个步骤都应当是确定的，而不应当是含糊的、模棱两可的。5.3.4

过程设计语言（PDL）PDL具有二重性，一方面具有严格的关键字外部语法，用于定义控制和数据结构；另一方面，PDL表示实际操作和条件的内部语法通常又是不太严格的，以便可以灵活使用，从而适应各种项目的需要。因此，一般说来PDL是一种“混杂”语言，它通常使用一种自然语言的词汇，但同时却使用另一种结构化的程序设计语言的语法。PDL(结构化语言）PDL(Program

design

Language)是一种用于描述功能模块的算法设计和加工细节的语言，也称为过程设计语言。

它是一种伪码，一方面具有严格的外语法,语法应符合一般程序设计语言的语法规则；另一方面,

其内语法表示实际操作和条件，可以用自然语言中一些简单的句子、短语和通用的数学符号，比较灵活自由。PDL语言的主要定义语句及基本控制结构的表达如下所示：定义语句数据定义：DECLARE属性变量名，…属性包括：整型、实型、双精度型、字符型、指针、数组及结构等类型。模块定义：PROCEDURE模块名(参数)……RETURNEND基本控制结构(1)顺序结构：语句序列S1语句序列S2…语句序列Sn(2)选择结构：顺序结构的语句序列采用自①IF-ELSE结构然语言进行描述。IF条件IF条件语句序列S1或语句序列SELSEENDIF语句序列S2ENDIF②多分支IF结构

IF条件1语句序列S1ELSEIF条件2语句序列S2ELSE语句序列SnENDIF…③CASE结构CASE表达式OFCASE取值1语句序列S1CASE取值2语句序列S2…CASE语句序列SnENDCASE(3)循环结构：①FOR结构FOR循环变量=初值TO终值循环体SEND

FOR②WHILE结构WHILE条件循环体SENDWHILE③UNTIL结构

REPEAT循环体SUNTIL条件输入/输出语句①输入语句：

GET(输入变量表)②输出语句：

PUT(输出变量表)模块调用语句CALL模块名(参数)1引言2编写目的3项目背景与需求概述4定义5参考资料6软件结构7程序描述8接口9存储结构10．数据库设计11．限制条件12．测试要点：给出测试模块的主要测试要求。13．尚未解决的问题6.4详细设计说明书格式6.5详细设计实例6.5.1图书管理子系统菜单设计6.5.2系统模块(1)读者查询：可以通过本模块对读者信息按编号、 卡号、姓名、类别、有效否等字段进行查询。(2)图书查询：本模块可以从图书分类号、条形码、 书名、作者、出版社等方面进行图书信息的查询。（3）综合查询：通过查询模块，可以进行所有图 书、所有借出图书、今日借出图书、今日归还图 书、今日