文档介绍：第7章结构化软件详细设计
细节设计的任务与方法
设计表示法
结构化程序设计
结构化定理
面向数据结构的设计
小结
细节设计的任务与方法 细节设计的基本任务 对在前面的需求分析、总体设计阶段确定的概念性的数据类型要进行确切的定义。这一部分的设计内容一般比较多,所以大多数采用小型数据库辅助的方法。 对数据库进行物理设计,即确定数据库的物理结构。物理结构主要指数据库的存储记录格式、存储记录安排和存储方法,这些都依赖于具体所使用的数据库系统。
在总体设计的结构完成后,结构各个环节的实现是多解的。这就需要用系统设计与分析的技术来描述。可以用某种图形、表格、语言等工具将每个模块处理过程的详细算法描述出来。 用户界面的设计现在显得比较重要,可以采用字符用户界面设计、图形用户界面设计和多媒体人机界面设计,这要结合具体的系统来处理。
根据软件系统的类型,还可能要进行以下设计: (1) 代码设计。为了提高数据的输入、分类、存储及检索等操作的效率,以及节约内存空间,对数据库中的某些数据项的值要进行代码设计。 (2) 输入/输出格式设计。 (3) 人机对话设计。对于一个实时系统,用户与计算机要频繁对话,因此要进行对话方式、内容及格式的具体设计。 (4) 网络设计。如果设计的软件是一个分布式系统,那么还要进行网络拓扑结构设计。
详细设计说明书有下列主要内容: (1) 引言,包括编写目的、背景、定义、参考资料。 (2) 程序系统的组织结构。 (3) 程序1(标识符)设计说明(包括功能、性能、输入、输出、算法、流程逻辑、接口,下同)。 (4) 程序2(标识符)设计说明。 (5) 程序N(标识符)设计说明。 对处理过程的算法和数据库的物理结构都要评审。
细节设计方法 细节设计中采用的典型方法是结构化程序设计(SP)方法,最早是由E. W. Dijkstra在20世纪60年代中期提出的。细节设计并不是具体地编写程序,而是将总体设计结构细化成很容易从中产生程序的图纸。这就说明细节设计的结果基本决定了最终程序的质量。要提高软件的质量,减少软件的故障,延长软件的生存期。要保障软件的可测试性、可维护性,而软件的可测试性、可维护性又与程序的易读性有很大关系。因此,细节设计的目标不仅要在逻辑上正确地实现每个模块的功能,而且还应使设计出的处理过程清晰易读。要实现上述要求,采用的关键技术之一就是结构化程序设计。结构化程序设计方法有以下几个基本要点。
(1) 采用自顶向下、逐步求精的程序设计方法。在需求分析、总体设计中,都采用了自顶向下、逐层细化的方法。分析中使用了“抽象”这个手段,上层对问题、模块和数据抽象,而下层则进一步分解,进入另一个抽象层次。在细节设计中,虽然处于“具体”设计阶段,但在设计某个复杂的模块内部处理过程时,仍可以采用逐步求精的方法。可以将其分解为若干个模块来实现,以降低处理细节的复杂度。
(2) 使用三种基本控制结构构造程序。任何程序都可由顺序、选择及循环三种基本控制结构构造。这三种基本结构的共同点是单入口、单出口。它不但能有效地限制使用GOTO语句,还创立了一种新的程序设计思想、方法和风格,同时为自顶向下、逐步求精的设计方法提供了具体的实施手段。设计时,如果一个模块处理过程在细化开始时是模糊的,则可以用下面三种方式对模糊过程进行分解: ①用顺序方式对过程分解,确定各部分的执行顺序。 ②用选择方式对过程分解,确定某个部分的执行条件。 ③用循环方式对过程分解,确定某个部分进行循环的开始和结束条件。
对处理过程仍然模糊的部分反复使用以上分解方法,最终可将所有细节确定下来。 (3) 组织形式。在细节设计阶段,当参加设计的人员比较多的时候,有可能因为设计员的技术水平、设计风格不同而影响到系统的质量。因此,要组织一个以负责全部技术活动的三人为核心的小组。小组中有负责全部技术的主程序员,协调、支持主程序员的后备程序员和负责事务性工作的程序管理员,再加上其他技术人员。这样做的目的是使设计责任集中在少数人身上,有利于提高软件质量,并且能有效地提高软件生产率。这种组织形式在IBM公司和其他软件公司被纷纷采用,效果很好。
设 计 表 示 法 结构化语言 结构化语言是介于自然语言和形式化语言之间的一种类自然语言。结构化语言的语法结构包括内外两层。内部语法比较灵活,可以使用数据字典中定义过的词汇、易于理解的一些名词、运算符和关系符;外层语法具有较固定的格式,设定有一组符号如IF、THEN、ELSE、DOWHIL