文档介绍：第六章系统详细设计
《地理信息系统设计》教程
系统总体设计阶段已经确定了软件的模块结构和接口描述,划分出不同的GIS目标子系统,即各个功能模块,并编写了总体设计文档,但此时每个模块仍处于黑盒子级,需要进行更进一步的设计。详细设计阶段的根本目标是确定怎样具体地实现所定义的系统,也就是为各个在总体设计阶段处于黑盒子级的模块设计具体的实现方案。
教学提纲
一、详细设计的基本原则
二、详细设计的内容和具体任务
三、详细设计的表达工具
四、数据结构和数据库详细设计
五、详细设计规格说明书
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一、详细设计的基本原则
结构化程序设计(Structured programming)是进行以模块功能和处理过程设计为主的详细设计的基本原则。结构化程序设计概念最早由Dijkstra于1965年提出,是软件发展的一个重要里程碑,它的概念、方法和其支持的软件工具组成了所谓的“结构化革命”。结构化程序设计技术采用自顶向下、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、选择和循环三种结构。结构化程序设计的目标之一是使程序的控制流程线性化,即程序的动态执行顺序符合静态书写结构,这就增强了程序的可读性,不仅容易理解、调试、测试和排错,而且给程序的形式化证明带来了方便。
结构化程序设计原则具体表现在以下方面:
尽量少用或不用GoTo语句。
采用自顶向下逐步求精的设计方法。
采用顺序、选择、循环三种基本结构组成程序的控制结构。
尽量使用单入口/单出口的控制结构,减少传递参量(数)的
个数。
提高模块的内聚度,降低模块间的关联度。
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二、详细设计的内容和具体任务
系统详细设计的主要内容是在具体进行程序编码之前,根据总体设计提供的文档,细化总体设计中已划分出的每个功能模块,为之选一具体的算法,并清晰、准确的描述出来,从而在具体编码阶段可以把这些描述直接翻译成用某种程序设计语言书写的程序。其设计成果可用程序流程图描述,也可用伪码描述,还可用形式化软件设计语言描述。详细设计的结果基本上决定了最终程序代码的质量。
详细设计以总体设计阶段的工作为基础,但又不同于总体设计阶段,这主要表现为以下两个方面:
在总体设计阶段,数据项和数据结构以比较抽象的方式描述,例如,总体设计阶段可以声明矩阵在概念上可以表示一幅遥感图像,详细设计就要确定用什么数据结构来表示这样的数字矩阵。
详细设计要提供关于算法的更多细节,例如,总体设计可以声明一个模块的作用是对一个表进行排序,详细设计则要确定使用哪种排序算法。总之,在详细设计阶段为每个模块增加足够的细节,使得程序员能够以相当直接的方式对每个模块编码。
详细的算法
数据表示和数据结构
实现的功能和使用的数据之间的关系
详细设计的模块内容
详细设计的具体任务
细化总体设计的体系流程图,绘出程序结构图,直到
每个模块的编写难度可被单个程序员所掌握为止。
为每个功能模块选定算法。
确定模块使用的数据组织。
确定模块的接口细节,及模块间的调度关系。
描述每个模块的流程逻辑。
编写详细设计文档。主要包括细化的系统结构图及逐个
模块的描述,如功能、接口、数据组织、控制逻辑等。
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三、详细设计的表达工具
系统详细设计的任务是给出软件模块结构中各个模块的内部过程描述,也就是模块内部的算法设计。根据软件工程的思想,在GIS软件设计过程中,尤其是大型GIS软件的开发,系统设计和系统实现是两个阶段的任务,通常由不同的人员来进行。因此,需要采用一种标准的、通用的设计表达工具来实现两阶段的沟通,使设计人员设计的系统,实现人员通过分析设计的文本和资料得到无歧义的理解,即详细设计表达工具的选择可以促进系统设计成果的表达和实现。详细设计的表达工具可分为图形、表格和语言三种。无论是哪种工具,对它们的基本要求都是能提供对设计的无歧义的描述,即能指明控制流程、处理功能、数据组织以及其它方面的实现细节。从而方便在编码阶段把设计描述直接翻译成程序代码。