06章 面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的分析與設(shè)計(jì)

1、1 2 典型方法有典型方法有Jackson方法和方法和Warnier方法方法 （1）Jackson方法方法 1975年年,M.A. Jackson-提出了一類(lèi)軟件開(kāi)發(fā)方法。這一方法從目標(biāo)系統(tǒng)的提出了一類(lèi)軟件開(kāi)發(fā)方法。這一方法從目標(biāo)系統(tǒng)的 輸入、輸出數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)入手，導(dǎo)出程序框架結(jié)構(gòu)，再補(bǔ)充其它細(xì)節(jié)，就可得輸入、輸出數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)入手，導(dǎo)出程序框架結(jié)構(gòu)，再補(bǔ)充其它細(xì)節(jié)，就可得 到完整的程序結(jié)構(gòu)圖。這一方法對(duì)輸入、輸出數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)明確的中小型系統(tǒng)到完整的程序結(jié)構(gòu)圖。這一方法對(duì)輸入、輸出數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)明確的中小型系統(tǒng) 特別有效，如商業(yè)應(yīng)用中的文件表格處理。該方法也可與其它方法結(jié)合，特別有效，如商業(yè)應(yīng)用中的文件表格處理。

2、該方法也可與其它方法結(jié)合， 用于模塊的詳細(xì)設(shè)計(jì)。用于模塊的詳細(xì)設(shè)計(jì)。Jackson方法有時(shí)也稱(chēng)為面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的軟件設(shè)計(jì)方法有時(shí)也稱(chēng)為面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的軟件設(shè)計(jì) 方法。方法。 （2）Warnier方法方法 1974年，年，J.D.Warnier提出的軟件開(kāi)發(fā)方法與提出的軟件開(kāi)發(fā)方法與Jackson方法類(lèi)似。差別有三方法類(lèi)似。差別有三 點(diǎn)：一是它們使用的圖形工具不同，分別使用點(diǎn)：一是它們使用的圖形工具不同，分別使用Warnier圖和圖和Jackson圖；圖； 另一個(gè)差別是使用的偽碼不同；最主要的差別是在構(gòu)造程序框架時(shí)，另一個(gè)差別是使用的偽碼不同；最主要的差別是在構(gòu)造程序框架時(shí)， Warnier方法僅考

3、慮輸入數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，而方法僅考慮輸入數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，而Jackson方法不僅考慮輸入數(shù)據(jù)結(jié)方法不僅考慮輸入數(shù)據(jù)結(jié) 構(gòu)，而且還考慮輸出數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。構(gòu)，而且還考慮輸出數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 3 主要特點(diǎn)：主要特點(diǎn)： 以信息對(duì)象及其操作為核心進(jìn)行需求分析以信息對(duì)象及其操作為核心進(jìn)行需求分析 認(rèn)為復(fù)合信息對(duì)象具有層次結(jié)構(gòu)，并且可認(rèn)為復(fù)合信息對(duì)象具有層次結(jié)構(gòu)，并且可 按順序、選擇、重復(fù)三種結(jié)構(gòu)分解為成員按順序、選擇、重復(fù)三種結(jié)構(gòu)分解為成員 信息對(duì)象信息對(duì)象 提供由層次信息結(jié)構(gòu)映射為程序結(jié)構(gòu)的機(jī)提供由層次信息結(jié)構(gòu)映射為程序結(jié)構(gòu)的機(jī) 制，從而為軟件設(shè)計(jì)奠定良好的基礎(chǔ)制，從而為軟件設(shè)計(jì)奠定良好的基礎(chǔ) 4 JSP（Jackson st

4、ructured Programming) Jackson結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)方法結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)方法 JSD (Jackson System Development) Jackson系統(tǒng)開(kāi)發(fā)方法系統(tǒng)開(kāi)發(fā)方法。 5 JSD方法簡(jiǎn)介方法簡(jiǎn)介 小結(jié)小結(jié) 6 總結(jié)了總結(jié)了COBOL事務(wù)處理程序中的開(kāi)發(fā)方事務(wù)處理程序中的開(kāi)發(fā)方 法而發(fā)展起來(lái)的，特點(diǎn)：法而發(fā)展起來(lái)的，特點(diǎn)： 重點(diǎn)不是自頂向下逐步求精，而是在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ) 上進(jìn)行構(gòu)造 根據(jù)輸入/輸出的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)建立程序結(jié)構(gòu) 目標(biāo)：獲得簡(jiǎn)單清晰的設(shè)計(jì)方案目標(biāo)：獲得簡(jiǎn)單清晰的設(shè)計(jì)方案 設(shè)計(jì)原則：使程序結(jié)構(gòu)與問(wèn)題結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則：使程序結(jié)構(gòu)與問(wèn)題結(jié)構(gòu)(數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu))相對(duì)應(yīng)相

5、對(duì)應(yīng) 7 一般的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)處理的是具有層次結(jié)一般的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)處理的是具有層次結(jié) 構(gòu)的數(shù)據(jù)，因而其問(wèn)題結(jié)構(gòu)可以用它所處構(gòu)的數(shù)據(jù)，因而其問(wèn)題結(jié)構(gòu)可以用它所處 理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)表示理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)表示 8 JSP方法采用方法采用Jackson圖來(lái)表示數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和程序結(jié)圖來(lái)表示數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和程序結(jié) 構(gòu)構(gòu) 結(jié)構(gòu)圖是一種從左到右閱讀的樹(shù)狀層次結(jié)構(gòu)圖結(jié)構(gòu)圖是一種從左到右閱讀的樹(shù)狀層次結(jié)構(gòu)圖 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖中方框表示數(shù)據(jù)，程序結(jié)構(gòu)圖中方框就表示模數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖中方框表示數(shù)據(jù)，程序結(jié)構(gòu)圖中方框就表示模 塊塊(過(guò)程或函數(shù)過(guò)程或函數(shù)) 底部的葉子節(jié)點(diǎn)稱(chēng)為基本元素底部的葉子節(jié)點(diǎn)稱(chēng)為基本元素 在底部枝干以上的節(jié)點(diǎn)稱(chēng)為結(jié)構(gòu)元素在底部枝

6、干以上的節(jié)點(diǎn)稱(chēng)為結(jié)構(gòu)元素 三種元素類(lèi)型：順序元素、選擇元素、重復(fù)元素三種元素類(lèi)型：順序元素、選擇元素、重復(fù)元素 9 一個(gè)順序元素由一個(gè)或多個(gè)從左到右的一個(gè)順序元素由一個(gè)或多個(gè)從左到右的 元素組成元素組成 每個(gè)組成的元素只出現(xiàn)一次每個(gè)組成的元素只出現(xiàn)一次 圖圖 順序元素順序元素 10 選擇是選擇是“If Then Else”或或“Case”的結(jié)構(gòu)，而且必須有的結(jié)構(gòu)，而且必須有 兩個(gè)或多個(gè)元素兩個(gè)或多個(gè)元素 使用選擇元素時(shí)根據(jù)指定的條件從這些子元素中選擇一使用選擇元素時(shí)根據(jù)指定的條件從這些子元素中選擇一 個(gè)子元素個(gè)子元素 供選擇的子元素用右上角標(biāo)以小圓的矩形表示供選擇的子元素用右上角標(biāo)以小圓的矩形

7、表示 示例：左圖中A、B、C是D的可選項(xiàng)，而S是選擇條件 如果需要一個(gè)如果需要一個(gè)“If A=B Then X Else do nothing”那么那么 需要加入一個(gè)空元素需要加入一個(gè)空元素 示例：右圖 中空元素用一個(gè)標(biāo)有連字符的矩形表示 圖a 選擇元素圖b 空元素 11 重復(fù)元素僅由一個(gè)子元素構(gòu)成，表示重復(fù)元素由子重復(fù)元素僅由一個(gè)子元素構(gòu)成，表示重復(fù)元素由子 元素重復(fù)元素重復(fù)0次或多次組成次或多次組成 子元素用右上角標(biāo)以星號(hào)的矩形表示子元素用右上角標(biāo)以星號(hào)的矩形表示 下圖表示元素下圖表示元素D由元素由元素A重復(fù)重復(fù)0次或多次組成，其中次或多次組成，其中 I是重復(fù)條件是重復(fù)條件 圖圖 重復(fù)元素

8、重復(fù)元素 12 結(jié)構(gòu)正文完全與結(jié)構(gòu)圖相對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)正文完全與結(jié)構(gòu)圖相對(duì)應(yīng) 分為：順序結(jié)構(gòu)正文、選擇結(jié)構(gòu)正文、重復(fù)結(jié)分為：順序結(jié)構(gòu)正文、選擇結(jié)構(gòu)正文、重復(fù)結(jié) 構(gòu)正文構(gòu)正文 順序結(jié)構(gòu)正文順序結(jié)構(gòu)正文 D Seq 順序順序 A； 元素元素D是由一個(gè)元素是由一個(gè)元素A B； 跟隨一個(gè)元素跟隨一個(gè)元素B C； 跟隨一個(gè)元素跟隨一個(gè)元素C組成組成 D END 元素元素D是元素是元素A、元素、元素B、元素、元素C的序列的序列 13 選擇結(jié)構(gòu)正文選擇結(jié)構(gòu)正文 D Select cond1 選擇選擇 A 元素元素D或是由一個(gè)元素或是由一個(gè)元素A Or cond2 B 或是由一個(gè)元素或是由一個(gè)元素B Or cond3

9、 C 或是由一個(gè)元素或是由一個(gè)元素C組成組成 D END cond1、cond2、cond3分別是選擇分別是選擇A，B，C的條件的條件 重復(fù)結(jié)構(gòu)正文重復(fù)結(jié)構(gòu)正文 D Iter until cond 重復(fù)重復(fù) A； 元素元素D是由是由1個(gè)或多個(gè)元素個(gè)或多個(gè)元素A組成。組成。 D END 元素元素D 是元素是元素A的重復(fù)的重復(fù) 或或 D Iter while cond A； 元素元素D是由是由0至多個(gè)元素至多個(gè)元素A組成組成 D END cond為循環(huán)條件為循環(huán)條件 14 15 例例6.2：一個(gè)正文文件由若干個(gè)記錄組成，：一個(gè)正文文件由若干個(gè)記錄組成， 每個(gè)記錄是一個(gè)字符串，要求統(tǒng)計(jì)每個(gè)記每個(gè)記錄

10、是一個(gè)字符串，要求統(tǒng)計(jì)每個(gè)記 錄中空格個(gè)數(shù)，以及文件中空格的總數(shù)。錄中空格個(gè)數(shù)，以及文件中空格的總數(shù)。 要求輸出的格式是：每復(fù)制一行輸入字符要求輸出的格式是：每復(fù)制一行輸入字符 串后，另起一行輸出該字符串中的空格數(shù)，串后，另起一行輸出該字符串中的空格數(shù)， 最后輸出文件空格的總數(shù)最后輸出文件空格的總數(shù) 16 第第1步步.分析并確定輸入和輸出數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的邏輯結(jié)分析并確定輸入和輸出數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的邏輯結(jié) 構(gòu)，并用構(gòu)，并用Jackson圖畫(huà)出圖畫(huà)出 17 第第2步步.找出輸入數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與輸出數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中有對(duì)應(yīng)找出輸入數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與輸出數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中有對(duì)應(yīng) 關(guān)系的數(shù)據(jù)元素關(guān)系的數(shù)據(jù)元素 有對(duì)應(yīng)關(guān)系是指有直接因果關(guān)系，即在程

11、序中可以同時(shí)處理的數(shù) 據(jù)元素 對(duì)于表示“重復(fù)”的數(shù)據(jù)元素，只有其重復(fù)次數(shù)和次序都相同時(shí) 才有對(duì)應(yīng)關(guān)系 輸入/輸出數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)最高層次的兩個(gè)數(shù)據(jù)元素總是有對(duì)應(yīng)關(guān)系的 18 第第3步步.從描述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的從描述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的Jackson圖導(dǎo)出描述程圖導(dǎo)出描述程 序結(jié)構(gòu)的序結(jié)構(gòu)的Jackson圖，導(dǎo)出規(guī)則：圖，導(dǎo)出規(guī)則： 有對(duì)應(yīng)關(guān)系的數(shù)據(jù)元素，按照它們?cè)跀?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖中的層次在程 序結(jié)構(gòu)圖的相應(yīng)層次上畫(huà)一個(gè)處理框(如果它們?cè)谳斎牒洼敵鰣D 中的層次不同，則程序結(jié)構(gòu)圖中處理框?qū)哟闻c較低的那個(gè)對(duì)應(yīng) 為輸入數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖中剩余的每個(gè)數(shù)據(jù)元素，在程序結(jié)構(gòu)圖的相 應(yīng)層次上畫(huà)一個(gè)處理框， 在模塊名稱(chēng)上增加“分析”或“處理” 或取

12、一個(gè)具有實(shí)際含義的名稱(chēng) 為輸出數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖中剩余的每個(gè)數(shù)據(jù)元素，在程序結(jié)構(gòu)圖的相 應(yīng)層次上畫(huà)上一個(gè)處理框 19 程序結(jié)構(gòu)圖導(dǎo)出結(jié)果程序結(jié)構(gòu)圖導(dǎo)出結(jié)果 20 第第4步步.列出所有操作和條件，并將它們分配列出所有操作和條件，并將它們分配 到程序結(jié)構(gòu)圖的適當(dāng)位置到程序結(jié)構(gòu)圖的適當(dāng)位置 首先從輸出操作開(kāi)始，再回到輸入操作 加入必須的與條件有關(guān)的操作 最后把每個(gè)操作都分配到程序結(jié)構(gòu)中去 21 設(shè)變量設(shè)變量sum存放一行字符串中的空格數(shù)；存放一行字符串中的空格數(shù)；totalsum存放空格總數(shù)；存放空格總數(shù)；pointer用來(lái)指示當(dāng)用來(lái)指示當(dāng) 前分析的字符在字符串中的位置，可列出其所有操作，并對(duì)其編號(hào)如下：前

13、分析的字符在字符串中的位置，可列出其所有操作，并對(duì)其編號(hào)如下： 停止 打開(kāi)文件 關(guān)閉文件 打印字符串 打印空格數(shù) 打印空格總數(shù) sum:=sum+1 totalsum:=totalsum+1 讀入字符串 sum:=0 totalsum:=0 pointer:=1 pointer:=pointer+1 條件列表如下：條件列表如下： I(1)：文件結(jié)束：文件結(jié)束 I(2)：字符串結(jié)束：字符串結(jié)束 S(3)：字符是空格：字符是空格 將條件與相應(yīng)的循環(huán)條件關(guān)聯(lián)，并將將條件與相應(yīng)的循環(huán)條件關(guān)聯(lián)，并將113操作按次序與相應(yīng)的模塊進(jìn)行關(guān)聯(lián)，按從左操作按次序與相應(yīng)的模塊進(jìn)行關(guān)聯(lián)，按從左 至右決定先后順序，關(guān)聯(lián)

14、后的程序結(jié)構(gòu)圖至右決定先后順序，關(guān)聯(lián)后的程序結(jié)構(gòu)圖 22 第第5步步.把帶有操把帶有操 作的程序結(jié)構(gòu)作的程序結(jié)構(gòu) 圖轉(zhuǎn)換成結(jié)構(gòu)圖轉(zhuǎn)換成結(jié)構(gòu) 正文，同時(shí)加正文，同時(shí)加 入選擇及迭代入選擇及迭代 條件條件 統(tǒng)計(jì)空格統(tǒng)計(jì)空格 seq 打開(kāi)文件打開(kāi)文件 讀入字符串讀入字符串 totalsum := 0 程序體程序體 iter until 文件結(jié)束文件結(jié)束 處理字符串處理字符串 seq 印字符串印字符串 seq 打印字符串打印字符串 印字符串印字符串 end sum := 0 pointer := 1 分析字符串分析字符串 iter until 字符串結(jié)束字符串結(jié)束 分析字符分析字符 select 字符

15、是空格字符是空格 處理空格處理空格 seq sum := sum + 1 pointer := pointer + 1 處理空格處理空格 end 分析字符分析字符 or 字符不是空格字符不是空格 處理非空格處理非空格 seq pointer := pointer + 1 處理非空格處理非空格 end 分析字符分析字符 end 分析字符串分析字符串 end 印空格數(shù)印空格數(shù) seq 打印空格數(shù)打印空格數(shù) 印空格數(shù)印空格數(shù) end totalsum := totalsum + 1 讀入字符串讀入字符串 處理字符串處理字符串 end 程序體程序體 end 印空格總數(shù)印空格總數(shù) seq 打印空格總數(shù)打

16、印空格總數(shù) 印空格總數(shù)印空格總數(shù) end 關(guān)閉文件關(guān)閉文件 停止停止 統(tǒng)計(jì)空格統(tǒng)計(jì)空格 end 23 簡(jiǎn)單、易學(xué)、形象直觀、可讀性好簡(jiǎn)單、易學(xué)、形象直觀、可讀性好 便于表示層次結(jié)構(gòu)便于表示層次結(jié)構(gòu) 適用于小型數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)適用于小型數(shù)據(jù)處理系統(tǒng) 24 JSP方法方法 小結(jié)小結(jié) 25 JSP廣泛使用十多年后，廣泛使用十多年后，Jackson把它進(jìn)行了擴(kuò)充，不把它進(jìn)行了擴(kuò)充，不 再局限于中小規(guī)模范圍的問(wèn)題及順序范圍，新的開(kāi)發(fā)方再局限于中小規(guī)模范圍的問(wèn)題及順序范圍，新的開(kāi)發(fā)方 法稱(chēng)為法稱(chēng)為JSD JSD覆蓋了整個(gè)系統(tǒng)的分析到實(shí)現(xiàn)覆蓋了整個(gè)系統(tǒng)的分析到實(shí)現(xiàn),是一種面向軟件開(kāi)是一種面向軟件開(kāi) 發(fā)全過(guò)程的系

17、統(tǒng)化開(kāi)發(fā)方法。發(fā)全過(guò)程的系統(tǒng)化開(kāi)發(fā)方法。 JSD的本質(zhì)：先建立一個(gè)現(xiàn)實(shí)模型，然后加入功能性處的本質(zhì)：先建立一個(gè)現(xiàn)實(shí)模型，然后加入功能性處 理，最后階段理，最后階段,邏輯系統(tǒng)才轉(zhuǎn)換為實(shí)際設(shè)計(jì)邏輯系統(tǒng)才轉(zhuǎn)換為實(shí)際設(shè)計(jì) 它從客觀現(xiàn)實(shí)中提取各種客觀實(shí)體，并確定各實(shí)體的活它從客觀現(xiàn)實(shí)中提取各種客觀實(shí)體，并確定各實(shí)體的活 動(dòng)以及實(shí)體與各種活動(dòng)之間聯(lián)系，生成反映客觀問(wèn)題的動(dòng)以及實(shí)體與各種活動(dòng)之間聯(lián)系，生成反映客觀問(wèn)題的 進(jìn)程模型。再在進(jìn)程模型的基礎(chǔ)上，增加系統(tǒng)功能，確進(jìn)程模型。再在進(jìn)程模型的基礎(chǔ)上，增加系統(tǒng)功能，確 定時(shí)序關(guān)系，最后實(shí)現(xiàn)所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)。定時(shí)序關(guān)系，最后實(shí)現(xiàn)所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)。 26 標(biāo)識(shí)實(shí)體與行為：

18、建立現(xiàn)實(shí)的模型，列出與系統(tǒng)有關(guān)的實(shí)標(biāo)識(shí)實(shí)體與行為：建立現(xiàn)實(shí)的模型，列出與系統(tǒng)有關(guān)的實(shí) 體表及活動(dòng)表體表及活動(dòng)表 生成實(shí)體結(jié)構(gòu)圖：分析實(shí)體表中實(shí)體之間的關(guān)系，形成實(shí)生成實(shí)體結(jié)構(gòu)圖：分析實(shí)體表中實(shí)體之間的關(guān)系，形成實(shí) 體結(jié)構(gòu)圖體結(jié)構(gòu)圖 創(chuàng)造軟件系統(tǒng)模型：根據(jù)現(xiàn)實(shí)世界，對(duì)實(shí)體與行為的組合創(chuàng)造軟件系統(tǒng)模型：根據(jù)現(xiàn)實(shí)世界，對(duì)實(shí)體與行為的組合 建立進(jìn)程模型建立進(jìn)程模型 擴(kuò)充功能性過(guò)程：說(shuō)明系統(tǒng)輸出的功能，必要時(shí)在規(guī)格說(shuō)擴(kuò)充功能性過(guò)程：說(shuō)明系統(tǒng)輸出的功能，必要時(shí)在規(guī)格說(shuō) 明中加入附加的處理明中加入附加的處理 施加時(shí)間控制：開(kāi)發(fā)者考慮進(jìn)程調(diào)度的某些特征，這些特施加時(shí)間控制：開(kāi)發(fā)者考慮進(jìn)程調(diào)度的某些特征，這些特 征可能影響系統(tǒng)功能所輸出的結(jié)果的正確性及時(shí)間關(guān)系征可能影響系統(tǒng)功能所輸出的結(jié)果的正確性及時(shí)間關(guān)系 實(shí)現(xiàn)：開(kāi)發(fā)者考慮運(yùn)行系統(tǒng)的軟硬件方面的問(wèn)題，采用變實(shí)現(xiàn)：開(kāi)發(fā)者考慮運(yùn)行系統(tǒng)的軟硬件方面的問(wèn)題，采用變 換技術(shù)、調(diào)度技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)定義技術(shù)等，以使系統(tǒng)能有效換技術(shù)、調(diào)度技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)定義技術(shù)等，以使系統(tǒng)能有效 地運(yùn)行地運(yùn)行 27 JSP方法方法 JSD方法簡(jiǎn)介方法簡(jiǎn)介 28 面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的分析和設(shè)計(jì)方法是以數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為中心，面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的分