軟件工程-05詳細設計知識講解

1、第一頁，共130頁。第五章第五章 詳細詳細(xingx)設計設計l內容要點：內容要點：l本章主要介紹詳細設計的基本本章主要介紹詳細設計的基本任務、描述方法和設計方法。任務、描述方法和設計方法。 l教學教學(jio xu)重點：重點：l詳細設計的基本任務詳細設計的基本任務l教學教學(jio xu)難點：難點：l流程圖、流程圖、PAD圖及過程設計語言圖及過程設計語言第二頁，共130頁。詳細詳細(xingx)設計與總體設計與總體設計設計詳細設計以總體設計階段的工作為基礎，但又不詳細設計以總體設計階段的工作為基礎，但又不同于總體設計階段，主要表現(xiàn)為以下兩方面：同于總體設計階段，主要表現(xiàn)為以下兩方面：（

2、1）在總體設計階段，數(shù)據(jù)項和數(shù)據(jù)結構以比較抽象的）在總體設計階段，數(shù)據(jù)項和數(shù)據(jù)結構以比較抽象的方式描述方式描述(mio sh)，例如，總體設計可以申明一組值，例如，總體設計可以申明一組值從概念上表示一個矩陣，詳細設計就要確定用什么數(shù)據(jù)從概念上表示一個矩陣，詳細設計就要確定用什么數(shù)據(jù)結構來實現(xiàn)這樣的矩陣。結構來實現(xiàn)這樣的矩陣。（2）詳細設計要提供關于算法的更多的細則，例如，總）詳細設計要提供關于算法的更多的細則，例如，總體設計可以申明一個模塊的作用是對一個表進行排序，體設計可以申明一個模塊的作用是對一個表進行排序，詳細設計則要求確定使用哪種排序算法。在詳細設計階詳細設計則要求確定使用哪種排序算法

3、。在詳細設計階段為每個模塊增加了足夠的細節(jié)，使得程序員能夠以相段為每個模塊增加了足夠的細節(jié)，使得程序員能夠以相當直接的方式編碼每個模塊。當直接的方式編碼每個模塊。 第三頁，共130頁。 因此，詳細設計的模塊包含實現(xiàn)對應的總體設計的模塊因此，詳細設計的模塊包含實現(xiàn)對應的總體設計的模塊所需要的處理邏輯，主要有：所需要的處理邏輯，主要有：（1）詳細的算法）詳細的算法（2）數(shù)據(jù)表示和數(shù)據(jù)結構）數(shù)據(jù)表示和數(shù)據(jù)結構（3）實施的功能和使用的數(shù)據(jù)之間的關系）實施的功能和使用的數(shù)據(jù)之間的關系 每個模塊被編碼成過程、子程序、函數(shù)或企圖類型每個模塊被編碼成過程、子程序、函數(shù)或企圖類型(lixng)的命名實體。的命名

4、實體。 詳細設計的目的詳細設計的目的是具體確定實現(xiàn)目標系統(tǒng)的精確是具體確定實現(xiàn)目標系統(tǒng)的精確描述，即對系統(tǒng)中每個模塊的內部過程進行設計和描述。描述，即對系統(tǒng)中每個模塊的內部過程進行設計和描述。使程序員可以將這種描述直接翻譯為某種語言程序。使程序員可以將這種描述直接翻譯為某種語言程序。 詳細詳細(xingx)設計與總體設計與總體設計設計第四頁，共130頁。第五頁，共130頁。 為每個模塊進行詳細的算法設計。用某種圖形、為每個模塊進行詳細的算法設計。用某種圖形、表格、語言等工具將每個模塊處理過程的詳細算表格、語言等工具將每個模塊處理過程的詳細算法描述出來。法描述出來。 為模塊內的數(shù)據(jù)結構進行設計。

5、為模塊內的數(shù)據(jù)結構進行設計。 對數(shù)據(jù)庫進行物理設計，即確定數(shù)據(jù)庫的物理結對數(shù)據(jù)庫進行物理設計，即確定數(shù)據(jù)庫的物理結構。構。 其他設計。根據(jù)軟件系統(tǒng)類型，可能要進行代碼其他設計。根據(jù)軟件系統(tǒng)類型，可能要進行代碼(di m)(di m)設計、輸入設計、輸入/ /輸出格式設計、人機對話設輸出格式設計、人機對話設計。計。 編寫詳細設計說明書。編寫詳細設計說明書。 評審。評審處理過程的算法和數(shù)據(jù)庫的物理結構。評審。評審處理過程的算法和數(shù)據(jù)庫的物理結構。 第六頁，共130頁。結構化程序設計是一種典型的面向數(shù)據(jù)結構化程序設計是一種典型的面向數(shù)據(jù)流的軟件設計方法，它采用采用自頂向下、流的軟件設計方法，它采用采

6、用自頂向下、逐步求精的設計方法和單入口單出口的控制逐步求精的設計方法和單入口單出口的控制結構，且只包含順序、選擇和重復結構，且只包含順序、選擇和重復3 3種結構。種結構。基本基本(jbn)(jbn)要點是：要點是： 采用自頂向下、逐步求精的程序設計方法：采用自頂向下、逐步求精的程序設計方法：詳細設計中某個模塊內部處理過程仍然可以詳細設計中某個模塊內部處理過程仍然可以逐步求精，降低處理細節(jié)的復雜程度。逐步求精，降低處理細節(jié)的復雜程度。第七頁，共130頁。 使用使用3 3種基本控制結構（順序、選擇和重復，種基本控制結構（順序、選擇和重復，其共同點是單入口、單出口其共同點是單入口、單出口(ch ku

7、)(ch ku)）構造）構造程序：程序： 用順序方式對過程分解，確定各部分用順序方式對過程分解，確定各部分的執(zhí)行順序。的執(zhí)行順序。 用選擇方式對過程分解，確定某個部用選擇方式對過程分解，確定某個部分的執(zhí)行條件。分的執(zhí)行條件。 用循環(huán)方式對過程分解，確定某個部用循環(huán)方式對過程分解，確定某個部分進行循環(huán)的開始和結束的條件。分進行循環(huán)的開始和結束的條件。 對于處理過程仍然模糊的部分反復使對于處理過程仍然模糊的部分反復使用以上分解方法，最終將所有細節(jié)確定下來。用以上分解方法，最終將所有細節(jié)確定下來。第八頁，共130頁。第九頁，共130頁。結構化程序設計結構化程序設計(shj)的主要原的主要原則則第十頁

8、，共130頁。第十一頁，共130頁。第十二頁，共130頁。主程序員組的組織形式：突出主程序員的領主程序員組的組織形式：突出主程序員的領導，設計責任集中導，設計責任集中(jzhng)(jzhng)在少數(shù)人身上，有在少數(shù)人身上，有利于提高軟件質量和軟件生產率。其組織形式利于提高軟件質量和軟件生產率。其組織形式是：是： 一個主程序員：負責全部技術活動。一個主程序員：負責全部技術活動。 一個后備程序員：協(xié)調、支持主程序一個后備程序員：協(xié)調、支持主程序員。員。 一個程序管理員：負責事務性工作，一個程序管理員：負責事務性工作，如收集、記錄數(shù)據(jù)，文檔資料管理等。如收集、記錄數(shù)據(jù)，文檔資料管理等。 一些專家（

9、如通信專家、數(shù)據(jù)庫專一些專家（如通信專家、數(shù)據(jù)庫專家）。家）。 其他技術人員。其他技術人員。第十三頁，共130頁。自頂向下，逐步求精自頂向下，逐步求精 在詳細設計和編碼階段，應當采取自頂在詳細設計和編碼階段，應當采取自頂向下，逐步求精的方法。向下，逐步求精的方法。 把一個模塊把一個模塊(m kui)(m kui)的功能逐步分解，的功能逐步分解，細化為一系列具體的步驟，進而翻譯成一細化為一系列具體的步驟，進而翻譯成一系列用某種程序設計語言寫成的程序。系列用某種程序設計語言寫成的程序。第十四頁，共130頁。自頂向下，逐步求精自頂向下，逐步求精第十五頁，共130頁。main ( ) /程序框架程序框

10、架 建立建立2到到100的數(shù)組的數(shù)組A ，其中，其中Aii； -1 建立建立2到到10的素數(shù)表的素數(shù)表 B ，其中存放，其中存放2 到到10以內的素數(shù)；以內的素數(shù)；-2 若若Aii是是B 中任一數(shù)的倍數(shù)，則中任一數(shù)的倍數(shù)，則 剔除剔除Ai；-3 輸出輸出A 中所有中所有(suyu)沒有被剔除的數(shù)；沒有被剔除的數(shù)； -4第十六頁，共130頁。main ( ) /*建立建立2到到100的數(shù)組的數(shù)組A ，其中，其中Aii*/for ( i = 2；i = 100；i+ ) Ai = i；/* 建立建立2到到10的素數(shù)表的素數(shù)表B ，其中存放，其中存放2到到10以內的以內的素數(shù)素數(shù)*/B1 =2；B2

11、 = 3；B3 = 5；B4 = 7；/*若若Aii是是B 中任一數(shù)的倍數(shù)中任一數(shù)的倍數(shù)(bish)，則剔除，則剔除Ai*/for ( j = 1；j = 4；j+ ) 檢查檢查A 所有的數(shù)能否被所有的數(shù)能否被Bj整除并將整除并將 能被整除的數(shù)從能被整除的數(shù)從A 中剔除；中剔除； -3.1 /*輸出輸出A 中所有沒有被剔除的數(shù)中所有沒有被剔除的數(shù)*/ for ( i = 2；i = 100；i+ ) 若若Ai沒有被剔除，則輸出之沒有被剔除，則輸出之 -4.1第十七頁，共130頁。 for ( i = 2； i XJ(a)(b)(b)(a)3 3、連接各圖，構成完整的連接各圖，構成完整的PADP

12、AD圖圖h：=1，n-1第四十五頁，共130頁。 判定表用于表示程序判定表用于表示程序(chngx)(chngx)的靜態(tài)的靜態(tài)邏輯邏輯 在判定表中的條件部分給出所有的兩分支在判定表中的條件部分給出所有的兩分支判斷的列表，動作部分給出相應的處理判斷的列表，動作部分給出相應的處理 要求將程序要求將程序(chngx)(chngx)流程圖中的多分流程圖中的多分支判斷都改成兩分支判斷支判斷都改成兩分支判斷判定判定(pndng)(pndng)表表第四十六頁，共130頁。 判定表是一種二維的表格，常用于較復雜的組合條件（與結判定表是一種二維的表格，常用于較復雜的組合條件（與結構化語言構化語言(yyn)(yy

13、n)比較）。比較）。 條件框條件框 條件條目條件條目 操作框操作框 操作條目操作條目特點特點(tdin)(tdin)：可處理較復雜的組合條件，但不易理解：可處理較復雜的組合條件，但不易理解. .不易不易輸入計算機。輸入計算機。通常由四部分組成。通常由四部分組成。條件條件(tiojin)(tiojin)框框 條件條件(tiojin)(tiojin)定義。定義。操作框操作框 操作的定義。操作的定義。條件條件(tiojin)(tiojin)條目條目 各條件各條件(tiojin)(tiojin)的取值的取值及組合。及組合。操作條目操作條目 在各條件在各條件(tiojin)(tiojin)取值組合下所執(zhí)

14、行取值組合下所執(zhí)行的操作。的操作。例如例如: : 對商店每天的營業(yè)額所收稅率對商店每天的營業(yè)額所收稅率營業(yè)額營業(yè)額X （）1000X50005000 X10001000元元 Y Y Y Y Y Y N N 信譽信譽(xny)(xny)好好 Y Y N N - N N - 20 20 年年 - Y N - Y N - - 優(yōu)優(yōu) 惠惠 X X X X 正正 常常 X X X X 化簡后化簡后 1 2 3 4 5 6 7 81 2 3 4 5 6 7 8 10001000元元 Y Y Y Y N N N Y Y Y Y N N N N N 信譽信譽(xny)(xny)好好 Y Y N N Y Y N

15、 N Y Y N NY Y N N20 20 年年 Y N Y N Y N Y Y N Y N Y N Y N N優(yōu)優(yōu) 惠惠 X X X X X X正正 常常 X X X X X X X X X XY-Y-滿足條件滿足條件 N N- -不滿足條件不滿足條件 X-X-選中判定的結論選中判定的結論第四十九頁，共130頁。第五十頁，共130頁。第五十一頁，共130頁。特點特點(tdin):(tdin):描述一般組合條件較清晰，易理解。描述一般組合條件較清晰，易理解。不易輸入計算機。不易輸入計算機。營業(yè)額營業(yè)額 1000 1000元元 1000 1000元元 正常正常(zhngchng)(zhngch

16、ng)處理處理好的支付信譽好的支付信譽 優(yōu)惠優(yōu)惠(y(yuhu)uhu)處理處理壞的支付信譽壞的支付信譽 20 20年年 優(yōu)惠處理優(yōu)惠處理 20 20年年 正常處理正常處理如上例如上例第五十二頁，共130頁。 PDL PDL是一種用于描述功能模塊的算法是一種用于描述功能模塊的算法(sun f)(sun f)設計和加工細節(jié)的語言。稱設計和加工細節(jié)的語言。稱為設計程序用語言。它是一種偽碼。為設計程序用語言。它是一種偽碼。 偽碼的語法規(guī)則分為偽碼的語法規(guī)則分為“外語法外語法”和和“內語法內語法”。 PDL PDL具有嚴格的關鍵字外語法，用于具有嚴格的關鍵字外語法，用于定義控制結構和數(shù)據(jù)結構，同時它的

17、表定義控制結構和數(shù)據(jù)結構，同時它的表示實際操作和條件的內語法又是靈活自示實際操作和條件的內語法又是靈活自由的，可使用自然語言的詞匯。由的，可使用自然語言的詞匯。第五十三頁，共130頁。PDLPDL語言的成分是：數(shù)據(jù)說明、處理過程描語言的成分是：數(shù)據(jù)說明、處理過程描述、輸入述、輸入/ /輸出輸出 PDL PDL的語法的語法(yf)(yf)是開放式的，其外是開放式的，其外層語法層語法(yf)(yf)是確定的，而內層語法是確定的，而內層語法(yf)(yf)則不確定。外層語法則不確定。外層語法(yf)(yf)描述控制結構它用類似于一般程序設計描述控制結構它用類似于一般程序設計語言控制結構的關鍵字：語言

18、控制結構的關鍵字： 如如 ： IF-THEN-ELSE , WHILE-DO IF-THEN-ELSE , WHILE-DO REPEAT-UNTIL,DO CASE, DO WHILE REPEAT-UNTIL,DO CASE, DO WHILE 等等表示。表示。 有時還用關鍵字反排，表示控制結構結有時還用關鍵字反排，表示控制結構結束：束： DO - OD IF -FI DO - OD IF -FI第五十四頁，共130頁。例如：例如： if X is not negative if X is not negative then then return(square root of X as

19、a real number); return(square root of X as a real number); else else return(square root of -X as an imaginary return(square root of -X as an imaginary number); number); 外層語法外層語法IF-ELSE-THENIF-ELSE-THEN是確定的，內層是確定的，內層(ni cn(ni cn) )操作操作“square “square root of X ” root of X ”是不確定的。是不確定的。第五十五頁，共130頁。 提供

20、全部結構化控制結構、數(shù)據(jù)說明和模提供全部結構化控制結構、數(shù)據(jù)說明和模塊特征。能對塊特征。能對PDLPDL正文進行結構分割，使之正文進行結構分割，使之變得易于理解。變得易于理解。 為了區(qū)別關鍵字，規(guī)定關鍵字一律大寫，為了區(qū)別關鍵字，規(guī)定關鍵字一律大寫，其它其它(qt)(qt)單詞一律小寫?；蛘咭?guī)定關鍵單詞一律小寫?；蛘咭?guī)定關鍵字加下劃線，或者規(guī)定它們?yōu)楹隗w字。字加下劃線，或者規(guī)定它們?yōu)楹隗w字。PDLPDL的特點的特點(tdin)(tdin)：第五十六頁，共130頁。 內語法使用內語法使用(shyng)(shyng)自然語言來描述自然語言來描述處理特性。內語法比較靈活，只要寫清楚處理特性。內語法比

21、較靈活，只要寫清楚就可以，不必考慮語法錯，以利于人們可就可以，不必考慮語法錯，以利于人們可把主要精力放在描述算法的邏輯上。把主要精力放在描述算法的邏輯上。 有數(shù)據(jù)說明機制，包括簡單的有數(shù)據(jù)說明機制，包括簡單的( (如標量和如標量和數(shù)組數(shù)組) )與復雜的與復雜的( (如鏈表和層次結構如鏈表和層次結構) )的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結構。結構。 有子程序定義與調用機制，用以表達各有子程序定義與調用機制，用以表達各種方式的接口說明。種方式的接口說明。PDLPDL的特點的特點(tdin)(tdin)：第五十七頁，共130頁。面向面向(min xin(min xin) )數(shù)據(jù)結構的設數(shù)據(jù)結構的設計計 軟件系統(tǒng)本質上都

22、是信息處理系統(tǒng)。許多應用系統(tǒng)中，信息往往具有清晰的層次結構，輸入/輸出數(shù)據(jù)有明顯的對應關系。問題求解方法的構造往往依賴于問題描述的數(shù)據(jù)結構，即使(jsh)求解同一問題，使用的數(shù)據(jù)結構不同，相應的求解算法也不同。因此軟件設計與數(shù)據(jù)結構有極大的相關性。如果一個數(shù)據(jù)結構具有選擇性質，那么應該使用條件選擇結構處理；如果一個數(shù)據(jù)結構具有重復性，則一定要求使用循環(huán)控制結構處理；如果一個數(shù)據(jù)結構具有層次組織，則軟件控制結構也要求是分層的。由此提出了一類面向數(shù)據(jù)結構的設計方法。Jackson方法是面向數(shù)據(jù)結構的設計方法的代表之一。第五十八頁，共130頁。1. 概念概念 Jachson方法是面向數(shù)據(jù)結構的設計方

23、方法是面向數(shù)據(jù)結構的設計方法。法。2. JSP用于開發(fā)規(guī)模較小的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的用于開發(fā)規(guī)模較小的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的設計。該方法定義了一組以數(shù)據(jù)結構為設計。該方法定義了一組以數(shù)據(jù)結構為指導指導(zhdo)的映射過程，它根據(jù)輸入、的映射過程，它根據(jù)輸入、輸出的數(shù)據(jù)結構，按一定的規(guī)則映射成輸出的數(shù)據(jù)結構，按一定的規(guī)則映射成軟件的過程描述，即程序結構，而不是軟件的過程描述，即程序結構，而不是軟件的體系結構。軟件的體系結構。 Jackson方法方法(fngf)第五十九頁，共130頁。3. 特點特點 Jackson方法有自己的描述工具方法有自己的描述工具Jackson結構結構(jigu)圖，用圖，用3種基本結

24、種基本結構構(jigu)（順序、選擇和重復）來表示。（順序、選擇和重復）來表示。其特點是：其特點是： 能對結構能對結構(jigu)進行自頂向下的分解，進行自頂向下的分解，因此可以表示層次結構因此可以表示層次結構(jigu)。 結構結構(jigu)易讀，形象直觀。易讀，形象直觀。 既能表示數(shù)據(jù)結構既能表示數(shù)據(jù)結構(jigu)也能表示程也能表示程序結構序結構(jigu)，且表示的是組成關系。，且表示的是組成關系。Jackson方法方法(fngf)第六十頁，共130頁。4. JSP設計步驟設計步驟 分析并確定輸入數(shù)據(jù)和輸出分析并確定輸入數(shù)據(jù)和輸出(shch)數(shù)據(jù)的邏輯結構，并用數(shù)據(jù)的邏輯結構，并用J

25、ackson結構圖結構圖表示這些數(shù)據(jù)結構。表示這些數(shù)據(jù)結構。 找出輸入數(shù)據(jù)結構和輸出找出輸入數(shù)據(jù)結構和輸出(shch)結結構中有對應關系的數(shù)據(jù)單元，對應關系構中有對應關系的數(shù)據(jù)單元，對應關系指數(shù)據(jù)單元在數(shù)據(jù)內容上、數(shù)量上和順指數(shù)據(jù)單元在數(shù)據(jù)內容上、數(shù)量上和順序上有直接的因果關系。序上有直接的因果關系。 按一定的規(guī)則由輸入、輸出按一定的規(guī)則由輸入、輸出(shch)的數(shù)據(jù)結構導出程序結構。的數(shù)據(jù)結構導出程序結構。 列出基本操作與條件，并把它們分配到列出基本操作與條件，并把它們分配到程序結構圖的適當位置。程序結構圖的適當位置。 用偽碼（也稱圖解邏輯）寫出程序。用偽碼（也稱圖解邏輯）寫出程序。Jack

26、son方法方法(fngf)第六十一頁，共130頁。5、優(yōu)缺點、優(yōu)缺點 Jackson方法對問題分析的基本思方法對問題分析的基本思想仍然是自頂而下，逐步求精，問題想仍然是自頂而下，逐步求精，問題求解層次化和模塊化。它與求解層次化和模塊化。它與SD方法的方法的區(qū)別僅僅區(qū)別僅僅(jnjn)在于主要以數(shù)據(jù)結構在于主要以數(shù)據(jù)結構（而不是數(shù)據(jù)流驅動）來建立程序模（而不是數(shù)據(jù)流驅動）來建立程序模塊和控制結構。塊和控制結構。 對于數(shù)據(jù)結構與問題結構密切相對于數(shù)據(jù)結構與問題結構密切相關的系統(tǒng)，該方法導出的系統(tǒng)設計易關的系統(tǒng)，該方法導出的系統(tǒng)設計易于理解，當問題發(fā)生局部變化時，也于理解，當問題發(fā)生局部變化時，也易

27、于修改。特別適用于具有良好層次易于修改。特別適用于具有良好層次數(shù)據(jù)結構的輸入數(shù)據(jù)結構的輸入/輸出設計，典型的如輸出設計，典型的如商業(yè)應用中文件表格處理。商業(yè)應用中文件表格處理。 Jackson方法方法(fngf)第六十二頁，共130頁。6. JSP設計中結構沖突的解決方法設計中結構沖突的解決方法 在在JSP設計中，如果輸入數(shù)據(jù)和輸出設計中，如果輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)結構之間找不到對應關系，稱為結數(shù)據(jù)結構之間找不到對應關系，稱為結構沖突。在工程實踐中，實施構沖突。在工程實踐中，實施Jackson方法的主要問題是結構沖突。方法的主要問題是結構沖突。解決方法是：引入中間數(shù)據(jù)結構或中間解決方法是：引入中間

28、數(shù)據(jù)結構或中間文件，將沖突部分分隔文件，將沖突部分分隔(fng)開來，建開來，建立多個程序結構，再利用中間文件將把立多個程序結構，再利用中間文件將把它們聯(lián)系起來，構成一個系統(tǒng)的整體。它們聯(lián)系起來，構成一個系統(tǒng)的整體。Jackson方法方法(fngf)第六十三頁，共130頁。程序復雜度的定量程序復雜度的定量(dngling)度量度量 如何使軟件結構復雜度和軟件質量(zhling)的評價能夠量化是軟件工程研究的課題之一。軟件復雜度、軟件質量(zhling)的量化評判，是客觀評估軟件質量(zhling)，計算開發(fā)進度，衡量軟件成本的基礎，也是估計軟件殘存錯誤的依據(jù)。 目前比較流行的軟件復雜度度量方法

29、有兩種：一是由McCabe提出的根據(jù)程序流程圖的結構復雜度對軟件復雜度和質量(zhling)進行量度；二是由Halstead提出的根據(jù)程序中包含的運算操作符和操作數(shù)個數(shù)對程序復雜度進行度量的行代碼度量方法。 第六十四頁，共130頁。l程序復雜性主要指模塊內程序的復雜性。它直接關聯(lián)到軟件開發(fā)費用的多少，開發(fā)周期的長短和軟件內部潛伏錯誤(cuw)的多少。l減少程序復雜性，可提高軟件的簡單性和可理解性，并使軟件開發(fā)費用減少，開發(fā)周期縮短，軟件內部潛藏錯誤(cuw)減少。程序復雜度的定量程序復雜度的定量(dngling)度度量量第六十五頁，共130頁。復雜性度量復雜性度量(dling)需要滿足的假設需

30、要滿足的假設l為了度量程序復雜性，要求：l 它可以用來計算任何一個程序的復雜性；l 對于不合理的程序，例如對于長度(chngd)動態(tài)增長的程序，或者對于原則上無法排錯的程序，不應當使用它進行復雜性計算；l 如果程序中指令條數(shù)、附加存儲量、計算時間增多，不會減少程序的復雜性。第六十六頁，共130頁。代碼代碼(di m)(di m)行度行度量法量法l源代碼行數(shù)度量法基于兩個前提：l 程序(chngx)復雜性隨著程序(chngx)規(guī)模的增加不均衡地增長；l 控制程序(chngx)規(guī)模的方法最好是采用分而治之的辦法。將一個大程序(chngx)分解成若干個簡單的可理解的程序(chngx)段。第六十七頁，

31、共130頁。l方法的基本考慮是統(tǒng)計一個程序模塊的源代碼(di m)行數(shù)目，并以源代碼(di m)行數(shù)做為程序復雜性的度量。l設每行代碼(di m)的出錯率為每100行源程序中可能有的錯誤數(shù)目。lThayer曾指出，程序出錯率的估算范圍是從0.047之間，即每100行源程序中可能存在0.047個錯誤。他還指出，每行代碼(di m)的出錯率與源程序行數(shù)之間不存在簡單的線性關系。第六十八頁，共130頁。lLipow指出，對于小程序，每行代碼出錯率為1.31.8；對于大程序，每行代碼的出錯率增加到2.73.2之間，這只是考慮了程序的可執(zhí)行部分，沒有(mi yu)包括程序中的說明部分。lLipow及其他

32、研究者得出一個結論：對于少于100個語句的小程序，源代碼行數(shù)與出錯率是線性相關的。隨著程序的增大，出錯率以非線性方式增長。第六十九頁，共130頁。McCabe度量(dling)法lMcCabe度量度量(dling)法，又稱環(huán)路復法，又稱環(huán)路復雜性度量雜性度量(dling)，是一種基于程序控，是一種基于程序控制流的復雜性度量制流的復雜性度量(dling)方法。方法。l它基于一個程序模塊的程序圖中環(huán)路的它基于一個程序模塊的程序圖中環(huán)路的個數(shù)，因此計算它先要畫出程序圖。個數(shù)，因此計算它先要畫出程序圖。l程序圖是退化的程序流程圖。流程圖中程序圖是退化的程序流程圖。流程圖中每個處理都退化成一個結點，流線

33、變成每個處理都退化成一個結點，流線變成連接不同結點的有向弧。連接不同結點的有向弧。第七十頁，共130頁?；究刂平Y構的結點基本控制結構的結點(ji din)化處理化處理分支分支順序順序當循環(huán)當循環(huán)直到循環(huán)直到循環(huán)圖圖7 7 基本基本(jbn)(jbn)控制結構的結點控制結構的結點化處理化處理第七十一頁，共130頁。l程序圖僅描述程序內部的控制流程，完全不表現(xiàn)對數(shù)據(jù)的具體操作，以及(yj)分支和循環(huán)的具體條件。l計算環(huán)路復雜性的方法：根據(jù)圖論，在一個強連通的有向圖G中，環(huán)的個數(shù)由以下公式給出： V(G)mnp其中，V(G)是有向圖G中環(huán)路個數(shù)，m是圖G中弧數(shù)，n是圖G中結點數(shù)，p是圖G中的強連通

34、分量個數(shù)。第七十二頁，共130頁。lMyers建議，對于復合判定，例如，(A0)(CD)(XA) 算做三個判定。l為使圖成為強連通圖，從圖的入口點到出口點加一條用虛線表示的有向邊，使圖成為強連通圖。這樣就可以使用上式計算環(huán)路復雜性。l在例示中，結點數(shù)n11，弧數(shù)m13，p1，則有 V(G)mnp131113.l等于(dngy)程序圖中弧所封閉的區(qū)域數(shù)。第七十三頁，共130頁。第七十四頁，共130頁。幾點說明幾點說明(shumng)l環(huán)路(hun l)復雜度取決于程序控制結構的復雜度。當程序的分支數(shù)目或循環(huán)數(shù)目增加時其復雜度也增加。環(huán)路(hun l)復雜度與程序中覆蓋的路徑條數(shù)有關。l環(huán)路(hu

35、n l)復雜度是可加的。例如，模塊A的復雜度為3，模塊B的復雜度為 4，則模塊A與模塊B的復雜度是7。第七十五頁，共130頁。lMcCabe建議，對于復雜度超過10的程序，應分成幾個小程序，以減少程序中的錯誤。Walsh用實例證實(zhngsh)了這個建議的正確性。在McCabe復雜度為10的附近，存在出錯率的間斷躍變。第七十六頁，共130頁。l這種度量的缺點是：l 對于不同種類的控制流的復雜性不能區(qū)分l 簡單IF語句與循環(huán)語句的復雜性同等看待l 嵌套IF語句與簡單CASE語句的復雜性是一樣的l 模塊間接口當成一個簡單分支一樣處理l 一個具有(jyu)1000行的順序程序與一行語句的復雜性相同

36、第七十七頁，共130頁。Halstead的軟件的軟件(run jin)科學科學lHalstead軟件科學研究確定計軟件科學研究確定計算機軟件開發(fā)算機軟件開發(fā)(kif)中的一些定中的一些定量規(guī)律，它采用以下一組基本的量規(guī)律，它采用以下一組基本的度量值。度量值。l這些度量值通常在程序產生之后這些度量值通常在程序產生之后得出，或者在設計完成之后估算得出，或者在設計完成之后估算出。出。 第七十八頁，共130頁。第七十九頁，共130頁。l在定義中，運算符包括：l 算術運算符 賦值符(=或:=)l 邏輯運算符 分界符(，或；或:)l 關系運算符 括號運算符l 子程序調用符 數(shù)組操作符l 循環(huán)操作符等。l特

37、別地，成對的運算符，例如l “BEGINEND”、“FORTO”、“REPEAT UNTIL”、“WHILEDO”、“IFTHENELSE”、“（）”等都當做(dngzu)單一運算符。第八十頁，共130頁。l運算對象包括變量名和常數(shù)(chngsh)。l實際的Halstead長度設N1為程序中實際出現(xiàn)的運算符總個數(shù)，N2為程序中實際出現(xiàn)的運算對象總個數(shù)，N為實際的Halstead長度，則有l(wèi) N = N1 + N2第八十一頁，共130頁。第八十二頁，共130頁。變量個數(shù)。第八十三頁，共130頁。 第八十四頁，共130頁。第八十五頁，共130頁。l例如，一個程序對75個數(shù)據(jù)庫項共訪問(fngwn)

38、1300次，對150個運算符共使用了1200次，那么預測該程序的錯誤數(shù)：l B = (1200+1300)log2(75+150)/3000l 6.5l 即預測該程序中可能包含67個錯誤第八十六頁，共130頁。第八十七頁，共130頁。Halstead度量度量(dling)的的缺點缺點第八十八頁，共130頁。第八十九頁，共130頁。第九十頁，共130頁。軟件設計復審軟件設計復審(fshn) 復審對象復審對象軟件設計說明文檔軟件設計說明文檔意義意義通過設計復審，可以及時通過設計復審，可以及時發(fā)現(xiàn)軟件結構缺陷和設計錯誤發(fā)現(xiàn)軟件結構缺陷和設計錯誤(cuw)，使得它們能夠在進入編碼，使得它們能夠在進入編

39、碼前得以改正。前得以改正。種類種類正式復審和臨時復審正式復審和臨時復審復審的內容復審的內容第九十一頁，共130頁。1、正式、正式(zhngsh)復審復審 在全部設計文檔制作完畢后召開正式的軟件設計復審確認會議。在復審會議上由設計人員對軟件總體結構、性能規(guī)范、用戶界面、關鍵模塊和關鍵算法等進行詳細報告。由獨立的評審專家小組對設計文檔和設計人員的報告進行全面深入的討論審查。 正式復審的結果（1）確認通過軟件設計（軟件開發(fā)可進入下一階段）（2）設計文檔未獲通過。（通常是軟件設計存在重大缺陷或者錯誤，也可以是設計沒有原則性錯誤，但是設計文檔本身不規(guī)范，不能作為后續(xù)編碼(bin m)的依據(jù)。） 軟件設計

40、即使是通過復審通常也不是完全正確的，復審報告中應該說明設計中仍然存在的問題或者缺陷，使得這些問題在后續(xù)編碼(bin m)中得以改正或者完善。 第九十二頁，共130頁。2、臨時復審、臨時復審 是在軟件設計過程中，針對某是在軟件設計過程中，針對某個個(mu )局部或者問題的解決局部或者問題的解決方案或者階段性設計成果進行討方案或者階段性設計成果進行討論或者審核。論或者審核。第九十三頁，共130頁。3、軟件、軟件(run jin)復審的內容復審的內容 （1）設計功能和性能的可追蹤性：軟件結構設計是否）設計功能和性能的可追蹤性：軟件結構設計是否充分實現(xiàn)了軟件需求規(guī)格說明？目標軟件設計中實現(xiàn)充分實現(xiàn)了軟

41、件需求規(guī)格說明？目標軟件設計中實現(xiàn)的每個功能、性能在需求說明中是否能夠找到來源？的每個功能、性能在需求說明中是否能夠找到來源？（2）軟件設計中采用的技術是否成熟？如果是新技術，）軟件設計中采用的技術是否成熟？如果是新技術，其技術風險系數(shù)多大，是否存在替代實現(xiàn)方案？其技術風險系數(shù)多大，是否存在替代實現(xiàn)方案？（3）軟件系統(tǒng)的所有外部接口和內部各模塊接口定義）軟件系統(tǒng)的所有外部接口和內部各模塊接口定義是否恰當、完整？是否恰當、完整？（4）設計中對于系統(tǒng)的可維護性是如何體現(xiàn)的？設計）設計中對于系統(tǒng)的可維護性是如何體現(xiàn)的？設計文檔本身文檔本身(bnshn)的可理解性如何？它們易于編碼實的可理解性如何？它

42、們易于編碼實現(xiàn)嗎？現(xiàn)嗎？（5）在軟件系統(tǒng)結構、關鍵算法和用戶界面中如何保）在軟件系統(tǒng)結構、關鍵算法和用戶界面中如何保證系統(tǒng)質量？證系統(tǒng)質量？第九十四頁，共130頁。軟件軟件(run jin)規(guī)格說明書規(guī)格說明書 軟件設計階段軟件設計階段(jidun)完成，應提交設計完成，應提交設計文檔：文檔： 1、改進后的模塊結構圖（包含模塊說明）、改進后的模塊結構圖（包含模塊說明） 2、各模塊的詳細說明、各模塊的詳細說明 （流程圖、（流程圖、N-S圖、圖、PAD圖等）圖等）第九十五頁，共130頁。 1 1、用戶特性分析、用戶特性分析 用戶模型用戶模型 了解所有用戶的技能和經驗，針對用戶能力設計或更改界面。了

43、解所有用戶的技能和經驗，針對用戶能力設計或更改界面。從以下從以下(yxi)(yxi)方面分析：方面分析： 用戶類型用戶類型通常分為：外行型、初學型、熟練型、專家型。通常分為：外行型、初學型、熟練型、專家型。 用戶特性度量用戶特性度量與用戶使用模式和用戶群體能力有關。與用戶使用模式和用戶群體能力有關。 包括：用戶使用頻度、用戶用機能力、用戶的知識、思維能力包括：用戶使用頻度、用戶用機能力、用戶的知識、思維能力等。等。這部分工作應該與軟件需求分析這部分工作應該與軟件需求分析(fnx)同步進行。包括以下內容：同步進行。包括以下內容：2 2、用戶界面的任務分析、用戶界面的任務分析 任務模型（任務模型（

44、DFDDFD圖）圖） 是對系統(tǒng)內部活動的分解，不僅要進行功能分解（用是對系統(tǒng)內部活動的分解，不僅要進行功能分解（用DFDDFD圖描述），圖描述），還要包括與人相關的活動。每個加工即一個功能或任務。還要包括與人相關的活動。每個加工即一個功能或任務。3 3、確定用戶界面類型、確定用戶界面類型第九十六頁，共130頁。界面的設計(shj)原則分析用戶類型分析用戶類型應用程序和界面分離應用程序和界面分離一致性一致性盡量減少用戶工作盡量減少用戶工作提供反饋提供反饋出錯處理和幫助功能出錯處理和幫助功能增加增加(zngji)(zngji)可視化圖形表示可視化圖形表示第九十七頁，共130頁。1 1 黃金黃金(h

45、un jn jn)(hun jn jn)規(guī)則規(guī)則 在有關界面設計的著作中，在有關界面設計的著作中， Theo Mandel Theo Mandel創(chuàng)造了三條黃金原則：創(chuàng)造了三條黃金原則：置用戶于控制置用戶于控制(kngzh)(kngzh)之下之下減少用戶的記憶負擔減少用戶的記憶負擔保持界面一致保持界面一致 第九十八頁，共130頁。黃金(hun jn jn)規(guī)則：置用戶于控制之下 Mandel Mandel定義的一組允許用戶操作控制的原則：定義的一組允許用戶操作控制的原則：以不強迫用戶進入以不強迫用戶進入(jnr)(jnr)不必要的或不希望的動不必要的或不希望的動作的方式來定義交互方式作的方式來

46、定義交互方式提供靈活的交互提供靈活的交互允許用戶交互可以被中斷和撤消允許用戶交互可以被中斷和撤消當技能級別增加時可以使交互流水化并允許定制當技能級別增加時可以使交互流水化并允許定制交互交互使用戶隔離內部技術細節(jié)使用戶隔離內部技術細節(jié)設計應允許用戶和出現(xiàn)在屏幕上的對象直接交互設計應允許用戶和出現(xiàn)在屏幕上的對象直接交互第九十九頁，共130頁。黃金規(guī)則：減少(jinsho)用戶的記憶負擔 Mandel Mandel定義了一組設計原則，使界面能定義了一組設計原則，使界面能夠減少用戶夠減少用戶(yngh)(yngh)記憶負擔：記憶負擔：減少對短期記憶的要求減少對短期記憶的要求建立有意義的缺省建立有意義的

47、缺省定義直覺性的捷徑定義直覺性的捷徑界面的視覺布局應該基于真實世界的隱喻界面的視覺布局應該基于真實世界的隱喻以不斷進展的方式揭示信息以不斷進展的方式揭示信息第一百頁，共130頁。第一百零一頁，共130頁。黃金規(guī)則：保持(boch)界面一致 用戶應以一致的方式展示和獲取信息用戶應以一致的方式展示和獲取信息所有可視信息的組織均按照均按照貫穿所有屏幕顯示所保所有可視信息的組織均按照均按照貫穿所有屏幕顯示所保持的設計標準持的設計標準輸入機制被約束到有限的集合，在整個輸入機制被約束到有限的集合，在整個(zhngg)(zhngg)應用中應用中被一致地使用被一致地使用從任務到任務的導航機制被一致地定義和實現(xiàn)

48、從任務到任務的導航機制被一致地定義和實現(xiàn)MandelMandel定義了一組幫助保持界面一致性的設計原則定義了一組幫助保持界面一致性的設計原則允許用戶將當前任務放入有意義的語境允許用戶將當前任務放入有意義的語境在應用系列內保持一致性在應用系列內保持一致性如過去的交互模型已建立起了用戶期望，除非有迫不得已如過去的交互模型已建立起了用戶期望，除非有迫不得已的理由，不要改變它的理由，不要改變它第一百零二頁，共130頁。2 2 用戶友好用戶友好(yuho)(yuho)性設計性設計 用戶友好性一般屬軟件的性能用戶友好性一般屬軟件的性能特性，它獨立于所有特性，它獨立于所有(suyu)(suyu)具體具體功能

49、，卻影響著所有功能，卻影響著所有(suyu)(suyu)功能功能的重用性。的重用性。 用戶友好性應體現(xiàn)在與用戶有用戶友好性應體現(xiàn)在與用戶有接口的軟件特性上。接口的軟件特性上。 用戶友好性的根本目的是為了用戶友好性的根本目的是為了軟件可重用性、可維護性。軟件可重用性、可維護性。第一百零三頁，共130頁。用戶友好(yuho)性的標志可操作性可操作性健壯性健壯性易學習性易學習性(xxng)(xxng)可擴展性可擴展性 第一百零四頁，共130頁。用戶界面(yn h ji min)設計1 界面設計模型設計用戶界面要考慮(kol)四種模型：軟件工程師創(chuàng)建軟件工程師創(chuàng)建(chungjin)(chungjin

50、)的設計的設計模型模型 （design modeldesign model）人員工程師創(chuàng)建人員工程師創(chuàng)建(chungjin)(chungjin)的用戶的用戶模型模型 （user modeluser model）終端用戶對未來系統(tǒng)的假想（終端用戶對未來系統(tǒng)的假想（sysytem sysytem perceptionperception或或userusers models model）系統(tǒng)實現(xiàn)后得到的系統(tǒng)映象（系統(tǒng)實現(xiàn)后得到的系統(tǒng)映象（sysytem sysytem imageimage） 四種模型可四種模型可能相差甚遠，能相差甚遠，界面設計人界面設計人員的任務就員的任務就是消除這些是消除這些差距

51、，導出差距，導出一致的界面一致的界面表示表示第一百零五頁，共130頁。用戶界面設計(shj)過程用戶界面設計過程包括用戶界面設計過程包括(boku)(boku)四種不同的框架：四種不同的框架：用戶、任務和環(huán)境分析及建模用戶、任務和環(huán)境分析及建模界面設計界面設計界面構造界面構造界面確認界面確認第一百零六頁，共130頁。影響用戶(yngh)行為特性的因素人人- -機匹配性機匹配性人的固有技能人的固有技能人的固有弱點人的固有弱點用戶的知識用戶的知識(zh shi)(zh shi)經驗經驗用戶對系統(tǒng)的期望和態(tài)度用戶對系統(tǒng)的期望和態(tài)度第一百零七頁，共130頁。用戶(yngh)對計算機系統(tǒng)的要求讓用戶靈活

52、地使用讓用戶靈活地使用適應不同類型用戶適應不同類型用戶系統(tǒng)的行為系統(tǒng)的行為(xngwi)(xngwi)及效果對用戶透及效果對用戶透明明用戶對系統(tǒng)的期望和態(tài)度用戶對系統(tǒng)的期望和態(tài)度提供聯(lián)機幫助功能提供聯(lián)機幫助功能人機交互盡可能和人際通信相似人機交互盡可能和人際通信相似第一百零八頁，共130頁。用戶技能(jnng)方面的使用需求應讓系統(tǒng)去適應用戶應讓系統(tǒng)去適應用戶使用易于使用易于(yy)(yy)理解、掌握的準自然語理解、掌握的準自然語言言一致性的系統(tǒng)設計一致性的系統(tǒng)設計用戶對系統(tǒng)的期望和態(tài)度用戶對系統(tǒng)的期望和態(tài)度能通過系統(tǒng)學習能通過系統(tǒng)學習系統(tǒng)提供演示及范例系統(tǒng)提供演示及范例第一百零九頁，共130

53、頁。用戶(yngh)習性方面的使用需求系統(tǒng)應讓用戶有耐心系統(tǒng)應讓用戶有耐心(nixn)(nixn)系統(tǒng)應很好地對付人的易犯錯誤系統(tǒng)應很好地對付人的易犯錯誤系統(tǒng)應對不同用戶提供不同交互方式系統(tǒng)應對不同用戶提供不同交互方式第一百一十頁，共130頁。用戶經驗、知識(zh shi)方面的使用需求系統(tǒng)應能讓未經專門訓練的用戶使用系統(tǒng)應能讓未經專門訓練的用戶使用系統(tǒng)能對不同經驗用戶做出不同反應系統(tǒng)能對不同經驗用戶做出不同反應提供同一系統(tǒng)的一致性，建立標準化人提供同一系統(tǒng)的一致性，建立標準化人- -機界面機界面系統(tǒng)必須適應用戶在應用領域的知識系統(tǒng)必須適應用戶在應用領域的知識(zh shi)(zh shi)變

54、化，提供動態(tài)的自適應的設變化，提供動態(tài)的自適應的設計計第一百一十一頁，共130頁。用戶(yngh)對系統(tǒng)的期望方面的要求用戶界面應提供形象、生動、美觀的布局顯用戶界面應提供形象、生動、美觀的布局顯示和操作環(huán)境示和操作環(huán)境系統(tǒng)處理問題系統(tǒng)處理問題(wnt)(wnt)應盡可能簡單，提供應盡可能簡單，提供學習機制學習機制系統(tǒng)應對不同用戶提供不同交互方式系統(tǒng)應對不同用戶提供不同交互方式第一百一十二頁，共130頁。 從用戶角度出發(fā)，用戶界面設計從用戶角度出發(fā)，用戶界面設計(shj)的類型主要有問題描述語言，數(shù)的類型主要有問題描述語言，數(shù)據(jù)表格、圖形與圖標、菜單、對話框及窗口等。每一種類型都有不同的特點據(jù)

55、表格、圖形與圖標、菜單、對話框及窗口等。每一種類型都有不同的特點和性能。討論以下類型：菜單、圖象、對話框和窗口。和性能。討論以下類型：菜單、圖象、對話框和窗口。 固定位置、浮動位置（彈出）、下拉式、嵌入式固定位置、浮動位置（彈出）、下拉式、嵌入式圖2 混合菜單圖1 固定及下拉菜單固定菜單固定菜單下拉菜單下拉菜單第一百一十三頁，共130頁。第一百一十四頁，共130頁。必須回答式如圖必須回答式如圖3.58所示所示無需回答式無需回答式 如圖如圖3.59所示所示警告式警告式 如圖如圖4.58所示所示圖3.58 必須(bx)回答式對話框圖3.59 無需(wx)回答式對話框圖3.60 警告式對話框第一百一

56、十五頁，共130頁。4 4、窗口（、窗口（windowwindow） 圖形學中稱為視圖區(qū)（圖形學中稱為視圖區(qū)（ViewportViewport），視為虛擬屏幕。一個實用窗口，），視為虛擬屏幕。一個實用窗口，可包含部件：可包含部件： 菜單區(qū)（菜單區(qū)（menu barmenu bar） 圖標區(qū)（圖標區(qū)（icon baricon bar） 標題區(qū)（標題區(qū)（title bartitle bar） 移動移動(ydng)(ydng)區(qū)（區(qū)（move barmove bar） 大小區(qū)（大小區(qū)（size barsize bar） 退出區(qū)（退出區(qū)（quit barquit bar） 用戶工作區(qū)（用戶工作區(qū)（us

57、ers work barusers work bar） 橫向滾動區(qū)（橫向滾動區(qū)（horizontal scroll barhorizontal scroll bar） 縱向滾動區(qū)（縱向滾動區(qū)（vertical scroll barvertical scroll bar）圖 3 . 6 1 窗 口(chungku)第一百一十六頁，共130頁。界面設計開發(fā)(kif) 界面設計過程的步驟：界面設計過程的步驟：建立任務的目標和意圖建立任務的目標和意圖為每個目標和意圖制定特定的動作序列為每個目標和意圖制定特定的動作序列按在界面上執(zhí)行的方式對動作序列進行規(guī)約按在界面上執(zhí)行的方式對動作序列進行規(guī)約指明系統(tǒng)狀態(tài)，即執(zhí)行動作時的界面表現(xiàn)指明系統(tǒng)狀態(tài)，即執(zhí)行動作時的界面表現(xiàn) 定義控制機制，即用戶可用的改變系統(tǒng)狀態(tài)的定義控制機制，即用戶可用的改變系統(tǒng)狀態(tài)的設備和動作設備和動作指明控制機制如何指明控制機制如何(rh)(rh