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1、第3章 结构化设计 主要内容：n软件设计步骤n软件结构设计n软件结构设计的图形工具n面向数据流设计方法n过程设计工具n系统人机界面设计n数据代码设计n面向数据结构的设计方法n软件设计文档 本章重点：l 软件结构设计l 过程设计工具l 人机界面设计实用软件工程（第4版）13.1 软件设计步骤n概要设计和详细设计n概要设计的基本任务1.确定设计方案2.软件结构设计3.数据文件设计4.制定测试计划5.书写概要设计文档3.1.1 概要设计步骤 1、确定设计方案 设计供选择的方案 推荐最佳实现方案 2、软件结构设计（功能分解、软件结构设计）3、数据文件设计：数据代码设计和数据库设计 4、制定测试计划:主
2、要根据系统功能来设计，称为黑盒法测试。5、书写概要设计文档 系统说明、用户手册、测试计划、软件工程进度计划、数据文件设计结果（数据代码、数据库设计）。实用软件工程（第4版）23.1.2 详细设计的基本任务1、数据结构设计和数据库设计（进一步细化）2、接口设计3、过程设计4、代码设计、输入输出设计和网络设计5、编写详细设计说明书、软件操作手册等6、复审。实用软件工程（第4版）33.2 软件结构设计3.2.1 软件结构设计的基本原理软件结构设计的基本原理 1、模块：能单独命名、单独完成一定功能的程序元素。2、抽象和逐步求精 3、信息隐蔽和局部化等。3.2.2 模块化模块化（Modularizati
3、on）是把系统分割成能完成独立功能的模块。1.模块化的效果2.模块分割方法 横向分割 纵向分割 先确定中心控制模块，由控制模块指示从属模块，逐次进行分解。3.模块分割顺序实用软件工程（第4版）43.2.3 模块独立性1.模块的耦合软件结构中模块之间互相依赖的程度用耦合来度量。n数据耦合n控制耦合 n特征耦合n公共环境耦合n内容耦合总之，应：n在尽量使用数据耦合，n少用控制耦合和特征耦合，n用参数传递信息，不采用内容耦合，n尽量控制公共环境耦合。实用软件工程（第4版）52.模块的内聚一个模块内各个元素彼此结合的紧密程度用内聚来度量。n（1）偶然内聚n（2）逻辑内聚n（3）时间内聚 n（4）过程内
4、聚n（5）通信内聚 n（6）顺序内聚 n（7）功能内聚 内聚按紧密程度从高到低排列：n功能内聚、顺序内聚、通信内聚、过程内聚、时间内聚、逻辑内聚、偶然内聚。实用软件工程（第4版）陆惠恩编著63.2.4 模块设计启发规则n1.提高模块独立性n2.注意模块的可靠性、通用性、可维护性、简单性n3.模块的大小应适中n4.模块的深度、宽度、扇出和扇入应适当n5.模块接口简单清晰设计得好的软件结构，顶层扇出高，中间扇出较少，下层调用公共模块。实用软件工程（第4版）7 3.3 软件结构设计的图形工具n3.3.1 层次图（或HIPO图）n例3.1医疗管理系统的HIPO图实用软件工程（第4版）83.3.2 结构
5、图结构图1.结构图的符号 n（1）方框代表模块，框内注明模块的名字和主要功能。n（2）方框之间的大箭头或直线表示模块的调用关系。n（3）带注释的小箭头表示模块调用时传递的信息及其传递方向。v尾部加空心圆的小箭头表示传递数据信息。v尾部加实心圆的小箭头表示传递控制信息。n（4）选择结构n（5）循环结构，模块 H 循环调用模块 A,B,C，实用软件工程（第4版）92.绘制结构图n【例3.2】学生成绩管理系统的结构图实用软件工程（第4版）103.4 面向数据流设计方法n结构化方法又称面向数据流设计方法(Structured Design，SD)。n设计步骤：先根据系统数据流图建立系统逻辑模型，再进行
6、结构设计。1.变换型数据流变换型数据流【例【例3.33.3】招聘考试成绩管理系统系统属于变换型数据流。】招聘考试成绩管理系统系统属于变换型数据流。.事务型数据流事务型数据流【例【例3.43.4】图书馆管理系统属于事务型数据流。】图书馆管理系统属于事务型数据流。实用软件工程（第4版）113.5 过程设计工具n过程设计就是用顺序、选择和循环三种结构的有限次组合或嵌套，描述模块功能的实现算法。n过程设计阶段的工具：流程图、N_S图、问题分析图（PAD图）、判定表、判定树、过程设计语言（PDL）等。3.5.1 流程图n1.流程图的分类n（1）数据流程图）数据流程图n（2）程序流程图）程序流程图n（3）
7、系统流程图）系统流程图n（4）程序网络图）程序网络图n（5）系统资源图）系统资源图实用软件工程（第4版）陆惠恩 主编122.流程图符号实用软件工程（第4版）陆惠恩编著133 流程图使用约定多分支结构实用软件工程（第4版）陆惠恩编著14分支结构流程图的连接流程图（a）中B4的详细流程图4.流程图的三种基本结构：顺序、选择、循环。实用软件工程（第4版）陆惠恩编著153.5.2 盒图盒图是Nassi和Shneiderman提出的，又称N_S图。1.盒图的符号实用软件工程（第4版）陆惠恩编著16【例3.7】学生成绩管理系统的 PAD 图 实用软件工程（第4版）陆惠恩编著17【例3.5】将下述含GOTO
8、语句的程序流程图，改为N_S图。实用软件工程（第4版）陆惠恩编著183.5.3 PAD 图1、基本符号实用软件工程（第4版）193.5.4 判定表1.判定表的组成n左上部列出所有条件。n左下部列出所有可能做的工作。n右上部每一列表示各种条件的一种可能组合，所有列表示条件组合的全部可能情况。n右下部的每一列是和每一种条件组合所对应的应做的工作。2.判定表中的符号n右上部用“T”表示条件成立，用“”表示条件不成立，空白表示条件成立与否不影响。n右下部画“X”表示做该行左边列出的那项工作，空白表示不做该项工作。实用软件工程（第4版）20例3.8 用判定表表示教师课时津贴费规定。n某校对各种不同职称教
9、师，根据其是本校专职教师还是外聘兼职教师，决定其讲课的课时津贴费。本校专职教师每课时津贴费：教授 80 元，副教授 60 元，讲师 50 元，助教40 元。n外聘兼职教师每课时津贴费：教授 90 元，副教授 80 元，讲师60 元，助教 50 元。实用软件工程（第4版）213.5.5判定树【例3.9】用判定树表示教师课时津贴规定。实用软件工程（第4版）223.5.6 过程设计语言n过程设计语言(Program Design Language，简称 PDL),也称伪码，是一种混杂语言，说明某种结构化的程序设计语言的语法形式。n用PDL表示的程序结构:1、顺序结构 处理1 处理2 处理32、选择结
10、构 l IF-THEN-ELSE结构：IF 条件 处理1 ELSE 处理2 ENDIFlIF-THEN结构：IF 条件 处理1 NDIF实用软件工程（第4版）233.6 系统人机界面设计3.6.1 人机界面设计问题n1.系统响应时间n2.用户帮助设施n3.出错信息处理n4命令交互3.6.2 人机界面设计过程n用户界面设计是一个迭代的过程，一般步骤如下：n先设计和实现用户界面原型。n用户试用该原型，向设计者提出对界面的评价。n设计者根据用户的意见修改设计并实现下一级原型。n不断进行下去，直到用户满意为止。3.6.3 评价界面设计的标准3.6.4 界面设计指南 n1一般交互n2.信息显示n3.数据
11、输入实用软件工程（第4版）著243.7 数据代码设计3.7.1 代码设计目的p代码是为了对数据进行识别、分类、排序等操作所使用的数字、文字或符号。n 代码的性质 3.7.2 代码设计原则n标准化：国际标准、国家标准、部颁标准或习惯标准n 惟一性 n 可扩充性 n 简单性n 规范化n 适应性 实用软件工程（第4版）253.7.3代码种类1.顺序码2.信息块码3.归组分类码（如下表）4.助记码5.数字式字符码6.组合码实用软件工程（第4版）26信息代码哲学100宗教200社会科学300 法律320 商法325 公司法3252 股份公司法32524 合股公司法325253.7.4代码设计方法基本步骤
12、如下：n1.确定编码对象n2.明确编码目的n3.确定代码的个数n4.确定代码使用范围和使用期限n5.确定代码体系和代码位数n6.确定编码规则n7.编写代码n8.编写代码词典实用软件工程（第4版）273.8 面向数据结构设计方法nJackson 把数据结构（或程序结构）分为以下三种基本类型：(a)顺序 (b)选择 (c)循环实用软件工程（第4版）283.8 面向数据结构的设计方法Jacksan 图特点：l 能对结构进行自顶向下分解，可清晰地表示层次结构l 结构易读、形象、直观l 既可表示数据结构也可表示程序结构Jackson 设计方法的四个步骤：n1、分析并确定输入数据和输出数据的逻辑结构；n2
13、、找出输入数据结构和输出数据结构中有对应关系的数据单元；n3、从描述数据结构的Jackson 图导出描述程序结构的Jackson 图；n4、列出所有的操作和条件，并把它们分配到程序结构图中去。实用软件工程（第4版）29【例3.10】用Jacksan方法对学生成绩管理系统进行结构设计。学生成绩管理系统在学生入学时输入学生基本信息。每次单科成绩是按班级内学生学号的顺序依次输入每位学生的平时成绩和考试成绩，成绩输入格式见表3.5。然后由计算机计算每位学生的单科成绩总评分。输出的学生个人成绩单格式，见表3.6；班级各科成绩汇总表格式，见表3.7。实用软件工程（第4版）30学生成绩管理系统结构 Jack
14、san 图n学生成绩管理系统结构 Jacksan 图实用软件工程（第4版）31n 输入、输出的Jacksan图3.9 软件设计文档3.9.1 概要设计说明书3.9.2数据库设计说明书3.9.3详细设计说明书3.9.4 操作手册编写提示实用软件工程（第4版）32第3章小结n概要设计阶段：确定设计方案和结构设计。n详细设计阶段：过程设计、接口设计和数据设计。n结构化设计要点：n系统由层次结构的模块构成；n模块是单入口单出口的；n模块的构造和联结的基本准则是模块独立。n评价模块分割的标准：（）模块的大小（）模块之间的联系程度（耦合）（）模块内的联系程度（内聚）（）模块信息的隐蔽程度n模块设计规则：1
15、尽力提高模块独立性。2注意模块的可靠性、通用性、可维护性、简单性。3模块的大小应适中4模块的深度、宽度、扇出和扇入应适当。n软件系统结构设计，可用层次图、HIPO图和结构图。n人机界面设计的质量影响用户对软件产品的评价，应对人机界面设计重视。n详细设计工具：流程图、N_S图、PAD图、判定表、判定树、PDL等。实用软件工程（第4版）33习题311.下面是用PDL写出的程序段，请分别画出对应的N_S图和PAD图。nWhile C do If A0 Then A1 Else A2 Endif If B0 Then B1 If C0 Then C1 Else C2 Endif Else B2 Endif B3 Endwhile实用软件工程（第4版）34