软件工程课件第六章.pptVIP

西南交通大学信息科学与技术学院 * * 第六章 详细设计 软件工程 （Software Engineering） 详细设计 根本目标:确定应该怎样具体地实现所要求的目标，即对目标系统的精确描述。 根本任务:为软件结构中的每个模块选择算法和块内数据结构，并用选定的某种表达工具给出清晰的描述。 详细设计结果基本上决定了最终的程序代码的质量。 衡量程序的质量，不仅要看其逻辑上是否正确，性能是否满足要求，更主要的是看其是否容易阅读和测试。 详细设计的目标不仅仅是逻辑上正确地实现每个模块的功能，更重要的是设计出的处理过程应该尽可能简明易懂。 结构化程序设计 1965年最早由E.W.Dijkstra提出：“可以从高级语言中取消goto语句，程序的质量与程序中所包含的goto语句的数量成反比”。 1966年，Bohm和Jacopini证明了，只用“顺序”(Sequence)、“选择”(Condition Select)和“循环”(Repetition)三种基本的控制结构就能实现任何单入口单出口的程序。 1972年，IBM公司的Mills进一步提出，程序应该只有一个入口和一个出口。 结构化程序设计 结构程序设计是按照一组能提高程序的可读性和易维护性的规则而进行的程序设计方法，目的是为了使程序具有一种合理的结构，以使程序易理解和维护，便于保证和验证程序的正确性。 结构化程序设计追求的目标 可理解性：程序正确性证明的关键是可理解性。程序正确性证明并非指从公理出发的形式推导，而是指任何一种有足够说服力的证明（形式的或非形式的），其实是一种理解。 易维护性：测试只能证明错误存在，而不能证明错误不存在。因此测试后投入运行的软件很可能还有错误。在运行阶段要不断发现并改正错误。此外，用户还会不断提出新的要求，系统的操作系统也可能发生变化。故投入运行的软件需要不断修改、扩充，即需要维护。软件的易维护性一般包括易阅读、易发现和改正错误、易修改扩充等含义。 结构化程序设计的核心内容 一、自顶向下、逐步求精的设计方法。 1、软件结构设计的自顶向下、逐步求精的设计方法 把待开发的软件系统看作一个实体。首先把这个实体分解成相互独立的几大功能，每个功能又可分解成逻辑上独立的子功能，子功能又可再分解成更小的子功能。直到每个子功能都能非常明确地用什么算法去实现为止。 2、模块算法设计的自顶向下、逐步求精方法。 把模块解决问题的求解方案分解为若干步抽象的计算操作，并用一种描述工具按控制结构把这些抽象的计算操作描述出来。对算法包含的抽象计算操作又可进一步精细化，如此循序渐进，每一次的求精，使抽象的计算操作得到更进一步精细，计算操作越来越明确，逐步向程序形式靠近。如此下去，直到算法中包含的主要计算操作都能用伪代码表达为止。 3、自顶向下的程序验证。 结构化程序设计的核心内容 二、使用三种基本控制结构来构造程序 1、任何程序都由顺序、选择和重复三种基本控制结构构造。 顺序实现了任何算法规约中的核心处理步骤； 条件允许根据逻辑情况选择处理方式； 重复提供了循环。 这些逻辑元素是结构化程序设计的基础。 根据逐步求精的思想，可用三种方式对模块过程进行分解： 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，确定各部分的执行条件； ③用循环方式对过程分解，确定某个部分进行重复的开始和结束的条件。 对处理过程仍然模糊的部分反复使用以上分解，直到所有细节确定下来。 结构化程序设计的核心内容 前一页 2、三种基本结构的共同点是单入口、单出口。 单入口单出口的控制结构，使得程序的静态结构和它的动态执行情况一致。这样，使得程序容易阅读和理解，也容易保证程序的正确性。 国家软件开发工程规范的规定 国家软件开发工程规范规定“程序单元必须只有唯一的入口，唯一的出口”有两个不同的概念： 1、以模块为对象，每个模块只有一个入口(通过模块名进行调用)，唯一的出口指通过模块的返回语句返回到调用语句的下一个语句(对函数是返回到调用的位置)。 2、以五种语句的控制结构为对象，每种控制结构，以其语句标志的第一个语句为入口语句，以语句控制范围的下一个语句为出口到的语句。 经典的结构程序设计：使用顺序、IF_THEN_ELSE型分支结构、DO_WHILE型循环结构。 扩展的结构程序设计：还允许使用DO_CASE型多分支结构和DO_UNTIL型循环结构。 修正的结构程序设计：再允许使用BREAK(LEAVE)结