【软件工程系列】结构化详细设计

港控/mmm° 2023-01-11 13:11 130阅读 0赞

# 结构化详细设计 #

## 一、人机界面设计 ##

### 1. 人机界面设计问题 ###

1.  系统响应时间
    
    从用户完成某控制动作，到软件给出预期响应。
    
    两个重要属性：**长度**和**易变性**。
    
    **长度：**
    
     过长，用户感到不安、沮丧。
    
     过短，迫使用户加快操作节奏，易导致出错。
    
    **易变性：**
    
     易变性指响应时间相对平均响应时间偏差，越低越好，否则会让用户误认为系统工作异常。
2.  用户帮助措施
    
    **手册**和**联机帮助**。
    
    联机帮助：集成帮助和附加帮助。
    
    集成帮助设计在软件里面，附加帮助系统建成后加到软件中，前者可用性更强。
    
    请求帮助：帮助菜单，特殊功能键（F1），HELP命令。
    
    显示帮助信息：独立窗口、参考某个文档、屏幕固定位置作简短提示。
    
    组织帮助信息：
    
     *  平面结构，通过关键字访问
     *  层次结构，查更详细信息
     *  超文本结构
3.  出错信息处理
    
     *  以用户可用理解术语；
     *  提供清楚、易理解报错信息（出错位置、原因）；
     *  从错误中恢复的建设性意见；
     *  信息用颜色等在视觉上引人注目；
     *  可能造成负面后果。
4.  命令交互
    
    建议保留命令交互方式：
    
     *  控制序列：ctrl + c （拷贝）、ctrl + h （帮助）、ctrl + p （打印）
     *  功能键：F1（帮助）
     *  键入命令
     *  命令宏机制：用户定义名字代表一个常用命令序列。

### 2. 人机界面设计指南 ###

1.  一般交互
    
     *  保持人机界面菜单选择、命令输入、数据显示风格一致；
     *  提供有意义信息反馈：双向通信；
     *  破坏性动作前要确认：删除、覆盖；
     *  允许取消大多数操作；
     *  减少两次操作之间必须的记忆量；
     *  提高对话、移动和思考的效率；
     *  允许犯错误：保护不受致命错误破坏；
     *  按功能对动作分类，设计屏幕布局；
     *  提供帮助措施；
     *  用简单的动词或动词短语作为命令名。
2.  信息显示
    
     *  显示与当前工作有关信息；
     *  简单移动方式表示数据：图形、图表；
     *  使用一致标记、标准缩写和可预知颜色；
     *  产生有意义出错信息；
     *  使用模拟的方式显示信息等。
3.  数据输入
    
     *  减少用户输入动作：鼠标选择、滑动标尺等；
     *  使当前不适用命令不起作用；
     *  交互灵活：保留各种输入方式；
     *  让用户控制交流；
     *  对所有输入都提供帮助；
     *  消除冗余输入：数据单位、整钱后键入.00、提供缺省值等。

## 二、过程设计 ##

### 1. 过程设计任务 ###

*  确定模块算法
 *  确定模块使用数据结构
 *  确定模块接口（系统外部接口、用户界面、内部模块间接口细节、输入数据和输出数据）
    
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNDYwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70]

### 2. 结构化程序设计 ###

结构化程序设计技术是过程设计的关键技术

*  经典定义：程序代码通过顺序、选择、循环三种控制结构连接，单入口单出口。
 *  扩展定义：可限制使用GOTO语句、DO\_UNTIL和DO\_CASE
 *  修正定义：LEAVE和BREAK，可从循环中转移出来。

### 3. 结构化程序设计工具 ###

#### 3.1 程序流程图 ####

历史最悠久、使用最广泛的过程设计工具。

1.  顺序型：几个连续的加工依次序排列
    
    ![20210127002053473.png][]
2.  选择型：由某个判定的取值决定选择两个加工中一个。
    
    ![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNDYwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]
3.  当型循环型：当循环控制条件成立时，重复执行特定的加工。
    
    ![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNDYwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]
4.  直到型循环型：重复执行特定的加工，直到循环控制条件成立时。
    
    ![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNDYwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70 3][]
5.  多情况选择型：列出多种加工情况根据控制变量的取值，选择执行其一。
    
    ![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNDYwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70 4][]
    
    程序设计流图标准化图符
    
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNDYwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]
    
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNDYwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]
    
    优点：
    
     对控制流程描绘直观，便于初学者掌握。
    
    缺点：
    
    1.  不是逐步求精的好工具，过早考虑控制流程，非整体结构；
    2.  用箭头代表控制流，程序员随意转移控制；
    3.  不易表示数据结构和调用关系。

#### 3.2 N-S图 ####

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNDYwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70 7]

![在这里插入图片描述][20210127002607284.png]

特点：

1.  功能域（特定控制结构的作用域）明确；
2.  不可能任意转移控制；
3.  容易确定局部和全程数据的作用域；
4.  容易表现嵌套关系，也可表示模块的层次结构。

#### 3.3 PAD图 ####

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNDYwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70 8]

![在这里插入图片描述][20210127002656765.png]

优点：

1.  使用PAD图设计的程序必然是结构化程序；
2.  PAD图描绘的程序结构十分清晰；
3.  用PAD图表现程序逻辑，易读、易懂、易记；
4.  容易将PAD图转换成高级语言源程序；
5.  支持自顶向下逐步求精

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNDYwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70 9]

#### 3.4 判定表 ####

能清晰表示复杂的条件组合与应做动作间对应关系。

四部分：

*  左上部列出所有条件；
 *  左下部所有可能做的动作；
 *  右上部表示各种条件组合的矩阵；
 *  右下部是和每种条件组合相对应的动作。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNDYwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70 10]

#### 3.5 判定树 ####

判定表变种，表示复杂条件组合与应做动作间对应关系。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNDYwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70 11]

优点：形式简单，易看出含义，易于掌握和使用。

缺点：简洁性不如判定表，相同数据元素重复写多遍，越接近叶端重复次数越多。

#### 3.6 过程设计语言 ####

伪码，用正文形式表示数据和处理过程设计工具

PDL具有严格关键字外部语法，定义控制结构和数据结构；

PDL表示实际操作和条件的内部语法灵活自由。适应各种工程项目需要。

### 4. 程序复杂度 ###

McCabe方法

1.  根据过程设计结果画出相应流图
    
    流图描述程序控制流，基本图形符号如下图所示。
    
    ![在这里插入图片描述][20210127002756467.png]
    
    流程图映射成流图
    
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNDYwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70 12]
    
    符合条件下流图映射
    
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNDYwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70 13]
2.  计算流图的环形复杂度

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNDYwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70 14][]

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNDYwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70 15]

## 三、面向数据结构设计方法 ##

数据结构既影响程序的结构也影响程序的处理过程，可从数据结构导出程序的处理过程，适合详细设计。

面向数据结构设计方法两种：**Jacksom**和Warnier方法。

## 1. Jackson图 ##

描述数据结构：顺序、选择、重复。

![在这里插入图片描述][20210127003015256.png]

改进：直线，选择和循环结束条件。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNDYwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70 16]

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNDYwNw_size_16_color_FFFFFF_t_70 17]

## 2. Jackson方法步骤 ##

1.  确定输入数据和输出数据逻辑结构，用Jackson图表达；
2.  确定输入结构和输出结构中有对应关系（因果）的单元；
3.  描绘数据结构的Jackson图导出描绘程序结构Jackson图；
4.  列出所有操作和条件，分配到Jackson图中；
5.  用伪码表示。

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