【正文】 軟件制造工程 第二章 程序設(shè)計 本章授課內(nèi)容 ? 基礎(chǔ) ? 程序設(shè)計概述 ? 程序設(shè)計原理 ? 程序設(shè)計的啟發(fā)式原則 ? 程序設(shè)計方法 ? 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計 ? 團隊 ? 程序設(shè)計書的構(gòu)成和理解 程序設(shè)計概述 __程序設(shè)計在軟件開發(fā)中的位置 軟 件 工 程 管 理 規(guī)劃階段 需求分析 A 開發(fā)階段 內(nèi)部設(shè)計 B 外部設(shè)計 移植 、 安裝 、 維護 移植安裝維護 H D 程序設(shè)計 制造 E 組合測試 F 系統(tǒng)測試 G 運行測試 以內(nèi)部設(shè)計書為基礎(chǔ) ， 對程序單元內(nèi)的功能模塊進行分割和功能模塊的功能處理給予說明 ， 作出程序設(shè)計書 。 按照程序設(shè)計書進行程序編碼 。 按照程序設(shè)計書進行程序單元測試 。 C 程序設(shè)計概述 _概念 ? 概要設(shè)計又稱為總體設(shè)計或外部設(shè)計，詳細設(shè)計又稱為過程設(shè)計或內(nèi)部設(shè)計。 ? 程序設(shè)計 ? 程序設(shè)計是以 詳細設(shè)計為基礎(chǔ) ，對 程序單元內(nèi)的功能模塊進行細化 ，對功能模塊的 功能處理要求和實現(xiàn)方法給予說明 ，并作出 程序設(shè)計書 。程序設(shè)計的結(jié)果將是編程工程和測試工程的主要依據(jù)。 ? 近年來，由于很多應(yīng)用系統(tǒng)在開發(fā)周期短、開發(fā)成本低的條件下進行設(shè)計，常常把詳細設(shè)計和程序設(shè)計的階段合為一體 。 程序設(shè)計概述 _作業(yè)流程及描述 D1 開發(fā)準備工作 確認詳細設(shè)計成果物 制定工作計劃 制定工作計劃 檢查工作計劃 檢查工作計劃 在進行程序設(shè)計 制造作業(yè)之前 ， 要確認詳細設(shè)計的成果物 。 為了進行程序設(shè)計 制造的進度管理和項目運營管理 ， 要作出項目開發(fā)體制表和詳細的日程計劃表（ 中 、 小日程表 ） 對于制定的工作計劃 ， 要進行檢查 ，確認作業(yè)內(nèi)容 。 程序設(shè)計概述 _作業(yè)流程及描述 D2 程序設(shè)計 程序設(shè)計 模塊劃分 模塊功能設(shè)計 工作區(qū)變量定義 模塊邏輯設(shè)計 程序設(shè)計檢查 程序設(shè)計檢查 以詳細設(shè)計中確認的程序單元為基礎(chǔ) ， 對程序單元內(nèi)的功能模塊進行分割處理 。 對程序功能結(jié)構(gòu)圖中的功能處理給與說明 。 定義程序中使用的公用變量和重要變量 。 設(shè)計各個模塊的處理內(nèi)容及其算法 。 對程序設(shè)計說明書進行檢查 ， 作出程序設(shè)計檢查結(jié)果報告 。 程序設(shè)計概述 –作業(yè)流程及描述 D3 程序編碼 程序編碼 程序編碼 編譯連接 程序代碼檢查 程序代碼檢查 以程序設(shè)計說明書為基礎(chǔ) ， 按照選定的語言和編碼規(guī)則 ， 進行各個程序單元 （ 模塊 ） 的代碼編制 。 對程序代碼進行編譯 ， 修改語法錯誤 ，生成可以執(zhí)行的目標程序 。 進行程序邏輯和規(guī)范化檢查 。 程序設(shè)計概述 –作業(yè)流程及描述 D4 程序單元測試 程序單元測試的準備 設(shè)定測試項目 按照程序設(shè)計說明書寫出程序測試項目表 （ PCL） ， 對設(shè)定的測試項目進行檢查 ， 填寫質(zhì)量匯總數(shù)據(jù)表 。 作出測試數(shù)據(jù) 按照程序測試項目表 ， 做出要使用的測試數(shù)據(jù) ， 設(shè)定好相關(guān)的數(shù)據(jù)庫表及其文件中的數(shù)據(jù) 。 組合測試環(huán)境的確認 程序單元測試 實施程序單元測試過程中發(fā)生問題時 ，要填寫 B票 （ 問題處理表 ） ， 如果問題的原因是由于設(shè)計書所產(chǎn)生的情況下 ， 要通知修改程序設(shè)計說明書 。 測試項目檢查 為進入下一個測試工程階段 ， 而對組合測試環(huán)境再度確認 ， 以做好組合測試準備 。 程序設(shè)計概述 –作業(yè)流程及描述 D5開發(fā)結(jié)束工作 程序單元測試報告 把各種反映程序質(zhì)量的數(shù)據(jù)收集起來 ， 填寫到質(zhì)量數(shù)據(jù)匯總表中 ， 作為能否轉(zhuǎn)入下一個測試工程進行測試的依據(jù) 。 程序設(shè)計概述 _工作用表 質(zhì)量數(shù)據(jù)匯總表 D5開發(fā)結(jié)束工作 問題處理票（ B票） 簡單問題處理票 質(zhì)量數(shù)據(jù)匯總表（程序單元） 程序單元測試項目表 (矩陣型 ) 程序單元測試項目表 D4 程序單元測試 問題記錄一覽表 檢查記錄表 模塊功能的定義說明書 工作緩沖區(qū)格式定義表 程序追加處理說明書 程序功能結(jié)構(gòu)圖 D2 程序設(shè)計 問題記錄一覽表 檢查記錄表 開發(fā)體制表 工作計劃表 (小日程表 ) 工作計劃表 (中日程表 ) 基本 /詳細設(shè)計作業(yè)內(nèi)容檢查表（確認基本 /詳細設(shè)計的成果物） D1`開發(fā)準備工作 工作用表名稱 作業(yè)階段 程序設(shè)計原理 ? 設(shè)計的原則： （ l）分解 — 協(xié)調(diào)的原則 。 （ 2）信息隱蔽，抽象的原則 ，即上層模塊只規(guī)定下層模塊做什么和所屬模塊間的協(xié)調(diào)關(guān)系，但不規(guī)定怎么做，以保證模塊的相對獨立性和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的合理性，使得模塊與模塊之間層次分明，易于理解，易于實施，易于維護。 程序設(shè)計原理 ? 設(shè)計的原則： （ 3）自頂向下原則 ：首先抓住總的功能目標，然后逐層分解，即先確定上層模塊的功能，再確定下層模塊的功能。 （ 4）一致性原則 ：要保證整個軟件設(shè)計過程中具有統(tǒng)一的規(guī)范，統(tǒng)一的標準，統(tǒng)一的文件模式等等。 （ 5）面向用戶的原則 ，每個模塊必須功能明確，接口明確，堅決消除多重功能和無用接口。 ? 程序設(shè)計的一個 重要課題 就是 模塊劃分和模塊設(shè)計 ，把開發(fā)的軟件系統(tǒng)按功能逐次分割成層次結(jié)構(gòu)，使每一部分完成簡單的功能且各個部分之間又保持一定的聯(lián)系，這種功能設(shè)計所包括的內(nèi)容有： ? 采用某種設(shè)計原理和方法，將一個復雜的系統(tǒng)按功能劃分為成模塊的層次結(jié)構(gòu)； ? 確定每個模塊的功能，建立與已確定的軟件需求的對應(yīng)關(guān)系； ? 確定模塊間的調(diào)用關(guān)系； ? 確定模塊間的接口，設(shè)計接口的信息結(jié)構(gòu)； ? 評估模塊劃分的質(zhì)量及導出模塊結(jié)構(gòu)的規(guī)則。 程序設(shè)計原理 模塊化 ? 模塊的概念 在軟件的體系結(jié)構(gòu)中， 模塊 是 可組合、分解和更換的單元 。程序設(shè)計單元都被看成為“模塊”，所謂 模塊就是程序?qū)ο蟮挠忻值募?，例如，過程、函數(shù)、子程序、宏等。 ? 模塊化 ? 模塊化 是把程序劃分成若干個獨立的模塊，每個模塊完成一個特定的子功能。 程序設(shè)計原理 ? 模塊具有以下 幾種基本屬性 ： ? 接口 ：指模塊的輸入與輸出； ? 功能 ：指模塊實現(xiàn)什么功能； ? 邏輯 ：描述內(nèi)部如何實現(xiàn)要求的功能所需的數(shù)據(jù)和處理流程； ? 狀態(tài) ：指該模塊的運行環(huán)境，即模塊的調(diào)用與被調(diào)用關(guān)系。 ? 功能、狀態(tài)與接口反映模塊的外部特性，邏輯反映它的內(nèi)部特性。 程序設(shè)計原理 ? 模塊的概念 ? 一個模塊的規(guī)模應(yīng)當取決于它的功能和用途。 ? 應(yīng)減少接口的代價，提高模塊的獨立性。 ? 模塊的獨立性可以由兩個定性標準度量，這兩個標準分別稱為聚合和耦合。 程序設(shè)計原理 成本 (工作量 ) 軟件成本 接口成本 最小區(qū)域 成本 /模塊 模塊數(shù) M 程序設(shè)計原理 抽象與逐步求精 ? 抽象 是認識復雜現(xiàn)象過程中使用的思維工具，即抽出事物本質(zhì)的共同的特性而暫不考慮它的細節(jié)，不考慮其他因素。通過抽象，可以確定組成軟件的過程實體。 程序設(shè)計原理 抽象 ?軟件系統(tǒng)進行模塊設(shè)計時，可有不同的抽象層次。 ?在最高的抽象層次上，可以使用問題所處環(huán)境的語言概括地描述問題的解法。 ?在較低的抽象層次上，則采用過程化的方法。 ?在從概要設(shè)計到詳細設(shè)計的過程中，抽象化的層次逐次降低。當產(chǎn)生源程序時到達最低抽象層次。 程序設(shè)計原理 抽象與逐步求精 ? 逐步求精 是一種先總體，后局部的思維原則，先抓住主要問題并給予解決，然后分階段逐步深入考慮問題的細節(jié)，也就是逐層分解，分而治之的方法。 程序設(shè)計原理 信息隱蔽 “為了得到最好的一組模塊，應(yīng)該怎樣分解軟件呢？” ? 信息隱蔽 指在設(shè)計和確定模塊時，使得一個模塊內(nèi)包含的信息（過程和數(shù)據(jù)）對于不需要這些信息的模塊來說，是不能訪問的。通過信息隱蔽，可以定義和實施對模塊的過程細節(jié)和