【正文】 下一頁 2020年 11月 23日 主講老師 :劉志強 第 16單元 主講：劉志強 下一頁 上一頁 停止放映 第 2/164 頁 提出的問題 ?傳統(tǒng)程序設(shè)計方法的核心是什么 ？ ?有哪些過程步驟 ？ ?有哪些標(biāo)志性技術(shù) 、 方法 ？ ?…… 下一頁 上一頁 停止放映 第 3/164 頁 教學(xué)目標(biāo) ? 了解傳統(tǒng)程序設(shè)計方法 : – 基本概念 – 方法及特點 – 步驟及準(zhǔn)則 下一頁 上一頁 停止放映 第 4/164 頁 本單元涉及內(nèi)容 ? 第十章 傳統(tǒng)的軟件開發(fā)方法 – 結(jié)構(gòu)化開發(fā)方法概述 – 系統(tǒng)分析與定義 – 系統(tǒng)設(shè)計 下一頁 上一頁 停止放映 第 5/164 頁 一 . 結(jié)構(gòu)化開發(fā)方法概述 ? 用計算機求解實際問題的過程，就是運用各種軟件開發(fā)方法開發(fā)軟件應(yīng)用系統(tǒng)的過程。 ? 人們在長期的軟件開發(fā)實踐中總結(jié)出許多軟件開發(fā)方法， 結(jié)構(gòu)化方法 就是其中的一種。 下一頁 上一頁 停止放映 第 6/164 頁 ? 傳統(tǒng)軟件系統(tǒng)開發(fā)方法的實質(zhì)是結(jié)構(gòu)化開發(fā)方法 。 ? 基本要點是： – 自頂向下 – 逐步求精 – 模塊化設(shè)計 ? 基本思想： 把一個復(fù)雜問題的求解過程分階段進行 ， 每個階段處理的問題都控制在人們?nèi)菀桌斫夂吞幚淼姆秶鷥?nèi) 。 下一頁 上一頁 停止放映 第 7/164 頁 “自頂向下 ” ? 將復(fù)雜的大問題 ， 分解為小問題 ， 找出問題的關(guān)鍵 、 重點所在 ， 同時找出技術(shù)難點 。 再用精確的思維定性 、 定量地描述問題 。 ? 問題的核心是 ” 分解 “ 。 如何劃分 ？ 準(zhǔn)則是什么 ？ ? 實現(xiàn)的手段是 ” 子程序 “ 、 ” 函數(shù) “ ， 即模塊化 。 要點： 將大問題化為小問題，找出 關(guān)鍵、難點，定量描述 核心： 分解 手段： 模塊化（函數(shù)、子程序） 下一頁 上一頁 停止放映 第 8/164 頁 “逐步求精 ” ? 將現(xiàn)實世界的問題經(jīng)抽象轉(zhuǎn)化為邏輯空間或求解空間的問題 。 復(fù)雜問題經(jīng)幾次抽象處理 ， 最后到求解域中只是非常簡單的編程問題 。 ? 求解 （ 抽象 ） 過程可以劃分為若干個階段 ， 在不同階段用不同工具來描述 。 ? 求解過程也是逐步實現(xiàn)的；先用自然語言 、DFD（ 數(shù)據(jù)流程圖 ） 等工具一步步地去抽象 、描述 ， 最后用計算機語言去實現(xiàn) 。 將現(xiàn)實問題抽象為邏輯空間問題，幾經(jīng)抽象化為簡單的編程問題。 下一頁 上一頁 停止放映 第 9/164 頁 模塊化設(shè)計 ? 模塊化就是把程序劃分為若干個模塊 ，而每個模塊完成一個子功能 ， 把這些模塊匯總構(gòu)成一個有機整體的系統(tǒng) 。 ? 模塊化的目的是為了降低軟件復(fù)雜度 ，使軟件設(shè)計 ， 調(diào)試和維護等操作變得簡易 。 下一頁 上一頁 停止放映 第 10/164 頁 結(jié)構(gòu)化編碼 ? 結(jié)構(gòu)化編碼方法強調(diào)清晰簡潔 ， 它有利于提高軟件生產(chǎn)率及降低軟件維護代價 。 ? 1966年 Bohm和 Jacopin就證明只要用三種基本結(jié)構(gòu) ， 就足以表示所有形式的程序控制結(jié)構(gòu) 。 ? 1978年 Kernihan和 Plauger對一些編碼風(fēng)格進行歸納 ， 提出了 16種具體方法 。 下一頁 上一頁 停止放映 第 11/164 頁 結(jié)構(gòu)化編碼風(fēng)格 ? 盡量使用標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù) ? 程序講究清晰 ， 避免過于精巧 ? 對重復(fù)使用的表達式盡量調(diào)用公共函數(shù)代替 ? 使用括號以避免二義性 ? 用邏輯表達式代替分支嵌套 ? 使用縮排格式 ? 避免使用 IF THEN 和空ELSE ? 注意計算機運算特點 ，如 ? 使用有意義的變量名 ? 對輸入進行錯誤判別 ? 注釋勿用太濫 ? 模塊化功能專一 ,模塊間偶合清晰 ? 遞歸定義的 DS盡量采用遞歸過程訪問 ? 把大程序分成小塊去編寫和測試 ? 勿追求不必要的效率 ,盡量采用基本控制結(jié)構(gòu) ? 避免循環(huán)多個出口 下一頁 上一頁 停止放映 第 12/164 頁 結(jié)構(gòu)化方法的體系結(jié)構(gòu) ? 結(jié)構(gòu)化方法的體系結(jié)構(gòu)是 : ?結(jié)構(gòu)化分析 （ SA— Structure Analysis） ?結(jié)構(gòu)化設(shè)計 （ SD— Structure Design） ?結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計 （ SP— Structure Programming） 下一頁 上一頁 停止放映 第 13/164 頁 結(jié)構(gòu)化分析 SA ? SA方法是建立在自頂向下 、 逐步求精思想基礎(chǔ)上的分析方法 。 ? 要點： 分解和抽象： – 把復(fù)雜問題自頂向下逐層分解 ， 再從分解出的對象中抽象出相對簡單的子問題 。 – 經(jīng)過一系列分解和抽象 ， 到最底層的問題已經(jīng)是很容易求解的了 。 下一頁 上一頁 停止放映 第 14/164 頁 結(jié)構(gòu)化設(shè)計 SD ? SD方法是由 IBM公司的 Constantine等人花了十幾年時間研究出來的一種程序設(shè)計方法 ，發(fā)表于 1974年 。 ? SD是一種用于概要設(shè)計的方法 ， 與 SA方法配合使用 。 ? 其目標(biāo)：建立一個結(jié)構(gòu)良好的軟件系統(tǒng) 。 ? SD方法的基礎(chǔ)是數(shù)據(jù)流程圖 ， 因此也稱為 面向數(shù)據(jù)流 的設(shè)計方法 。 下一頁 上一頁 停止放映 第 15/164 頁 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計 SP SP的 思 想 最 早 是 由 著 名 計 算 機 科 學(xué) 家 。 1966年 Bohm和 Jacopin證明了只用三種基本結(jié)構(gòu)就能實現(xiàn)任何一個入口 ， 一個出口的程序； 1977年 IBM公司的 Mills又進一步提出： “ 程序應(yīng)該只有一個入口和一個出口 ” 。 在長期程序設(shè)計的實踐中 ， SP方法不斷得以完善 ， 使之成為開發(fā)傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用系統(tǒng)的主要方法之一 。 下一頁 上一頁 停止放映 第 16/164 頁 關(guān)于 SP的描述 ? 北大王選院士認為 – 沒有 GOTO語句 – 一個入口、一個出口 – 自頂向下，逐步求精分解 – 主程序員組 ? 其他說法： – 自頂向下 ， 逐步求精 – 程序結(jié)構(gòu)按功能劃分為模塊 – 模塊功能單一 、 簡單 – 模塊由三種基本結(jié)構(gòu)組成 – 程序由函數(shù) 、 子程序來實現(xiàn) ? 潭浩強認為 – 自頂向下 – 逐步求精 – 模塊化設(shè)計 – 結(jié)構(gòu)化編碼 下一頁 上一頁 停止放映 第 17/164 頁 SA的基本特點：分析與抽象 ? 采用用戶容易理解的圖形工具 ? 從全局認識系統(tǒng) ,采用自頂向下 ,逐級分析的方式 銷售 MIS 銷售 MIS 經(jīng)營 庫存 財務(wù) 1） 2） 3） 銷售 MIS 經(jīng)營 庫存 財務(wù) 市場分析 統(tǒng)計分析 客戶檔案 盤點結(jié)存 訂貨管理 工資核算 采購計劃 工資核算 成本核算 面向用戶 ,強調(diào)邏輯而非實現(xiàn) (在該階段 ,不考慮系統(tǒng)的實現(xiàn)問題 )，以獲取分離數(shù)據(jù)和加工為動機 (這點很重要 )。 下一頁 上一頁 停止放映 第 18/164 頁 SP的優(yōu)點 ? 自頂向下 ， 逐步求精方法符合人們解決復(fù)雜問題的普遍規(guī)律 。 ? 模塊化設(shè)計便于協(xié)同開發(fā) ， 提高軟件系統(tǒng)的成功率和生產(chǎn)率 。 ? 用先全局后局部 ， 先整體后細節(jié) ， 先抽象后具體的逐步求精過程開發(fā)的程序有清晰的層次結(jié)構(gòu) ， 容易理解和閱讀 。 ? 不使用 GOTO語句 ， 使程序靜態(tài)結(jié)構(gòu)和程序動態(tài)執(zhí)行情況一致 ， 容易理解和閱讀 ， 開發(fā)出的程序容易修改和維護 。 ? 程序采用三種基本結(jié)構(gòu) ， 有確定的邏輯結(jié)構(gòu) ， 可讀性好 。 ? 共用模塊可重用 。 下一頁 上一頁 停止放映 第 19/164 頁 SP的缺點 ? SP方法是面向過程的設(shè)計方法 ， 對復(fù)雜問題的描述有很大的局限性 。 ? SP方法設(shè)計的子程序 、 函數(shù)的可重用性很小 ,只是一些標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)或基于某個 OS的 I/O函數(shù) 。 ? 數(shù)據(jù)和過程的分離 。 程序員在編程時必須隨時考慮要處理的數(shù)據(jù)的格式： 不同格式數(shù)據(jù) ， 即使做相同處理 ， 也要編寫不同代碼； 數(shù)據(jù)格式一樣 ， 但處理不同 ， 也要用不同的代碼； 相容性問題 。 要程序員始終考慮保持程序和數(shù)據(jù)的一致性 ， 這已成為程序員的沉重負擔(dān) 。 ? 這些問題都是 SP方法本身解決不了的 。 下一頁 上一頁 停止放映 第 20/164 頁 二、軟件需求定義 – 軟件需求分析 就是明確軟件系統(tǒng)將來達到的目標(biāo)。換句話說，它的基本任務(wù)是準(zhǔn)確地回答系統(tǒng) “ 做什么？ ” 這個問題。 – 目標(biāo) 它要規(guī)定項目必須滿足的總目標(biāo)；確定項目的可行性；擬定完成項目各個目標(biāo)的策略，制定項目資源成本和進度。 下一頁 上一頁 停止放映 第 21/164 頁 軟件需求定義的工作流程 系統(tǒng)定義 用戶要求 軟件功能 范圍 功能說明書 軟件計劃 軟件定義 軟件功能 費用、資源進度 下一頁 上一頁 停止放映 第 22/164 頁 1. 軟件需求分析概述 ? 它是軟件生存周期中最容易出錯的一個階段，也是軟件工程中最困難的一個階段。 ? 這一階段與其它階段很不相同，它是其它階段的基礎(chǔ)，十