【正文】 序（ P2） 工 具 編 輯（ P3） 測試驅(qū)動（ P4） 設(shè)計輔助（ P5） 需求分析 軟件需求說明書 1. 概述 2. 信息描述 (1) 數(shù)據(jù)流程圖 (2) 數(shù)據(jù)字典 (3) 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) (4) 系統(tǒng)接口說明 (5) 內(nèi)部接口 需求分析 軟件需求說明書 3. 功能說明 (1) 功能 (2) 處理說明 (3) 設(shè)計的限制 4. 檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn) (1) 性能界限 (2) 測試種類 (3) 預(yù)期的軟件響應(yīng) (4) 應(yīng)考慮的特殊問題 5. 參考文獻(xiàn) 6. 附錄 需求分析 初步的用戶手冊 當(dāng)確定了人機(jī)交互作用的軟件需求后，準(zhǔn)備一份初步的用戶手冊是作為對所要求文件的補(bǔ)充往往是有用的，這種手冊將起到兩個作用： ? 手冊的準(zhǔn)備迫使分析人員從用戶的角度來看待軟件，從而及早考慮接口方面的人機(jī)環(huán)境工程。下面各層由表示不同信息類別的方框組成，它們可以看成是上一層方框的子集。 ? 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)決定信息的組織、存取方法、結(jié)合性程度以及不同的處理方案。在數(shù)據(jù)字典中建立的一組嚴(yán)密一致的定義有助于改進(jìn)分析員和用戶之間的通信，因此將消除許多可能的誤解。 需求分析 數(shù)據(jù)流程圖的特點(diǎn)： ? 可以表示任何一個系統(tǒng)（人工的、自動的、或混合的）中的數(shù)據(jù)流程； ? 每個表示加工的圓圈可能需要進(jìn)一步分解以求得對問題的全面理解； ? 著重強(qiáng)調(diào)的是數(shù)據(jù)流程而不是控制流程。 需求分析 數(shù)據(jù)流程圖： ? 表示外部實(shí)體，代表數(shù)據(jù)源和數(shù)據(jù)池。 ? 復(fù)審 由軟件開發(fā)人員和用戶共同對需求說明書進(jìn)行嚴(yán)格的審查。 需求分析 軟件需求分析包括的工作： ? 問題的認(rèn)識 需求分析人員通過頻繁與用戶聯(lián)系，充分理解用戶提出的每一個功能與性能要求，從軟件系統(tǒng)特征、軟件開發(fā)全過程以及軟件計劃給出的資源和時間約束，來確定軟件開發(fā)的總策略。其最根本的任務(wù)是確定為了滿足用戶的需要軟件系統(tǒng)必須做什么?？煽啃岳斫鉃檎_性和健壯性之和。 ? 確定了需求分析的絕對重要性，但是在實(shí)踐中要想獲得完善的需求說明是非常困難的；反饋信息慢。 基本概念 瀑布式軟件生存期模型 強(qiáng)調(diào)階段的劃分 及其順序性、各階段工作 及其文檔的完備性，是一種嚴(yán)格線性的、 按階段順序的、逐步細(xì)化的開發(fā)模式。其中，計算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)用于構(gòu)造模型與算法，工程科學(xué)用于制定規(guī)范、設(shè)計范型、降低成本及確定權(quán)衡，管理科學(xué)用于計劃、資源、質(zhì)量、成本等管理。 ? 程序 計算任務(wù)中的處理對象和處理規(guī)則的描述。 ? 文件 為了便于了解程序所需的資料說明。 基本概念 軟件工程的基本內(nèi)容： ? 軟件設(shè)計方法論 ? 軟件工具 ? 軟件工程標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范 ? 軟件工程管理 ? 軟件工程理論 基本概念 軟件工程的基本原理： ? 嚴(yán)格按照計劃進(jìn)行管理 ? 堅持進(jìn)行階段評審 ? 實(shí)行嚴(yán)格的產(chǎn)品控制 ? 采用現(xiàn)代的程序技術(shù) ? 結(jié)果要能清晰地審計 ? 開發(fā)小組人員素質(zhì)要好，數(shù)量不宜多 ? 要承認(rèn)不斷改善軟件工程實(shí)踐的必要性 基本概念 軟件生存期（過程）模型： 軟件生存期是軟件產(chǎn)品或系統(tǒng)一系列相關(guān)活動的全周期。 定義 分析 設(shè)計 編碼 測試 維護(hù) 基本概念 瀑布式軟件生存期模型把軟件開發(fā)過程劃分成若干階段，每個階段的任務(wù)相對獨(dú)立，便于不同人員分工協(xié)作，從而降低了整個軟件開發(fā)工程的困難程度。 基本概念 軟件質(zhì)量要素： ? 正確性：軟件產(chǎn)品準(zhǔn)確執(zhí)行軟件規(guī)格說明中所規(guī)定的能力。 問題定義 問題定義的關(guān)鍵任務(wù)是確切地定義用戶要求解決的問題，也就是確定問題的性質(zhì)、工程的目標(biāo)和規(guī)模。 ? 軟件需求分析是一個不斷發(fā)現(xiàn)和決定的過程，在此過程中，軟件開發(fā)者和軟件申請者（用戶）同樣起著重要的作用。 ? 評價與綜合 需求分析人員必須求得數(shù)據(jù)的流程和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，評價優(yōu)缺點(diǎn)；結(jié)合用戶要求，修改現(xiàn)行的系統(tǒng)，提出新系統(tǒng)的功能，加以細(xì)化；提出軟件的約束條件、響應(yīng)時間、存儲條件等。 需求分析 軟件需求分析人員應(yīng)該具備的特征： ? 善于領(lǐng)會一些抽象的概念，重新整理使之成為各種邏輯成分，并根據(jù)各種邏輯成分綜合出問題的解決辦法； ? 善于從各種相互沖突或混淆的原始資料中吸取恰當(dāng)?shù)恼摀?jù)； ? 能夠理解用戶的環(huán)境及領(lǐng)域知識； 需求分析 軟件需求分析人員應(yīng)該具備的特征： ? 具備把系統(tǒng)的硬件和軟件部分應(yīng)用于用戶環(huán)境的能力； ? 具備良好的書面和口頭形式進(jìn)行討論和交換意見的能力； ? 具有“既能看到樹木，又能看到森林”的能力。 ? 表示加工，代表接收輸入，經(jīng)過變換，繼而產(chǎn)生輸出的處理過程。 需求分析 例：病員監(jiān)視系統(tǒng) 病員 監(jiān)視 系統(tǒng) 病員 護(hù)士 護(hù)士 病員病歷 基本模型 病情信號 報告 警告信號 病歷數(shù)據(jù) 請求提出報告 需求分析 本地 監(jiān)視 中央 監(jiān)視 報告 產(chǎn)生 更新 病歷 護(hù)士 護(hù)士 病員 病員病歷 病員的病情界限 警告信號 病員數(shù)據(jù) 請求報告 經(jīng)過整理后的病員數(shù)據(jù) 病情信號 需求分析 分解 病情信號 整理病員 數(shù)據(jù) 檢查是 否超出 界限 產(chǎn)生警告 信號 時鐘 整理后的病員 數(shù)據(jù) 日期時間 病員病情界限 體溫 血壓 脈搏 病員數(shù)據(jù) 警告信號 需求分析 推導(dǎo)數(shù)據(jù)流程圖的簡單準(zhǔn)則： ? 第一層數(shù)據(jù)流程圖應(yīng)當(dāng)是基本的系統(tǒng)模型； ? 應(yīng)當(dāng)仔細(xì)說明原始的輸入 /輸出文件； ? 所有箭頭和圓圈均應(yīng)當(dāng)加上標(biāo)注（使用有意義的名字）； ? 必須保持信息的連續(xù)性； ? 每次只加工一個圓圈。對數(shù)據(jù)的這一系列嚴(yán)密一致的定義也有助于改進(jìn)在不同的開發(fā)人員之間或者不同開發(fā)小組之間的通信。 ? 典型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括標(biāo)量項(xiàng)、順序向量、n維空間、鏈接表等。在該圖的最低一層，每個框包含單獨(dú)的數(shù)據(jù)實(shí)體。 ? 用戶可以審查一個明確描述人機(jī)接口的實(shí)際文件。 ? 扇入數(shù)：指有多少個模塊直接控制一個給定的模塊。 概要設(shè)計 模塊化論據(jù)： ? C(x)定義為問題 x的感知復(fù)雜性 ? E(x)定義為解決問題 x所需要的工作量 ? 對 p1和 p2兩個問題， 若 C(p1) C(p2)，則 E(p1) E(p2) ? C(p1 + p2) C(p1) + C(p2) ? E(p1 + p2) E(p1) + E(p2) 概要設(shè)計 軟件總成本 集成成本 成本 /模塊 模塊數(shù)量 成本或工作量 最小成本區(qū)域 M 概要設(shè)計 實(shí)現(xiàn)模塊化的手段： ? 抽象：抽出事物的本質(zhì)特性而暫時不考慮它們的細(xì)節(jié)。 概要設(shè)計 模塊獨(dú)立程度的衡量標(biāo)準(zhǔn)： ? 耦合性：對一個軟件結(jié)構(gòu)內(nèi)不同模塊間互連程度的度量。 ? 控制耦合：兩個模塊之間傳遞的信息有控制成分（中耦合）。 ? 盡量減少高扇出結(jié)構(gòu)的數(shù)目，隨著深度的增加爭取更多的扇入 扇出過大意味著模塊過分復(fù)雜，需要控制和協(xié)調(diào)過多的下級模塊。接口設(shè)計應(yīng)該使得信息傳遞簡單并且與模塊的功能一致。 ? 面向數(shù)據(jù)的設(shè)計方法 面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計 面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計 ? 面向?qū)ο蟮脑O(shè)計方法 概要設(shè)計 面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計： ? 面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計方法把信息流映射成軟件結(jié)構(gòu) ? 信息流的類型決定了映射的方法 ? 信息流有兩種類型： 變換流 事務(wù)流 概要設(shè)計 變換流： ? 信息沿輸入通路進(jìn)入系統(tǒng)，同時由外部形式變換成內(nèi)部形式。 概要設(shè)計 T 事務(wù) 事務(wù)中心 活動通路 概要設(shè)計 變換型分析 ? 第 1步 復(fù)查基本系統(tǒng)模型。 概要設(shè)計 變換型分析 ? 第 5步 完成“第一級分解”。 把數(shù)據(jù)流圖中的每一個處理映射成軟件結(jié)構(gòu)中一個適當(dāng)?shù)哪K：從變換中心的邊界開始沿著輸入通路向外移動，把輸入通路中每個處理映射成軟件結(jié)構(gòu)中 Ca控制下的一個低層模塊；然后沿輸出通路向外移動，把輸出通路中每個處理映射成直接或間接受Ce控制的一個低層模塊；最后把變換中心內(nèi)的每個處理映射成受Ct控制的一個模塊。 ? 第 3步 確定數(shù)據(jù)流圖具有變換特性還是事務(wù)特性。 ? 第 7步 使用設(shè)計度量和啟發(fā)式規(guī)則對得到的軟件結(jié)構(gòu)進(jìn)一步精化。 概要設(shè)計 Jackson圖（數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)符號）： A A A C D B* C D B B 順序 重復(fù) 選擇 A seq do B。 A end A select do B。 概要設(shè)計 建立程序結(jié)構(gòu) 例 1：設(shè)計一個打印表格的程序。 概要設(shè)計 零件組 * 卡片 * 發(fā) 收 月報表 表頭 表體 行 * 輸入文件 概要設(shè)計 根據(jù)輸入文件產(chǎn)生月報表 產(chǎn)生表頭 產(chǎn)生表體 從零件組產(chǎn)生行 * 處理文件 產(chǎn)生行 處理卡片 * 處理發(fā) 處理收 概要設(shè)計 Jackson方法的基本步驟： （ 1）分析并確定輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)，并用 Jackson圖描述這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)； （ 2）找出輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中有對應(yīng)關(guān)系的數(shù)據(jù)單元。 概要設(shè)計 例：輸入一個文件 FIPT，此文件只包含三種記錄類型 T T2和 T3，現(xiàn)在要對該文件作如下處理： （ 1）統(tǒng)計出現(xiàn)的第一個 T1類型的記錄前的記錄總數(shù)（計數(shù) A）； （ 2）顯示第一個 T1類型的記錄； （ 3）顯示最后一個記錄，最后一個記錄是在第一個 T1類型的記錄后的第一個 T2類型的記錄； （ 4）計算第一個 T1類型的記錄后的記錄批數(shù)（一批記錄指一串連續(xù)的 T1類型的記錄或一串連續(xù)的 T3類型的記錄（（計數(shù) B）； （ 5）統(tǒng)計在第一個 T1類型的記錄后出現(xiàn)的 T1類型記錄的總數(shù) （計數(shù) C）； （ 6）計算在第一個 T1類型的記錄后的 T3類型記錄的批數(shù)（計數(shù) D）。 ? 流程圖中用箭頭代表控制流，因此程序員不受任何約束，可以完全不顧結(jié)構(gòu)程序設(shè)計的精神，隨意轉(zhuǎn)移控制。 詳細(xì)設(shè)計 第一個任務(wù) 第二個任務(wù) 第三個任務(wù) 條件 F T ELSE 部分 THEN 部分 CASE條件 值 1 值 2 …... 值 n CASE1 部分 A 循環(huán)條件 Do While 部分 Do Until 部分 循環(huán)條件 調(diào)用子程序 A 循環(huán) 順序 IFTHENELSE分支 CASE分支 詳細(xì)設(shè)計 C1 C4 C5 N Y S1 S4 S2 S3 S5 N N Y Y C2 C3 詳細(xì)設(shè)計 PAD圖（ Problem Analysis Diagram） P1 P2 P2 P1 Pn P2 P1 . . . X= L1 L2 Ln C 順序 選擇 CASE型選擇 詳細(xì)設(shè)計 WHILE C UNTIL C P P 循環(huán) 語句標(biāo)號 定義 def 詳細(xì)設(shè)計 P1 P3 P2 P5 P4 P2 P6 P10 P8 UNTIL C3 P7 UNTIL C2 P9 def C C1 詳細(xì)設(shè)計 WHILE C1 UNTIL C4 S5 S3 S1 S2 S4 C2 C3 C5 詳細(xì)設(shè)計 PAD圖的特點(diǎn)： ? 使用表示結(jié)構(gòu)化控制結(jié)構(gòu)的 PAD符號所設(shè)計出的程序必然是結(jié)構(gòu)化程序。 詳細(xì)設(shè)計 PAD圖的特點(diǎn)： ? 既可以用于表示程序邏輯，也可用于描述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 ? 一般說來 PDL是一種 “混合”語言，它使用一種語言（通常是某種自然語言）的詞匯，同時卻使用另一種語言（某種結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計語言）的語法。 詳細(xì)設(shè)計 軟件設(shè)計說明書 3. 設(shè)計說明 （ 1）數(shù)據(jù)說明