【正文】 能； （ 4）外部定義的數(shù)據(jù)庫； （ 5）主要的設(shè)計(jì)約束與限制。 編 碼 程序設(shè)計(jì)語言的性能和程序的編碼風(fēng)格，在很大程度上影響著軟件的質(zhì)量和維護(hù)性能。 編 碼 程序設(shè)計(jì)語言性能的討論 ? 工程觀點(diǎn) （ 1）使設(shè)計(jì)易于代碼翻譯； （ 2）編譯程序的功效； （ 3）源代碼的可移植性； （ 4）開發(fā)工具的可利用性； （ 5）源代碼的可維護(hù)性。 編 碼 程序設(shè)計(jì)支撐環(huán)境 現(xiàn)在編程過程大多在一組 CASE工具的支持下進(jìn)行，這組工具輔助完成編輯、編譯、調(diào)試、項(xiàng)目管理等一系列任務(wù)，這組工具有機(jī)集成在一起形成程序設(shè)計(jì)支撐環(huán)境。 ? 它以該文檔的產(chǎn)生者為中心，由產(chǎn)生者向參加審閱的其他人員報(bào)告其文檔，所發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤或懷疑是錯(cuò)誤的問題則由召集人記錄在案。 ? 設(shè)計(jì)文檔的靜態(tài)測(cè)試 對(duì)設(shè)計(jì)文檔的靜態(tài)測(cè)試著重于分析設(shè)計(jì)是否與需求定義一致。 ? 根據(jù)詳細(xì)設(shè)計(jì)的說明，應(yīng)測(cè)試重要的控制路徑，力求在模塊范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤。 ? 驅(qū)動(dòng)模塊和承接模塊是一種額外的開銷，也就是說，它們都是必須編寫的軟件，但卻不作為最終的軟件產(chǎn)品提供給用戶。 測(cè) 試 自底向上組裝測(cè)試過程 （ 1）把低層模塊組合起來形成某個(gè)特定的軟件子功能簇； （ 2）編寫一個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊以安排測(cè)試數(shù)據(jù)的輸入輸出； （ 3）對(duì)簇進(jìn)行測(cè)試； （ 4）拆去各個(gè)小簇的驅(qū)動(dòng)模塊，把幾個(gè)小簇合并成大簇，重復(fù)（ 2）（ 3）（ 4）。 ? 標(biāo)準(zhǔn)：全部的功能要求都得到滿足；全部的性能要求都達(dá)到了；文檔是正確的并且便于使用；其它要求也達(dá)到了（包括易維護(hù)性、易移植性、兼容性、出錯(cuò)自動(dòng)恢復(fù)等）。 ? 問題：怎樣算是合理的期望（需求說明）；誰是公斷人（測(cè)試人員）。正是因?yàn)槭菑淖畹蛯舆M(jìn)行組裝，在逐步處理以上層次的模塊時(shí)所需要的子模塊總是可以得到的，所以不再需要承接模塊了。接收測(cè)試數(shù)據(jù)，把這些數(shù)據(jù)傳送給被測(cè)模塊，并且打印結(jié)果。 測(cè) 試 功能測(cè)試（黑箱測(cè)試）： ? 功能測(cè)試根據(jù)軟件所需的功能和所實(shí)現(xiàn)的功能選擇測(cè)試數(shù)據(jù)，分析測(cè)試的充分性 測(cè) 試 窮盡功能測(cè)試 例：一個(gè)程序需 3個(gè)整型的輸入數(shù)據(jù)，若計(jì)算機(jī)的字長(zhǎng)為 16位，則每個(gè)數(shù)據(jù)可能取的值有 216個(gè)， 3個(gè)數(shù)的排練組合共有 216 ? 216 ? 216 = 248 ? 3 ? 1014 （種） 若每執(zhí)行一次需 1毫秒，則需 1萬年。簡(jiǎn)言之， Fagan檢查強(qiáng)調(diào)對(duì)開發(fā)過程的反饋和從錯(cuò)誤中吸取教訓(xùn)。 ? 輸出信息 測(cè)試結(jié)果 可靠性預(yù)測(cè)：可能可靠（軟件可靠性是可以接受的） 所進(jìn)行的測(cè)試尚不足以發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重錯(cuò)誤 不可靠 測(cè) 試 測(cè)試方法 ? 靜態(tài)測(cè)試 ? 動(dòng)態(tài)測(cè)試 測(cè) 試 靜態(tài)測(cè)試 ? 靜態(tài)測(cè)試的基本特性是在對(duì)軟件進(jìn)行分析、檢查和測(cè)試時(shí)不實(shí)際運(yùn)行被測(cè)試的程序； ? 靜態(tài)測(cè)試可以用于對(duì)各種軟件文檔進(jìn)行測(cè)試，是軟件開發(fā)中十分有效的質(zhì)量控制方法之一； ? 在軟件開發(fā)過程的早期階段，由于可運(yùn)行的代碼尚未產(chǎn)生，不可能進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)試，而這些階段的中間產(chǎn)品的質(zhì)量直接關(guān)系到軟件開發(fā)的成敗與開銷的大小，因此在這些階段靜態(tài)測(cè)試的作用尤為重要。 編 碼 語句結(jié)構(gòu)要保持盡可能的簡(jiǎn)單，應(yīng)遵循以下原則： ? 程序要清晰直觀，不要過于巧妙； ? 用一定的原則指導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)的使用； （ 1）不用空 THEN語句； （ 2）避免 THENIF結(jié)構(gòu)形式； （ 3）不要嵌套太深； （ 4）避免不必要的轉(zhuǎn)移； （ 5）有原則地使用 GOTO； （ 6）采用標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)形式彌補(bǔ)語言的不足。順序記憶能從回憶序列中找出一個(gè)元素。 詳細(xì)設(shè)計(jì) 非正規(guī)的復(fù)審 所謂非正規(guī)的復(fù)審指的是從臨時(shí)通知的碰頭會(huì)到有關(guān)同事參加的比較有組織的復(fù)審這整個(gè)范圍而言的，一般由通知到開會(huì)的時(shí)間間隔只有二至三天。 ? 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(shí)卻使用另一種語言（某種結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計(jì)語言）的語法。 詳細(xì)設(shè)計(jì) 第一個(gè)任務(wù) 第二個(gè)任務(wù) 第三個(gè)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(jì) C1 C4 C5 N Y S1 S4 S2 S3 S5 N N Y Y C2 C3 詳細(xì)設(shè)計(jì) 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(jì) WHILE C UNTIL C P P 循環(huán) 語句標(biāo)號(hào) 定義 def 詳細(xì)設(shè)計(jì) P1 P3 P2 P5 P4 P2 P6 P10 P8 UNTIL C3 P7 UNTIL C2 P9 def C C1 詳細(xì)設(shè)計(jì) WHILE C1 UNTIL C4 S5 S3 S1 S2 S4 C2 C3 C5 詳細(xì)設(shè)計(jì) 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(hào)所設(shè)計(jì)出的程序必然是結(jié)構(gòu)化程序。 概要設(shè)計(jì) 例：輸入一個(gè)文件 FIPT，此文件只包含三種記錄類型 T T2和 T3，現(xiàn)在要對(duì)該文件作如下處理： （ 1）統(tǒng)計(jì)出現(xiàn)的第一個(gè) T1類型的記錄前的記錄總數(shù)（計(jì)數(shù) A）； （ 2）顯示第一個(gè) T1類型的記錄； （ 3）顯示最后一個(gè)記錄，最后一個(gè)記錄是在第一個(gè) T1類型的記錄后的第一個(gè) T2類型的記錄； （ 4）計(jì)算第一個(gè) 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(jì)數(shù) B）； （ 5）統(tǒng)計(jì)在第一個(gè) T1類型的記錄后出現(xiàn)的 T1類型記錄的總數(shù) （計(jì)數(shù) C）； （ 6）計(jì)算在第一個(gè) T1類型的記錄后的 T3類型記錄的批數(shù)（計(jì)數(shù) D）。 概要設(shè)計(jì) 建立程序結(jié)構(gòu) 例 1：設(shè)計(jì)一個(gè)打印表格的程序。 概要設(shè)計(jì) Jackson圖（數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)符號(hào)）： A A A C D B* C D B B 順序 重復(fù) 選擇 A seq do B。 ? 第 3步 確定數(shù)據(jù)流圖具有變換特性還是事務(wù)特性。 概要設(shè)計(jì) 變換型分析 ? 第 5步 完成“第一級(jí)分解”。 ? 面向數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)方法 面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計(jì) 面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) ? 面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法 概要設(shè)計(jì) 面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計(jì)： ? 面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計(jì)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(jì) 變換流： ? 信息沿輸入通路進(jìn)入系統(tǒng)，同時(shí)由外部形式變換成內(nèi)部形式。 ? 盡量減少高扇出結(jié)構(gòu)的數(shù)目，隨著深度的增加爭(zhēng)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(jí)模塊。 概要設(shè)計(jì) 模塊獨(dú)立程度的衡量標(biāo)準(zhǔn)： ? 耦合性：對(duì)一個(gè)軟件結(jié)構(gòu)內(nèi)不同模塊間互連程度的度量。 ? 扇入數(shù)：指有多少個(gè)模塊直接控制一個(gè)給定的模塊。在該圖的最低一層，每個(gè)框包含單獨(dú)的數(shù)據(jù)實(shí)體。對(duì)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。 ? 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。 ? 評(píng)價(jià)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(píng)價(jià)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(shí)間、存儲(chǔ)條件等。 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。 定義 分析 設(shè)計(jì) 編碼 測(cè)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(gè)階段的任務(wù)相對(duì)獨(dú)立，便于不同人員分工協(xié)作，從而降低了整個(gè)軟件開發(fā)工程的困難程度。 ? 文件 為了便于了解程序所需的資料說明。其中，計(jì)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(jì)范型、降低成本及確定權(quán)衡，管理科學(xué)用于計(jì)劃、資源、質(zhì)量、成本等管理。 ? 確定了需求分析的絕對(duì)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。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。 ? 復(fù)審 由軟件開發(fā)人員和用戶共同對(duì)需求說明書進(jìn)行嚴(yán)格的審查。 需求分析 數(shù)據(jù)流程圖的特點(diǎn)： ? 可以表示任何一個(gè)系統(tǒng)（人工的、自動(dòng)的、或混合的）中的數(shù)據(jù)流程； ? 每個(gè)表示加工的圓圈可能需要進(jìn)一步分解以求得對(duì)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。 ? 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。 需求分析 計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 系統(tǒng)軟件 應(yīng)用軟件 操作系統(tǒng)（ P1） 編譯程序（ P2） 工 具 編 輯（ P3） 測(cè)試驅(qū)動(dòng)（ P4） 設(shè)計(jì)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(jì)的限制 4. 檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn) (1) 性能界限 (2) 測(cè)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(cè) 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(cè)是作為對(duì)所要求文件的補(bǔ)充往往是有用的，這種手冊(cè)將起到兩個(gè)作用： ? 手冊(cè)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。 概要設(shè)計(jì) 模塊化： ? 軟件被劃分成獨(dú)立命名和可獨(dú)立訪問的被稱作模塊的構(gòu)件，每個(gè)模塊完成一個(gè)子功能，它們集成到一起滿足問題需求。 ? 數(shù)據(jù)耦合：兩個(gè)模塊彼此通過參數(shù)交換信息，且交換的僅僅是數(shù)據(jù)（低耦合）。 ? 力爭(zhēng)降低模塊接口的復(fù)雜程度 模塊接口的復(fù)雜性是引起軟件錯(cuò)誤的一個(gè)主要原因。發(fā)出多條通路的信息流中樞被稱為“事務(wù)中心”。 概要設(shè)計(jì) Cm Ct Ca Ce 概要設(shè)計(jì) 變換型分析 ? 第 6步 完成“第二級(jí)分解”。 ? 第 6步 對(duì)事務(wù)中心的結(jié)構(gòu)和每個(gè)活動(dòng)通路的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分解、合并和改進(jìn)。 A end A iter do B。 概要設(shè)計(jì) 表格 表頭 表體 行 * 姓名 年齡 類別 狀態(tài) 工齡 年級(jí) 概要設(shè)計(jì) 產(chǎn)生表格 產(chǎn)生表頭 產(chǎn)生表體 產(chǎn)生行 * 產(chǎn)生工齡 產(chǎn)生年級(jí) 產(chǎn)生姓名 產(chǎn)生年齡 產(chǎn)生類別 產(chǎn)生狀態(tài) 概要設(shè)計(jì) 建立程序結(jié)構(gòu) 例 2：倉庫中存放了多種零件，每種零件的每次變動(dòng)（收到或發(fā)出）都有一張卡片作出記錄，庫存管理系統(tǒng)每月要根據(jù)這些卡片打印一張?jiān)聢?bào)表，列出各種零件在這個(gè)月中庫存量的凈變化。 詳細(xì)設(shè)計(jì) 詳細(xì)設(shè)計(jì)工具 ? 對(duì)軟件開發(fā)人員來說，提高軟件開發(fā)效率 ? 對(duì)軟件測(cè)試和維護(hù)人員來說，提供擺脫繁瑣的程序代碼，了解模塊程序結(jié)構(gòu)的途徑 詳細(xì)設(shè)計(jì) 詳細(xì)設(shè)計(jì)工具： ? 圖形工具 將過程細(xì)節(jié)用圖來表示，在圖中，邏輯結(jié)構(gòu)用具體的圖形表示 ? 列表工具