【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 明該系統(tǒng)的組成和本產(chǎn)品同其他各部分的聯(lián)系和接口。 | 用戶的特點(diǎn) 列出本軟件的最終用戶的特點(diǎn)，充分說(shuō)明操作人員、維護(hù)人員的教育水平和技術(shù)專長(zhǎng)，以及本軟件的預(yù)期使甩頻度。這些是軟件設(shè)計(jì)工作的重要約 束 3 功能 需求 功能需求描述 列出編了號(hào)的功能需求。 數(shù)據(jù)流圖 數(shù)據(jù)流圖一 畫(huà)出數(shù)據(jù)流圖。 加工說(shuō)明：編號(hào)，加工名，輸入流，輸出流，加工邏輯 數(shù)據(jù)流圖二 畫(huà)出數(shù)據(jù)流圖。 加工說(shuō)明：編號(hào)，加工名，輸入流，輸出流，加工邏輯 14 輸人輸出要求 數(shù)據(jù)字典放在這里。 解釋各輸入輸出數(shù)據(jù)類型，并逐項(xiàng)說(shuō)明其媒體、格式、數(shù)值范圍、精度等。對(duì)軟件的數(shù)據(jù)輸出及必須標(biāo)明的控制輸出量進(jìn)行解釋并舉例，包括對(duì)硬拷貝報(bào)告（正常結(jié)果輸出、狀態(tài)輸出及異常輸出）以及圖形或顯示報(bào)告的描述。 故障 處理要求 列出可能的軟件、硬件故障以及對(duì)各項(xiàng)性能而言所產(chǎn)生的后果和對(duì)故障處理的要求。 4 其他非功能性需求 設(shè)備 環(huán)境要求 （略） 設(shè)計(jì)約束要求 列出支持軟件 ,包括要用到的操作系統(tǒng)、編譯（或匯編）程序、測(cè)試支持軟件等。 接口 要求 說(shuō)明該軟件同其他軟件之間的接口、數(shù)據(jù)通信協(xié)議等。 程序性能要求 說(shuō)明需要管理的文卷和記錄的個(gè)數(shù)、表和文卷的大小規(guī)模，要按可預(yù)見(jiàn)的增長(zhǎng)對(duì)數(shù)據(jù)及其分量的存儲(chǔ)要求作出估算。 軟件質(zhì)量 要求 如用戶單位對(duì)安全保密的要求，對(duì)使用方便的要求，對(duì)可維護(hù)性、可補(bǔ)充性、易讀性 、可靠性、運(yùn)行環(huán)境可轉(zhuǎn)換性的特殊要求等。 15 實(shí)驗(yàn) 2: 程序設(shè)計(jì) —— 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo) 層次結(jié)構(gòu)圖 層次結(jié)構(gòu)圖用來(lái)描繪軟件的層次結(jié)構(gòu)。 層次結(jié)構(gòu)圖中的一個(gè)矩形框代表一個(gè)模塊，方框間的連線表示調(diào)用關(guān)系而不像層次方框圖那樣表示組成關(guān)系。 圖 是層次 結(jié)構(gòu) 圖的一個(gè)例子。 圖 正文加工系統(tǒng)的層次 結(jié)構(gòu) 圖 和 H 圖中每個(gè)方框相對(duì)應(yīng)，應(yīng)該有一張 IPO 圖描繪這個(gè)方框代表的模塊的處理過(guò)程。HIPO 圖中的每張 IPO 圖內(nèi)都應(yīng)該明顯地標(biāo)出它所描繪的模塊在 H 圖中的編號(hào)，以便 追蹤了解這個(gè)模塊在軟件結(jié)構(gòu)中的位置。 圖 帶編號(hào)的層次 結(jié)構(gòu) 圖 (H 圖 ) 16 結(jié)構(gòu) 分解 圖 結(jié)構(gòu) 分解 圖是進(jìn)行軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的另一個(gè)有力工具。結(jié)構(gòu) 分解 圖和層次 結(jié)構(gòu) 圖類似，也是描繪軟件結(jié)構(gòu)的圖形工具，圖中一個(gè)方框代表一個(gè)模塊，框內(nèi)注明模塊的名字或主要功能；方框之間的箭頭 (或直線 )表示模塊的調(diào)用關(guān)系。 在結(jié)構(gòu)圖中通常還用帶注釋的箭頭表示模塊調(diào)用過(guò)程中來(lái)回傳遞的信息。如果希望進(jìn)一步標(biāo)明傳遞的信息是數(shù)據(jù)還是控制信息，則可以利用注釋箭頭尾部的形狀來(lái)區(qū)分：尾部是空 心圓表示傳遞的是數(shù)據(jù)，實(shí)心圓表示傳遞的是控制信息。 圖 結(jié)構(gòu)圖的例子 ——產(chǎn)生最佳解的一般結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)流圖轉(zhuǎn)變?yōu)閷哟谓Y(jié)構(gòu)圖過(guò)程 變換分析 第 1 步 復(fù)查基本系統(tǒng)模型。 第 2 步 復(fù)查并精化數(shù)據(jù)流圖。 應(yīng)該對(duì)需求分析階段得出的數(shù)據(jù)流圖認(rèn)真復(fù)查，并且在必要時(shí)進(jìn)行精化。 第 3 步 確定數(shù)據(jù)流圖具有變換特性還是事務(wù)特性。 一般地說(shuō)，一個(gè)系統(tǒng)中的所有信息流都可以認(rèn)為是變換流，但是，當(dāng)遇到有明顯事務(wù)特性的信息流時(shí)，建議采用事務(wù)分析方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。 第 4 步 確定輸入流 和輸出流的邊界，從而孤立出變換中心。 輸入流和輸出流的邊界和對(duì)它們的解釋有關(guān)，也就是說(shuō)，不同設(shè)計(jì)人員可能會(huì)在流內(nèi)選取稍微不同的點(diǎn)作為邊界的位置。 17 圖 具有邊界的數(shù)據(jù)流圖 第 5 步 完成 “第一級(jí)分解 ”。 對(duì)于變換流的情況，數(shù)據(jù)流圖被映射成一個(gè)特殊的軟件結(jié)構(gòu)。圖 說(shuō)明了第一級(jí)分解的方法。位于軟件結(jié)構(gòu)最頂層的控制模塊 Cm 協(xié)調(diào)下述從屬的控制功能： 輸入信息處理控制模塊 Ca,協(xié)調(diào)對(duì)所有輸入數(shù)據(jù)的接收； 變換中心控制模塊 Ct,管理對(duì)內(nèi)部形式的數(shù)據(jù)的所 有操作； 輸出信息處理控制模塊 Ce，協(xié)調(diào)輸出信息的產(chǎn)生過(guò)程。 對(duì)于數(shù)字儀表板的例子，第一級(jí)分解得出的結(jié)構(gòu)如圖 所示。每個(gè)控制模塊的名字表明了為它所控制的那些模塊的功能。 18 圖 第一級(jí)分解的方法 圖 2. 6 數(shù)字儀表板系統(tǒng)的第一級(jí)分解 第 6 步 完成 “第二級(jí)分解 ”。 所謂第二級(jí)分解就是把數(shù)據(jù)流圖中的每個(gè)處理映射成軟件結(jié)構(gòu)中一個(gè)適當(dāng)?shù)哪K。完成第二級(jí)分解的方法是，從變換中心的邊界開(kāi)始沿著輸 入通路向外移動(dòng)，把輸入通路中每個(gè)處理映射成軟件結(jié)構(gòu)中 Ca 控制下的一個(gè)低層模塊；然后沿輸出通路向外移動(dòng)，把輸出通路中每個(gè)處理映射成直接或間接受模塊 Ce 控制的一個(gè)低層模塊；最后把變換中心內(nèi)的每個(gè)處理映射成受 Ct 控制的一個(gè)模塊。圖 表示進(jìn)行第二級(jí)分解的普遍途徑。 圖 第二級(jí)分解的方法 19 雖然圖中每個(gè)模塊的名字表明了它的基本功能，但是仍然應(yīng)該為每個(gè)模塊寫(xiě)一個(gè)簡(jiǎn)要說(shuō)明，描述： 進(jìn)出該模塊的信息 (接口描述 )； 模塊內(nèi)部的信息； 過(guò)程陳述，包括主要判定點(diǎn) 及任務(wù)等； 對(duì)約束和特殊特點(diǎn)的簡(jiǎn)短討論。 這些描述是第一代的設(shè)計(jì)規(guī)格說(shuō)明，在這個(gè)設(shè)計(jì)時(shí)期進(jìn)一步的精化和補(bǔ)充是經(jīng)常發(fā)生的。 第 7 步 使用設(shè)計(jì)度量和啟發(fā)式規(guī)則對(duì)第一次分割得到的軟件結(jié)構(gòu)進(jìn)一步精化。 圖 未經(jīng)精化的輸入結(jié)構(gòu) 圖 未經(jīng)精化的變換結(jié)構(gòu) 20 圖 未經(jīng)精化的輸出結(jié)構(gòu) 對(duì)第一次分割得到的軟件結(jié)構(gòu)，總可以根據(jù)模塊獨(dú)立 原理進(jìn)行精化。得到盡可能高的內(nèi)聚、盡可能松散的耦合，最重要的是，為了得到一個(gè)易于實(shí)現(xiàn)、易于測(cè)試和易于維護(hù)的軟件結(jié)構(gòu)。 下面是某些可能的修改： 輸入結(jié)構(gòu)中的模塊 “轉(zhuǎn)換成 rpm”和 “收集 sps”可以合并； 模塊 “確定加速 /減速 ”可以放在模塊 “計(jì)算 mph”下面，以減少耦合； 模塊 “加速 /減速顯示 ”可以相應(yīng)地放在模塊 “顯示 mph”的下面。 在這個(gè)時(shí)期進(jìn)行修改只需要很少的附加工作，但是卻能夠?qū)浖馁|(zhì)量特別是軟件的可維護(hù)性產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。 圖 精化后的數(shù)字儀表板系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu) 事務(wù)分析 雖然在任何情況下都可以使用變換分析方法設(shè)計(jì)軟件結(jié)構(gòu)，但是在數(shù)據(jù)流具有明顯的事務(wù)特點(diǎn)時(shí)，也就是有一個(gè)明顯的 “發(fā)射中心 ”(事務(wù)中心 )時(shí)，還是以采用事務(wù)分析方法為宜。 由事務(wù)流映射成的軟件結(jié)構(gòu)包括一個(gè)接收分支和一個(gè)發(fā)送分支。映射出接收分支結(jié)構(gòu)的方法和變換分析映射出輸入結(jié)構(gòu)的方法很相像，即從事務(wù)中心的邊界開(kāi)始，把沿著接收流 21 通路的處理映射成模塊。對(duì)于一個(gè)大系統(tǒng)，常常把變換分析和事務(wù)分析應(yīng)用到同一個(gè)數(shù)據(jù)流圖的不同部分，由此得到的子結(jié)構(gòu)形成 “構(gòu)件 ”，可以利用它們構(gòu)造完整的軟 件結(jié)構(gòu)。 圖 事務(wù)分析的映射方法 PAD 圖 PAD 是問(wèn)題分析圖 (problem analysis diagram)的英文縮寫(xiě)，自 1973 年由日本日立公司發(fā)明以后，已得到一定程度的推廣。它用二維樹(shù)形結(jié)構(gòu)的圖來(lái)表示程序的控制流，將這種圖翻譯成程序代碼比較容易。圖 給出 PAD 圖的基本符號(hào)。 PAD 圖的主要優(yōu)點(diǎn)如下： (1) 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)出來(lái)的程序必然是結(jié)構(gòu)化程序。 圖 PAD 圖的基本符號(hào) 22 (2) PAD 圖所描繪的程序結(jié)構(gòu)十分清晰。圖中最左面的豎線是程序的主線，即第一層結(jié)構(gòu)。隨著程序?qū)哟蔚脑黾樱?PAD 圖逐漸向右延伸，每增加一個(gè)層次，圖形向右擴(kuò)展一條豎線。 PAD 圖中豎線的總條數(shù)就是程序的層次數(shù)。 (3) 用 PAD 圖表現(xiàn)程序邏輯，易讀、易懂、易記。 PAD 圖是二維樹(shù)形結(jié)構(gòu)的圖形，程序從圖中最左豎線上端的結(jié)點(diǎn)開(kāi)始執(zhí)行，自上而下，從左向右順序執(zhí)行，遍歷所有結(jié)點(diǎn)。 (4) 容易將 PAD 圖轉(zhuǎn)換成高級(jí)語(yǔ)言源程序，這種轉(zhuǎn)換可用軟件工具自動(dòng)完成，從而可省去人工編碼的 工作，有利于提高軟件可靠性和軟件生產(chǎn)率。 (5) 即可用于表示程序邏輯，也可用于描繪數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 (6) PAD 圖的符號(hào)支持自頂向下、逐步求精方法的使用。開(kāi)始時(shí)設(shè)計(jì)者可以定義一個(gè)抽象的程序，隨著設(shè)計(jì)工作的深入而使用 def 符號(hào)逐步增加細(xì)節(jié)，直至完成詳細(xì)設(shè)計(jì)，如圖 所示。 PAD 圖是面向高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的，為 FORTRAN， COBOL 和 PASCAL 等每種常用的高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言都提供了一整套相應(yīng)的圖形符號(hào)。由于每種控制語(yǔ)句都有一個(gè)圖形符號(hào)與之對(duì)應(yīng)，顯然將 PAD 圖轉(zhuǎn)換成與之對(duì)應(yīng)的高級(jí)語(yǔ)言程序比較容易。 圖 使用 PAD 圖提供的定義功能來(lái)逐步求精的例子 程序設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 1 引言 編寫(xiě)目的 說(shuō)明編寫(xiě)這份概要設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的目的，指出預(yù)期的讀者。 背景 說(shuō)明： 待開(kāi)發(fā)軟件系統(tǒng)的名稱； 列出此項(xiàng)目的任務(wù)提出者、開(kāi)發(fā)者、用戶以及將運(yùn)行該軟件的計(jì)算站（中心）。 2 程序 設(shè)計(jì) 說(shuō)明 需求規(guī)定 簡(jiǎn)要 說(shuō)明對(duì)本系統(tǒng)的主要的輸入輸出項(xiàng)目、處理的功能性能要求。 運(yùn)行環(huán)境 （略） 程序 結(jié)構(gòu) 說(shuō)明 用 層次結(jié)構(gòu) 圖的形式說(shuō)明本系統(tǒng)的系統(tǒng)元素（各層模塊、子程序、公用 程序等）的劃分，扼要說(shuō)明每個(gè) 模塊 元素的標(biāo)識(shí)符和功能，分層次地給出各元素之間的控制與被控制關(guān)系 . 功能需求與程序的關(guān)系 23 本條用一張如下的矩陣圖說(shuō)明各項(xiàng)功能需求的實(shí)現(xiàn)同各塊程序的分配關(guān)系： 程序 1 程序 2 ?? 程序 n 功能需求1 √ 功能需求2 √ ?? 功能需求n √ √ 3 接口設(shè)計(jì) 外部接口 說(shuō)明本系統(tǒng)同外界的所有接口的安排包括軟件與硬件之間的接口、本系統(tǒng)與各支持軟件之間的接口關(guān)系。 內(nèi)部接口 說(shuō)明本系統(tǒng)之內(nèi)的各個(gè)系統(tǒng)元素之間的接口的安排。 4 程序模塊 1（標(biāo)識(shí)符）設(shè)計(jì)說(shuō)明 從本章開(kāi)始，逐個(gè)地給出各個(gè)層次中的每個(gè)程序的設(shè)計(jì)考慮。以下給出的提綱是針對(duì)一般情況的。對(duì)于一個(gè)具體的模塊，尤其是層次比較低的模塊或子程序，其很多條目的內(nèi)容往往與它所隸屬的上一層 模塊的對(duì)應(yīng)條目的內(nèi)容相同，在這種情況下，只要簡(jiǎn)單地說(shuō)明這一點(diǎn)即可。 程序模塊描述