【文章內容簡介】 明該系統(tǒng)的組成和本產品同其他各部分的聯系和接口。 | 用戶的特點 列出本軟件的最終用戶的特點，充分說明操作人員、維護人員的教育水平和技術專長，以及本軟件的預期使甩頻度。這些是軟件設計工作的重要約 束 3 功能 需求 功能需求描述 列出編了號的功能需求。 數據流圖 數據流圖一 畫出數據流圖。 加工說明：編號，加工名，輸入流，輸出流，加工邏輯 數據流圖二 畫出數據流圖。 加工說明：編號，加工名，輸入流，輸出流，加工邏輯 14 輸人輸出要求 數據字典放在這里。 解釋各輸入輸出數據類型，并逐項說明其媒體、格式、數值范圍、精度等。對軟件的數據輸出及必須標明的控制輸出量進行解釋并舉例，包括對硬拷貝報告（正常結果輸出、狀態(tài)輸出及異常輸出）以及圖形或顯示報告的描述。 故障 處理要求 列出可能的軟件、硬件故障以及對各項性能而言所產生的后果和對故障處理的要求。 4 其他非功能性需求 設備 環(huán)境要求 （略） 設計約束要求 列出支持軟件 ,包括要用到的操作系統(tǒng)、編譯（或匯編）程序、測試支持軟件等。 接口 要求 說明該軟件同其他軟件之間的接口、數據通信協(xié)議等。 程序性能要求 說明需要管理的文卷和記錄的個數、表和文卷的大小規(guī)模，要按可預見的增長對數據及其分量的存儲要求作出估算。 軟件質量 要求 如用戶單位對安全保密的要求，對使用方便的要求，對可維護性、可補充性、易讀性 、可靠性、運行環(huán)境可轉換性的特殊要求等。 15 實驗 2: 程序設計 —— 實驗指導 層次結構圖 層次結構圖用來描繪軟件的層次結構。 層次結構圖中的一個矩形框代表一個模塊，方框間的連線表示調用關系而不像層次方框圖那樣表示組成關系。 圖 是層次 結構 圖的一個例子。 圖 正文加工系統(tǒng)的層次 結構 圖 和 H 圖中每個方框相對應，應該有一張 IPO 圖描繪這個方框代表的模塊的處理過程。HIPO 圖中的每張 IPO 圖內都應該明顯地標出它所描繪的模塊在 H 圖中的編號，以便 追蹤了解這個模塊在軟件結構中的位置。 圖 帶編號的層次 結構 圖 (H 圖 ) 16 結構 分解 圖 結構 分解 圖是進行軟件結構設計的另一個有力工具。結構 分解 圖和層次 結構 圖類似，也是描繪軟件結構的圖形工具，圖中一個方框代表一個模塊，框內注明模塊的名字或主要功能；方框之間的箭頭 (或直線 )表示模塊的調用關系。 在結構圖中通常還用帶注釋的箭頭表示模塊調用過程中來回傳遞的信息。如果希望進一步標明傳遞的信息是數據還是控制信息，則可以利用注釋箭頭尾部的形狀來區(qū)分：尾部是空 心圓表示傳遞的是數據，實心圓表示傳遞的是控制信息。 圖 結構圖的例子 ——產生最佳解的一般結構 數據流圖轉變?yōu)閷哟谓Y構圖過程 變換分析 第 1 步 復查基本系統(tǒng)模型。 第 2 步 復查并精化數據流圖。 應該對需求分析階段得出的數據流圖認真復查，并且在必要時進行精化。 第 3 步 確定數據流圖具有變換特性還是事務特性。 一般地說，一個系統(tǒng)中的所有信息流都可以認為是變換流，但是，當遇到有明顯事務特性的信息流時，建議采用事務分析方法進行設計。 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它們的解釋有關，也就是說，不同設計人員可能會在流內選取稍微不同的點作為邊界的位置。 17 圖 具有邊界的數據流圖 第 5 步 完成 “第一級分解 ”。 對于變換流的情況，數據流圖被映射成一個特殊的軟件結構。圖 說明了第一級分解的方法。位于軟件結構最頂層的控制模塊 Cm 協(xié)調下述從屬的控制功能： 輸入信息處理控制模塊 Ca,協(xié)調對所有輸入數據的接收； 變換中心控制模塊 Ct,管理對內部形式的數據的所 有操作； 輸出信息處理控制模塊 Ce，協(xié)調輸出信息的產生過程。 對于數字儀表板的例子，第一級分解得出的結構如圖 所示。每個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 第一級分解的方法 圖 2. 6 數字儀表板系統(tǒng)的第一級分解 第 6 步 完成 “第二級分解 ”。 所謂第二級分解就是把數據流圖中的每個處理映射成軟件結構中一個適當的模塊。完成第二級分解的方法是，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構中 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模塊 Ce 控制的一個低層模塊；最后把變換中心內的每個處理映射成受 Ct 控制的一個模塊。圖 表示進行第二級分解的普遍途徑。 圖 第二級分解的方法 19 雖然圖中每個模塊的名字表明了它的基本功能，但是仍然應該為每個模塊寫一個簡要說明，描述： 進出該模塊的信息 (接口描述 )； 模塊內部的信息； 過程陳述，包括主要判定點 及任務等； 對約束和特殊特點的簡短討論。 這些描述是第一代的設計規(guī)格說明，在這個設計時期進一步的精化和補充是經常發(fā)生的。 第 7 步 使用設計度量和啟發(fā)式規(guī)則對第一次分割得到的軟件結構進一步精化。 圖 未經精化的輸入結構 圖 未經精化的變換結構 20 圖 未經精化的輸出結構 對第一次分割得到的軟件結構，總可以根據模塊獨立 原理進行精化。得到盡可能高的內聚、盡可能松散的耦合，最重要的是，為了得到一個易于實現、易于測試和易于維護的軟件結構。 下面是某些可能的修改： 輸入結構中的模塊 “轉換成 rpm”和 “收集 sps”可以合并； 模塊 “確定加速 /減速 ”可以放在模塊 “計算 mph”下面，以減少耦合； 模塊 “加速 /減速顯示 ”可以相應地放在模塊 “顯示 mph”的下面。 在這個時期進行修改只需要很少的附加工作，但是卻能夠對軟件的質量特別是軟件的可維護性產生深遠的影響。 圖 精化后的數字儀表板系統(tǒng)的軟件結構 事務分析 雖然在任何情況下都可以使用變換分析方法設計軟件結構，但是在數據流具有明顯的事務特點時，也就是有一個明顯的 “發(fā)射中心 ”(事務中心 )時，還是以采用事務分析方法為宜。 由事務流映射成的軟件結構包括一個接收分支和一個發(fā)送分支。映射出接收分支結構的方法和變換分析映射出輸入結構的方法很相像，即從事務中心的邊界開始，把沿著接收流 21 通路的處理映射成模塊。對于一個大系統(tǒng)，常常把變換分析和事務分析應用到同一個數據流圖的不同部分，由此得到的子結構形成 “構件 ”，可以利用它們構造完整的軟 件結構。 圖 事務分析的映射方法 PAD 圖 PAD 是問題分析圖 (problem analysis diagram)的英文縮寫，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。它用二維樹形結構的圖來表示程序的控制流，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。 PAD 圖的主要優(yōu)點如下： (1) 使用表示結構化控制結構的 PAD 符號所設計出來的程序必然是結構化程序。 圖 PAD 圖的基本符號 22 (2) PAD 圖所描繪的程序結構十分清晰。圖中最左面的豎線是程序的主線，即第一層結構。隨著程序層次的增加， PAD 圖逐漸向右延伸，每增加一個層次，圖形向右擴展一條豎線。 PAD 圖中豎線的總條數就是程序的層次數。 (3) 用 PAD 圖表現程序邏輯，易讀、易懂、易記。 PAD 圖是二維樹形結構的圖形，程序從圖中最左豎線上端的結點開始執(zhí)行，自上而下，從左向右順序執(zhí)行，遍歷所有結點。 (4) 容易將 PAD 圖轉換成高級語言源程序，這種轉換可用軟件工具自動完成，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率。 (5) 即可用于表示程序邏輯，也可用于描繪數據結構。 (6) PAD 圖的符號支持自頂向下、逐步求精方法的使用。開始時設計者可以定義一個抽象的程序，隨著設計工作的深入而使用 def 符號逐步增加細節(jié)，直至完成詳細設計，如圖 所示。 PAD 圖是面向高級程序設計語言的，為 FORTRAN， COBOL 和 PASCAL 等每種常用的高級程序設計語言都提供了一整套相應的圖形符號。由于每種控制語句都有一個圖形符號與之對應，顯然將 PAD 圖轉換成與之對應的高級語言程序比較容易。 圖 使用 PAD 圖提供的定義功能來逐步求精的例子 程序設計說明書 1 引言 編寫目的 說明編寫這份概要設計說明書的目的，指出預期的讀者。 背景 說明： 待開發(fā)軟件系統(tǒng)的名稱； 列出此項目的任務提出者、開發(fā)者、用戶以及將運行該軟件的計算站（中心）。 2 程序 設計 說明 需求規(guī)定 簡要 說明對本系統(tǒng)的主要的輸入輸出項目、處理的功能性能要求。 運行環(huán)境 （略） 程序 結構 說明 用 層次結構 圖的形式說明本系統(tǒng)的系統(tǒng)元素（各層模塊、子程序、公用 程序等）的劃分，扼要說明每個 模塊 元素的標識符和功能，分層次地給出各元素之間的控制與被控制關系 . 功能需求與程序的關系 23 本條用一張如下的矩陣圖說明各項功能需求的實現同各塊程序的分配關系： 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 接口設計 外部接口 說明本系統(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系。 內部接口 說明本系統(tǒng)之內的各個系統(tǒng)元素之間的接口的安排。 4 程序模塊 1（標識符）設計說明 從本章開始，逐個地給出各個層次中的每個程序的設計考慮。以下給出的提綱是針對一般情況的。對于一個具體的模塊，尤其是層次比較低的模塊或子程序，其很多條目的內容往往與它所隸屬的上一層 模塊的對應條目的內容相同，在這種情況下，只要簡單地說明這一點即可。 程序模塊描述