【導(dǎo)讀】軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的圖形工具。過(guò)程設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)。面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法。程序復(fù)雜程度的度量。結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)（補(bǔ)充）。1．確定設(shè)計(jì)方案。5．編寫總體設(shè)計(jì)文檔。對(duì)于每個(gè)需要再次定貨的零件應(yīng)該列出下述數(shù)。要供應(yīng)者和次要供應(yīng)者。零件入庫(kù)或出庫(kù)稱為事務(wù)，通過(guò)放在倉(cāng)庫(kù)中的CRT終端把事務(wù)報(bào)告給定貨系統(tǒng)。試結(jié)果、測(cè)試進(jìn)度計(jì)劃等）；–詳細(xì)的實(shí)現(xiàn)計(jì)劃；模塊化可產(chǎn)生的效果。調(diào)試、查錯(cuò)、修改和維護(hù)的程序語(yǔ)句的集合。3．提高可維護(hù)性。4．有助于軟件開發(fā)工程的組織管理。5．有助于信息隱藏和局部化。評(píng)價(jià)模塊分割的標(biāo)準(zhǔn)有以下幾個(gè)方面：。易于理解、便于控制為標(biāo)準(zhǔn)。全局變量或全局?jǐn)?shù)組。般出現(xiàn)在用低級(jí)語(yǔ)言編寫的程序中。為降低模塊間的耦合程度的設(shè)計(jì)原則。有1個(gè)，最多不超過(guò)4個(gè)。素彼此結(jié)合的緊密程度。

　　

【正文】 on圖的缺點(diǎn)： – 在選擇結(jié)構(gòu)和重復(fù)結(jié)構(gòu)中，選擇條件或循環(huán)結(jié)束條件不能直接在 Jackson圖中表示出來(lái)。這樣就影響了圖形的表達(dá)能力，也不利于直接把圖翻譯成程序。 Jackson圖 (3) ( a ) 順序結(jié)構(gòu) A C B D ( c ) 選擇結(jié)構(gòu) A Co Bo Do S ( i ) ( b ) 可選結(jié)構(gòu) A Bo _o S ( i ) A B* ( d ) 重復(fù)結(jié)構(gòu) I ( i ) 改進(jìn)的 Jackson圖 Jackson程序設(shè)計(jì)方法（ 1） ? 第一步 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示 ? 第二步 找出輸入數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和輸出數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的對(duì)應(yīng)關(guān)系 ? 第三步 確定程序結(jié)構(gòu)圖 ? 第四步 列出并分配所有操作和條件 ? 第五步 用偽碼表示程序 Jackson程序設(shè)計(jì)方法（ 2） ? [例 1］ P17 招干考試成績(jī)管理系統(tǒng)。 ? [例 2 ］高考后將考生的基本情況文件（簡(jiǎn)稱考生基本情況文件）和考生高考成績(jī)文件（簡(jiǎn)稱考分文件）合并成一個(gè)新文件（簡(jiǎn)稱考生新文件）。考生基本情況文件和考分文件都是由考生記錄組成的。為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，考生基本情況文件中的考生記錄的內(nèi)容包括：準(zhǔn)考證號(hào)、姓名、通訊地址?？挤治募械目忌涗浀膬?nèi)容包括：準(zhǔn)考證號(hào)和各門考分。合并后的考生新文件自然也是由考生記錄組成，內(nèi)容包括：準(zhǔn)考證號(hào)、姓名、通訊地址和各門考分。 Jackson程序設(shè)計(jì)方法（ 3） ? 第一步 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示 考生新文件 考生記錄 準(zhǔn)考證號(hào) 姓名 通訊地址 考分 考生情況文件 考生記錄 * 準(zhǔn)考證號(hào) 姓名 通訊地址 考分文件 考生記錄 準(zhǔn)考證號(hào) 考分 I I (a) 輸入數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ( b ) 輸出數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) I * * Jackson程序設(shè)計(jì)方法（ 4） ? 第二步 找出輸入數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和輸出數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的對(duì)應(yīng)關(guān)系 考生情況文件 考生記錄 * 考生記錄 * 考生新文件 考分文件 考生記錄 * I I I Jackson程序設(shè)計(jì)方法（ 5） ? 第三步 確定程序結(jié)構(gòu)圖 – 為每對(duì)有對(duì)應(yīng)關(guān)系的數(shù)據(jù)單元，按照它們?cè)跀?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖中所處的層次，在程序結(jié)構(gòu)圖中的相應(yīng)層次畫一個(gè)處理框。 – 對(duì)于輸入數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中剩余的數(shù)據(jù)單元，根據(jù)它們所處的層次，在程序結(jié)構(gòu)圖的相應(yīng)層次為每個(gè)數(shù)據(jù)單元畫上相應(yīng)的處理框； – 對(duì)于輸出數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中剩余的數(shù)據(jù)單元，根據(jù)它們所處的層次，在程序結(jié)構(gòu)圖的相應(yīng)層次為每個(gè)數(shù)據(jù)單元畫上相應(yīng)的處理框。 Jackson程序設(shè)計(jì)方法（ 6） 產(chǎn)生新文件 處理考生記錄 * 產(chǎn)生準(zhǔn)考證號(hào) 產(chǎn)生姓名 產(chǎn)生通訊地址 產(chǎn)生考分 I Jackson程序設(shè)計(jì)方法（ 7） ? 第四步 列出并分配所有操作和條件（包括分支條件和循環(huán)結(jié)束條件），并把它們分配到程序結(jié)構(gòu)圖的適當(dāng)位置。 – 操作：（ 1）停止； – （ 2）打開兩個(gè)輸入文件； – （ 3）建立輸出文件。 – （ 4）從輸入文件中各讀一條記錄。 – （ 5）生成一條新記錄。 – （ 6）將新記錄寫入輸出文件。 – （ 7）關(guān)閉全部文件。 ? 條件： I（ 1）文件結(jié)束。 Jackson程序設(shè)計(jì)方法（ 8） ? 把操作和條件分配到程序結(jié)構(gòu)圖的適當(dāng)位置 產(chǎn)生新文件 處理考生記錄 * 分析考生記錄 產(chǎn)生準(zhǔn)考證號(hào) 產(chǎn)生姓名 產(chǎn)生通訊地址 產(chǎn)生考分 I ( 1) 3 2 4 7 1 6 5 4 Jackson程序設(shè)計(jì)方法（ 9） ? 第五步 用偽碼表示程序 A seq B C D A end A B C D 順序結(jié)構(gòu) Jackson程序設(shè)計(jì)方法（ 10） A select condition1 B A or condition2 C A or condition3 D A end A B C D 選擇結(jié)構(gòu) 。 。 。 Jackson程序設(shè)計(jì)方法（ 11） A iter until（ 或 while） condition B A end A B * 循環(huán)結(jié)構(gòu) Jackson程序設(shè)計(jì)方法（ 12） ? 用 Jackson偽碼描述的程序： 產(chǎn)生新文件 seq 打開兩個(gè)輸入文件 從輸入文件中各讀一條記錄 分析考生記錄 iter until文件結(jié)束 處理考生記錄 seq 產(chǎn)生準(zhǔn)考證號(hào) 產(chǎn)生姓名 產(chǎn)生通訊地址 產(chǎn)生考分 生成一條新記錄 將新記錄寫入輸出文件 從輸入文件中各讀一條記錄 處理考生記錄 end 關(guān)閉全部文件 停止 產(chǎn)生新文件 end 程序復(fù)雜程度的度量 ? McCabe方法 ? Halstead方法 McCabe方法（ 1） ? 程序圖可以看成“退化了”的程序流程圖，也就是把程序流程圖中每個(gè)處理符號(hào)都退化成一個(gè)點(diǎn)。原來(lái)連接不同處理符號(hào)的箭頭變成連接不同點(diǎn)的有向弧。 A B (a) 順序結(jié)構(gòu) (b) 選擇結(jié)構(gòu) B exp A F T exp A F T (c) 循環(huán)結(jié)構(gòu) exp A 開始 K = 0 L = 0 T O T A L = 0 輸入 A T O T A L = 0 amp。 amp。 A ! = 0 A 0 T O T A L = T O T A L + A K = K + 1 輸入 A 輸出 K ， L， T O T A L 結(jié)束 L = L + 1 F F a b c d e f g h i j k 入口點(diǎn) 出口點(diǎn) McCabe方法（ 3） ? 1）將程序圖轉(zhuǎn)化為強(qiáng)連通圖 – 增加一條從出口點(diǎn)到入口點(diǎn)的虛弧。 b c d e f g h i j k 入口點(diǎn) 出口點(diǎn) a McCabe方法（ 4） ? 2）計(jì)算強(qiáng)連通的有向圖中線性無(wú)關(guān)環(huán)的個(gè)數(shù) – 公式如下： – V（ G） =mn+p – m：有向圖 G中的弧數(shù)； – n：有向圖 G中的節(jié)點(diǎn)數(shù)； – p：是有向圖中分離部分的數(shù)目； b c d e f g h i j k a 圖中： V（ G） =1311+1=3 Halstead方法（ 1） ? 霍爾斯特德根據(jù)源程序中運(yùn)算符和操作數(shù)的總數(shù)來(lái)度量程序的復(fù)雜程度。 ? 運(yùn)算符：是指用來(lái)處理程序中常量和變量的語(yǔ)法元素等，如算術(shù)運(yùn)算符、邏輯運(yùn)算符、關(guān)系運(yùn)算符、流程控制語(yǔ)句、函數(shù)調(diào)用等； ? 操作符：是指源程序代碼中常量和變量等。但對(duì)非執(zhí)行語(yǔ)句（如注釋）則不進(jìn)行考慮。 Halstead方法（ 2） ? 4個(gè)基本測(cè)量數(shù)據(jù) – N2：程序中操作數(shù)總數(shù) – N1：程序中運(yùn)算符總數(shù) – n1：程序中運(yùn)算符種類數(shù) – n2：程序中操作數(shù)種類數(shù) ? 復(fù)雜性的度量 – 1）實(shí)際程序長(zhǎng)度： N=N1+N2 – 2）編程語(yǔ)言層次： L=（ 2/n1） *（ n2/N2）（反映的是程序最簡(jiǎn)潔形式時(shí)的容量與程序?qū)嶋H容量之比） – 3）程序容量： V=（ N1+N2） *log2（ n1+n2） – 4）預(yù)測(cè)程序長(zhǎng)度： H=n1*log2n1+n2*log2n2（可在詳細(xì)設(shè)計(jì)后進(jìn)行預(yù)測(cè)） – 5）預(yù)測(cè)程序錯(cuò)誤數(shù)： E=（（ N1+N2） *log2（ n1+n2）） /3000 冒泡排序的程序模塊： sort(int *x,int n) {int I,j,temp。 if (n1)return。 for(I=1。In。I++) for(j=0。jI。j++) {if(x[I]=x[j]) continue。 temp=x[I]。 x[I]=x[j]。 x[j]=temp。 } } 運(yùn)算符種類 運(yùn)算符總數(shù) 語(yǔ)句結(jié)束 （ ； ） 6 數(shù)組下標(biāo) （ []） 6 = 5 if 2 for 2 ++ 2 〈 3 〉 = 1 continue 1 return 1 程序末 1 n1=11 N1=30 操作數(shù)種類 操作數(shù)總數(shù) x 6 n 2 i 7 j 6 temp 2 0 1 1 2 n2=7 N2=26 根據(jù)測(cè)量結(jié)果 ， 依 Halstead方法有： 實(shí)際程序長(zhǎng)度 N=N1+N2=30+26=56 編程語(yǔ)言層次 L=（ 2/n1） *（ n2/N2） =（ 2/11） *（ 7/26） = 程序容量 V=（ N1+N2） *log2（ n1+n2） =233 預(yù)測(cè)程序長(zhǎng)度 H= n1*log2n1+n2*log2n2=58 預(yù)測(cè)程序錯(cuò)誤數(shù)： E=（（ N1+N2） *log2（ n1+n2）） /3000= Halstead方法（ 4） ? 優(yōu)點(diǎn)： – 易于計(jì)算，且可以由編譯程序自動(dòng)計(jì)算 N1， N2，n1， n2； – 可用于任何程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，且對(duì)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言敏感； – 易于接受實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證，而且大量研究表明：分析預(yù)測(cè)和試驗(yàn)結(jié)果具有很好的一致性。 ? 缺點(diǎn)：所計(jì)算得到的度量值同程序的控制流沒(méi)什么關(guān)系，從而不能用來(lái)測(cè)量控制流的復(fù)雜性。 小結(jié)（ 1） ? 設(shè)計(jì)概述 – 結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)（補(bǔ)充） – 概要設(shè)計(jì)步驟（ P43） ? 模塊和模塊化 – 模塊和模塊化概念 – 模塊化可產(chǎn)生的效果 – 模塊分割的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) – 模塊設(shè)計(jì)準(zhǔn)則（ P50） 小結(jié)（ 2） ? 軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的圖形工具 – 層次圖和 HPIO圖 – 結(jié)構(gòu)圖（ Structured Chart ， SC） ? 結(jié)構(gòu)化的設(shè)計(jì)方法 (面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計(jì)方法 ) – 基本概念 – 變換分析設(shè)計(jì)方法 – 事務(wù)分析設(shè)計(jì)方法 – 設(shè)計(jì)優(yōu)化（補(bǔ)充） 小結(jié)（ 3） ? 系統(tǒng)人機(jī)界面設(shè)計(jì) – 用戶界面應(yīng)具有的特性 – 用戶界面的基本類型 – 用戶界面的設(shè)計(jì)過(guò)程 – 用戶界面的設(shè)計(jì)指南 ? 過(guò)程設(shè)計(jì)過(guò)程設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì) – 過(guò)程設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)技術(shù)的形成 – 程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的選擇 – 程序設(shè)計(jì)風(fēng)格（ P69） 小結(jié)（ 4） ? 詳細(xì)設(shè)計(jì)工具 – 程序流程圖 – 盒圖（ NS圖） – PAD圖（ Problem Analysis Diagram） – 判定表 – 判定樹 – PDL（過(guò)程設(shè)計(jì)語(yǔ)言） ? 面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法 – Jackson圖 – Jackson程序設(shè)計(jì)方法 小結(jié)（ 5） ? 程序復(fù)雜程度的度量 – McCabe方法 – Halstead方法