【導讀】理解軟件總體設計目標；掌握軟件總體設計的手段與方法，程序、文件、數據庫、文檔等。②設計軟件結構，即將需求規(guī)格轉換為軟。的數據流圖是設想的各種方案的基礎與根據。應該綜合分析比較這些合理的方案，從中選出一個最佳方案向用戶。和使用部門負責人推薦。試要求并且制定測試計劃。供專家審定，審定后進入設計。，將軟件功能需求分配給所劃分的最小單元模塊。中選出最佳的方案。而在分析階段提供的用數據流圖描述邏輯模型是總體設。數據流圖中的某些處理可以邏輯地歸并在一個邊界內作為一組，在可供選擇的多種方案中，進一步設想與選擇較好的系統(tǒng)實現方案。功能的分解導致對數據流圖的進一。當數據流圖細化到適當的層次，由結構化的設計方法可。根據系統(tǒng)的數據要求，確定系統(tǒng)的數據結構、文件結構。根據總體設計階段的結果，修改更正在需求分析階段產生的初步的用戶手冊。對于問題P1和問題P2，如。容易解決了，這就是模塊化提出的根據。

　　

【正文】 看出，執(zhí)行 A 是要順序執(zhí)行 B、 C 和 D 處理框，而 C 框要根據條件 I1 執(zhí)行 0 次 或多次。根據上述分析，顯然在兩種表示方法中圖441 是正確的。但是畫法容易引起混淆，因此在遇到上面這種順序結構中混雜有重復結構或選擇結構時，應將結構圖改畫。圖 442 就是一種改畫方案。 442 改進畫法 其相應的偽代碼如下： A seq B Cunit iter until cond I1 C end Cunit D end A 2． Jackson 方法步驟與實現 （ 1） Jackson 方法的步驟 從 Jackson 方法與前面討論的面向數據流的設計方法的比較如圖 443 所示，可以看出兩種方法有不同的出發(fā)點，一個出發(fā)點是數據結構，一個出發(fā)點是數據流。而且 Jackson 方法得到的程序過程性描述實際上已接近詳細過程描述。 37 圖 443 Jackson 方法與面向數據流設計方法比較 Jackson 方法步驟如下： 前三步屬于需求分析階段，后四步屬于設計階段。 S1:從描述的問題中 ,提取軟件系統(tǒng)要產生和運用的實體 (人、物或組織），以及現實世界作用于實體的動作。 S2:把作用于實體的動作或由實體完成的動作，按時間發(fā)生的先后順序構成進程。 S3:把實體模型與現實世界聯系，模型系統(tǒng)的規(guī)格說明可以用系統(tǒng)規(guī)格說明圖來表示。 S4:確定輸入數據和輸出數據的邏輯結構，并用 Jackson 圖描繪這些數據結構。 S5:找出輸入數據結構和輸出數據結構中存在對應關系的數據單元。存在對應關系是指有直接的因果關系，在程序中可以同時處理的數據單元（對于重復出現的數據單元必須重復的次序和次數都相同才可能有對應關系）。從描繪數據結構的 Jackson 圖導出描繪程序結構的 Jackson 圖，規(guī)則如下： ①為每對在輸入結構與輸出結構中有對應關系的數據單元，按照它們在數據結構圖中的層次在程序結構的相應層次畫一個處理框，如果這對數據單元在輸入數據結構和輸出數據結構中所處的層次不同，則和它們對應的處理框在程序 結構圖中所處的層次與它們之中在數據結構圖中層次低的那個對應； ②根據輸入數據結構中剩余的每個數據單元所處的層次，在程序結構圖的相應層次分別為它們畫上對應的處理框； ③根據輸出數據結構中剩余的每個數據單元所處的層次，在程序結構圖的相應層次分別為它們畫上對應的處理框； 38 ④所有處理框在在程序結構圖上的位置，應與由它處理的的數據單元在數據結構的 Jackson 圖上的位置相對應。 描繪程序結構的 Jackson 圖應該綜合輸入數據結構和輸出數據結構的層次關系而導出來。在導出程序結構圖的過程中，由于改進的 Jackson 圖規(guī)定在構成順序結構的元素中不能有重復出現或選擇出現的元素，因此可能需要增加中間層次的處理框。做好這一步的關鍵是準確的找出有對應關系的所有數據單元。所謂對應單元，是指在程序中具有因果關系，可以或者需要放在一起處理的單元。 S6:列出完成結構圖各框處理功能的全部操作和條件，如打開文件、關閉文件等輔助性操作，分支條件和循環(huán)結束條件等條件，并且把它們分配到程序結構圖的適當位置。 S7:用偽碼書寫程序。 (2) Jackson 方法的實現 Jackson 方法的實現是基于數據結構導出程序或進程的結構方法。實現 的本質就是：問題應當被分解為可以用三種基本結構（順序、選擇和重復）表示的部件的層次結構。，利用這三種基本結構可以組合成更復雜的結構體系，即過程構造。 例： 信用卡報帳系統(tǒng)。 某商店開展信用卡購物業(yè)務。建立了兩個帳目付款帳目和用戶總帳目。前者記錄了每位用戶每次付款的日期，金額，由用戶的帳號 ,日期和交易金額組成。后者記錄了用戶存款余額。這兩個帳目都是按用戶的帳號進行登錄的（見圖444）。店方每隔一段時間都需要根據上述兩個帳目產生一個會計報告。包括帳號、日期、交易金額、舊余額、新余額等內容，如圖 445 所示 。要求用Jackson 方法設計一個能夠產生上述會計報告的程序。 S1：畫數 據 結構圖 這 個系統(tǒng)的兩個輸入文件是 付款帳目和用戶總帳目。輸出文件是會計報告。兩個輸入文件是以用戶帳號組織記錄的。輸出數據結構的 Jackson 圖如圖446 所示。 會計報告中最 后 一行店方總計中由兩項內容組成，即交易額總計和店方余額總計。報告其他部分是顧客數據。其輸出數據結構的 Jackson 圖如圖 447所示。 39 圖 444 付款帳目和用戶總帳目 圖 445 會計報告 圖 446 信用卡報帳系統(tǒng)的輸入 40 圖 447 信用卡報帳系統(tǒng)的輸出 S2：畫程序結構圖 從層次性輸 入 和輸出數據結構可以直接得到程序的過程性表示。在確定程序的結構時的規(guī)則如下： ? 對于每對有對應關系的數據單 元，按照它們在輸出數據結構中所在的層次，在程序結構的適當位置畫一個數據框。 ? 對于在每個輸入數據結構中的數據單元，如果在輸出數據結構中沒有對應的數據單元，則為它在程序結構中的適當位置畫一個程序框。 ? 對于在每個輸出數據結構中的數據單元，如果在輸入數據結構中沒有對應的數據單元，則為它在程序結構中的適當位置畫一個程序框。 每產生一份會計報告，就須將付款帳目和用戶總帳目分別打開一次。從圖 446和圖 447 中可以看出三個數據結構圖的第一層是相互對應的。在第二層中，圖 447 中的用戶帳號組和存款金額總 計分別與圖 446 中用戶帳號組和用戶記錄兩個單元相對應。再往下：圖 447 的報告行與圖 446 的付款記錄相對應；圖 447 的舊存款余額與圖 446 的存款余額相對應。由于輸入數據結構中除去對應單元已無剩余單元，所以程序結構圖可以直接由輸出數據結構圖（圖 447）映射得到，如圖 448 所示。 41 圖 448 信用卡報帳系統(tǒng)程序結構圖 S3：寫出程序的過程性描述 （ 1）列出圖 448 中的循環(huán)結構的終止條件 I1 和 I2。 I1：付款帳目文件結束； I2：用戶帳號組結束。 （ 2）必要的可執(zhí)行操作和輔助操作說明： 打開文件： open 讀取文件數據： read 向文件寫數據： write 尋找數據項： finds 關閉文件： close （ 3）用 Jackson 偽代碼寫出過程性描述： ({ }內為注釋部分 ) 處理付款帳目和和用戶總帳目并給出會計報告 seq open 會計報告 。 open 付款帳目 。 42 open 用戶總帳目 。 處理用戶數據 iter until 付款帳目文件結束； 處理用戶帳號組 seq read 付款帳目； 處理用戶帳號 。{write 處理用戶帳號行 } 處理付款記錄 iter until 用戶帳號組結束； write 報告行； 計算交易金額總計； read 付款帳目； end 付款記錄 。 計算用戶總支付 。 計算存款余額 seq 處理舊存款余額 。 {read 用戶總帳目 finds 存款余額 } 計算新存款余額 。 {write 總計行 } end 計算存款余額 。 end 處理用戶帳號組 。 end 處理用戶數據 。 處理店方數據 seq 計算交易金額總計 。 計算存款余額總計 。 write 店方總計行； end 處理店方數據； close 付款帳目 。 close 用戶總帳目 。 close 會計報告 。 end 處理付款帳目和和用戶總帳目并給出會計報告 。 用 Jackson 方法得到的程序結構圖需要求精和優(yōu)化。因為這種方法是從輸入輸出數據結構導出程序結構圖，因此有些中間處理過程在結構圖中無法反映出來。在求精過程 中，可以對數據結構圖進行改進和細化，使之完整和易于實現。 43 Warnier 方法 Warnier 程序設計方法又稱為邏輯地構造程序的方法，簡稱 LCP（ Logical Construction of Programs）方法。 Warnier 方法的原理和 Jackson 方法類似，也是從數據結構出發(fā)設計程序，但是這種方法的邏輯嚴格。 Warnier 圖是 Warnier 方法中使用的一種專用表達工具。 Warnier 程序設計方法的最終目標同樣是得出對程序處理過程的詳細描述。這種設計方法由下述步驟組成： S1:分析和確定輸入數據和輸出數據的邏輯結構，并用 Warnier 圖描繪這些數據結構； S2:主要依據輸入數據結構導出程序結構，并用 Warnier 圖描繪程序的處理層次； S3:畫出程序流程圖并自上而下依次給每個處理框編序號； S4:分類寫出偽碼指令 S5:把前一步中分類寫出的指令按序號排序，從而得出描述處理過程的偽碼。 為便于同前面講過的系統(tǒng)設計方法比較，畫出 Warnier 方法的圖解，如圖 449所示。從表面上看， Warnier 方法與 Jackson 方法十分相似。它們都從分析數據結構出發(fā)，經過映射得出程序結 構，最終導出程序的過程性描述。但它們之間仍存在許多差別?？偟膩碚f， Warnier 方法的中間轉換步驟比 Jackson方法更細致，手續(xù)也更加嚴格。 圖 449 Warnier 方法設計步驟 Warnier把上述從程序流程圖導出詳細過程性描述的三步過程稱為詳細組織，這種對指令逐個步驟組 織起來的過程，使 Warnier 方法成為比其它方法邏輯上更嚴密的方法。 總體設計文檔評審 在總體設計階段設計人員完成的主要文檔是總體設計說明書，它主要規(guī)定軟件的結構。 總體設計說明書的主要內容及結構如下。 44 一、引言 1． 1 編寫目的【闡明編寫總體設計說明書的目的，指明讀者對象?！? 1. 2 項目背景【應包括： a，項目的委托單位、開發(fā)單位和主管部門； b．該軟件系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的關系?！? 1． 3 定義【列出本文檔中所用到的專門術語的定義和縮寫詞的原意?！? 1． 4 參考資料【列出有關資料的作者、標題、 編號、發(fā)表日期、出版單位或資料來源，可包括： a。項目經核準的計劃任務書、合同或上級機關的批文； b．項目開發(fā)計劃； c。需求規(guī)格說明書； d．測試計劃（初稿）； e．用戶操作手冊（初稿）； f。文檔所引用的資料、采用的標準或規(guī)范?！? 二、任務概述 2． 1 目標 2． 2 運行環(huán)境 2． 3 需求概述 2． 4 條件與限制 三、總體設計 3． 1 處理流程 3. 2 總體結構和模塊外部設計 3. 3 功能分配【表明各項功能與程序結構的關系】 四、接口設計 4． 1 外部接口【包括用戶界面、軟件接口與硬件接口?！? 4． 2 內部接口【模塊之間的接口】 五、數據結構設計 5． 1 邏輯結構設計 5． 2 物理結構設計 5． 3 數據結構與程序的關系 六、運行設計 6． 1 運行模塊的組合 6． 2 運行控制 45 6． 3 運行時間 七、出錯處理設計 7． 1 出錯輸出信息 2 出錯處理對策【如設置后備、性能降級、恢復及再啟動等?！? 八、安全保密設計 九、維護設計 【說明為方便維護工作的設施，如維護模塊等?！? 小結 軟件設計的主要任務是根據需求規(guī)格說明導出系統(tǒng)的實現方案。軟件設計在技術上可分為總體結構設計、數據設計、過程設計和界 面設計四個活動；在工程上可分為總體設計和詳細設計兩個階段。軟件設計中用到的基本概念包括：抽象與逐步求精；模塊化與信息隱藏；軟件總體結構、數據結構與軟件過程。軟件過程設計中最常用的技術和工具主要規(guī)格說明書，此文檔經嚴格復審后將作為編碼階段的輸入文檔。 習題四 ? 結構化設計方法的基本思想是什么？它如何與 SA 方法相銜接？ ? 為每種類型的模型耦合舉一個例子。 ? 為每種類型的模型內聚舉一個例子。 ? 解釋下列名詞：（ 1）模塊（ 2）模塊化（ 3）模塊化設計 ? 什么是模塊獨立性？用什么來度 量？ ? 舉例說明 “ 一個模塊、一個功能 ” 的含義并試論這類模塊的優(yōu)點。 ? 說明并比較總體設計說明書和需求分析說明書的內容。