软件工程课件 第5章_

PAD的扩充控制结构 PAD的扩充控制结构
5.2.4判定表
• 判定表用于表示程序的静态逻辑 判定表用于表示程序的静态逻辑 • 在判定表中的条件部分给出所有 两分支判断的列表 的列表， 的两分支判断的列表，动作部分 给出相应的处理 给出相应的处理 • 要求将程序流程图中的多分支判 断都改成两分支判断
5.3 程序复杂程度的定量度量
• 程序图（program graph）是一种简化了的流程图。流程 程序图（ ）是一种简化了的流程图。 图中的各种框（包括加工框，判断框， 等等） 图中的各种框（包括加工框，判断框，……等等），在程 等等 序图中都被简化为一个用圆圈表示的结点。 序图中都被简化为一个用圆圈表示的结点。从图论的观点 它是一个可以用G＝＜ ＝＜N， ＞ 来表示的有向图。 看 ， 它是一个可以用 ＝＜ ， E＞ 来表示的有向图 。 其 表示结点， 中 N表示结点， 可以取代流程图中的各种框 ； E代表有向 表示结点 可以取代流程图中的各种框； 代表有向 用以指明程序的流程。 边，用以指明程序的流程。 • 在对结构复杂性进行度量的时候，我们感兴趣的仅是程序 在对结构复杂性进行度量的时候， 的流程，并不关心各个框的细节。程序图保留了控制流的 的流程，并不关心各个框的细节。 全部轨迹，舍弃了不需要的内容，从而使画面更加简洁， 全部轨迹，舍弃了不需要的内容，从而使画面更加简洁， 更好地适应了这种工作的需要。在软件测试中，借助程序 更好地适应了这种工作的需要。在软件测试中， 图来设计测试用例， 图来设计测试用例，能了解不同的测试数据对被测程序各 种路径的复盖情况。 种路径的复盖情况。 • 程序图可以由流程图导出，也可直接由PAD图或代码等其 程序图可以由流程图导出，也可直接由 图或代码等其 它详细设计表达工具变换获得。 它详细设计表达工具变换获得。
•
详细设计的目标不仅是逻辑上正确在实现 详细设计的目标 不仅是逻辑上正确在实现 每个模块的功能， 每个模块的功能 ， 还应使设计出的处理过 程清晰易读。 程清晰易读 。 结构化程序设计是实现该目 标的关键技术之一， 标的关键技术之一 ， 它指导人们用良好的 思想方法开发易于理解、易于验证的程序。 思想方法开发易于理解 、 易于验证的程序 。
盒图N 盒图N-S图
• N-S图也叫做盒图 。 五种基本控 图也叫做盒图。 图也叫做盒图 制结构由五种图形构件表示。 制结构由五种图形构件表示。
示例
N-S图的嵌套定义形式
5.2.3 问题分析图(PAD) 问题分析图(PAD)
• PAD图是日本日立公司于 图是日本日立公司于1979年提出的一种算法 图是日本日立公司于 年提出的一种算法 描述工具， 描述工具 ， 它是一种由左往右展开的二维树型结 图的控制流程为自上而下， 构 。 PAD图的控制流程为自上而下 ， 从左往右地 图的控制流程为自上而下 执行。优点： 执行。优点： • 清晰地反映了程序的层次结构。 清晰地反映了程序的层次结构。 • 支持逐步求精的设计方法 ， 左边层次中的内容可 支持逐步求精的设计方法， 以抽象，然后由左到右逐步细化。 以抽象，然后由左到右逐步细化。 • 易读易写，使用方便。 易读易写，使用方便。 • 支持结构化的程序设计原理。 支持结构化的程序设计原理。 • 可自动生成程序。 可自动生成程序。
过 程 设 计
• 从软件开发的工程化观点来看， 从软件开发的工程化观点来看， 在使用程序设计语言编制程序以 前，需要对所采用算法的逻辑关 系进行分析， 系进行分析，设计出全部必要的 过程细节，并给予清晰的表达。 过程细节，并给予清晰的表达。 这就是过程设计的任务。 这就是过程设计的任务。
• 在过程设计阶段，要决定各个模 在过程设计阶段， 块的实现算法， 块的实现算法，并精确地表达这 些算法。 些算法。表达过程规格说明的工 具叫做详细设计工具， 具叫做详细设计工具，它可以分 为以下三类: 为以下三类:
详细设的基本任务
1、为每个模块进行详细的算法设计。 、为每个模块进行详细的算法设计。 2、为模块内的数据结构进行设计。 、为模块内的数据结构进行设计。 3、对数据库进行物理设计，即确定数据库的物理结构。 、对数据库进行物理设计，即确定数据库的物理结构。 4、其他设计：根据软件系统的类型，还可以要进行以 、其他设计：根据软件系统的类型， 下设计： 下设计： • (1)代码设计。 (1)代码设计 代码设计。 • (2)输入 输出格式设计。 输入/输出格式设计 输入 输出格式设计。 • (3)人机对话设计。 人机对话设计。 人机对话设计 5、编写详细设计说明书。 、编写详细设计说明书。 6、评审。对处理过程的算法和数据库的物理结构都要 、评审。 评审。 评审。
PDL 特 点
所有关键字都有固定语法， 所有关键字都有固定语法，以便提供结构化 控制结构、数据说明和模块的特征。 控制结构、数据说明和模块的特征。 • 描述处理过程的说明性语言没有严格的语 法。 • 具有数据说明机制 ， 包括简单的与复杂的 具有数据说明机制， 数据说明。 数据说明。 • 具有模块定义和调用机制 ， 因此开发人员 具有模块定义和调用机制， 应根据系统编程所用的语种， 说明PDL表 应根据系统编程所用的语种 ， 说明 表 示的有关程序结构。 示的有关程序结构。
• 采用自顶向下 、 逐步求精的程 采用自顶向下、 序设计方法 • 使用三种基本控制结构构造程 序 • 主程序员组的组织形式
5.2 详细设计的工具
• 详细描述处理过程常用三种工具 ： 图形 、 详细描述处理过程常用三种工具： 图形、 表格和语言。 表格和语言。
• • • • • •
5.2.1程序流程图 程序流程图 5.2.2盒图 盒图(N-S图) 图 盒图 5.2.3问题分析图PAD图 图 5.2.4判定表 判定表 5.2.5判定树 判定树 5.2.6过程设计语言 过程设计语言(PDL)。 过程设计语言 。
• 能够清晰地表示复杂的条件组合与应 做的动作之间的对应关系
无多分支判断结构
5.2.5 判定树
• 判定树是判定表的变种也能清晰地 表示复杂的条件组合与应做的动作 之间的对应关系。 之间的对应关系。 • 优点在于，它的形式简单到不需要 优点在于， 任何说明， 任何说明，一眼说可以看出其含义 • 易于掌握和理解
5.3.1 McCabe方法 方法
• • 环形复杂度的计算方法 根据T.McCabe进行的研究 ， 一个程序的 进行的研究， 根据 进行的研究 环形复杂度（ 环形复杂度 （ cyclomatic complexity） 取 ） 决于它的程序图包含的判定结点的数量。 决于它的程序图包含的判定结点的数量。 我们知道， 我们知道 ， 每一判定都联系着一个分支 选择）或者循环结构。这两种结构越多， （选择）或者循环结构。这两种结构越多， 程序的复杂度就越高。McCabe定义了一 程序的复杂度就越高。 定义了一 个函数V（ ） 个函数 （ G）， 并用它来表示程序的结 构复杂性。其中G表示被度量的程序图 表示被度量的程序图， 构复杂性。其中 表示被度量的程序图， V 称 为 这 个 图 的 环 形 数 （ cyclomatic mumber）。 ）
程序流程图 • 程序流程图也称为程序框 程序流程图使用五种 图，程序流程图使用五种 基本控制结构是 基本控制结构是:
示例
5.2.2 盒图N-S图 盒图N
• 1973年，Nassi和Shneiderman发表了题为“ 结构化程序的 年 发表了题为“ 和 发表了题为 流程图技术”的文章，提出用方框图（ 流程图技术”的文章，提出用方框图（block diagram）来 ） 代替传统的流程图，引起了人们的重视，根据这两位创始 代替传统的流程图， 引起了人们的重视， 人的名字，许多人把它简称为N－ 图 人的名字，许多人把它简称为 －S图（N－S chart）。 － ） • N－S的主要特色，就是只能描述结构化程序所允许的标准 － 的主要特色 的主要特色， 结构，根本取消了表现诸如含有GOTO语句的非标准结构 结构，根本取消了表现诸如含有 语句的非标准结构 的手段。 的手段。 • 优点是：所有的程序结构均用方框来表示，无论并列或者 优点是：所有的程序结构均用方框来表示， 嵌套，程序的结构清晰可见。而且， 嵌套，程序的结构清晰可见。而且，由于它只能表达结构 化的程序逻辑，使应用N－ 图来描述软件设计的人不得不 化的程序逻辑，使应用 －S图来描述软件设计的人不得不 遵守结构化程序设计的规定。久而久之， 遵守结构化程序设计的规定。久而久之，就可自然地养成 良好的程序设计风格。不足的是： 良好的程序设计风格。不足的是：当程序内嵌套的层数增 多时，内层的方块越画越小，不仅会增加画图的困难， 多时，内层的方块越画越小，不仅会增加画图的困难，并 将使图形的清晰性受到影响。 将使图形的清晰性受到影响。
第五章
详细设计
5.1 结构程序设计 5.2 详细设计的工具 5.3 程序复杂程度的定量度量 5.4 小结
• 在软件的总体设计中，已经将系 在软件的总体设计中， 统划分为多个模块， 统划分为多个模块，并将它们按 一定规律组装在一块,并将它们 一定规律组装在一块 并将它们 按照一定的原则组装起来， 按照一定的原则组装起来，同时 确定了每个模块的功能及模块与 模块之间的外部接口。 模块之间的外部接口。 • 详细设计是软件设计的第二阶段， 详细设计是软件设计的第二阶段， 主要确定每个模块具体执行过程。 主要确定每个模块具体执行过程。
5.2.6过程设计语言（Process Design 过程设计语言（ 过程设计语言 Language ,PDL） ）
• 也称程序描述语言 （ Program Description 也称程序描述语言（ Language ,PDL ） , 又 称 为 伪 码 （ pseudo code）。属于文字形式的表达工具。它并非 ） 属于文字形式的表达工具。 真正的代码，也不能在计算机上执行， 真正的代码，也不能在计算机上执行，但形 式上与代码相似。 式上与代码相似。它是一种用于描述模块算 法设计和处理细节的语言。 法设计和处理细节的语言。PDL具有严格的 具有严格的 关键字外层语法，用于定义控制结构、 关键字外层语法，用于定义控制结构、数据 结构和模块接口， 结构和模块接口，而它表示实际操作和条件 的内层语法又是灵活自由的， 的内层语法又是灵活自由的，使用自然语言 的词汇。 的词汇。