《软件详细设计》PPT课件
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《软件工程》PPT课件
第四课时
第一章第四课时
喷泉模型 软件工程的任务与研究范围 软件开发的原则与开发方法
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喷泉模型
瀑布模型要求在软件开发的初期就完全确定软件的需求,这在很多 情况下往往是做不到的.螺旋模型试图克服瀑布模型的这一不足.SM 把软件开发过程安排为逐步细化的螺旋周期序列,每经历一个周期, 系统就细化和完善一些.SM每—螺旋周期由六个步骤组成： <1> 确定任务目标： 根据初始需求分析项目计划,确定任务目标、可选 方案和限制.<2>选择对象：对各种软硬件设备、开发方法、技术、 开发工具、人员、开发管理等对象进行选择：并决定软件是进行研 制、购买还是利用现有的.<3>分析约束条件：软件开发的时间、经 费等限制条件.<4>风险分析：评估目标、对象、约束条件三者之间 的联系,列出可能出．现的问题及问题的严重程度等,把最重要的问 题作为尚未解决的关键问题的风险.<5>制定消除风险的方法：应有 详尽的说明和周密的计划,并估计可能产生的后果.依此来开发软件, 为制订下一周期的计划打下基础.<6>制定下一周期的工作计划：在 第一个螺旋周期,确定目标、选择对象、分析约束,通过风险分析制 订消除风险的方法,初步开发原型1,制定系统生存周期计划.
软件工程的任务与研究范围
•软件产品的特点 •软件工程的研究内容与方法 •软件工具与软件支撑环境 •软件管理
软件开发的原则与方法
•软件开发的原则 • 自顶向下与模块结构 •软件开发的方法 •1.非自动形式的系统开发方法 •〔1〕系统流程图〔2〕结构分析法〔3〕结构化设计法 •〔4〕数据结构法〔5〕层次输入——处理——输出方法<HIPO法> • 2.半自动形式的系统开发方法 •〔1〕软件需求工程法〔2〕问题说明语言与分析法 • 3. 自动形式的系统开发方法 〔HOS方法〕：由计算机自动确定规 范、自动分析、自动编程、自动执行与模拟,以规范语言AXES、资 源分配工具RTA为工具.能自动进行分析、设计,工作量少、设计规范, 也能自动进行修改和维护.该方法适用于系统分析和设计.
第一章第四课时
喷泉模型 软件工程的任务与研究范围 软件开发的原则与开发方法
返回
喷泉模型
瀑布模型要求在软件开发的初期就完全确定软件的需求,这在很多 情况下往往是做不到的.螺旋模型试图克服瀑布模型的这一不足.SM 把软件开发过程安排为逐步细化的螺旋周期序列,每经历一个周期, 系统就细化和完善一些.SM每—螺旋周期由六个步骤组成： <1> 确定任务目标： 根据初始需求分析项目计划,确定任务目标、可选 方案和限制.<2>选择对象：对各种软硬件设备、开发方法、技术、 开发工具、人员、开发管理等对象进行选择：并决定软件是进行研 制、购买还是利用现有的.<3>分析约束条件：软件开发的时间、经 费等限制条件.<4>风险分析：评估目标、对象、约束条件三者之间 的联系,列出可能出．现的问题及问题的严重程度等,把最重要的问 题作为尚未解决的关键问题的风险.<5>制定消除风险的方法：应有 详尽的说明和周密的计划,并估计可能产生的后果.依此来开发软件, 为制订下一周期的计划打下基础.<6>制定下一周期的工作计划：在 第一个螺旋周期,确定目标、选择对象、分析约束,通过风险分析制 订消除风险的方法,初步开发原型1,制定系统生存周期计划.
软件工程的任务与研究范围
•软件产品的特点 •软件工程的研究内容与方法 •软件工具与软件支撑环境 •软件管理
软件开发的原则与方法
•软件开发的原则 • 自顶向下与模块结构 •软件开发的方法 •1.非自动形式的系统开发方法 •〔1〕系统流程图〔2〕结构分析法〔3〕结构化设计法 •〔4〕数据结构法〔5〕层次输入——处理——输出方法<HIPO法> • 2.半自动形式的系统开发方法 •〔1〕软件需求工程法〔2〕问题说明语言与分析法 • 3. 自动形式的系统开发方法 〔HOS方法〕：由计算机自动确定规 范、自动分析、自动编程、自动执行与模拟,以规范语言AXES、资 源分配工具RTA为工具.能自动进行分析、设计,工作量少、设计规范, 也能自动进行修改和维护.该方法适用于系统分析和设计.
软件工程 第4版 第5章 详细设计
数据流程图
01
数据流程图表示 求解某一问题的 数据通路，同时 规定了处理的主 要阶段和所用的 各种数据媒体
程序流程图
02
程序流程图表示 程序中的操作顺 序
系统流程图
03
系统流程图表示 系统的操作控制 和数据流
程序网络图
04
程序网络图表示 程序激活路径和 程序与相关数据 流的相互作用
系统资源图
05
系统资源图表示 适用于一个问题 或一组问题求解 的数据单元和处 理单元的配置
5.1.3 PAD
01 PAD 的基本符号
OPTION
➢ 顺序结构 ➢ 条件结构 ➢ CASE 型多分支结构 ➢ 先检测循环条件的WHILE 型循环结构 ➢ 后检测循环条件的UNTIL 型循环结构 ➢ 语句标号 的特点
OPTION
用PAD 表示的程序从最左边的竖线的上端开始，自上而 下、自左向右执行 用PAD 设计的软件结构必然是结构化的程序结构
图1
图2
5.1.1 流程图
04 流程图的3 种基本结构
OPTION
流程图的3 种基本结构为顺序结构、条件 结构和循环结构，如图1所示，图中的C 是判 定条件。顺序结构如图（a）所示。条件结构 可分为两种，一种是IF...THEN...ELSE 型条件 结构，如图（b）所示；另一种是CASE 型多 分支结构，如图（c）所示。
应的应做的工作。
2 判定表中的符号
右上部用T 表示条件成立，用Ｆ表示条件不 成立，空白表示条件成立与否不影响。
右下部画× 表示在该列上面规定的条件下做 该行左边列出的那项工作，空白表示不做该 项工作。
5.1.5 判定树
判定树和判定表一样，也能表明复杂的条件组 合与对应处理之间的关系。判定树是一种图形表示 方式，更易被用户理解。
软件开发——详细设计
程序结构图的最终形态
程序复杂程度的度量
用途 —把程序的复杂程度乘以适当常数可估算出软件中错 把程序的复杂程度乘以适当常数可估算出软件中错 误的数量 —估算软件开发需要用的工作量 估算软件开发需要用的工作量 —比较两个不同的设计或两个不同算法的优劣 比较两个不同的设计或两个不同算法的优劣 度量方法 —McCabe方法 McCabe方法 McCabe —Halstead方法 Halstead方法 Halstead
w=x[i] 交换x[i]和x[j] x[i]=x[j] x[j]=w
等价带入：
j=i+1
i=0 While j<n i<nWhile i<n-1
X[j] X[i]
W=X[i] X[i]=X[j]
>
T F
X[j]=w
i++
j++
面向数据结构的设计方法
出现原因 —数据结构对于程序的结构和运行过程 存在影响 —层次的数据结构和层次模块结构存在 相似性 面向数据结构的设计方法 —Jackson方法 —Warnier方法
答案：选择排序的PAD图
i=0 i<nWHILE i<n-1 寻找剩余数组元素的最大值放在X[i] 寻找剩余数组元素的最大值放在 i++ j=i+1 交换
寻找剩余数组元素的最大值放在X[i] 寻找剩余数组元素的最大值放在
While j<n
X[j] > X[i] j++
T F
细化“交换x[i]和x[j]”
Jackson图描述数据结构
顺序结构 —由一个或多个数据元素组成，每个元 素按确定次序出现一次。
选择结构
软件系统详细-设计
END FOR
② WHILE结构 WHILE 条件
循环体S ENDWHILE
③ UNTIL结构 REPEAT
循环体S UNTIL 条件 输入/输出语句
① 输入语句： GET(输入变量表)
② 输出语句：
PUT(输出变量表) 模块调用语句
CALL 模块名(参数)
5 判定表：当算法中包含多重嵌套的条件选择时使 用。表示复杂的条件组合与相应的动作适宜。
从输入文件中各读一条记录 处理居民记录 end 关闭全部文件 停止 产生新文件 end
从上面的例子中可以看出，对于一个输入、输出数据结构之间对应关系清 晰的小规模数据处理问题来说，采用Jackson方法可以很方便地得到系统的 处理过程描述。但当输入、输出数据出现错误或输入、输出数据间没有对 应关系(称为结构冲突)时，上面所介绍的映射规则就无法处理了。
详细设计说明书可以看作是在系统结构设计说明书所确定的系统总体结构的基础
上，对其中各个模块实现过程的进一步描述和细化。通常，详细设计说明书中应主 要包括以下几方面的内容：
(1) 引言：用于说明编写本说明书的目的、背景，定义所用到的术语和缩略语， 以及列出文档中所引用的参考资料等。
(2) 总体设计：用于给出软件系统的体系结构图。
(6)PDL描述与程序结构相似，故PDL语言便于将详细设计的结果转换为源程序。 PDL的缺点是不如图形描述形象直观，因此常常将PDL描述与一种图形描述结合起
来使用。
PDL语言的主要定义语句及基本控制结构的表达如下所示： 定义语句
(1) 数据定义： DECLARE 属性变量名，… 属性包括：整型、实型、双精度型、字符型、指针、数组及结构等类型。
《软件工程》
软件的系统设计—详细设计 陈巧丽
② WHILE结构 WHILE 条件
循环体S ENDWHILE
③ UNTIL结构 REPEAT
循环体S UNTIL 条件 输入/输出语句
① 输入语句： GET(输入变量表)
② 输出语句：
PUT(输出变量表) 模块调用语句
CALL 模块名(参数)
5 判定表：当算法中包含多重嵌套的条件选择时使 用。表示复杂的条件组合与相应的动作适宜。
从输入文件中各读一条记录 处理居民记录 end 关闭全部文件 停止 产生新文件 end
从上面的例子中可以看出，对于一个输入、输出数据结构之间对应关系清 晰的小规模数据处理问题来说，采用Jackson方法可以很方便地得到系统的 处理过程描述。但当输入、输出数据出现错误或输入、输出数据间没有对 应关系(称为结构冲突)时，上面所介绍的映射规则就无法处理了。
详细设计说明书可以看作是在系统结构设计说明书所确定的系统总体结构的基础
上，对其中各个模块实现过程的进一步描述和细化。通常，详细设计说明书中应主 要包括以下几方面的内容：
(1) 引言：用于说明编写本说明书的目的、背景，定义所用到的术语和缩略语， 以及列出文档中所引用的参考资料等。
(2) 总体设计：用于给出软件系统的体系结构图。
(6)PDL描述与程序结构相似，故PDL语言便于将详细设计的结果转换为源程序。 PDL的缺点是不如图形描述形象直观，因此常常将PDL描述与一种图形描述结合起
来使用。
PDL语言的主要定义语句及基本控制结构的表达如下所示： 定义语句
(1) 数据定义： DECLARE 属性变量名，… 属性包括：整型、实型、双精度型、字符型、指针、数组及结构等类型。
《软件工程》
软件的系统设计—详细设计 陈巧丽
软件工程课本讲解第3章 软件设计(详细设计)
第3章 软件设计 章
3.6 软件详细设计表示法
关于描述工具的有关说明： 关于描述工具的有关说明： 1.为了给出软件结构图中每一个模块的算法和块内数据结构 为了给出软件结构图中每一个模块的算法和块内数据结构 的清晰描述,需要采用适当的表达工具。 的清晰描述 需要采用适当的表达工具。 需要采用适当的表达工具 2.详细设计的表达工具有三类：图形、表格和语言。 详细设计的表达工具有三类：图形、表格和语言。 详细设计的表达工具有三类 3.无论哪类描述工具不仅要具有描述设计过程，如控制流程、 无论哪类描述工具不仅要具有描述设计过程，如控制流程、 无论哪类描述工具不仅要具有描述设计过程 处理功能、数据组织及其它方面的细节的能力 而且在编码 处理功能、数据组织及其它方面的细节的能力,而且在编码 阶段能够直接将它翻译为用程序设计语言书写的源程序。 阶段能够直接将它翻译为用程序设计语言书写的源程序。 4.详细设计的描述工具除了以前介绍过判定树和判定表外， 详细设计的描述工具除了以前介绍过判定树和判定表外， 详细设计的描述工具除了以前介绍过判定树和判定表外 还有程序流程图、 图及PDL等几种常用的工具 等几种常用的工具. 还有程序流程图、N-S图、PAD图及 图 图及 等几种常用的工具
第3章 软件设计 章 1．采用自顶向下、逐步求精的程序设计方法 采用自顶向下、 在需求分析、 概要设计中， 都采用了自顶向下、 在需求分析 、 概要设计中 ， 都采用了自顶向下 、 逐层细化的方法。使用“抽象”这个手段， 逐层细化的方法 。 使用 “ 抽象 ” 这个手段 ， 上层对问 题抽象、对模块抽象和对数据抽象， 题抽象 、 对模块抽象和对数据抽象 ， 下层则进一步分 进入另一个抽象层次。在详细设计中， 解 ， 进入另一个抽象层次 。 在详细设计中 ， 虽然处于 具体”设计阶段， “ 具体 ” 设计阶段 ， 但在设计某个模块内部处理过程 中，仍可以逐步求精，降低处理细节的复杂度。 仍可以逐步求精，降低处理细节的复杂度。
软件工程_6_详细设计.pptx
3. 出错信息处理
交互式系统的出错信息或警告信息，应该具有下 述属性：
(1) 信息应该使用用户可以理解的术语描述问题； (2) 信息应该提供有助于从错误中恢复的建设性 意见； (3) 信息应该指出错误可能导致哪些负面后果(例 如，破坏数据文件)； (4) 信息应该伴随着听觉上或视觉上的提示，强 化出现异常； (5) 信息不能带有指责用户的内容。 当确实出现了问题的时候，有效的出错信息能提 高交互式系统的质量，减轻用户的挫折感。
直接影响用户对软件产品的评价，从而影响软 件产品的竞争力和寿命。
人机界面目前所占的工作量越来越大。
6.2.1 设计问题
在设计人机界面常会遇到下述4个问题： 系统响应时间 用户帮助设施 出错信息处理 命令交互
上述问题，最好在设计初期作为重要的设计问题 来考虑，这时修改比较容易，代价也低。
1. 系统响应时间
第6章 详细设计
6.1 结构程序设计 6.2 人机界面设计 6.3 过程设计的工具 6.4 面向数据结构的设计方法 6.5 程序复杂程度的定量度量 6.6 小结及作业
6.1 结构程序设计
结构程序设计的经典定义：“如果一个程序的 代码块仅仅通过顺序、选择和循环这3种基本控 制结构进行连接，并且每个代码块只有一个入口 和一个出口，则称这个程序是结构化的。”
6.3.2 盒图(N-S图)
6.3.2 盒图(N-S图)
出于要有一种不允许违背结构程序设计精神的 图 形 工 具 的 考 虑 ， Nassi 和 Shneiderman 提 出 了 盒 图，又称为N-S图。它有下述特点：
(1) 功能域(即，一个特定控制结构的作用域) 明确，可以从盒图上一眼就看出来。
2. 用户帮助设施
几乎交互式系统的每个用户都需要帮助，大多数 现代软件都提供联机帮助设施，这使得用户无须离 开用户界面就能解决自己的问题。
软件详细设计-目录-
软件详细设计
目录
·1.上节回顾 ·2.优秀软件设计过程 ·3.高质量软件设计 ·4.坏味道-重构 ·5.推荐书籍
1.1什么是好的软件设计？
1.2现状--噩梦迷途
·软件作用越来越小 ·结构越来越复杂 ·维护成本高 ·维护难度大
1.3改变--设计师的技艺
预先设计 临摹学习
高质量设计
重构到优秀
1.4坏味道-重构
优秀软件设计过程—重构
为何重构 ·改进软件设计 ·使软件更容易理解 ·帮助找到bug ·提高编程速度
优秀软件设计过程—重构
·何时重构
·三次法则
事不过三，当第三次出现相同或类似的事情时，重构
·添加功能时重构
原有的设计无法轻松添加特性时，重构
·修补错误时重构
如果代码有错误，而无法方便找到时，重构
·复审代码时重构
高质量软件设计
可用性策略
·错误检测
命令/响应 心跳 异常处理
·错误恢复
同等计算（表决） 并行（热备份） 被动冗余（冷备份） 状态再同步 事务回滚
·错误预防
从服务中删除 进程监控/系统监控
其他案例
·Apache commonLog ·JDK Log ·异常处理 ·薪酬支付
优秀软件设计过程—重构
重构方法 1. 提炼函数 2. 搬移函数 3. 搬移值域 4. 以多态取代条件语句 5. 将查询函数和修改函数分离 6. 提炼超类/子类/接口 7. 以子类取代型别码 8. 以委托取代继承 9. 其他
重构案例
需求：
这是一个影片出租店的程序，计算每一位顾客的消费金额并打印报表 ，操作者告诉程序：顾客租了哪些影片、租期多长，程序便根据租赁 时间和影片类型算出费用。影片分为三类：普通片、儿童片和新片， 除了计算费用，还要为常客计算点数，点数会随着【租片种类是否为 新片】而有不同。
目录
·1.上节回顾 ·2.优秀软件设计过程 ·3.高质量软件设计 ·4.坏味道-重构 ·5.推荐书籍
1.1什么是好的软件设计？
1.2现状--噩梦迷途
·软件作用越来越小 ·结构越来越复杂 ·维护成本高 ·维护难度大
1.3改变--设计师的技艺
预先设计 临摹学习
高质量设计
重构到优秀
1.4坏味道-重构
优秀软件设计过程—重构
为何重构 ·改进软件设计 ·使软件更容易理解 ·帮助找到bug ·提高编程速度
优秀软件设计过程—重构
·何时重构
·三次法则
事不过三，当第三次出现相同或类似的事情时，重构
·添加功能时重构
原有的设计无法轻松添加特性时，重构
·修补错误时重构
如果代码有错误，而无法方便找到时，重构
·复审代码时重构
高质量软件设计
可用性策略
·错误检测
命令/响应 心跳 异常处理
·错误恢复
同等计算（表决） 并行（热备份） 被动冗余（冷备份） 状态再同步 事务回滚
·错误预防
从服务中删除 进程监控/系统监控
其他案例
·Apache commonLog ·JDK Log ·异常处理 ·薪酬支付
优秀软件设计过程—重构
重构方法 1. 提炼函数 2. 搬移函数 3. 搬移值域 4. 以多态取代条件语句 5. 将查询函数和修改函数分离 6. 提炼超类/子类/接口 7. 以子类取代型别码 8. 以委托取代继承 9. 其他
重构案例
需求：
这是一个影片出租店的程序，计算每一位顾客的消费金额并打印报表 ，操作者告诉程序：顾客租了哪些影片、租期多长，程序便根据租赁 时间和影片类型算出费用。影片分为三类：普通片、儿童片和新片， 除了计算费用，还要为常客计算点数，点数会随着【租片种类是否为 新片】而有不同。
软件工程ppt课件完整版
缺陷跟踪
使用缺陷管理工具对缺陷进行 跟踪，确保每个缺陷都得到处 理。
缺陷修复
开发人员对缺陷进行分析并修 复，然后提交给测试人员进行 验证。
回归测试
对修复后的缺陷进行回归测试 ，确保修复没有引入新的缺陷
。
质量评估与改进
质量评估
定期对软件产品的质量进行评估，包括功能 、性能、安全等方面。
过程改进
对软件开发过程进行持续改进，提高开发效 率和软件质量。
，提高代码的可读性和可维护性。
模块化开发
02
采用模块化开发方式，将系统划分为不同的模块进行开发，提
高开发效率和质量。
错误处理
03
对可能出现的错误进行充分的考虑和处理，包括异常捕获、日
志记录和错误提示等，确保系统的稳定性和可靠性。
05 测试与质量保证
测试类型及方法
功能测试对软件产品的各项功 进行验证，确保符 合需求和设计。
同时引入了风险管理机制。
螺旋模型的主要阶段包括：制 定计划、风险分析、工程实施
和客户评估。
螺旋模型的优点在于其强调风 险分析和迭代开发，能够及时 发现并解决问题，降低项目风 险。
螺旋模型的缺点在于其需要较 高的项目管理能力和技术水平 ，且可能因为过度关注风险而 忽略其他重要因素。
敏捷开发模型
敏捷开发的主要实践包括：短周期迭代开发、 持续集成、持续交付和自动化测试等。
水平。
04
迭代增量模型的优点在于其能够逐步增加系统功能和 性能，降低项目风险，同时也能够及时发现并解决问 题。
03 需求分析与管理
需求获取与整理
确定需求来源
与客户、利益相关者、业务领域 专家等进行沟通，明确需求背景
和范围。
使用缺陷管理工具对缺陷进行 跟踪，确保每个缺陷都得到处 理。
缺陷修复
开发人员对缺陷进行分析并修 复，然后提交给测试人员进行 验证。
回归测试
对修复后的缺陷进行回归测试 ，确保修复没有引入新的缺陷
。
质量评估与改进
质量评估
定期对软件产品的质量进行评估，包括功能 、性能、安全等方面。
过程改进
对软件开发过程进行持续改进，提高开发效 率和软件质量。
，提高代码的可读性和可维护性。
模块化开发
02
采用模块化开发方式，将系统划分为不同的模块进行开发，提
高开发效率和质量。
错误处理
03
对可能出现的错误进行充分的考虑和处理，包括异常捕获、日
志记录和错误提示等，确保系统的稳定性和可靠性。
05 测试与质量保证
测试类型及方法
功能测试对软件产品的各项功 进行验证，确保符 合需求和设计。
同时引入了风险管理机制。
螺旋模型的主要阶段包括：制 定计划、风险分析、工程实施
和客户评估。
螺旋模型的优点在于其强调风 险分析和迭代开发，能够及时 发现并解决问题，降低项目风 险。
螺旋模型的缺点在于其需要较 高的项目管理能力和技术水平 ，且可能因为过度关注风险而 忽略其他重要因素。
敏捷开发模型
敏捷开发的主要实践包括：短周期迭代开发、 持续集成、持续交付和自动化测试等。
水平。
04
迭代增量模型的优点在于其能够逐步增加系统功能和 性能，降低项目风险，同时也能够及时发现并解决问 题。
03 需求分析与管理
需求获取与整理
确定需求来源
与客户、利益相关者、业务领域 专家等进行沟通，明确需求背景
和范围。