第5章 详细设计

①有固定的关键字外语法，提供全部结构化控制结构、数据说 明和模块特征 ②内语法使用自然语言来描述处理特性，为开发者提供方便， 提高可读性。 ③具有数据说明机制，包括简单的（如标量和数组）与复杂的 （如链表和层次结构）的数据结构。 ④具有子程序定义与调用机制，用以表达各种方式的接口说明。 ⑤由于与程序是同构的，可利用自动生成程序自动生成代码， 提高软件生产率。
详细设计的描述工具
PDL中相关的关键词介绍：
1、数据说明
TYPE <变量名> IS <限定词1> <限定词2>
2、程序块
BEGIN <块名> <一组PDL语句> END
详细设计的描述工具
3、控制结构
1）顺序结构
在这个结构中，程序按语句的先后顺序执行。
2）选择结构
IF <条件> THEN <语句或程序块> ELSE <语句或程序块> ENDIF
T
A(m)>A(j)
m=j
def sort
F
j=j+1
PAD图的控制流程为自上而下、从左到右。
详细设计的描述工具
举例：
请使用PAD图描述下列程序的算法： 在数据A(0)~A(10)中求最大数。
详细设计的描述工具
PAD图的优点：
1、清晰地反映了程序的层次结构。图中的竖线为程序的层次线，最 左边的竖线是程序的主线，其后一层一层展开，层次关系一目了然。 2、支持逐步求精的设计方法，左边层次中的内容可以抽象，然后由 左到右逐步细化。
3、易读易写，使用方便。
4、支持结构化的程序设计原理。 5、可以自动生成程序。PAD图有对照FORTRAN、Pascal、C等高 级语言的标准图式，因此，在有PAD系统的计算机上（如日立公司的系 列机），可以直接输入PAD图，由计算机自动通过走树的方法生成源程 序代码，为软件的自动生成提供了有力的工具。〕
以××系统主控模块详细设计为例：
PROCEDERE 模块名（）
清屏； 显示××系统用户界面； WRITE(“请输入用户口令：”);
READ(password);
IF password<>系统口令 THEN 提示警告信息； 退出运行； ENDIF 显示本系统主菜单； … END
详细设计说明书
参考标准文档
=n N
顺序 DO-WHILE P S “当型”循环
B
A
A
选择
多分支选择 S 注： 其中P为循环条件， S为循环体。
DO-UNTIL P
“直到型”循 环
详细设计的描述工具
N-S图有下述特点：
①功能域 ( 一个特定控制结构的作用域 ) 明确，图中每个矩形 框（除CASE构造中表示条件取值的矩形框外），就是功能域。
详细设计的方法和工具
作业：
分别用流程图、N-S图、PAD图和PDL语言描述 以下程序的算法： “ 一个程序读入3个数据，把这三个数值看作一 个三角形的三条边的长度值。判断该三角形属于哪一 种三角形（不等边、等腰和等边三角形），并输出判 断结果。”
详细设计的描述工具
举例：
请使用流程图描述下列程序的算法： 在数据A(0)~A(10)中求最大数。
详细设计的描述工具
（2）N-S图(盒图)：是一种符合结构化程序设计原则的图形描述
工具。在N-S图中，为了表示五种基本控制结构，规定了五种图形 构件 。 P F P T F P T
A B
=1 =2 A B
①程序流程图本质上不是逐步求精的好工具，它诱使程序员 过早地考虑程序的控制流程，而不去考虑程序的全局结构；
②程序流程图使用箭头代表控制流，程序员不受任何约束， 可以完全不顾结构程序设计的原则，随意转移控制；
③程序流程图不易表示数据结构和描述有关的数据，只能描 述执行过程； ④对于大型软件而言，流程图过于琐碎，不容易阅读和修改。
详细设计的描述工具
程序流程图：是使用最广泛、历史最悠久的描述程序逻辑结构的工具。
A B
条件 A B
条件 A B C
顺序
条件
T F
选择
多分支选择
A 条件
T
F
A
“当型”循环
“直到型”循环
注： 其中A或B为： ①非转移语句（可以为 空）。 ②三种基本结构之一。
详细设计的描述工具
程序流程图的主要缺点如下：
4）循环结构
WHILE循环的形式如下： DO WHILE <条件> <语句或程序块> ENDDO
UNTIL循环的形式如下： REPEAT UNTIL <条件> <语句或程序块> ENDREP FOR循环的形式如下： DO FOR <循环变量> ∈ <循环变量的取值范围> <语句或程序块> ENDFOR
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（4） PDL（ Program Design Language ）
PDL与需求分析中采用的结构化语言统属于伪 码。伪码的结构分为内外两层，外语法应符合一般 程序设计语言常用的语法规则，而内层语法则用一 些简单的句子、短语(自然语言)。
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PDL作为一种用于描述程序逻辑的语言，具有以下特点：
PAD基本控制结构
T
A
B 顺序
A B
条件
F
选择
CASE 值1 值2
A B C
值n
多分支选择
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（3）PAD图：
PAD基本控制结构
S1
WHILE条件
A
UNTIL条件
A
A
def
S2 S3
“当型”循 环
“直到型”循环PAD图举例：将数组A(1)到A(10)进行选择法排序（升序）的
详细设计的描述工具
3）多路选择结构
CASE OF <变量名>: WHEN <条件1> SELECT <语句或程序块> WHEN <条件2> SELECT <语句或程序块> …… WHEN <条件n> SELECT <语句或程序块> DEFAULT: <语句或程序块> ENDCASE
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其他设计方法
面向数据结构的设计方法是根据数据结构设计
程序处理过程的方法。 目前比较成熟的有 M．A．Jackson提出的Jackson 系统开发方法（JSD，Jackson System Development） 和J．D．warnier提出的程序逻辑构造方法 LCP( Logical Construction of Programs )。
详细设计的描述工具
4、子程序
子程序的形式如下： PROCEDURE <子程序名> <属性表> INTERFACE <参数表> <语句或程序块> END 对子程序的调用可采用PERFORM。其形式如下： PERFORM <子程序名> 如果调用该子程序需要参数时，则其形式如下： PERFORM <子程序名> USING <参数名>
算法描述。
开始
输入A（1）到 A（10）的值
置初值:n=10
sort
输出A（1）到 A（10）的值
结束
PAD图的控制流程为自上而下、从左到右。
详细设计的描述工具
PAD图举例：将数组A(1)到A(10)进行选择法排序的算法描述。
i=1 WHILE i≤n-1 m=i j=i+1 WHILE j≤n
A(m) ﹤-﹥A(i) i=i+1

详细设计的描述方式
详细设计的描述方式分类：
1）图形描述：流程图、盒图、PAD图等
2）语言描述：PDL语言等
3）表格描述：判定表等
详细设计的描述工具
详细设计的描述工具:
下面介绍一些有代表性的详细设计工具： （1）程序流程图 程序流程图又称之为程序框图，它是软件开发者最熟悉的一种 算法表达工具。 主要优点：独立于任何一种程序设计语言，能够比较直观和清 晰地描述过程的控制流程，易于学习掌握。 为使流程图支持结构化程序设计，限制在流程图中只能使用下 述的五种基本控制结构。
②不可能任意转移控制，约束设计人员必须遵守结构化程序 设计的要求。 ③在盒图上很容易确定局部和全程数据的作用域。 ④很容易表现嵌套关系，也可以表示模块的层次结构。
详细设计的描述工具
举例：
请使用N-S描述下列程序的算法： 在数据A(0)~A(10)中求最大数。
详细设计的描述工具
（3）PAD图：问题分析图。是日本日立公司1979年提出的一 种算法描述工具，它的结构是由左向右展开的树型结构。
第5章 详细设计
详细设计的任务和原则
详细设计的描述工具
详细设计说明书
详细设计的任务
详细设计的任务：
1、为每个模块选择适当的算法并选取描述工具详细描 述这些算法。 2、确定每个模块所使用的数据结构。 3、确定各个模块及模块间接口的细节，包括用户界面 和外部软硬件接口、模块间的接口、模块局部数据和 输入输出数据。 4、为每个模块设计测试用例，使得编码阶段对具体模 块的调试测试更加方便。 5、编写详细设计说明书。
详细设计的描述工具
5、输入输出
用PDL描述输入输出一般有两种形式： READ/WRITE TO <设备> <I/O表> 或 ASK <询问> ANSWER <响应选项> 其中，第一种形式的<设备>是指I/O设备，<I/O表> 则是其要传送的变量名。而第二种形式则多用于人 机交互的设计
PDL应用示例