13-第六章 系统详细设计共40页

模块的描述，如功能、接口、数据组织、控制逻辑等。
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三、详细设计的表达工具
系统详细设计的任务是给出软件模块结构中各个模块的内部过 程描述，也就是模块内部的算法设计。根据软件工程的思想， 在GIS软件设计过程中，尤其是大型GIS软件的开发，系统设计 和系统实现是两个阶段的任务，通常由不同的人员来进行。因 此，需要采用一种标准的、通用的设计表达工具来实现两阶段 的沟通，使设计人员设计的系统，实现人员通过分析设计的文 本和资料得到无歧义的理解，即详细设计表达工具的选择可以 促进系统设计成果的表达和实现。详细设计的表达工具可分为 图形、表格和语言三种。无论是哪种工具，对它们的基本要求 都是能提供对设计的无歧义的描述，即能指明控制流程、处理 功能、数据组织以及其它方面的实现细节。从而方便在编码阶 段把设计描述直接翻译成程序代码。
详细设计以总体设计阶段的工作为基础，但又不同于总体设 计阶段，这主要表现为以下两个方面： ➢在总体设计阶段，数据项和数据结构以比较抽象的方式描 述，例如，总体设计阶段可以声明矩阵在概念上可以表示一 幅遥感图像，详细设计就要确定用什么数据结构来表示这样 的数字矩阵。
➢详细设计要提供关于算法的更多细节，例如，总体设计可 以声明一个模块的作用是对一个表进行排序，详细设计则要 确定使用哪种排序算法。总之，在详细设计阶段为每个模块 增加足够的细节，使得程序员能够以相当直接的方式对每个 模块编码。
➢程序流程图中用箭头代表控制流，因此程序员可以完全不 顾结构化程序设计的精神，随意转移控制；
➢程序流程图不易表示数据结构。 ➢详细的程序流程图每个符号对应于源程序的一行代码，对
于提高大型系统的可理解性作用甚微。
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N-S盒式图
N-S（Nassi-Shneiderman）盒式图是另一种用于详细设计表达 的结构化图形设计工具。最初由Nassi和Shnei derman开发，后 经Chapin扩充改进，所以又叫N-S图或Chapin图。同PFC相比， N-S图具有功能域表达明确，容易确定数据作用域的优点。作 为详细设计的工具，N-S图易于培养软件设计的程序员结构化 分析问题与解决问题的习惯，它以结构化方式严格地实现从一 个处理到另一个处理的控制转移。每一个N-S图开始于一个大 的矩形，表示它所描述的模块，该矩形的内部被分成不同的部 分，分别表示不同的子处理过程，这些子处理过程又可进一步 分解成更小的部分。其基本结构见图。
系统详细设计的主要内容是在具体进行程序编码之前， 根据总体设计提供的文档，细化总体设计中已划分出的 每个功能模块，为之选一具体的算法，并清晰、准确的 描述出来，从而在具体编码阶段可以把这些描述直接翻 译成用某种程序设计语言书写的程序。其设计成果可用 程序流程图描述，也可用伪码描述，还可用形式化软件 设计语言描述。详细设计的结果基本上决定了最终程序 代码的质量。
结构化程序设计原则具体表现在以下方面： ➢尽量少用或不用GoTo语句。 ➢采用自顶向下逐步求精的设计方法。 ➢采用顺序、选择、循环三种基本结构组成程序的控制结构。 ➢尽量使用单入口/单出口的控制结构，减少传递参量（数）的 个数。 ➢提高模块的内聚度，降低模块间的关联度。
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二、详细设计的内容和具体任务
教学提纲
一、详细设计的基本原则 二、详细设计的容和具体任务 三、详细设计的表达工具 四、数据结构和数据库详细设计 五、详细设计规格说明书
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一、详细设计的基本原则
结构化程序设计（Structured programming）是进行以模块 功能和处理过程设计为主的详细设计的基本原则。结构化 程序设计概念最早由Dijkstra于1965年提出，是软件发展的 一个重要里程碑，它的概念、方法和其支持的软件工具组 成了所谓的“结构化革命”。结构化程序设计技术采用自 顶向下、逐步求精的设计方法和单入口/单出口的控制结构 ，并且只包含顺序、选择和循环三种结构。结构化程序设 计的目标之一是使程序的控制流程线性化，即程序的动态 执行顺序符合静态书写结构，这就增强了程序的可读性， 不仅容易理解、调试、测试和排错，而且给程序的形式化 证明带来了方便。
详细设计的模块内容
➢ 详细的算法 ➢ 数据表示和数据结构 ➢ 实现的功能和使用的数据之间的关系
详细设计的具体任务
➢细化总体设计的体系流程图，绘出程序结构图，直到 每个模块的编写难度可被单个程序员所掌握为止。
➢为每个功能模块选定算法。 ➢确定模块使用的数据组织。 ➢确定模块的接口细节，及模块间的调度关系。 ➢描述每个模块的流程逻辑。 ➢编写详细设计文档。主要包括细化的系统结构图及逐个
系统总体设计阶段已经确定了软件的模块结构和接口 描述，划分出不同的GIS目标子系统，即各个功能模 块，并编写了总体设计文档，但此时每个模块仍处于 黑盒子级，需要进行更进一步的设计。详细设计阶段 的根本目标是确定怎样具体地实现所定义的系统，也 就是为各个在总体设计阶段处于黑盒子级的模块设计 具体的实现方案。
三、详细设计的表达工具
（一） 程序流程图 （二） N-S盒式图 （三） 问题分析图 （四） 类程序设计语言
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程序流程图
程序流程图（Program Flow Chart，简称PFC）又称为程序框 图，它是应用最广泛的描述过程的方法，具有简单、直观、 易于掌握的优点，特别适用于具体模块小程序的设计。下图 所示为程序流程图常用符号，图中方框表示处理步骤，菱形 框表示逻辑判断，箭头表示控制流。
else部分， 选择构造
可执行单元 F
判断语句
判断语句
F
T
else部分的 可执行单元
then部分的 可执行单元
then部分,repeat-
T
until循环构造
可执行单元
判断语句 F
T
可执行单元
程序流程图的缺陷
➢程序流程图本质上不是逐步求精的好工具，它使程序员过 早地考虑程序的控制流程，而不去考虑程序的全局结构；
(1)
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程序流程图常用符号
在程序流程图中，结构化单元可以嵌套，例如一个if-then-else构 造单元的then部分是一个repeat-until构造单元，而else部分是一个 选择构造。而这个外层的选择构造单元又是顺序构造中的第二个 可执行单元。下图所示为结构化单元嵌套示意图，以此嵌套结构 可以导出复杂的程序结构。