结构化详细设计

一、人机界面设计

1. 人机界面设计问题

  1. 系统响应时间
    从用户完成某控制动作，到软件给出预期响应。
    两个重要属性：长度和易变性。
    长度：
    过长，用户感到不安、沮丧。
    过短，迫使用户加快操作节奏，易导致出错。
    易变性：
    易变性指响应时间相对平均响应时间偏差，越低越好，否则会让用户误认为系统工作异常。
  2. 用户帮助措施
    手册和联机帮助。
    联机帮助：集成帮助和附加帮助。
    集成帮助设计在软件里面，附加帮助系统建成后加到软件中，前者可用性更强。
    请求帮助：帮助菜单，特殊功能键（F1），HELP命令。
    显示帮助信息：独立窗口、参考某个文档、屏幕固定位置作简短提示。
    组织帮助信息：
  • 平面结构，通过关键字访问
  • 层次结构，查更详细信息
  • 超文本结构
  1. 出错信息处理
  • 以用户可用理解术语；
  • 提供清楚、易理解报错信息（出错位置、原因）；
  • 从错误中恢复的建设性意见；
  • 信息用颜色等在视觉上引人注目；
  • 可能造成负面后果。
  1. 命令交互
    建议保留命令交互方式：
  • 控制序列：ctrl + c （拷贝）、ctrl + h （帮助）、ctrl + p （打印）
  • 功能键：F1（帮助）
  • 键入命令
  • 命令宏机制：用户定义名字代表一个常用命令序列。

2. 人机界面设计指南

  1. 一般交互
  • 保持人机界面菜单选择、命令输入、数据显示风格一致；
  • 提供有意义信息反馈：双向通信；
  • 破坏性动作前要确认：删除、覆盖；
  • 允许取消大多数操作；
  • 减少两次操作之间必须的记忆量；
  • 提高对话、移动和思考的效率；
  • 允许犯错误：保护不受致命错误破坏；
  • 按功能对动作分类，设计屏幕布局；
  • 提供帮助措施；
  • 用简单的动词或动词短语作为命令名。
  1. 信息显示
  • 显示与当前工作有关信息；
  • 简单移动方式表示数据：图形、图表；
  • 使用一致标记、标准缩写和可预知颜色；
  • 产生有意义出错信息；
  • 使用模拟的方式显示信息等。
  1. 数据输入
  • 减少用户输入动作：鼠标选择、滑动标尺等；
  • 使当前不适用命令不起作用；
  • 交互灵活：保留各种输入方式；
  • 让用户控制交流；
  • 对所有输入都提供帮助；
  • 消除冗余输入：数据单位、整钱后键入.00、提供缺省值等。

二、过程设计

1. 过程设计任务

  • 确定模块算法
  • 确定模块使用数据结构
  • 确定模块接口（系统外部接口、用户界面、内部模块间接口细节、输入数据和输出数据）

2. 结构化程序设计

结构化程序设计技术是过程设计的关键技术

  • 经典定义：程序代码通过顺序、选择、循环三种控制结构连接，单入口单出口。
  • 扩展定义：可限制使用GOTO语句、DO_UNTIL和DO_CASE
  • 修正定义：LEAVE和BREAK，可从循环中转移出来。

3. 结构化程序设计工具

3.1 程序流程图

历史最悠久、使用最广泛的过程设计工具。

  1. 顺序型：几个连续的加工依次序排列
  2. 选择型：由某个判定的取值决定选择两个加工中一个。
  3. 当型循环型：当循环控制条件成立时，重复执行特定的加工。
  4. 直到型循环型：重复执行特定的加工，直到循环控制条件成立时。
  5. 多情况选择型：列出多种加工情况根据控制变量的取值，选择执行其一。

程序设计流图标准化图符

软件设计中逻辑架构如何设计_数据

软件设计中逻辑架构如何设计_数据结构_02

优点：

对控制流程描绘直观，便于初学者掌握。

缺点：

  1. 不是逐步求精的好工具，过早考虑控制流程，非整体结构；
  2. 用箭头代表控制流，程序员随意转移控制；
  3. 不易表示数据结构和调用关系。
3.2 N-S图

软件设计中逻辑架构如何设计_数据_03

软件设计中逻辑架构如何设计_控制流_04

特点：

  1. 功能域（特定控制结构的作用域）明确；
  2. 不可能任意转移控制；
  3. 容易确定局部和全程数据的作用域；
  4. 容易表现嵌套关系，也可表示模块的层次结构。
3.3 PAD图

软件设计中逻辑架构如何设计_数据结构_05

软件设计中逻辑架构如何设计_软件设计中逻辑架构如何设计_06

优点：

  1. 使用PAD图设计的程序必然是结构化程序；
  2. PAD图描绘的程序结构十分清晰；
  3. 用PAD图表现程序逻辑，易读、易懂、易记；
  4. 容易将PAD图转换成高级语言源程序；
  5. 支持自顶向下逐步求精

软件设计中逻辑架构如何设计_软件工程_07

3.4 判定表

能清晰表示复杂的条件组合与应做动作间对应关系。

四部分：

  • 左上部列出所有条件；
  • 左下部所有可能做的动作；
  • 右上部表示各种条件组合的矩阵；
  • 右下部是和每种条件组合相对应的动作。

软件设计中逻辑架构如何设计_数据_08

3.5 判定树

判定表变种，表示复杂条件组合与应做动作间对应关系。

软件设计中逻辑架构如何设计_数据结构_09

优点：形式简单，易看出含义，易于掌握和使用。

缺点：简洁性不如判定表，相同数据元素重复写多遍，越接近叶端重复次数越多。

3.6 过程设计语言

伪码，用正文形式表示数据和处理过程设计工具

PDL具有严格关键字外部语法，定义控制结构和数据结构；

PDL表示实际操作和条件的内部语法灵活自由。适应各种工程项目需要。

4. 程序复杂度

McCabe方法

  1. 根据过程设计结果画出相应流图
    流图描述程序控制流，基本图形符号如下图所示。

流程图映射成流图

软件设计中逻辑架构如何设计_软件设计中逻辑架构如何设计_10

符合条件下流图映射

软件设计中逻辑架构如何设计_数据_11

  1. 计算流图的环形复杂度

软件设计中逻辑架构如何设计_数据结构_12

软件设计中逻辑架构如何设计_数据结构_13

三、面向数据结构设计方法

数据结构既影响程序的结构也影响程序的处理过程，可从数据结构导出程序的处理过程，适合详细设计。

面向数据结构设计方法两种：Jacksom和Warnier方法。

1. Jackson图

描述数据结构：顺序、选择、重复。

软件设计中逻辑架构如何设计_数据_14

改进：直线，选择和循环结束条件。

软件设计中逻辑架构如何设计_数据结构_15

软件设计中逻辑架构如何设计_数据_16

2. Jackson方法步骤

  1. 确定输入数据和输出数据逻辑结构，用Jackson图表达；
  2. 确定输入结构和输出结构中有对应关系（因果）的单元；
  3. 描绘数据结构的Jackson图导出描绘程序结构Jackson图；
  4. 列出所有操作和条件，分配到Jackson图中；
  5. 用伪码表示。