第32講程序設計與軟件開發(fā)基礎

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1、第32講程序設計與軟件開發(fā)基礎（六）教學目標及基本要求：理解結構化設計方法，能利用該方法提供的常用工具解決實際問題，掌握測試與調(diào)試的概念，了解白盒測試與黑盒測試的概念，能進行簡單的測試用例設計和實施，了解靜態(tài)調(diào)試與動態(tài)調(diào)試。教學重點：測試和調(diào)試的基本概念，白盒測試與黑盒測試。教學難點：面向數(shù)據(jù)流的設計方法，白盒測試與黑盒測試。教學內(nèi)容：1．結構化設計方法2．軟件測試及調(diào)試教學時間：1學時主要內(nèi)容：7.4.3結構化設計方法1．軟件設計的基本概念（1）軟件設計的基礎v概念軟件設計是軟件工程的重要階段，是一個把軟件需求轉換為軟件表示的過程。v基本目標軟件設計的基本目標是用比較抽象概括的方式確定目

2、標系統(tǒng)如何完成預定的任務，即軟件設計是確定系統(tǒng)的物理模型。v步驟從工程管理角度來看，軟件設計分兩步完成：概要設計和詳細設計。?概要設計（又稱結構設計）：將軟件需求轉化為軟件體系結構、確定系統(tǒng)級接口、全局數(shù)據(jù)結構或數(shù)據(jù)庫模式。?詳細設計：確立每個模塊的實現(xiàn)算法和局部數(shù)據(jù)結構，用適當方法表示算法和數(shù)據(jù)結構的細節(jié)。（2）軟件設計的基本原則①抽象：是一種思維工具，就是把事物本質(zhì)的共同特性提取出來而不考慮其他細節(jié)。②模塊化：是指把一個待開發(fā)的軟件分解成若干小的簡單的部分。③信息隱蔽：是指在一個模塊內(nèi)包含的信息，對于不需要這些信息的其他模塊來說是不能訪問的。④模塊獨立性：是指每個模塊只寫成系統(tǒng)要求的獨

3、立的子功能，并且與其他模塊的聯(lián)系最少且接口簡單。模塊的獨立程度是評價設計好壞的重要度量標準。衡量軟件的模塊獨立性使用耦合性和內(nèi)聚性兩個定性的度量標準。一個優(yōu)秀的軟件設計應盡量做到高內(nèi)聚、低耦合。2．概要設計（1）概要設計的任務①設計軟件系統(tǒng)結構：在需求分析階段，已經(jīng)把系統(tǒng)分解成層次結構，而在概要設計階段，需要進一步分解，劃分為模塊以及模塊的層次結構。②數(shù)據(jù)結構及數(shù)據(jù)庫設計：數(shù)據(jù)設計是實現(xiàn)需求定義和規(guī)格說明過程中提出的數(shù)據(jù)對象的邏輯表示。③編寫概要設計文檔：需要編寫的文檔有概要設計說明書、數(shù)據(jù)庫設計說明書、集成測試計劃等。④概要設計文檔評審。（2）概要設計的圖形工具常用的軟件結構設計工具是結

4、構圖（SC），也稱程序結構圖，它描述了軟件系統(tǒng)的層次和分塊結構關系。模塊用一個矩形表示，矩形內(nèi)注明模塊的功能和名字；箭頭表示模塊間的調(diào)用關系。用帶實心圓的箭頭表示傳遞的是控制信息，用帶空心圓的箭頭表示傳遞的是數(shù)據(jù)。結構圖的有關術語如下。?深度：表示控制的層數(shù)。?上級模塊、下級模塊：調(diào)用模塊中上級模塊，被調(diào)用模塊是下級模塊。?寬度：整體控制跨度（最大模塊數(shù)的層）的表示。?扇入：調(diào)用一個給定模塊的模塊個數(shù)。?扇出：一個模塊直接調(diào)用的其他模塊數(shù)。?原子模塊：樹中位于葉子節(jié)點的模塊。（3）面向數(shù)據(jù)流的設計方法典型的數(shù)據(jù)流類型有兩種：變換型和事務型。①變換型：是指信息沿輸入通道進入系統(tǒng)，同時由外部形

5、式變換成內(nèi)部形成，進入系統(tǒng)的信息通過變換中心，經(jīng)加工處理以后再沿輸出通路變換成外部形式離開軟件系統(tǒng)。②事務型：在很多軟件應用中，存在某種作業(yè)數(shù)據(jù)流，它可以引發(fā)一個或多個處理，這些處理能夠完成該作業(yè)要求的功能，這種數(shù)據(jù)流就叫做事務。（4）設計的準則①提高模塊獨立性。②模塊規(guī)模適中。③深度、寬度、扇出和扇入適當。④使模塊的作用域在該模塊的控制域內(nèi)。⑤應減少模塊的接口和界面的復雜性。⑥設計成單入口、單出口的模塊。⑦設計功能可預測的模塊。3．詳細設計詳細設計的任務是為軟件結構圖中的每個模塊確定實現(xiàn)算法和局部數(shù)據(jù)結構，用某種選定的表達工具表示算法和數(shù)據(jù)結構的細節(jié)。常用的過程圖形設計工具如下。（1）程

6、序流程圖程序流程圖是一種傳統(tǒng)的、應用廣泛的軟件過程設計表示工具，通常稱為程序框圖。程序流程圖表達直觀、清晰，易于學習掌握，且獨立于任何一種程序設計語言。構成程序流程圖的最基本圖符及含義如下所示?！颉嚎刂屏鳌酢。杭庸げ襟E◇?。哼壿嫍l件（2）N-S圖為了避免程序圖在描述程序邏輯時的隨意性與靈活性，提出了用方框圖來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的程序流程圖，通常把這種圖稱為N-S圖。N-S圖的基本圖符及表示的5種控制結構如圖7-20所示。任務1任務2任務3條件elsethen判定條件循環(huán)體循環(huán)體判定條件條件=1=2…=nABCD圖7-20N-S圖圖符與構成的5種控制結構（3）PAD圖PAD圖是問題分析圖（Prob

7、lemAnalysisDiagram）的英文縮寫，它是繼程序流程圖和方框圖之后，提出的又一種主要用于描述軟件詳細設計的圖形表示工具。PAD圖的基本圖符及表示的控制結構如圖7-21所示。條件AB選擇型順序型BAWHILEAWHILE重復型UNTIL重復型UNTILB圖7-21PAD圖圖符與構成的5種控制結構除了以上3種工具外，還有判定表、判定樹和結構化自然語言PDL等描述工具。7.4.4軟件測試及調(diào)試1．軟件測試的目的與任