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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,*,*,第二章,程序設(shè)計(jì)及軟件工程基礎(chǔ),二級(jí)ACCESS軟件設(shè)計(jì)及軟件工程基礎(chǔ),本章主要內(nèi)容,程序設(shè)計(jì)方法和風(fēng)格,結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì),面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì),軟件工程基本概念,結(jié)構(gòu)化分析方法,軟件測(cè)試,程序的調(diào)試,過關(guān)練習(xí),二級(jí)ACCESS軟件設(shè)計(jì)及軟件工程基礎(chǔ),什么是程序,指令的集合,。（解釋指令）,通過硬件控制系統(tǒng)自動(dòng)完成某一功能。,通過一系列代碼實(shí)現(xiàn)。,程序設(shè)計(jì)語言,計(jì)算機(jī)本身僅能識(shí)別二進(jìn)制代碼“,0”,、“,1”,。,編譯程序和解釋程序,編程最直接、最低級(jí)的就是,機(jī)器語言,。,匯編語言,。,高級(jí)語言,。如,C

2、,、,PASCAL,、,FORTRAN,、,BASIC,、,JAVA,等,2.1 程序設(shè)計(jì)方法和風(fēng)格,二級(jí)ACCESS軟件設(shè)計(jì)及軟件工程基礎(chǔ),程序設(shè)計(jì)風(fēng)格,基本概念：,編寫程序時(shí)所表現(xiàn)出來的特點(diǎn)、習(xí)慣和邏輯思路。一般從以下四部分加以規(guī)范：,源程序中的內(nèi)部文檔：,選擇標(biāo)示符的名字、注釋（序言性和功能性注釋）、程序的視覺組織。,數(shù)據(jù)說明：,顯式地說明一切變量、數(shù)據(jù)說明的次序應(yīng)該規(guī)范化、便于查找變量（按順序排列）、對(duì)復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)應(yīng)注釋說明,語句的結(jié)構(gòu)：,每條語句簡(jiǎn)單明了、盡量不用或少用,GOTO,語句、盡量只采用,3,種基本控制結(jié)構(gòu)編程,輸入和輸出：,對(duì)所有輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)和合理性檢查、輸入輸出格式

3、保持一致、設(shè)計(jì)良好的輸出報(bào)表,2.1 程序設(shè)計(jì)方法和風(fēng)格,二級(jí)ACCESS軟件設(shè)計(jì)及軟件工程基礎(chǔ),程序設(shè)計(jì)三種方法,結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)法,模塊內(nèi)部程序各部分要按照自頂向下的結(jié)構(gòu)劃分,各程序部分應(yīng)按功能組合,快速原型法（軟件工程法）,利用現(xiàn)有的工具和原型方法快速地開發(fā)所要的程序,面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)法,以對(duì)象為核心，與人類習(xí)慣的思維方法一致,2.1 程序設(shè)計(jì)方法和風(fēng)格,二級(jí)ACCESS軟件設(shè)計(jì)及軟件工程基礎(chǔ),基本思想,對(duì)大型的程序設(shè)計(jì)，使用一些基本的結(jié)構(gòu)來設(shè)計(jì)程序，無論多復(fù)雜的程序，都可以使用這些基本結(jié)構(gòu)按一定的順序組合起來。這些基本結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)都是,只有一個(gè)入口、一個(gè)出口,。由這些基本結(jié)構(gòu)組成的程序就避免了

4、任意轉(zhuǎn)移、閱讀起來需要來回尋找的問題。,設(shè)計(jì)原則,自頂向下,逐步求精,模塊化,限制使用,goto,語句,2.2 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì),二級(jí)ACCESS軟件設(shè)計(jì)及軟件工程基礎(chǔ),基本結(jié)構(gòu)：順序、選擇、循環(huán),2.2 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì),二級(jí)ACCESS軟件設(shè)計(jì)及軟件工程基礎(chǔ),2.3 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì),基本思想,客觀世界中任何一個(gè)事物都可以被看成是一個(gè)對(duì)象,，面向?qū)ο蠓椒ǖ谋举|(zhì)就是主張從客觀世界固有的事物出發(fā)來構(gòu)造系統(tǒng)，,系統(tǒng)中的對(duì)象及對(duì)象之間的關(guān)系能夠如實(shí)地反映問題域中固有的事物及其關(guān)系。,結(jié)構(gòu)化與面向?qū)ο蠓椒ū容^,結(jié)構(gòu)化的分解突出過程，即,如何做,(How to do)?,它強(qiáng)調(diào)代碼的功能是如何實(shí)現(xiàn)的；,面

5、向?qū)ο蟮姆纸馔怀霈F(xiàn)實(shí)世界和抽象的對(duì)象，即,做什么,(What to do)?,二級(jí)ACCESS軟件設(shè)計(jì)及軟件工程基礎(chǔ),主要優(yōu)點(diǎn),與人類習(xí)慣的思維方法一致,穩(wěn)定性好,可重用性好,易于開發(fā)大型軟件產(chǎn)品,可維護(hù)性好,2.3 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì),面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)主要考慮的是提高軟件的可重用性！,二級(jí)ACCESS軟件設(shè)計(jì)及軟件工程基礎(chǔ),面向?qū)ο蟮幕靖拍?對(duì)象,(Object),對(duì)象是基本的運(yùn)行時(shí)認(rèn)得實(shí)體，它既包括數(shù)據(jù)（,屬性,），也包括作用于數(shù)據(jù)的操作（,行為,）。,一個(gè)對(duì)象把屬性和行為封裝為一個(gè)整體,一個(gè)對(duì)象通常可由對(duì)象名、屬性和操作,3,部分組成,面向?qū)ο?(Object Oriented,OO),

6、從該問題所涉及的對(duì)象入手來研究問題。,消息,(Message),對(duì)象之間進(jìn)行通信的一種數(shù)據(jù)構(gòu)造，消息包括：接受消息對(duì)象名、消息標(biāo)識(shí)符、零個(gè)或多個(gè)參數(shù)。,2.3 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì),二級(jí)ACCESS軟件設(shè)計(jì)及軟件工程基礎(chǔ),面向?qū)ο蟮幕靖拍?類,(Class),一個(gè)類定義了一組大體上相似的對(duì)象。,一個(gè)類所包含的,方法和數(shù)據(jù),描述一組對(duì)象的共同行為和屬性。,類是在對(duì)象之上的抽象，對(duì)象是類的具體化，是類的實(shí)例,封裝,(Encapsulation),將數(shù)據(jù)和操作數(shù)據(jù)的函數(shù)銜接在一起，構(gòu)成一個(gè)具有類類型的對(duì)象的描述。,對(duì)象的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)受保護(hù)，外界不能訪問,封裝簡(jiǎn)化了程序員對(duì)對(duì)象的使用,2.3 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)

7、計(jì),二級(jí)ACCESS軟件設(shè)計(jì)及軟件工程基礎(chǔ),面向?qū)ο蟮幕靖拍?繼承,(Inheritance),繼承是父類和子類之間共享數(shù)據(jù)的方法的機(jī)制,一個(gè)子類可以繼承它的父類（或祖先類）中的屬性和操作,子類中可以定義自己的屬性和操作,單重繼承、多重繼承,多態(tài)性,(Polymorphism),不同的對(duì)象收到同一消息可以產(chǎn)生完全不同的結(jié)構(gòu)，這一現(xiàn)象叫做多態(tài)性,多態(tài)的實(shí)現(xiàn)受到繼承的支持,2.3 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì),二級(jí)ACCESS軟件設(shè)計(jì)及軟件工程基礎(chǔ),軟件的定義,軟件,(software),是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中與硬件,(hardware),相互依存的另一部分。,軟件包括三個(gè)部分：程序,(program),、相關(guān)數(shù)據(jù)

8、,(data),、說明文檔,(document),。,軟件的特點(diǎn),軟件是一種邏輯實(shí)體，不是物理實(shí)體，具有抽象性。,軟件沒有明顯的制造過程。,軟件在使用過程中，沒有磨損、老化問題,軟件依賴與硬件和環(huán)境，導(dǎo)致了移植問題,軟件是復(fù)雜的，而且以后會(huì)更復(fù)雜,軟件的成本相當(dāng)昂貴,軟件工作牽涉到很多社會(huì)因素,2.4 軟件工程基本概念,二級(jí)ACCESS軟件設(shè)計(jì)及軟件工程基礎(chǔ),軟件危機(jī),早期的軟件主要指程序，采用個(gè)體工作方式，缺少相關(guān)文檔，質(zhì)量低，維護(hù)困難，這些問題稱為“軟件危機(jī)”，,軟件工程概念的出現(xiàn)源自于軟件危機(jī),。,軟件工程,軟件工程是指應(yīng)用計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)及管理科學(xué)等原理，以工程化的原則和方法來解決軟件

9、問題的工程。,其目的是提高軟件生產(chǎn)率、提高軟件質(zhì)量、降低軟件成本。,軟件工程基本目標(biāo),在給定成本、進(jìn)度的前提下，開發(fā)出具有有效性、可靠性、可理解性、可維護(hù)性、可重用性、可適應(yīng)性、可移植性、可追蹤性和可互操作性且滿足用戶需求的產(chǎn)品。,2.4 軟件工程基本概念,二級(jí)ACCESS軟件設(shè)計(jì)及軟件工程基礎(chǔ),軟件工程原則：,抽象、信息隱蔽、模塊化、局部化、確定性、一致性、完備性和可驗(yàn)證性。,1),抽象：,抽象是事物最基本的特性和行為，忽略非本質(zhì)細(xì)節(jié)，采用分層次抽象，自頂向下，逐層細(xì)化來控制軟件開發(fā)過程的復(fù)雜性。,2,）信息隱蔽：,采用封裝技術(shù)，將程序模塊的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)隱蔽起來，使模塊接口盡量簡(jiǎn)單。,3,）模塊

10、化：,模塊是程序中相對(duì)獨(dú)立的成分，一個(gè)獨(dú)立的編程單位。模塊的大小要適中，過大模塊內(nèi)部復(fù)雜性增加，太小整個(gè)系統(tǒng)過于復(fù)雜。,4,）局部化：,保證模塊間具有松耦合性，模塊內(nèi)部有高內(nèi)聚性。,5,）確定性：,軟件中所有概念的表達(dá)應(yīng)是確定、無歧義且規(guī)范的。,6,）一致性：,內(nèi)外部接口保持一致，系統(tǒng)規(guī)格說明與行為保持一致。,7,）完備性：,軟件系統(tǒng)不丟失任何重要成分，完全實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)所需功能。,8,）可驗(yàn)證性：,遵循容易檢查、測(cè)評(píng)、評(píng)審原則，確保系統(tǒng)正確性,2.4 軟件工程基本概念,二級(jí)ACCESS軟件設(shè)計(jì)及軟件工程基礎(chǔ),軟件工程三要素,方法：,完成軟件工程項(xiàng)目的技術(shù)手段,工具：,支持軟件的開發(fā)、管理、文檔生成

11、,過程：,支持軟件開發(fā)的各個(gè)環(huán)節(jié)的控制、管理,軟件工具和軟件開發(fā)環(huán)境,軟件工具,(CASE),：,用來輔助軟件開、運(yùn)行、維護(hù)、管理、支持等過程中的活動(dòng)的軟件,軟件開發(fā)環(huán)境：,支持軟件產(chǎn)品開發(fā)的軟件系統(tǒng)，它由軟件工具集和環(huán)境集成機(jī)制構(gòu)成,2.4 軟件工程基本概念,二級(jí)ACCESS軟件設(shè)計(jì)及軟件工程基礎(chǔ),軟件生命周期,軟件產(chǎn)品,從提出、實(shí)現(xiàn)、使用維護(hù)到停止使用退役的過程,稱為軟件生命周期。分為軟件定義、軟件開發(fā)及軟件運(yùn)行維護(hù),3,個(gè)階段。,1,）軟件定義階段：,包括制定計(jì)劃和需求分析。,制定計(jì)劃：確定總目標(biāo)；可行性研究；探討解決方案；制定開發(fā)計(jì)劃。,需求分析：對(duì)待開發(fā)軟件提出的需求進(jìn)行分析并給出詳

12、細(xì)的定義。,2,）軟件開發(fā)階段：,軟件設(shè)計(jì)：分為概要設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)兩個(gè)部分。軟件實(shí)現(xiàn)：把軟件設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可以接受的程序代碼。,軟件測(cè)試：在設(shè)計(jì)測(cè)試用例的基礎(chǔ)上檢驗(yàn)軟件的各個(gè)組成部分。,3,）軟件運(yùn)行維護(hù)階段（生命周期中花費(fèi)最多的階段）：,軟件投入運(yùn)行，并在使用中不斷地維護(hù)，進(jìn)行必要的擴(kuò)充和刪改。,2.4 軟件工程基本概念,二級(jí)ACCESS軟件設(shè)計(jì)及軟件工程基礎(chǔ),需求分析,用戶對(duì)目標(biāo)軟件系統(tǒng)在功能、行為、性能、設(shè)計(jì)約束等方面的期望。,需求分析的任務(wù)是發(fā)現(xiàn)需求、求精、建模和定義需求的過程。,需求分析將創(chuàng)建所需的,數(shù)據(jù)模型,、,功能模型,和,控制模型,。,需求分析的四步驟,需求獲取、需求分析、編

13、寫需求規(guī)格說明書和需求評(píng)審,需求分析的方法,結(jié)構(gòu)化分析方法、面向?qū)ο蠓治龇椒?2.5 結(jié)構(gòu)化分析方法,二級(jí)ACCESS軟件設(shè)計(jì)及軟件工程基礎(chǔ),結(jié)構(gòu)化分析方法,結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)理論在軟件需求分析階段的運(yùn)用，其,目的是幫助弄清用戶對(duì)軟件的需求。,常用工具,數(shù)據(jù)流圖、數(shù)據(jù)字典、判定樹、判定表,開發(fā)策略,自頂向下，逐層分解,2.5 結(jié)構(gòu)化分析方法,二級(jí)ACCESS軟件設(shè)計(jì)及軟件工程基礎(chǔ),數(shù)據(jù)流圖,(DFD),：,以圖形的方式描繪數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中流動(dòng)和處理的過程，,它反映了系統(tǒng)必須完成的邏輯功能，是結(jié)構(gòu)化分析方法中用于表示系統(tǒng)邏輯模型的一種工具。,2.5 結(jié)構(gòu)化分析方法,加工,存儲(chǔ)文件,源、,潭,數(shù)據(jù)流,加工

14、（轉(zhuǎn)換）：,輸入數(shù)據(jù)經(jīng)加工變換產(chǎn)生輸出。,數(shù)據(jù)流：,沿箭頭方向傳送數(shù)據(jù)的通道，旁邊標(biāo)注數(shù)據(jù)流名。,存儲(chǔ)文件（數(shù)據(jù)源）：,表示處理過程中存放各種數(shù)據(jù)的文件。,源、潭：,表示系統(tǒng)和環(huán)境的接口，屬系統(tǒng)之外的實(shí)體。,二級(jí)ACCESS軟件設(shè)計(jì)及軟件工程基礎(chǔ),畫數(shù)據(jù)流圖的基本步驟,自外向內(nèi)，自頂向下，逐層細(xì)化，完善求精,2.5 結(jié)構(gòu)化分析方法,數(shù)據(jù)流圖的示例,二級(jí)ACCESS軟件設(shè)計(jì)及軟件工程基礎(chǔ),數(shù)據(jù)字典,(DD),：,對(duì)所有與系統(tǒng)相關(guān)的數(shù)據(jù)元素的一個(gè)有組織的列表,，其,作用是對(duì)數(shù)據(jù)流圖中出現(xiàn)的被命名的圖形元素的確切解釋,。,數(shù)據(jù)字典常包括,5,個(gè)部分：,數(shù)據(jù)項(xiàng)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)處理。,

15、數(shù)據(jù)字典是結(jié)構(gòu)化分析方法的核心,2.5 結(jié)構(gòu)化分析方法,軟件需求規(guī)格說明書（,SRS,）,：,需求分析階段的最后成果，通過建立完整的信息描述、詳細(xì)的功能和行為描述、性能需求和設(shè)計(jì)約束的說明、合適的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，給出對(duì)目標(biāo)軟件的各種需求。,二級(jí)ACCESS軟件設(shè)計(jì)及軟件工程基礎(chǔ),需求分析主要解決,“做什么”,的問題，而,軟件設(shè)計(jì),主要解決,“怎么做”,的問題。,從技術(shù)觀點(diǎn)來看,，軟件設(shè)計(jì)包括軟件,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),、,數(shù)據(jù)設(shè)計(jì),、,接口設(shè)計(jì),、,過程設(shè)計(jì),。,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：,定義軟件系統(tǒng)各主要部件之間的關(guān)系。,數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)：,將分析時(shí)創(chuàng)建的模型轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義。,接口設(shè)計(jì)：,描述軟件內(nèi)部、軟件和協(xié)作系統(tǒng)之間以及

16、軟件與人之間如何通信。,過程設(shè)計(jì)：,把系統(tǒng)結(jié)構(gòu)部件轉(zhuǎn)換成軟件的過程性描述,2.6 結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法,軟件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),二級(jí)ACCESS軟件設(shè)計(jì)及軟件工程基礎(chǔ),從工程角度來看,，軟件設(shè)計(jì)分兩步完成，即,概要設(shè)計(jì),和,詳細(xì)設(shè)計(jì),。,概要設(shè)計(jì)：又稱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),，將軟件需求轉(zhuǎn)化為軟件體系結(jié)構(gòu)；確定系統(tǒng)級(jí)接口、全局?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或數(shù)據(jù)庫模式；,編寫概要設(shè)計(jì)文檔、概要設(shè)計(jì)文檔評(píng)審。,詳細(xì)設(shè)計(jì)：,確定每個(gè)模塊的實(shí)現(xiàn)算法和局部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用適當(dāng)方法表示算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)。,2.6 結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法,軟件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),二級(jí)ACCESS軟件設(shè)計(jì)及軟件工程基礎(chǔ),軟件設(shè)計(jì)基本原理：,抽象,、,模塊化,、,信息隱蔽,和,模塊獨(dú)立性,。,抽象：,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(xì)節(jié)。,模塊化：,解決一個(gè)復(fù)雜問題時(shí)自頂向下逐步把軟件系統(tǒng)劃分成較小的、相對(duì)獨(dú)立但又不相互關(guān)聯(lián)的模塊的過程。,信息隱蔽：,模塊的實(shí)施細(xì)節(jié)對(duì)于其他模塊來說是隱蔽的。,模塊獨(dú)立性：,軟件系統(tǒng)中每個(gè)模塊只涉及軟件要求的具體的子功能，和軟件系統(tǒng)中其他模塊的接口是簡(jiǎn)單的。,模塊獨(dú)立性指標(biāo)：,耦合性,和,內(nèi)聚性,模塊劃分原則是：,高內(nèi)聚