第７回 アプリケーションの設計（5月27日）

今日の課題

• 内部設計
• プログラム構造設計（モジュール分割）
• プログラム内設計（詳細設計）
• 物理データ設計

■ 内部設計

内部設計は，プログラムをどのように作るのかを決めるものである．

• プログラム構造設計：外部機能に注目して，幾つかのモジュールに分割する．
• プログラム内設計：モジュールの具体的なアルゴリズム，データ構造，入力条件，出力条件，を決める．
• 物理データ設計：ディスク・ファイルを使用するか，データ型（struct）や定数を定義する．

■ プログラム構造設計

役割りとしてまとまりのあるプログラムをモジュールと呼ぶ．幾つかの小さなモジュールで１つのモジュールを実現することがある．このとき小さなモジュールを下位のモジュールという．C言語によるプログラミングでは，最上位のモジュールは，main関数である．

モジュールを設計するには２通りの手順が考えられる．

• トップダウンアプローチ：外部設計の機能を分割していく．
• ボトムアップアプローチ：細かな機能設計を最初に決めて，それらを組み合わせる．

トップダウンアプローチは，ウォーターフォールモデルなどの設計と相性が良い．

分割の方針は経験に依ると言われている．たとえば，次の観点で分割するとよい．

• 共用性
• 汎用性
• 独立性
• 抽象化の粒度

通常のソフトウエア開発では，上記のポイントを考える必要がある．ただ，現在のＣ言語の学習時には，より具体的な観点が欲しいでしょう．

そこで，たとえば，次のような処理のタイプで分割するとよい．

• 入力のためのモジュール
• 出力のためのモジュール
• 判定のためのモジュール
• 計算のためのモジュール
• データの整理のためのモジュール

そして，既存のライブラリが利用できる点を見付けて，不足する機能を新規にモジュールで実現する．

■ プログラム内設計

設計したモジュールごとにプログラムのサブルーチン（関数）を設計する．

• モジュール名（人間用）
• 関数名（プログラム用）
• 入力条件
• 出力条件
• アルゴリズム
• 動作の具体例

上記の項目について記述しながら，プログラムがうまく動作するのかを頭の中でシミュレーションする．誤りがあれば，プログラム構造設計を見直す．データ構造（struct）で必要な要件を別の紙にメモしておくと，後で便利である．

関数名や変数名を，この段階で命名する．関数は処理をするので，英語の動詞句の形で書き，変数は処理の対象であるので，英語の名詞句の形で書くことが多い．

save_image()

print_header_info()

list_of_files

file_number

単語の区切にアンダーバーを使ったが，アンダーバーを使わずに単語の先頭を大文字で書く方法もある．ただし，1つのソフトウエア内では統一して命名すること．

SaveImage();

ListOfFiles

定数や独自に宣言したデータ型は，大文字の名前を使うことがある．

#define BUFSIZ 8192

typedef double RGB[3];

ライブラリを作成するときは，先頭に共通のキーワードを設ける．ライブラリのソースファイルも共通性のある名前を付ける．

list_hogehoge.c

list_make_node()

list_print()

pgmimage.c

pgm_scan_header()

pgm_save_image()

■ 物理データ設計

プログラム内設計の際に，想定したデータ構造やファイルフォーマットを明記する．

□ 課題

先週より作成した自分の設計書に従って，内部設計をせよ．

サンプルのプログラム内部設計書をここに示す．⇒サンプル設計書2

来週（6月3日）までに，内部設計を済ませておくこと．来週は，知能計算機室で，各自がコーディングをする．再来週（6月10日）に作成した結果をレポートして提出する．

レポートの書式は以下のとおりとする．

第１章 pgmcatプログラム内部設計書

1.1 プログラム構造設計

1.2 プログラム内設計

1.3 物理データ設計

第２章 pgmcatプログラムのソースプログラム

2.1 本体（pgmcat.c）

2.2 ライブラリ（list_???.c／pgm_???.c）

第３章 pgmcatプログラムの操作説明書

第４章 動作例

第５章 実装の完成度

5.1 完成度の評点

（ＡＢＣの３段階評価で自己採点をする）

（Ａ..仕様どおり完成した．Ｂ..結合画像の出力が可能であるが，ある条件では動作しない．Ｃ..動作しない）

5.2 具体例

・○○モジュールのコーディングができなかった．理由は…．

・○○モジュールはバグが残っている．理由／症状は…．

など

サンプルの設計書をベースにして第１章を作成してもよい．第２章以降は，第１章での設計どおりであること．

2004.5.24 by tokuhisa