实验二 结构化分析与设计

实验二 结构化分析与设计

博客班级	软件工程
作业链接	第二次实验
作业要求	完成第二次实验
学号	3180701318

一.实验目的
（1）掌握结构化的需求分析方法；

（2）掌握分层数据流图的绘制、数据字典和加工说明的编制；

（3）掌握数据流图映射为软件结构图的方法；

（4）掌握需求说明书和设计说明。书的主要内容，学习软件需求说明书和设计说明书的编写；

（5）掌握测试的基本方法。

二.实验内容
（1）参考一个熟悉的系统，如，机票预订系统/教材订购系统/ATM自动取款机，讨论其用户需求、系统需求和业务需求；

（2）绘制系统的分层数据流图，并给出数据字典；

（3）将系统的分层数据流图映射为软件结构图，绘制软件结构图；

（4）为关键模块进行详细设计，如绘制关键模块的流程图；

（5）实现系统部分功能并测试。

【实例1】机票预订系统

参考：

（1）携程网：https://flights.ctrip.com/international/search/domestic

（2）去哪儿：https://www.qunar.com/?ex_track=auto_4e0d874a
为了方便旅客，某航空公司拟开发一个机票预定系统。旅行社把预定机票的旅客信息（姓名、性别、工作单位、身份证号码、旅行时间、旅行目的地等）输入该系统，系统为旅客安排航班，旅客在飞机起飞前一天凭取票通知和账单交款取票，系统核对无误即印
出机票给顾客

【实例2】教材订购系统

销售系统的工作过程为：首先由教师或学生提交购书单，经教材发行人员审核是有效购书单后，开发票、登记并返给教师或学生领书单，教师或学生即可去书库领书。
采购系统的主要工作过程为：若是脱销教材，则登记缺书，发缺书单给书库采购人员；一旦新书入库后，即发进书单通知给教材发行人员。

【实例3】图书管理系统

参考：http://lib.ahpu.edu.cn/

三.实验步骤
（1）复习结构化的分析与设计方法的主要过程；
结构化分析方法的基本思想是自顶向下逐层分解。分解和抽象是人们控制问题复杂性的两种基本手段。对于一个复杂的问题，人们很难一下子考虑问题的所有方面和全部细节，通常可以把一个大问题分解成若干个小问题，每个小问题再分解成若干个更小的问题，经过多次逐层分解，每个最底层的问题都是足够简单、容易解决的，于是复杂的问题也就迎刃而解了。这个过程就是分解过程。

结构化分析与面向对象分析方法之间的最大差别是：结构化分析方法把系统看作一个过程的集合体，包括人完成的和电脑完成的；而面向对象方法则把系统看成一个相互影响的对象集。结构化分析方法的特点是利用数据流图来帮助人们理解问题，对问题进行分析。

结构化分析一般包括以下工具：数据流图（Data Flow Diagram，DFD）、数据字典（Data Dictionary，DD）、结构化语言、判定表、判定树。在接下来的部分将对它们一一做简单介绍。

结构化系统分析方法从总体上来看是一种强烈依赖数据流图的自顶向下的建模方法。它不仅是需求分析技术，也是完成需求规格化的有效技术手段。 

（2）讨论系统存在的用户角色、工作流等；
（i）本次实验所做的图书借阅系统包含的用户角色有：

①借书者

②图书管理员

③系统管理员

（ii）系统中应存在的工作流：

①图书管理系统能够为一定数量的借阅者提供服务。每个借阅者能够拥有唯一标识其存在的编号。图书馆向每一个借阅者发放图书证，其中包含每一个借阅者的编号和个人信息。提供的服务包括：提供查询图书信息、查询个人信息服务和预定图书服务等。

②当借阅者需要借阅图书、归还书籍时需要通过图书管理员进行，即借阅者不直接与系统交互，而是通过图书管理员充当借阅者的代理和系统交互。

③系统管理员主要负责系统的管理维护工作，包括对图书、数目、借阅者的添加、删除和修改。并且能够查询借阅者、图书和图书管理员的信息。

④可以通过图书的名称或图书的ISBN号对图书进行查找。

（3）对关键功能绘制数据流图，给出数据字典，并反复讨论数据流的合理性；
数据流图
顶层数据流图：

第一层数据流图：

第二层数据流图：

数据字典：

（4）对应数据流图，设计系统的功能结构图，关键模块的流程图；
设计系统的功能结构图：
用户注册：
新书入库：
借书流程：

（5）选择对应的结构化程序设计语言，实现并测试部分功能模块
1）管理员表：用于保存管理员信息。代码如下：

GO
SET QUOTED_IDENTIFIER ON
GO
CREATE TABLE [dbo].[Users](
	[Name] [nvarchar](50) NULL,
	[Password] [nvarchar](50) NULL,
	[Type] [int] NULL
) ON [PRIMARY]
GO```

2）图书信息表：存储图书信息。代码如下：
```SET ANSI_NULLS ON
GO
SET QUOTED_IDENTIFIER ON
GO
CREATE TABLE [dbo].[Book](
	[Num] [nvarchar](50) NOT NULL,
	[Name] [nvarchar](50) NULL,
	[Author] [nvarchar](50) NULL,
	[Type] [int] NULL,
	[ISBN] [nvarchar](50) NULL,
	[CBS] [nvarchar](50) NULL,
	[CBRQ] [datetime] NULL,
	[Status] [nvarchar](50) NULL,
 CONSTRAINT [PK_Book] PRIMARY KEY CLUSTERED 
(
	[Num] ASC
)WITH (PAD_INDEX  = OFF, STATISTICS_NORECOMPUTE  = OFF, IGNORE_DUP_KEY = OFF, ALLOW_ROW_LOCKS  = ON, ALLOW_PAGE_LOCKS  = ON) ON [PRIMARY]
) ON [PRIMARY]
GO```
3）借书卡信息表，代码如下：
```SET ANSI_NULLS ON
GO
SET QUOTED_IDENTIFIER ON
GO
CREATE TABLE [dbo].[Card](
	[Num] [nvarchar](50) NOT NULL,
	[Name] [nvarchar](50) NULL,
	[Class] [nvarchar](50) NULL,
	[StartTime] [datetime] NULL,
	[EndTime] [datetime] NULL,
 CONSTRAINT [PK_Card] PRIMARY KEY CLUSTERED 
(
	[Num] ASC
)WITH (PAD_INDEX  = OFF, STATISTICS_NORECOMPUTE  = OFF, IGNORE_DUP_KEY = OFF, ALLOW_ROW_LOCKS  = ON, ALLOW_PAGE_LOCKS  = ON) ON [PRIMARY]
) ON [PRIMARY]
GO```

**四.思考题**
1.简述需求说明书，概要设计，详细设计说明书的主要内容。
答：
（1）需求说明书
软件需求说明书，又称为软件规格说明书，是分析员在需求分析阶段需要完成的文档，是软件需求分析的最终结果。软件需求说明主要包括引言、任务概述、需求规定、运行环境规定和附录等内容。
（2）概要设计说明书
概要设计说明书又可称系统设计说明书，这里所说的系统是指程序系统。编制的目的是说明对程序 系统的设计考虑，包括程序系统的基本处理流程、程序系统的组织结构、模块划分、功能分配、接口设计、运行设计、安全设计、数据结构设计和出错处理设计等，为程序的详细设计提供基础。
（3）详细设计说明书
 详细设计说明书又可称程序设计说明书。编制目的是说明一个软件系统各个层次中的每一个程序 （每个模块或子程序）的设计考虑，如果一个软件系统比较简单，层次很少，详细设计阶段的主要参考文档是概要设计说明书。详细设计说明书是整个系统开发的依据，原则上来说，任何一个程序员都能读懂详细设计说明书，能遵照详细设计说明书实现程序。

2.结构化分析方法与面向对象分析方法有无本质上的不同？
答：
（1）结构化分析方法：
结构化方法主要用于分析系统的功能，是一种直接根据数据流划分功能层次的分析方法；结构化方法的基本特点是表达问题时尽可能使用图形符号，即使非计算机专业人员也也易于理解，设计数据流图时只考虑系统必须完成的基本功能，不需要考虑如何具体地实现这些功能，对于相当复杂的系统，SA采用化整为零，逐个击破和从抽象到具体逐层分解的方法。
（2）面向对象方法：
面对对象的分析分为问题分析和应用分析，问题分析的主要任务是收集并确认用户的需求分析和过程分析，从中抽象出问题的基本概念，属性和操作，然后用泛化，组成和关联结构描述实体间的静态关系。应用分析的主要任务是动态描述系统中对象的合法状态序列，并用动态模型表达对象的动态行为，对象之间的消息传递和协同工作的动态信息。

3.对数据流图进行审查有何意义？
答：数据流图是一种分析工具，全面的描述了系统数据流程，综合地反映出系统中信息的流动、处理和存储情况。它在系统分析中的作用是，它用结构化系统分析方法从数据传递和加工角度出发，用图形方式来表达系统的逻辑功能、数据在系统内部的逻辑流向和逻辑变换过程。
确保两大特性：
一致性：分层DFD中不存在矛盾和冲突。
完整性：是否有遗漏的数据流、加工等

4.给出一次完整的会议讨论纪要，包括议题，最终结果。
议题：如何根据例题，画出相应的数据流图和数据字典。
最终结果：
数据流图的设计方法 ：
第一步，画子系统的输入输出
把整个系统视为一个大的加工，然后根据数据系统从哪些外部实体接收数据流，以及系统发送数据流到那些外部实体，就可以画出输入输出图。这张图称为顶层图。
第二步，画子系统的内部
把顶层图的加工分解成若干个加工，并用数据流将这些加工连接起来，使得顶层图的输入数据经过若干加工处理后，变成顶层图的输出数据流。这张图称为0层图。从一个加工画出一张数据流图的过程就是对加工的分解。
第三步，画加工的内部
把每个加工看作一个小系统，把加工的输入输出数据流看成小系统的输入输出流。于是可以象画0层图一样画出每个小系统的加工的DFD图。
第四步，画子加工的分解图
对第三步分解出来的DFD图中的每个加工，重复第三步的分解过程，直到图中尚未分解的加工都是足够简单的（即不可再分解）。至此，得到了一套分层数据流图。
第五步，对数据流图和加工编号
数据字典：
（1）描述数据库系统的所有对象，如属性、实体、记录类型、数据项、 用户标识、口令、物理文件名及其位置、文件组织方法等；
（2）描述数据库系统各种对象之间的交叉联系，如哪个用户使用哪个子模式，哪个记录分配在哪个区域，存贮在哪个物理设备上；
（3）登记所有对象在不同场合、不同视图中的名称对照表；
（4）描述模式、子模式和物理模式的改动情况。

**个人小结**
学习了软件工程这门课之后，我觉得软件工程就是使我们如何与队友一起规范化的开发一个软件。我们最开始学习写小程序的时候不去规划而是直接动手开始做，不会考虑它的可用性以及性能等，只需要最后运行后得到预期的答案便算是完成了。可是长远的想一想以后去了公司开发一个软件，如何与他人合作、如何在规定时间完成这个软件的编写、如何使软件寿命更长、以及最终成品是否符合用户的需求，这些都需要在最开始或者制作软件的过程中规划好，所以软件工程这门课对于我们开发一个软件时有非常大的帮助。

标签：系统,说明书,实验,数据流,设计,结构化分析,NULL,图书
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