【正文】 1 朱建凱 何海江 汪祥 毛偉 編 《軟件工程 (導(dǎo)論 )》 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū) 長(zhǎng)沙學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系 2020 年 9 月 2 前 言 《軟件工程 (導(dǎo)論 )》是計(jì)算機(jī)類本科專業(yè)的重要專業(yè) 基礎(chǔ) 課程，它是指導(dǎo)計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)和維護(hù)的一門(mén)科學(xué)，包含技術(shù)和管理兩方面內(nèi)容，是技術(shù)與管理緊密結(jié)合所形成的工程學(xué)科。同時(shí)軟件工程對(duì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)要求非常高的，中間的很多經(jīng)驗(yàn)都需要在實(shí)踐中去體會(huì)和認(rèn)識(shí)。 該實(shí)驗(yàn) 指導(dǎo)書(shū)內(nèi)容是在 指導(dǎo) 0 0 10 三屆學(xué)生的實(shí)驗(yàn)課程中不斷總結(jié)完善，并按照2020 版 計(jì)科專業(yè)和軟件工程專業(yè)的培 養(yǎng)方案以及實(shí)驗(yàn)（實(shí)訓(xùn)）大綱重新 對(duì)內(nèi)容 進(jìn)行了組織和編排。整個(gè)實(shí)驗(yàn) 按照 六 個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)設(shè)計(jì)， 全部完成需要 32 學(xué)時(shí) ，在具體的教學(xué)過(guò)程中，可以靈活調(diào)整 。在這 六 個(gè)實(shí)驗(yàn)中，全部以 一個(gè)航空售票點(diǎn)售票軟件的 程序設(shè)計(jì)作為主線來(lái)貫穿全部設(shè)計(jì)過(guò)程，按照軟件項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的自然過(guò)程安排實(shí)驗(yàn) （實(shí)訓(xùn)） ，首先從需求分析、再到系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)、編碼和單元測(cè)試 ，其中顧及到結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法和面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)方法，在需求建模和程序設(shè)計(jì)方面安排學(xué)生 分別 用這兩個(gè)方法對(duì)這個(gè)開(kāi)發(fā)任務(wù) 分析和設(shè)計(jì)各進(jìn)行了一次 。通過(guò)這 六 個(gè)實(shí)驗(yàn)，基本了解和熟悉軟件工程管理的幾個(gè)主要過(guò)程，達(dá) 到熟悉教材，理會(huì)軟件工程管理理論的目的。 該實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)是根據(jù) 2020 版計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)方案對(duì)《軟件工程》課程的教學(xué)要求 ，以及軟件工程專業(yè)培養(yǎng)方案對(duì)《軟件工程導(dǎo)論實(shí)訓(xùn)》課程的要求 編寫(xiě)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，其中計(jì)科專業(yè)實(shí)驗(yàn)課時(shí)數(shù)是 20 學(xué)時(shí)，軟工專業(yè)實(shí)訓(xùn)課時(shí)是 32 學(xué)時(shí)， 因此本指導(dǎo)書(shū)只能按照32 學(xué)時(shí) 來(lái)設(shè)計(jì) ，計(jì)科專業(yè)采用本 實(shí)驗(yàn) 指導(dǎo)書(shū)時(shí)必須 適當(dāng)調(diào)整內(nèi)容 。 計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室從 2020 年下學(xué)期開(kāi)始所有的實(shí)驗(yàn)（實(shí)訓(xùn)）課程都不再提交紙質(zhì)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告而全部在網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。報(bào)告的網(wǎng)址是：場(chǎng)在計(jì)算機(jī)上檢查打分并錄入系統(tǒng)之后，學(xué)生才能提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，然后老師再綜合實(shí)驗(yàn)報(bào)告和現(xiàn)場(chǎng)檢查的打分給每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目打分。必須全部實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目都及格，才會(huì)有實(shí)驗(yàn)分?jǐn)?shù)，否則實(shí)驗(yàn)分?jǐn)?shù)計(jì)零分，且必須補(bǔ)考或重新。 本實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)中，實(shí)驗(yàn)一和實(shí)驗(yàn)二由朱建凱老師編寫(xiě)，實(shí)驗(yàn)三和實(shí)驗(yàn)五由汪祥老師編寫(xiě)，實(shí)驗(yàn)四由毛偉老師編寫(xiě)，實(shí)驗(yàn)六由 何海江老師 編寫(xiě)。 編者 2020 年 9 月 3 目 錄 第一部分 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 設(shè)計(jì)任務(wù) ????????????????????????????????? 2 實(shí)驗(yàn) 1：需求分析?? ???? ??? ?? ??????????????????? 3 實(shí)驗(yàn) 2： 程序 設(shè)計(jì)? ???? ?? ?? ????????????????????? 4 實(shí)驗(yàn) 3： 用例分析 ? ???????? ????????????????????? 5 實(shí)驗(yàn) 4： 面向?qū)ο笤O(shè)計(jì) ?? ?????? ???????????????????? 6 實(shí)驗(yàn) 5： 程序?qū)崿F(xiàn) ?? ?????? ?? ??????????????????? 7 實(shí)驗(yàn) 6： 軟件測(cè)試 ??? ?????? ????????????????????? 8 第二部分 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo) 實(shí)驗(yàn) 1：需求分析實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)?????? ?? ?????????????????? 10 實(shí)驗(yàn) 2：程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)??????????????? ?? ????????? 15 實(shí)驗(yàn) 3：用例分析實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)?????????????? ???? ???????? 25 實(shí)驗(yàn) 4：面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)?????????? ?? ???????????? 31 實(shí)驗(yàn) 5：程序?qū)崿F(xiàn)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo) ???? ????? ?? ?????????????? 34 實(shí)驗(yàn) 6：軟件測(cè)試實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)????????? ?? ??????????????? 35 1 第一部分 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 2 設(shè)計(jì)任務(wù) 題目：機(jī)票預(yù)定系統(tǒng) 1．基本功能要求 航空公司售票點(diǎn)為給旅客乘機(jī)提供方便，需要開(kāi)發(fā)一個(gè)機(jī)票預(yù)定系統(tǒng)。 各個(gè)訂票點(diǎn)把預(yù)定機(jī)票的旅客信息（姓名、性別、工作單位、身份證號(hào)碼（護(hù)照號(hào)碼）、旅行時(shí)間、旅行始發(fā)地和目的地，航班艙位要求）輸入到聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)中，系統(tǒng)為旅客安排航班。當(dāng)旅客確認(rèn)航班并交付了預(yù)訂金后，系統(tǒng)打印出取票通知和帳單給旅 客，旅客在飛機(jī)起飛前一天憑取票通知和帳單交款取票，系統(tǒng)核對(duì)無(wú)誤即打印出機(jī)票給旅客。此外航空公司為隨時(shí)掌握各個(gè)航班飛機(jī)的乘載情況，需要定期進(jìn)行查詢統(tǒng)計(jì)，以便適當(dāng)調(diào)整。 2．技術(shù)要求和限制條件 （ 1）在分析系統(tǒng)功能時(shí)要考慮有關(guān)證件的合法性驗(yàn)證（如身份證、取票通知和交款發(fā)票）等。 （ 2）對(duì)于本系統(tǒng)還應(yīng)補(bǔ)充一下功能： 1．旅客延誤了取票時(shí)間的處理 2．航班取消后的處理 3．旅客臨時(shí)更改航班的處理 （ 3）系統(tǒng)的外部輸入項(xiàng)至少包括：旅客、旅行社和航空公司。 （ 4）系統(tǒng)支持現(xiàn)金支付和信用卡以及銀行卡支付，不支持網(wǎng)上訂票 和網(wǎng)上付款。 3 實(shí)驗(yàn) 1：需求分析 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 學(xué)習(xí) 結(jié)構(gòu)化軟件 需求分析方法，掌握軟件需求的表達(dá)方式和方法 實(shí)驗(yàn)類型 綜合 性實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí) 4 學(xué)時(shí) 實(shí)驗(yàn)原理及知識(shí)點(diǎn) 數(shù)據(jù)流圖； 數(shù)據(jù)字典；數(shù)據(jù)加工說(shuō)明 需求規(guī)格說(shuō)明書(shū) 實(shí)驗(yàn)環(huán)境 （硬件環(huán)境、軟件環(huán)境） 硬件平臺(tái)： 普通 個(gè)人計(jì)算機(jī)； 軟件： Windows XP， Microsoft Visio 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 認(rèn)真分析 第 1 頁(yè) 的用戶需求 并整理 ，逐條列出需求要求 并對(duì)需求要求進(jìn)行歸類，設(shè)計(jì)需求編碼規(guī)則對(duì) 需求要求 進(jìn)行 編號(hào)； 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)流程圖； 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)字典； 設(shè)計(jì)數(shù) 據(jù)加工說(shuō)明； 根據(jù)設(shè)計(jì)出來(lái)的模型， 重新 調(diào)整前面整理的需求初稿，最后按照軟件需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)的格式寫(xiě)一份需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)。 第一步：研究需求的內(nèi)容，用自然語(yǔ)言逐條描述； 第二步： 逐條對(duì)需求分類并編號(hào) ； 第三步：繪制數(shù)據(jù)流程圖； 第四步： 編寫(xiě)數(shù)據(jù)字典和數(shù)據(jù)加工說(shuō)明 ； 第五步：重新修訂需求規(guī)格說(shuō)明書(shū) 思考與練習(xí) 需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)中，為什么要將需求逐條編上號(hào)，而且要對(duì)需求的描述非常準(zhǔn)確，這樣操作主要是為了什么？ 4 實(shí)驗(yàn) 2：程序設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 學(xué)習(xí)軟件 的結(jié)構(gòu)化 設(shè)計(jì)方法，練習(xí) 采用結(jié)構(gòu)化 設(shè)計(jì)方法完成 程序 設(shè)計(jì)任務(wù) 的過(guò)程。 實(shí)驗(yàn)類型 綜合性實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí) 6 學(xué)時(shí) 實(shí)驗(yàn)原理及知識(shí)點(diǎn) 模塊化程序設(shè)計(jì)理論；信息隱藏和局部化； 面向數(shù)據(jù)流 圖 的設(shè)計(jì)方法 ； PAD 圖 實(shí)驗(yàn)環(huán)境 （硬件環(huán)境、軟件環(huán)境） 硬件平臺(tái)：普通個(gè)人計(jì)算機(jī)； 軟件： Windows XP， Microsoft Visio 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 以上一次實(shí)驗(yàn)課完成的數(shù)據(jù)流圖為基礎(chǔ)，按照數(shù)據(jù)流 圖 的設(shè)計(jì)方法，選用事務(wù)流或者變換流的分析方法，設(shè)計(jì)出系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，要求： ? 完成 從 數(shù)據(jù)流圖 到模塊結(jié)構(gòu)圖 的轉(zhuǎn)化 ，標(biāo)記出 各模塊的 輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù) 以及要完成的數(shù)據(jù)處理任務(wù) ； ? 畫(huà)出層次圖和 HIPO 圖； ? 從數(shù)據(jù)字典出發(fā) 設(shè)計(jì)出數(shù)據(jù)的 ER 圖，并把 ER 圖轉(zhuǎn)化為關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)模式 ； ? 用 PAD 圖和過(guò)程設(shè)計(jì)語(yǔ)言（偽碼）來(lái)描述上面完成的各模塊的設(shè)計(jì)任務(wù)； ? 最后將上面完成的工作，以設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的形式展現(xiàn)出來(lái)。 第一步： 復(fù)查并細(xì)化數(shù)據(jù)流圖確定數(shù)據(jù)流圖具有變換特性還是事務(wù)特性； 第二步： 確定輸入流和輸出流的業(yè)務(wù)邊界； 第三步： 設(shè)計(jì)出初步的模塊分解圖； 第四步： 從初步的模塊結(jié)構(gòu)圖得到最終的模塊結(jié)構(gòu)圖（ MSD） ； 第五步： 編寫(xiě)模塊的輸入數(shù)據(jù)，處理過(guò)程，輸出數(shù)據(jù)（ IPO） ； 第六步： 設(shè)計(jì)模塊的 PAD 圖以及過(guò)程設(shè)計(jì)語(yǔ)言描述 ； 第七步： 完成程序的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 。 思考與練習(xí) 用事務(wù)流分析方法和變換流分析方法，差別主要在什么地方。 什么情況下用事務(wù)流分析法，什么情況下用變換流？ 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，如果能用過(guò)程設(shè)計(jì)語(yǔ)言先期設(shè)計(jì)好詳細(xì)設(shè)計(jì)再進(jìn)一步編程序有什么好處。和不搞詳細(xì)設(shè)計(jì)直接到機(jī)器上寫(xiě)程序代碼相比，感覺(jué)到會(huì)有什么差異，有什么好處。 5 實(shí)驗(yàn) 3： 用例分析 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 學(xué)習(xí) 和掌握如何分析需求并繪制 UML 用例圖，編寫(xiě)用例規(guī)約 。 實(shí)驗(yàn)類型 綜合性實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí) 4 學(xué)時(shí) 實(shí)驗(yàn)原理及知識(shí)點(diǎn) 用例；參與者；包含關(guān)系；擴(kuò)展關(guān)系；泛化關(guān)系； 用例規(guī)約說(shuō)明 實(shí)驗(yàn)環(huán)境 （硬件環(huán)境、軟件環(huán)境） 硬件平臺(tái)：普通個(gè)人計(jì)算機(jī)； 軟件： Windows XP， StarUML 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 研究 最初的用戶需求 ，找出 系統(tǒng)的參與者 ； 繪制出用例圖 ； 寫(xiě)用例規(guī)約； 改造實(shí)驗(yàn)一編寫(xiě)的需求規(guī)格 說(shuō)明書(shū) 。 第一步： 找出系統(tǒng)的參與者； 第二步： 找出系統(tǒng)的具體用例 ； 第三步： 確定參與者和用利，以及用例和用例之間的關(guān)系 ； 第四步： 編寫(xiě)每個(gè)用例的用例規(guī)約 ； 第五步： 改造實(shí)驗(yàn)一編寫(xiě)的軟件需求規(guī)格 說(shuō)明書(shū)。 思考與練習(xí) 結(jié)合本實(shí)驗(yàn)說(shuō)說(shuō)面向?qū)ο笮枨蠓治龊徒Y(jié)構(gòu)化需求分析的方法差異，優(yōu)缺 點(diǎn)。 6 實(shí)驗(yàn) 4： 面向?qū)ο笤O(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 在前面基礎(chǔ)上按照課堂教學(xué)中要求完成系統(tǒng)的 UML 類圖設(shè)計(jì)，繪制 活動(dòng)圖、構(gòu)件圖、部分順序圖和部分狀態(tài)圖 。 實(shí)驗(yàn)類型 綜合性試驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí) 6 學(xué)時(shí) 實(shí)驗(yàn)原理及知識(shí)點(diǎn) 設(shè)計(jì) 活動(dòng)圖，進(jìn)一步理解需求；設(shè)計(jì)類圖確定實(shí)現(xiàn)的操作和屬性；設(shè)計(jì)構(gòu)件圖確定系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)；部分順序圖進(jìn)一步確定詳細(xì)設(shè)計(jì)；部分狀態(tài)