【正文】 活動(dòng)圖、構(gòu)件圖、部分順序圖和部分狀態(tài)圖 。 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，編寫用例規(guī)約 。 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： 編寫模塊的輸入數(shù)據(jù)，處理過程，輸出數(shù)據(jù)（ IPO） ； 第六步： 設(shè)計(jì)模塊的 PAD 圖以及過程設(shè)計(jì)語(yǔ)言描述 ； 第七步： 完成程序的設(shè)計(jì)說(shuō)明書 。 （ 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。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。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。通過這 六 個(gè)實(shí)驗(yàn)，基本了解和熟悉軟件工程管理的幾個(gè)主要過程，達(dá) 到熟悉教材，理會(huì)軟件工程管理理論的目的。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。 該實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書是根據(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 編寫的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，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)書時(shí)必須 適當(dāng)調(diào)整內(nèi)容 。 本實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書中，實(shí)驗(yàn)一和實(shí)驗(yàn)二由朱建凱老師編寫，實(shí)驗(yàn)三和實(shí)驗(yàn)五由汪祥老師編寫，實(shí)驗(yàn)四由毛偉老師編寫，實(shí)驗(yàn)六由 何海江老師 編寫。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。 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 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)明書的格式寫一份需求規(guī)格說(shuō)明書。 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。 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 ； 寫用例規(guī)約； 改造實(shí)驗(yàn)一編寫的需求規(guī)格 說(shuō)明書 。 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)圖進(jìn)一步確定類的操作。 順序圖和狀態(tài)圖 設(shè)計(jì) 什么情況下才需求 ，才最有利于 未來(lái)的程序 編碼？ 7 實(shí)驗(yàn) 5：程序 實(shí)現(xiàn) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 熟悉 按照軟件設(shè)計(jì)說(shuō)明書來(lái)編寫 軟件 代碼 ， 鍛煉學(xué)生編寫程序的同時(shí)，必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)說(shuō)明來(lái)編碼 。 思考與練習(xí) 結(jié)合設(shè)計(jì)過程，說(shuō)說(shuō)實(shí)驗(yàn)四設(shè)計(jì)的程序設(shè)計(jì)說(shuō)明書是否在代碼 設(shè)計(jì)中起到了作用 ？ 你認(rèn)為自己寫的程序設(shè)計(jì)說(shuō)明書還有哪些方面應(yīng)該改進(jìn)，以更對(duì)這個(gè)程序的編程有指導(dǎo)意義。 第一步： 研究由指導(dǎo)教師制定的單元模塊的程序結(jié)構(gòu)，確定白盒測(cè)試的測(cè)試策略 ； 第二步： 以該單元模塊的順序圖為線索，設(shè)計(jì)單元的測(cè)試用例 ； 第三步：執(zhí)行單元測(cè)試過程， 編寫單元測(cè)試報(bào)告 ； 第四步： 以前面設(shè)計(jì)的活動(dòng)圖為線索，設(shè)計(jì)系統(tǒng)的測(cè)試用例 ； 第五步： 執(zhí)行系統(tǒng)測(cè)試過程，編寫系統(tǒng)測(cè)試報(bào)告 。 1 符號(hào) 數(shù)據(jù)流圖有四種基本符號(hào)： 正方形 (或立方體 )表示數(shù)據(jù)的源點(diǎn)或終點(diǎn)； 圓角矩形 (或圓形 )代表變換數(shù)據(jù)的處理； 開口矩形 (或兩條平行橫線 )代表數(shù)據(jù)存儲(chǔ)； 箭頭表示數(shù)據(jù)流，即特定數(shù)據(jù)的流動(dòng)方向。當(dāng)某種零件的庫(kù)存數(shù)量少于庫(kù)存量臨界值時(shí)就應(yīng)該再次定貨。 2) 為處理命名 (1) 通常先為數(shù)據(jù)流命名，然后再為與之相關(guān)聯(lián)的處理命名。 12 (5) 如果在為某個(gè)處理命名時(shí)遇到困難，則很可能是發(fā)現(xiàn)了分解不當(dāng)?shù)嫩E象，應(yīng)考慮重新分解。 數(shù)據(jù)字典 數(shù)據(jù)字典是關(guān)于數(shù)據(jù)的信息的集合，也就是對(duì)數(shù)據(jù)流圖中包含的所有元素 的定義的集合。 =意思是等價(jià)于 (或定義為 )； +意思是和 (即，連接兩個(gè)分量 )； ［ ］意思是或 (即，從方括弧內(nèi)列出的若干個(gè)分量中選擇一個(gè) )，通常用 “|”號(hào)隔開供選擇的分量； { }意思是重復(fù) (即，重復(fù)花括弧內(nèi)的分量 )； ( )意思是可選 (即，圓括弧里的分量可有可無(wú) )。 對(duì)數(shù)據(jù)的這一系列嚴(yán)密一致的定義也有助于改進(jìn)在不同的開發(fā)人員或不同的開發(fā)小組之間的通信。這個(gè)加工說(shuō)明非常類似于面向?qū)ο蠓治鲋械挠美?guī)約，但這里的不同是僅僅需要考慮和描述數(shù)據(jù)間的相關(guān)性。解釋被開發(fā)軟件與其他有關(guān)軟件之間的關(guān)系。這些是軟件設(shè)計(jì)工作的重要約 束 3 功能 需求 功能需求描述 列出編了號(hào)的功能需求。 解釋各輸入輸出數(shù)據(jù)類型，并逐項(xiàng)說(shuō)明其媒體、格式、數(shù)值范圍、精度等。 接口 要求 說(shuō)明該軟件同其他軟件之間的接口、數(shù)據(jù)通信協(xié)議等。 層次結(jié)構(gòu)圖中的一個(gè)矩形框代表一個(gè)模塊，方框間的連線表示調(diào)用關(guān)系而不像層次方框圖那樣表示組成關(guān)系。 圖 帶編號(hào)的層次 結(jié)構(gòu) 圖 (H 圖 ) 16 結(jié)構(gòu) 分解 圖 結(jié)構(gòu) 分解 圖是進(jìn)行軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的另一個(gè)有力工具。 圖 結(jié)構(gòu)圖的例子 ——產(chǎn)生最佳解的一般結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)流圖轉(zhuǎn)變?yōu)閷哟谓Y(jié)構(gòu)圖過程 變換分析 第 1 步 復(fù)查基本系統(tǒng)模型。 一般地說(shuō)，一個(gè)系統(tǒng)中的所有信息流都可以認(rèn)為是變換流，但是，當(dāng)遇到有明顯事務(wù)特性的信息流時(shí)，建議采用事務(wù)分析方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。 對(duì)于變換流的情況，數(shù)據(jù)流圖被映射成一個(gè)特殊的軟件結(jié)構(gòu)。每個(gè)控制模塊的名字表明了為它所控制的那些模塊的功能。圖 表示進(jìn)行第二級(jí)分解的普遍途徑。 圖 未經(jīng)精化的輸入結(jié)構(gòu) 圖 未經(jīng)精化的變換結(jié)構(gòu) 20 圖 未經(jīng)精化的輸出結(jié)構(gòu) 對(duì)第一次分割得到的軟件結(jié)構(gòu)，總可以根據(jù)模塊獨(dú)立 原理進(jìn)行精化。 圖 精化后的數(shù)字儀表板系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu) 事務(wù)分析 雖然在任何情況下都可以使用變換分析方法設(shè)計(jì)軟件結(jié)構(gòu)，但是在數(shù)據(jù)流具有明顯的事務(wù)特點(diǎn)時(shí)，也就是有一個(gè)明顯的 “發(fā)射中心 ”(事務(wù)中心 )時(shí)，還是以采用事務(wù)分析方法為宜。 圖 事務(wù)分析的映射方法 PAD 圖 PAD 是問題分析圖 (problem analysis diagram)的英文縮寫，自 1973 年由日本日立公司發(fā)明以后，已得到一定程度的推廣。 圖 PAD 圖的基本符號(hào) 22 (2) PAD 圖所描繪的程序結(jié)構(gòu)十分清晰。 (3) 用 PAD 圖表現(xiàn)程序邏輯，易讀、易懂、易記。 (6) PAD 圖的符號(hào)支持自頂向下、逐步求精方法的使用。 圖 使用 PAD 圖提供的定義功能來(lái)逐步求精的例子 程序設(shè)計(jì)說(shuō)明書 1 引言 編寫目的 說(shuō)明編寫這份概要設(shè)計(jì)說(shuō)明書的目的，指出預(yù)期的讀者。 內(nèi)部接口 說(shuō)明本系統(tǒng)之內(nèi)的各個(gè)系統(tǒng)元素之間的接口的安排。 程序模塊描述 給出對(duì)該程序的簡(jiǎn)要描述，主要說(shuō)明安排設(shè)計(jì)本程序的目的意義，并且，還要說(shuō)明本程序的特點(diǎn)（如 是常駐內(nèi)存還是非常駐？是否子程序？是可重人的還是不可重人的？有無(wú)覆蓋要求？是順序處理還是并發(fā)處理等）。 輸出項(xiàng) 給出對(duì)每一個(gè)輸出項(xiàng)的特性，包括名稱、標(biāo)識(shí)、數(shù)據(jù)的類型和格式，數(shù)據(jù)值的有效范圍，輸出的形式、數(shù)量和頻度，輸出媒體、對(duì)輸出圖形及符號(hào)的說(shuō)明、安全保密條件等等。 24 物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn) 給出本系統(tǒng)內(nèi)所使用的每個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的每個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)的存儲(chǔ)要求，訪問方法、存取單位、存取的物理關(guān)系（索引、設(shè)備、存儲(chǔ)區(qū)域）、設(shè)計(jì)考慮和保密條件。 ? 系統(tǒng)邊界在 UML 中繪制為方框，用系統(tǒng)的名稱作為標(biāo)簽，參與者繪制在邊界外部，用例繪制在邊界內(nèi)部。 （ 2）參與者間的關(guān)系 ３）用 例 Use Case (1)用例的表示 ? 系統(tǒng)、子系統(tǒng)或類與外部的參與者（ actor）交互的動(dòng)作序列的說(shuō)明，包括各種序列及出錯(cuò)序列。 （ 3）怎樣獲取用例？ ? 參與者希望系統(tǒng)執(zhí)行什么任務(wù)？ ? 參與 者在系統(tǒng)中訪問哪些信息（創(chuàng)建、存儲(chǔ)、修改、刪除等）？ ? 需要將外界的哪些信息提供給系統(tǒng)？ ? 需要將系統(tǒng)的哪個(gè)事件告訴參與者？ ? 如何維護(hù)系統(tǒng)？ ４ )關(guān)系 Relationship 四種基本關(guān)系： ? 關(guān)聯(lián)（ association） ? 包含（ include） ? 擴(kuò)展（ extend） ? 泛化（ generalizat