《軟件工程導(dǎo)論》課后習(xí)題詳細(xì)答案.doc

軟件工程導(dǎo)論課后習(xí)題答案第一章 軟件工程概論1什么是軟件危機(jī)？軟件危機(jī)是指在計算機(jī)軟件的開發(fā)和維護(hù)過程中所遇到的一系列嚴(yán)重問題。這些問題表現(xiàn)在以下幾個方面：(1)用戶對開發(fā)出的軟件很難滿意。(2)軟件產(chǎn)品的質(zhì)量往往靠不住。(3)一般軟件很難維護(hù)。(4)軟件生產(chǎn)效率很低。(5)軟件開發(fā)成本越來越大。(6)軟件成本與開發(fā)進(jìn)度難以估計。(7)軟件技術(shù)的發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了計算機(jī)應(yīng)用的普及與深入的需要。2為什么會產(chǎn)生軟件危機(jī)？(1) 開發(fā)人員方面，對軟件產(chǎn)品缺乏正確認(rèn)識，沒有真正理解軟件產(chǎn)品是一個完整的配置組成。造成開發(fā)中制定計劃盲目、編程草率，不考慮維護(hù)工作的必要性。 (2) 軟件本身方面，對于計算機(jī)系統(tǒng)來說，軟件是邏輯部件，軟件開發(fā)過程沒有統(tǒng)一的、公認(rèn)的方法論和規(guī)范指導(dǎo)，造成軟件維護(hù)困難。(3) 尤其是隨著軟件規(guī)模越來越大,復(fù)雜程度越來越高,原有軟件開發(fā)方式效率不高、質(zhì)量不能保證、成本過高、研制周期不易估計、維護(hù)困難等一系列問題更為突出，技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)社會需求。3怎樣克服軟件危機(jī)？(1) 充分吸收和借鑒人類長期以來從事各種工程項(xiàng)目中積累的行之有效的有效原理、概念、技術(shù)與方法，特別是吸取幾十年來人類從事計算機(jī)硬件研究和開發(fā)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。在開發(fā)軟件的過程中努力作到良好的組織，嚴(yán)格的管理，相互友好的協(xié)作。(2) 推廣在實(shí)踐中總結(jié)出來的開發(fā)軟件的成功的技術(shù)和方法，并研究更好、更有效的技術(shù)和方法，盡快克服在計算機(jī)系統(tǒng)早期發(fā)展階段形成的一些錯誤概念和作法。(3) 根據(jù)不同的應(yīng)用領(lǐng)域，開發(fā)更好的軟件工具并使用這些工具。將軟件開發(fā)各個階段使用的軟件工具集合成一個整體，形成一個很好的軟件開發(fā)支環(huán)環(huán)境?？傊疄榱私鉀Q軟件危機(jī)，既要有技術(shù)措施(方法和工具)，又要有必要的組織管理措施。4.構(gòu)成軟件項(xiàng)目的最終產(chǎn)品：應(yīng)用程序、系統(tǒng)程序、面向用戶的文檔資料和面向開發(fā)者的文檔資料。5什么是軟件生存周期？軟件生存周期是指從軟件定義、開發(fā)、使用、維護(hù)到淘汰的全過程。5-1。(1)在1985年對計算機(jī)存儲容量的需求，估計是如果字長為16位，則這個存儲器的價格是ll (2)如果一條指令的長度為一個字，則使存儲器裝滿程序共需4474263條指令。l 在1985年一名程序員每天可開發(fā)出10條指令，如果每月有20個工作日，則每人每月可開發(fā)出1020條指令。l 為了開發(fā)出4474263條指令以裝滿存儲器，需要的工作量是：ll 程序員的月平均工資是4000美元， 開發(fā)出4474263條指令的成本是ll (3)在1995年對存儲容量的需求估計為：ll 如果字長為32位，則這個存儲器的價格是：ll 如果一條指令為一個字長，則為使存儲器裝滿程序共需73,577,679條指令。l 在1995年一名程序員每天可開發(fā)出30條指令，每月可開發(fā)出600條指令，為了開發(fā)出可裝滿整個存儲器的程序，需要的工作量為開發(fā)上述程序的成本為6軟件生存周期為什么劃分成階段？ (1) 任何一個階段的具體任務(wù)不僅獨(dú)立，而且簡單，便于不同人員分工協(xié)作，從而降低整個軟件開發(fā)工作的困難程度。(2) 可以降低每個階段任務(wù)的復(fù)雜程度，簡化不同階段的聯(lián)系，有利于工程的組織管理，也便于采用良好的技術(shù)方法。(3) 使軟件開發(fā)的全過程以一種有條不紊的方式進(jìn)行，保證軟件的質(zhì)量，特別是提高了軟件的可維護(hù)性。l 6-1.開發(fā)上述程序的成本為：u 1-6 什么是軟件過程?它與軟件工程方法學(xué)有何關(guān)系? 軟件過程是為了開發(fā)出高質(zhì)量的軟件產(chǎn)品所需完成的一系列任務(wù)的框架，它規(guī)定了完成各項(xiàng)任務(wù)的工作步驟。 軟件過程定義了運(yùn)用技術(shù)方法的順序、應(yīng)該交付的文檔資料、為保證軟件質(zhì)量和協(xié)調(diào)軟件變化必須采取的管理措施，以及標(biāo)志完成了相應(yīng)開發(fā)活動的里程碑。軟件過程是軟件工程方法學(xué)的3個重要組成部分之一。7應(yīng)該怎樣來劃分階段？(1)每一個階段的任務(wù)盡可能獨(dú)立；(2)同一階段內(nèi)的任務(wù)性質(zhì)盡可能相同；(3)每一個階段任務(wù)的開始和結(jié)束有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。8軟件開發(fā)模型有幾種？它們的開發(fā)方法有可特點(diǎn)？軟件開發(fā)模型有瀑布型、漸增型和變換型。瀑布型開發(fā)方法是按照軟件生存周期的劃分依次實(shí)施，每一個階段有明確規(guī)定的任務(wù)。它的特點(diǎn)：(1)各個階段的順序性和依賴性；(2)劃分邏輯設(shè)計與物理設(shè)計，盡可能推遲程序的物理實(shí)現(xiàn)；(3)每個階段必須完成規(guī)定的文檔，對其中問題通過復(fù)審及早發(fā)現(xiàn)，及早解決。漸增型開發(fā)方法及特點(diǎn):(1) 從部分需求出發(fā)，先建立一個不完全的系統(tǒng)，通過測試運(yùn)行該系統(tǒng)取得經(jīng)驗(yàn)和信息反饋，加深對軟件需求的理解，進(jìn)一步使系統(tǒng)擴(kuò)充和完善。如此反復(fù)，直至軟件人員和用戶對所設(shè)計完成的軟件系統(tǒng)滿意為止。(2) 在漸增型開發(fā)下的軟件是隨軟件開發(fā)的過程而逐漸形成的。(3) 漸增型開發(fā)方法適合于知識型軟件的開發(fā)，設(shè)計系統(tǒng)時對用戶需求的認(rèn)識開始不是很清楚的，需要在開發(fā)過程中不斷認(rèn)識、不斷獲得新的知識去豐富和完善系統(tǒng)。多數(shù)研究性質(zhì)的試驗(yàn)軟件，一般采用此方法。變換型開發(fā)方法及特點(diǎn):(1)從軟件需求的形式化規(guī)格說明出發(fā)，經(jīng)過一系列的程序變換，得到最終的程序系統(tǒng)。(2)該方法必須有嚴(yán)格的數(shù)學(xué)理論和形式化技術(shù)的支持。9.什么是軟件工程?軟件工程是指導(dǎo)計算機(jī)軟件開發(fā)和維護(hù)的工程學(xué)科。(1) 它采用工程的概念、原理、技術(shù)和方法來開發(fā)和維護(hù)軟件；(2) 它將管理技術(shù)與當(dāng)前經(jīng)過時間考驗(yàn)的而證明是正確的技術(shù)方法結(jié)合起來；(3) 它強(qiáng)調(diào)使用生存周期方法學(xué)和結(jié)構(gòu)分析和結(jié)構(gòu)技術(shù)；(4) 經(jīng)過人們長期的努力和探索，圍繞著實(shí)現(xiàn)軟件優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)這個目標(biāo),從技術(shù)到管理兩個方面做了大量的努力,逐漸形成了軟件工程學(xué)這一新的學(xué)科。10什么是軟件工程環(huán)境:方法與工具的結(jié)合，加上配套的軟、硬件支持稱為軟件工程環(huán)境。它能支持開發(fā)者按照軟件工程的方法,全面完成生存周期中的各項(xiàng)任務(wù)。第二章可行性研究習(xí)題答案1. 問題定義的任務(wù)和主要工作?問題定義的任務(wù)：將用戶提出的要求具體化、定量化；確定研制系統(tǒng)的范圍，明確研制的邊界。問題定義階段的工作：(1) 通過調(diào)查研究，了解系統(tǒng)需求；(2) 確定系統(tǒng)的功能需求、性能需求、可靠性需求、安全及保密性、資源、開發(fā)費(fèi)用及開發(fā)進(jìn)度等的需求；(3) 問題定義階段的產(chǎn)品-系統(tǒng)目標(biāo)與范圍說明書。2.可行性研究目的?確定在問題定義中所提出的問題是否值得去解，在限制條件下，問題能否解決。3可行性研究的任務(wù)？(1) 進(jìn)一步分析和澄清問題的定義，在澄清問題的基礎(chǔ)上，導(dǎo)出系統(tǒng)的邏輯模型；2) 從系統(tǒng)邏輯模型中，選擇問題的若干種主要解法，研究每一種解法的可行性，為以后的行動提出建議；(3) 如果問題沒有可行的解，建議停止系統(tǒng)開發(fā)；如果問題有可行的解，應(yīng)該推薦一個較好的解決方案，并為工程制定一個初步的計劃。4可行性研究包括哪幾方面的內(nèi)容？(1)技術(shù)可行性：現(xiàn)有技術(shù)能否實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)，現(xiàn)有技術(shù)人員能否勝任，開發(fā)系統(tǒng)的資源能否滿足(2)經(jīng)濟(jì)可行性：經(jīng)濟(jì)效益是否超出開發(fā)成本；(3)操作可行性：系統(tǒng)操作在用戶內(nèi)部行得通嗎？(4)法律可行性：新系統(tǒng)開發(fā)是否會侵犯他人、集體或國家利益，是否違反國家法律。2-4 目前住院病人主要由護(hù)士護(hù)理，這樣做不僅需要大量護(hù)士，而且由于不能隨時觀察危重病人的病情變化，還會延誤搶救時機(jī)。某醫(yī)院打算開發(fā)一個以計算機(jī)為中心的患者監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，請分層次地畫出描述本系統(tǒng)功能的數(shù)據(jù)流圖。 醫(yī)院對患者監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的基本要求是隨時接收每個病人的生理信號(脈搏、體溫、血壓、心電圖等)，定時記錄病人情況以形成患者日志，當(dāng)某個病人的生理信號超出醫(yī)生規(guī)定的安全范圍時向值班護(hù)士發(fā)出警告信息，此外，護(hù)士在需要時還可以要求系統(tǒng)印出某個指定病人的病情報告。l 從問題陳述可知，本系統(tǒng)數(shù)據(jù)源點(diǎn)是“病人”和“護(hù)士”，他們分別提供生理信號和要求病情報告的信息。進(jìn)一步分析問題陳述，從系統(tǒng)應(yīng)該“定時記錄病人情況以形成患者日志”這項(xiàng)要求可以想到，還應(yīng)該有一個提供日期和時間信息的“時鐘”作為數(shù)據(jù)源點(diǎn)。l 從問題陳述容易看出，本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)終點(diǎn)是接收警告信息和病情報告的護(hù)士。l 系統(tǒng)對病人生理信號的處理功能主要是“接收信號”、“分析信號”和“產(chǎn)生警告信息”。l 此外，系統(tǒng)還應(yīng)該具有“定時取樣生理信號”、“更新日志”和“產(chǎn)生病情報告”的功能。為了分析病人生理信號是否超出了醫(yī)生規(guī)定的安全范圍，應(yīng)該存儲“患者安全范圍”信息。此外，定時記錄病人生理信號所形成的“患者日志”，顯然也是一個數(shù)據(jù)存儲。5可行性研究的步驟?(1)復(fù)查系統(tǒng)的規(guī)模和目標(biāo)；(2)研究目前正在使用的系統(tǒng)，總結(jié)現(xiàn)有系統(tǒng)的優(yōu)劣，提出新系統(tǒng)的雛形；(3)導(dǎo)出新系統(tǒng)的高層邏輯模型；(4)推薦建議方案； (5)推薦行動方針；(6)書寫計劃任務(wù)書(可行性報告)； (7)提交審查。5-1.2-5 北京某高校可用的電話號碼有以下幾類：校內(nèi)電話號碼由4位數(shù)字組成，第1位數(shù)字不是0；校外電話又分為本市電話和外地電話兩類，撥校外電話需先撥0，若是本市電話則再接著撥8位數(shù)字(第1位不是0)，若是外地電話則撥3位區(qū)碼再撥8位電話號碼(第1位不是0)。請用定義數(shù)據(jù)字典的方法，定義上述的電話號碼。l 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的描述 符 號 含 義 舉 例 被定義為 與 x = ab.,. 或 .|. 或 x = a , b，x = a | b . 或 m.n 重復(fù) x = a， x = 3a8(.) 可選 x = (a)“.” 基本數(shù)據(jù)元素 x = “a” . 連結(jié)符 x = 1.9l 電話號碼=校內(nèi)電話號碼|校外電話號碼l 校內(nèi)電話號碼=非零數(shù)字+ 3 位數(shù)字 /后面繼續(xù)定義l 校外電話號碼=本市號碼|外地號碼l 本市號碼=數(shù)字零+8位數(shù)字l 外地號碼=數(shù)字零+3位數(shù)字+8位數(shù)字l 非零數(shù)字=1|2|3|4|5|6|7|8|9l 數(shù)字零0l 3位數(shù)字3數(shù)字3 /3至3個數(shù)字l 8位數(shù)字=非零數(shù)字+7位數(shù)字l 7位數(shù)字=7數(shù)字7數(shù)字0|1|2|3|4|5|6|7|8|96. 可行性研究報告的主要內(nèi)容？可行性分析的結(jié)果是可行性研究報告,內(nèi)容包括：(1) 系統(tǒng)概述：說明開發(fā)的系統(tǒng)名稱,提出單位和開發(fā)單位。(2) 可行性研究的前提:系統(tǒng)目標(biāo)；要求；約束和限制；可行性研究的基本準(zhǔn)則等。(3) 對現(xiàn)有系統(tǒng)的分析:處理流程，圖示說明現(xiàn)有系統(tǒng)的處理流程和數(shù)據(jù)流程；現(xiàn)有系統(tǒng)存在的問題。 (4) 系統(tǒng)需求:主要功能；主要性能及其要求；操作要求；信息要求；限制性要求。(5) 建議系統(tǒng):系統(tǒng)目標(biāo)；處理流程；系統(tǒng)結(jié)構(gòu),功能,性能；系統(tǒng)技術(shù)可行性；投資和效益分析；操作可行性；法律可行性。(6) 其它可選方案:與國內(nèi)外同類型方案的比較；提出一兩個可行性方案供論證和探討。(7) 制定下一階段的預(yù)算。(8) 結(jié)論性意見：由用戶方、設(shè)計方和投資方共同簽署意見。第三章需求分析習(xí)題答案1.需求分析的描述工具有哪些?有數(shù)據(jù)流圖、數(shù)據(jù)字典、判定表、判定樹、結(jié)構(gòu)化自然語言、層次方框圖、Warnier圖、IPO圖和需求描述語言等。2.需求分析的基本任務(wù)是什么?準(zhǔn)確定義未來系統(tǒng)的目標(biāo)，確定為了滿足用戶的需要系統(tǒng)必須做什么。3.怎樣建立目標(biāo)系統(tǒng)的邏輯模型?要經(jīng)過哪些步驟?建立目標(biāo)系統(tǒng)的邏輯模型的過程也就是數(shù)據(jù)流圖的分解過程。它的導(dǎo)出過程如圖： 3-3.3-3 銀行計算機(jī)儲蓄系統(tǒng)的工作過程大致如下：儲戶填寫的存款單或取款單由業(yè)務(wù)員鍵入系統(tǒng)，如果是存款則系統(tǒng)記錄存款人姓名、住址(或電話號碼)、身份證號碼、存款類型、存款日期、到期日期、利率及密碼(可選)等信息，并印出存單給儲戶；如果是取款而且存款時留有密碼，則系統(tǒng)首先核對儲戶密碼，若密碼正確或存款時未留密碼，則系統(tǒng)計算利息并印出利息清單給儲戶。 請用數(shù)據(jù)流圖描繪本系統(tǒng)的功能，并用實(shí)體-聯(lián)系圖描繪系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)對象。l ER模型 本問題中共有兩類實(shí)體，分別是“儲戶”和“儲蓄所”，在它們之間存在“存取款”關(guān)系。因?yàn)橐晃粌艨梢栽诙嗉覂π钏嫒】?，一家儲蓄所擁有多位儲戶，所以“存取款”是多對多（M:N）關(guān)系。儲戶的屬性主要有姓名、住址、電話號碼和身份證號碼，儲蓄所的屬性主要是名稱、地址和電話號碼，而數(shù)額、類型、到期日期、利率和密碼則是關(guān)系類型存取款的屬性。4.什么是結(jié)構(gòu)化分析?它的結(jié)構(gòu)化體現(xiàn)在哪里?結(jié)構(gòu)化分析:使用數(shù)據(jù)流程圖、數(shù)據(jù)字典、結(jié)構(gòu)化英語、判定表和判定樹等工具，來建立一種新的、稱為結(jié)構(gòu)化說明書的目標(biāo)文檔-需求規(guī)格說明書。結(jié)構(gòu)化體現(xiàn)在將軟件系統(tǒng)抽象為一系列的邏輯加工單元,各單元之間以數(shù)據(jù)流發(fā)生關(guān)聯(lián)。5.軟件需求規(guī)格說明書由哪些部分組成?組成包括：1) 引言：編寫目的、背景說明、術(shù)語定義及參考資料等。(2) 概述主要功能、約束條件或特殊需求。(3) 數(shù)據(jù)流圖與數(shù)據(jù)字典。(4) 用戶接口、硬件接口及軟件接口。(5) 性能需求、屬性等。(6) 其它需求，如數(shù)據(jù)庫、操作及故障處理等。6.為什么數(shù)據(jù)流圖要分層?畫分層的DFD要遵循哪些原則?分層的目的：便于逐步細(xì)化、結(jié)構(gòu)清晰。畫分層的DFD要遵循哪些原則：(1)父圖與子圖之間數(shù)據(jù)要平衡。(2)分解的深度和層次達(dá)到使加工足夠簡單、易于理解的基本加工為止。(3)區(qū)分局部文件和局部外部項(xiàng)(局限于數(shù)據(jù)流中某一層或某幾層的文件和外部項(xiàng))。(4)不要把控制流作為數(shù)據(jù)流。5)忽略瑣碎的枝節(jié)。(6)每個數(shù)據(jù)流要有一個合適的名字，盡量使用現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中有具體意義的名字。l 3-6 復(fù)印機(jī)的工作過程大致如下：未接到復(fù)印命令時處于閑置狀態(tài)，一旦接到復(fù)印命令則進(jìn)入復(fù)印狀態(tài)，完成一個復(fù)印命令規(guī)定的工作后又回到閑置狀態(tài)，等待下一個復(fù)印命令；如果執(zhí)行復(fù)印命令時發(fā)現(xiàn)沒紙，則進(jìn)入缺紙狀態(tài)，發(fā)出警告，等待裝紙，裝滿紙后進(jìn)入閑置狀態(tài)，準(zhǔn)備接收復(fù)印命令；如果復(fù)印時發(fā)生卡紙故障，則進(jìn)入卡紙狀態(tài)，發(fā)出警告等待維修人員來排除故障，故障排除后回到閑置狀態(tài)。請用狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖描繪復(fù)印機(jī)的行為。從問題陳述可知，復(fù)印機(jī)的狀態(tài)主要有“閑置”、“復(fù)印”、“缺紙”和“卡紙”。引起狀態(tài)轉(zhuǎn)換的事件主要是“復(fù)印命令”、“完成復(fù)印命令”、“發(fā)現(xiàn)缺紙”、“裝滿紙”、“發(fā)生卡紙故障”和“排除了卡紙故障”。7.系統(tǒng)流程圖與數(shù)據(jù)流程圖有什么區(qū)別?系統(tǒng)流程圖描述系統(tǒng)物理模型的工具，數(shù)據(jù)流程圖描述系統(tǒng)邏輯模型的工具。系統(tǒng)流程圖從系統(tǒng)功能的角度抽象的描述系統(tǒng)的各個部分及其相互之間信息流動的情況。數(shù)據(jù)流程圖從數(shù)據(jù)傳送和加工的角度抽象的描述信息在系統(tǒng)中的流動和數(shù)據(jù)處理的工作狀況。8.數(shù)據(jù)字典包括哪些內(nèi)容?它的作用是什么？數(shù)據(jù)字典是描述數(shù)據(jù)流圖中數(shù)據(jù)的信息的集合。它對數(shù)據(jù)流圖上每一個成分：數(shù)據(jù)項(xiàng)、文件(數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu))、數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)存儲、加工和外部項(xiàng)等給以定義和說明；它主要由數(shù)據(jù)流描述、加工描述和文件描述三部分組成。對用戶來講,數(shù)據(jù)字典為他們提供了數(shù)據(jù)的明確定義；對系統(tǒng)分析員來講,數(shù)據(jù)字典幫助他們比較容易修改已建立的系統(tǒng)邏輯模型。9.描述加工邏輯的工具有哪些?有決策樹(又稱判定樹)、決策表(又稱判斷表)和結(jié)構(gòu)化語言等。10.某單位擬開發(fā)一個計算機(jī)房產(chǎn)管理系統(tǒng)，要求系統(tǒng)具有分房、 調(diào)房、退房和查詢統(tǒng)計等功能。房產(chǎn)科將用戶申請表輸入系統(tǒng) 后，系統(tǒng)首先檢查申請表的合法性，對不合法的申請表，系統(tǒng)拒絕接收；對合法的申請表根據(jù)類型分別進(jìn)行處理。 (1) 如果是分房申請，則根據(jù)申請者的情況(年齡、工齡、職稱、職務(wù)、家庭人口等)計算其分?jǐn)?shù)，當(dāng)分?jǐn)?shù)高于閥值分?jǐn)?shù)時，按分?jǐn)?shù)高低將申請單插到分房隊(duì)列的適當(dāng)位置。在進(jìn)行分房時，從空房文件中讀出空房信息，如房號、面積、等級、單位面積房租等，把好房優(yōu)先分給排在分房隊(duì)列前面的符合該等級房條件的申請者；從空房文件中刪掉這個房號的信息，并從分房隊(duì)列中刪掉該申請單，再把此房號的信息和住戶信息一起寫到住房文件中，輸出住房分配單給住戶，同時計算房租，并將算出的房租寫到房租文件中。 (2) 如果是退房申請，則從住房文件和房租文件中刪除有關(guān)信息，再把此房號的信息寫到空房文件中。(3) 如果是調(diào)房申請，則根據(jù)申請者的情況確定其住房等級，然后在空房文件中查找屬于該等級的空房，退掉原住房，再進(jìn)行與分房類似的處理。 (4) 住戶可以向系統(tǒng)查詢目前分房的閥值分?jǐn)?shù)，居住某類房屋的條件，某房號的單位面積及房租等信息。房產(chǎn)科可以要求系統(tǒng)打印住房情況的統(tǒng)計表，或更改某類房屋的居住條件、單位面積和房租等。用數(shù)據(jù)流圖描繪該系統(tǒng)的功能需求；在數(shù)據(jù)字典中給出主要的數(shù)據(jù)流、文件和加工說明。 第四章 總體設(shè)計習(xí)題答案1. 系統(tǒng)設(shè)計包括哪兩個階段?系統(tǒng)設(shè)計包括總體設(shè)計與詳細(xì)設(shè)計兩個階段。2. 總體設(shè)計的主要任務(wù)是什么？總體設(shè)計的主要任務(wù)是完成軟件結(jié)構(gòu)的設(shè)計,確定系統(tǒng)的模塊及其模塊之間的關(guān)系。3. 什么是模塊？模塊具有哪幾個特征？總體設(shè)計主要考慮什么特征？模塊是數(shù)據(jù)說明、可執(zhí)行語句等程序?qū)ο蟮募希梢詥为?dú)命名且可通過名字來訪問。模塊具有輸入和輸出(參數(shù)傳遞)、功能、內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(局部變量)和程序代碼四個特性。概要設(shè)計主要考慮輸入、輸出(參數(shù)傳遞)和功能兩個特性。4-3 一個浮點(diǎn)二進(jìn)制數(shù)的構(gòu)成是：一個可選的符號(+或-)，后跟一個或多個二進(jìn)制位，再跟上一個字符E，再加上另一個可選符號(+或-)及一個或多個二進(jìn)制位。例如，下列的字符串都是浮點(diǎn)二進(jìn)制數(shù)：110101E-101-100111E11101+1E0更形式化地，浮點(diǎn)二進(jìn)制數(shù)定義如下：floatingpoint binary=signbitstringEsignbitstringsign=+-bitstring=bitbitstringbit=01其中， 符號=表示定義為； 符號.表示可選項(xiàng)； 符號ab表示a或b。 假設(shè)有這樣一個有窮狀態(tài)機(jī)：以一串字符為輸入，判斷字符串中是否含有合法的浮點(diǎn)二進(jìn)制數(shù)。試對這個有窮狀態(tài)機(jī)進(jìn)行規(guī)格說明該有窮狀態(tài)機(jī)的初態(tài)是“等待字符串輸人”。在初態(tài)若接收到字符十、或字符一、或二進(jìn)制位，則進(jìn)人“輸人尾數(shù)”狀態(tài)；在初態(tài)若接收到其他字符，則進(jìn)人終態(tài)“非浮點(diǎn)二進(jìn)制數(shù)”。在“輸人尾數(shù)”狀態(tài)若接收到二進(jìn)制位，則保持該狀態(tài)不變；若接收到字符 E ，則進(jìn)人“等待輸人指數(shù)”狀態(tài)；若接收到其他字符，則進(jìn)人終態(tài)“非浮點(diǎn)二進(jìn)制數(shù)”。在“等待輸人指數(shù)”狀態(tài)若接收到字符、或字符一、或二進(jìn)制位，則進(jìn)人“輸人指數(shù)”狀態(tài)；若接收到其他字符，則進(jìn)人終態(tài)“非浮點(diǎn)二進(jìn)制數(shù)”。在“輸人指數(shù)”狀態(tài)若接收到二進(jìn)制位，則保持該狀態(tài)不變；若輸人其他字符，則進(jìn)人終態(tài)“非浮點(diǎn)二進(jìn)制數(shù)”；若輸人結(jié)束，則進(jìn)人終態(tài)“浮點(diǎn)二進(jìn)制數(shù)”。仔細(xì)研究圖示的有窮狀態(tài)機(jī)可以發(fā)現(xiàn)，它還有不夠嚴(yán)格的地方。有興趣的同學(xué)請進(jìn)一步改進(jìn)它，畫出更嚴(yán)格的、與浮點(diǎn)二進(jìn)制數(shù)定義完全一致的有窮狀態(tài)機(jī)4. 什么是模塊化？模塊設(shè)計的準(zhǔn)則？模塊化是按規(guī)定的原則將一個大型軟件劃分為一個個較小的、相對獨(dú)立但又相關(guān)的模塊。模塊設(shè)計的準(zhǔn)則：(1) 改進(jìn)軟件結(jié)構(gòu), 提高模塊獨(dú)立性:在對初步模塊進(jìn)行合并、分解和移動的分析、精化過程中力求提高模塊的內(nèi)聚，降低藕合。(2) 模塊大小要適中:大約50行語句的代碼，過大的模塊應(yīng)分解以提高理解性和可維護(hù)性;過小的模塊,合并到上級模塊中。(3) 軟件結(jié)構(gòu)圖的深度、寬度、扇入和扇出要適當(dāng)。一般模塊的調(diào)用個數(shù)不要超過5個。(4) 盡量降低模塊接口的復(fù)雜程度；(5) 設(shè)計單入口、單出口的模塊。(6) 模塊的作用域應(yīng)在控制域之內(nèi)。5. 變換型數(shù)據(jù)流由哪幾部分組成？變換型結(jié)構(gòu)由三部分組成:傳入路徑、變換(加工)中心和傳出路徑。6. 變換分析設(shè)計的步驟？(1) 區(qū)分傳入、傳出和變換中心三部分，劃分DFD圖的分界線；(2) 完成第一級分解:建立初始SC圖的框架；(3) 完成第二級分解:分解SC圖的各個分支；(4) 對初始結(jié)構(gòu)圖按照設(shè)計準(zhǔn)則進(jìn)行精化與改進(jìn)。7. 事務(wù)型數(shù)據(jù)流由哪幾部分組成？事務(wù)型結(jié)構(gòu)由至少一條接受路徑、一個事務(wù)中心與若干條動作路徑組成。8. 事務(wù)分析設(shè)計的步驟？(1) 在DFD圖中確定事務(wù)中心、接收部分(包含全部接收路徑)和發(fā)送部分(包含全部動作路徑);(2) 畫出SC圖框架,把DFD圖的三部分分?quot;映射為事務(wù)控制模塊,接收模塊和動作發(fā)送模塊.一般得到SC圖的頂層和第一層(如果第一層簡單可以并入頂層);(3) 分解和細(xì)化接收分支和動作分支,完成初始的SC圖;(4) 對初始結(jié)構(gòu)圖按照設(shè)計準(zhǔn)則進(jìn)行精化與改進(jìn)。9. 比較層次方框圖與結(jié)構(gòu)圖是的異同？(1) 層次方框圖描繪數(shù)據(jù)的層次結(jié)構(gòu), 結(jié)構(gòu)圖描繪的是軟件結(jié)構(gòu)。(2) 二者都采用多層次矩形框樹形結(jié)構(gòu)。層次方框圖的頂層矩形框代表完整的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu), 下面各層矩形框依次代表上個框數(shù)據(jù)的子集；結(jié)構(gòu)圖是在層次圖的每一個方框內(nèi)注明模塊的名字或主要功能，方框之間的直線表示模塊的調(diào)用關(guān)系，用帶注解的箭頭表示模塊調(diào)用過程中傳遞的信息。10.欲開發(fā)一個銀行的活期存取款業(yè)務(wù)的處理系統(tǒng)：儲戶將填好的存/取款單和存折交給銀行工作人員，然后由系統(tǒng)作以下處理；(1)業(yè)務(wù)分類處理：系統(tǒng)首先根據(jù)儲戶所填的存/取款單，確定本次業(yè)務(wù)的性質(zhì)，并將存/取款單和存折交下一步處理；(2)存款處理：系統(tǒng)將存款單上的存款金額分別記錄在存折和帳目文件中，并將現(xiàn)金存入現(xiàn)金庫；最后將存折還給儲戶；(3)取款處理：系統(tǒng)將取款單上的取款金額分別記錄在存折和帳目文件中，并從現(xiàn)金庫提取現(xiàn)金；最后將現(xiàn)金和存折還給儲戶。繪制該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流圖和軟件結(jié)構(gòu)圖。 頂層一層二層 軟件結(jié)構(gòu)圖第五章 習(xí)題參考答案一.回答問題1.詳細(xì)設(shè)計的目的?為軟件結(jié)構(gòu)圖(SC圖或HC圖)中的每一個模塊確定采用的算法和塊內(nèi)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),用某種選定的表達(dá)工具給出清晰的描述.2.詳細(xì)設(shè)計的主要任務(wù)?編寫軟件的“詳細(xì)設(shè)計說明書”.軟件人員要完成的工作:(1) 為每一個模塊確定采用的算法, 選擇某種適當(dāng)?shù)墓ぞ弑磉_(dá)算法的過程,寫出模塊的詳細(xì)過程描述(2) 確定每一模塊使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu).(3) 確定模塊結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié),包括對系統(tǒng)外部的接口和用戶界面,對系統(tǒng)內(nèi)部其它模塊的接口,以及關(guān)于模塊輸入數(shù)據(jù)、輸出數(shù)據(jù)及局部數(shù)據(jù)的全部細(xì)節(jié).(4) 為每一個模塊設(shè)計出一組測試用例,以便在編碼階段對模塊代碼(即程序)進(jìn)行預(yù)定的測試.3.結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計的基本原則?在詳細(xì)設(shè)計中所有模塊都使用單入口、單出口的順序、選擇、循環(huán)三種基本控制結(jié)構(gòu). 4.比較面向數(shù)據(jù)流和面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)兩類設(shè)計方法的異同?相同點(diǎn)：(1) 遵守結(jié)構(gòu)程序設(shè)計“由頂向下”逐步細(xì)化的原則,并以其為共同的基礎(chǔ)；(2) 均服從“程序結(jié)構(gòu)必須適應(yīng)問題結(jié)構(gòu)”的基本原則,各自擁有從問題結(jié)構(gòu)(包括數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu))導(dǎo)出程序結(jié)構(gòu)的一組映射規(guī)則。不同點(diǎn)：(1) 面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計以數(shù)據(jù)流圖為基礎(chǔ)，在分析階段用DFD表示軟件的邏輯模型，在設(shè)計階段按數(shù)據(jù)流類型，將數(shù)據(jù)流圖轉(zhuǎn)換為軟件結(jié)構(gòu)。面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計以數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，從問題的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)出發(fā)導(dǎo)出它的程序結(jié)構(gòu)。(2) 面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計的最終目標(biāo)是軟件的最終SC圖，面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計的最終目標(biāo)是程序的過程性描述。5.比較Jackson方法和LCP方法的異同? Jackson與LCP設(shè)計方法都是以數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為出發(fā)點(diǎn)，以程序的過程描述為最終目標(biāo)，設(shè)計步驟基本相似。它們的主要差別是：(1)使用不同的表達(dá)工具，其中LCP方法中的表達(dá)工具Warnier圖 比Jackson設(shè)計方法中的表達(dá)工具Jackson圖有更大的通用性；(2)Jackson方法的步驟和指導(dǎo)原則有一定的靈活性，而LCP設(shè)計 方法則更加嚴(yán)密。6.詳細(xì)設(shè)計的描述工具應(yīng)具備什么功能？無論哪類描述工具不僅要具有描述設(shè)計過程，如控制流程、處理功能、數(shù)據(jù)組織及其它方面的細(xì)節(jié)的能力,而且在編碼階段能夠直接將它翻譯為用程序設(shè)計語言書寫的源程序。二.給出一組數(shù)從小到大的排序算法，分別用下列工具描述其詳細(xì)過程：(1)(1) 流程圖；(2)NS圖；(3)PAD圖；(4)PDL語言。 PDL語言略三.根據(jù)后面給出“卡片的分類及統(tǒng)計”項(xiàng)目說明，完成下列工作：(1)用Jackson圖表示輸入與輸出數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，找出它們之間的對應(yīng)單元；(2)畫出用Jackson圖表示的程序結(jié)構(gòu)；(3)列出程序所需用的操作，并加到上一步畫出的程序結(jié)構(gòu)圖上；(4)用Jackson偽代碼寫出程序的過程表示。 輸入卡片分析程序。一疊輸入卡片按內(nèi)容分為K1、K2、K3三類,卡片的排列規(guī)則是:以K1卡始,以K2卡終。起始卡之前屬前置部分,不含K1卡；起始卡與終了卡之間屬分批部分,不含K2卡。如圖: 試用Jackson方法編一程序,要求依次完成下列分析工作: -統(tǒng)計起始卡前卡片的張數(shù),存入A； -打印起始卡的內(nèi)容； -統(tǒng)計起始卡后出現(xiàn)的K1卡和K3卡總批數(shù),存入B； -統(tǒng)計起始卡后出現(xiàn)的K1卡的張數(shù),存入C； -統(tǒng)計起始卡后出現(xiàn)的K3卡的批數(shù),存入D； -打印終了卡的內(nèi)容； -打印A、B、C、D四個統(tǒng)計值。5-1請為某倉庫的管理設(shè)計一個ER模型。該倉庫主要管理零件的訂購和供應(yīng)等事項(xiàng)。倉庫向工程項(xiàng)目供應(yīng)零件，并且根據(jù)需要向供應(yīng)商訂購零件。l 本問題中共有三類實(shí)體，分別是“零件”、“工程項(xiàng)目”和“供應(yīng)商”。l 一種零件可供應(yīng)多個工程項(xiàng)目，一個工程項(xiàng)目需要使用多種零件，因此，零件與工程項(xiàng)目之間的聯(lián)系“供應(yīng)”，是多對多（ M N ）聯(lián)系；類似地，零件與供應(yīng)商之間的聯(lián)系“訂購”，也是多對多（ M N ）聯(lián)系。實(shí)體類型“零件”的主要屬性是：零件編號，零件名稱，顏色，重量。實(shí)體類型“工程項(xiàng)目”的屬性主要是：項(xiàng)目編號，項(xiàng)目名稱，開工日期。實(shí)體類型“供應(yīng)商”的屬性主要有：供應(yīng)商編號，供應(yīng)商名稱，地址。聯(lián)系類型“供應(yīng)”的屬性是，向某工程項(xiàng)目供應(yīng)的某種零件的數(shù)量。聯(lián)系類型“訂購”的屬性是，向某供應(yīng)商訂購的某種零件的數(shù)量。5-2某火車售票系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流程圖如下所示已知某定貨系統(tǒng)的需求分析DFD圖如下，請按SD方法的設(shè)計步驟畫出結(jié)構(gòu)圖用面向數(shù)據(jù)流的方法設(shè)計下列系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)（1）儲蓄系統(tǒng)2-2（2）機(jī)票預(yù)定系統(tǒng)2-3l 為了方便旅客，某航空公司擬開發(fā)一個機(jī)票預(yù)定系統(tǒng)。旅行社把預(yù)定機(jī)票的旅客信息（姓名、性別、工作單位、身份證號碼、旅行時間、旅行目的地等）輸入該系統(tǒng)，系統(tǒng)為旅客安排航班，旅客在飛機(jī)起飛前一天憑取票通知和賬單交款取票，系統(tǒng)核對無誤即印出機(jī)票給顧客（2）患者監(jiān)護(hù)系統(tǒng)2-4l 4.美國某大學(xué)有200名教師，校方與教師工會剛剛簽訂一項(xiàng)協(xié)議。按照協(xié)議，所有年工資超過$26000（含$26000 ）的教師工資將保持不變，年工資少于$26000的教師將增加工資，所增加工資數(shù)額按下述方法計算：給每位教師所贍養(yǎng)的人（包括教師本人）每年補(bǔ)助$100，此外，教師有一年工齡每年再多補(bǔ)助￥50，但是，增加后的年工資總額不能多于$26000。l 教師工資檔案存儲在行政辦公室的磁帶上，檔案中有目前的年工資、贍養(yǎng)的人數(shù)、雇傭日期等信息。需要寫一個程序計算并印出每名教師的原工資和調(diào)整后的新工資。l 要求：（1）畫出此系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流圖；（2）寫出需求說明；l （3）設(shè)計上述的工資調(diào)整程序(要求用HIPO圖描繪設(shè)計結(jié)果)，設(shè)計時分別采用兩種算法，并比較兩種算法的優(yōu)缺點(diǎn)： （a）搜索工資檔案數(shù)據(jù)，找出年工資少于$26000的人，計算新工資，校核是否超過$26000，存儲新工資，印出新舊工資對照表； （b）把工資檔案數(shù)據(jù)按工資從最低到最高的次序排序，當(dāng)工資數(shù)額超過$26000時即停止排序，計算新工資，校核是否超過限額，存儲新工資，印出結(jié)果。l （4）你所畫出的數(shù)據(jù)流圖適應(yīng)用那種算法？lll第六章 習(xí)題參考答案1. 編碼的任務(wù)？使用選定的程序設(shè)計語言，把模塊的過程性描述翻譯為用語言書寫的源程序(源代碼)。2. 對源程序基本要求？源程序要求：正確可靠、簡明清晰、效率高。(1) 源程序的正確性是對程序質(zhì)量的最基本要求；(2) 源程序的簡明清晰，便于驗(yàn)證源代碼和模塊規(guī)格說明的一致性，容易進(jìn)行測試和維護(hù)；(3) 對于大多數(shù)模塊，編碼時應(yīng)該把簡明清晰放在第一位；(4) 除了編碼階段產(chǎn)生源代碼外，在測試階段也需要編寫一些測試程序，用于對軟件的測試。3. 程序設(shè)計語言的特點(diǎn)?(1) 名字說明：程序中使用對象的名字，能為編譯程序所檢查和識別；(2) 類型說明：定義對象的類型，確定該對象的使用方式；(3) 初始化：為變量提供適當(dāng)?shù)某跏贾祷蛴上到y(tǒng)給變量賦一特殊的表明未初始化的值；(4) 對象的局部性：程序中真正需要的那部分才能訪問的對象；(5) 程序模塊：控制程序?qū)ο蟮拿郑?6) 循環(huán)控制結(jié)構(gòu)：如FOR語句、WHILE-DO語句、REPEAT-UNTIL語句等；(7) 分支控制結(jié)構(gòu)：如IF語句、CASE語句等；(8) 異常處理：為程序運(yùn)行過程中發(fā)生的錯誤和意外事件提供檢測和處理上的幫助；(9) 獨(dú)立編譯：能分別編譯各個程序單元。4. 選擇程序設(shè)計語言需要考慮的因素？(1) 選擇用戶熟悉、便于用戶維護(hù)的語言。(2) 選擇目標(biāo)系統(tǒng)的環(huán)境中可以提供的編譯程序所能選用的語言(3) 選擇可以得到的軟件工具,能支持程序開發(fā)中可以利用的語言。(4) 根據(jù)工程規(guī)模的大小、目標(biāo)系統(tǒng)應(yīng)用范圍，如實(shí)時應(yīng)用選擇Ada語言或匯編語言，系統(tǒng)軟件開發(fā)選擇C語言或匯編語言，軟件開發(fā)中若含有大量數(shù)據(jù)操作則選擇SQL、dBASE等數(shù)據(jù)庫語言等。(5) 選擇程序員熟悉的語言。(6) 選擇標(biāo)準(zhǔn)化程度高、程序可移植性好的語言。(7) 根據(jù)算法與計算的復(fù)雜性、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性選擇。如對于系統(tǒng)程序和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的應(yīng)用程序，選擇支持?jǐn)?shù)組、記錄(或結(jié)構(gòu))與指針動態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的Pascal語言或C語言。(8) 根據(jù)實(shí)時要求系統(tǒng)需要的響應(yīng)速度和效率選擇相應(yīng)的語言。5. 編碼風(fēng)格的指導(dǎo)原則。(1) 源程序：包括適當(dāng)?shù)臉?biāo)識符、適當(dāng)?shù)淖⒔?、程序清單的合理布局與清晰；(2) 數(shù)據(jù)說明：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或數(shù)據(jù)類型的說明次序標(biāo)準(zhǔn)化；變量名稱盡量有意義；對復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在注解中要說明在程序設(shè)計中實(shí)現(xiàn)這個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的方法。(3)語句的構(gòu)造簡單明了：不要為節(jié)省空間將多個語句寫在同一行；盡量避免復(fù)雜的條件及“非”條件的測試；避免大量使用循環(huán)嵌套和條件嵌套；括號的使用是為了使邏輯表達(dá)式和算術(shù)表達(dá)式的運(yùn)算順序清晰直觀。(4) 效率：考慮程序運(yùn)行的時間存儲器效率、輸入/輸出的效率；在處理程序正確性、清晰與效率之間的關(guān)系時先求程序正確后求快；先求清楚后求快；保持程序簡單以求快；書寫清楚,不為“效率”犧牲清晰。6. 第四代語言(4GL)應(yīng)具備哪些的特征？(1) 具有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)管理能力，能對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行有效的存取、查詢和其它有關(guān)操作；(2)能提供一組高效的、非過程化的命令，組成語言的基本語句，編程時用戶只需用這些命令說明“做什么”，不必描述實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)；(3) 能滿足多功能、一體化的要求。為此，語言中除必須含有控制程序邏輯與實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫操作的語句外，還應(yīng)包括生成與處理報表、表格、圖形，以及實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)運(yùn)算和分析統(tǒng)計功能的各種語句，共同構(gòu)成一個一體化的語言，以適應(yīng)多種應(yīng)用開發(fā)的需要。3 畫出下列偽碼程序的程序流程圖和盒圖STARTIF p THEN WHILE q DO f END DOELSE BLOCKg n END BLOCKEND IFSTOP4 下圖給出的程序流程圖代表一個非結(jié)構(gòu)化的程序，請問：（1）為什么