軟件工程集裝箱課程設(shè)計(jì)

1、計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院武 漢 工 程 大 學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院軟件工程實(shí)驗(yàn)報(bào)告一 專(zhuān)業(yè)班級(jí)實(shí)驗(yàn)時(shí)間學(xué)生學(xué)號(hào)實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)學(xué)生姓名指導(dǎo)教師實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目集裝箱優(yōu)化需求說(shuō)明書(shū)實(shí)驗(yàn)類(lèi)別設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)4實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙笸瓿梢恍┘b箱問(wèn)題，并給出相應(yīng)的方案，從這些方案中比較哪種方案是最優(yōu)的，編寫(xiě)出需求分析文檔。成 績(jī) 評(píng) 定 表類(lèi) 別評(píng) 分 標(biāo) 準(zhǔn)分值得分合 計(jì)上機(jī)表現(xiàn)按時(shí)出勤、遵守紀(jì)律認(rèn)真完成各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容30分報(bào)告質(zhì)量程序代碼規(guī)范、功能正確填寫(xiě)內(nèi)容完整、體現(xiàn)收獲70分說(shuō)明： 評(píng)閱教師： 日 期： 2010 年 月 日實(shí) 驗(yàn) 內(nèi) 容1. 引 言1.1 編寫(xiě)目的集裝箱優(yōu)化系統(tǒng)需求分析是軟件工程課程的必備的內(nèi)容之一，是自

2、我實(shí)踐了解掌握軟件工程方法和過(guò)程設(shè)計(jì)的有效途徑。通過(guò)集裝箱優(yōu)化需求分析文檔設(shè)計(jì)，能夠加深對(duì)軟件工程課程的可行性分析、需求分析、軟件設(shè)計(jì)、軟件測(cè)試及文檔重要性的認(rèn)識(shí)和理解。這次設(shè)計(jì)的集裝箱優(yōu)化系統(tǒng)需求分析說(shuō)明書(shū)主要是給指導(dǎo)老師王慶春副教授指導(dǎo)并改正。謝謝尊敬的王老師的耐心地指導(dǎo)，我們一定會(huì)虛心地接受.1.2 背景在當(dāng)今社會(huì)生產(chǎn)條件下，很多企業(yè)還是依賴(lài)于人工耗神費(fèi)力地計(jì)算裝箱，而且人工設(shè)計(jì)的裝箱方案的優(yōu)化程度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠理想。同時(shí)經(jīng)驗(yàn)裝箱存在著不準(zhǔn)確性。只有在裝箱工作結(jié)束以后才能知道每個(gè)集裝箱裝載了哪些貨物以及每種貨物的裝箱數(shù)量，這時(shí)企業(yè)才可以去報(bào)關(guān)，從而導(dǎo)致發(fā)貨周期較長(zhǎng)。這次集裝箱的設(shè)計(jì)用正方形、

3、三角形和長(zhǎng)方形三種形狀的圖形裝在一個(gè)鉅形箱子里的文檔，就是為了優(yōu)化設(shè)計(jì)來(lái)改變這種模式。本開(kāi)發(fā)軟件為集裝箱的優(yōu)化，本項(xiàng)目是由武漢工程大學(xué)教研室工作人員提出，由老師指導(dǎo)我們這屆學(xué)生來(lái)開(kāi)發(fā)，供不同的用戶(hù)所使用，實(shí)現(xiàn)該軟件需要計(jì)算機(jī)的實(shí)現(xiàn)及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的支持。需求分析是指理解用戶(hù)需求，就軟件功能與客戶(hù)達(dá)成一致，估計(jì)軟件風(fēng)險(xiǎn)和評(píng)估項(xiàng)目代價(jià)，最終形成開(kāi)發(fā)計(jì)劃的一個(gè)復(fù)雜過(guò)程。（這個(gè)和我在微軟體驗(yàn)到的又不太一樣，微軟的需求分析大多是市場(chǎng)人員和用戶(hù)協(xié)助小組的人去評(píng)估用戶(hù)的接受程度，這一點(diǎn)也可以理解，因?yàn)楣镜男再|(zhì)有根本差別）在這個(gè)過(guò)程中，用戶(hù)的確是處在主導(dǎo)地位，需求分析工程師和項(xiàng)目經(jīng)理要負(fù)責(zé)整理用戶(hù)需求，為之后的

4、軟件設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。從廣義上理解：需求分析包括需求的獲取、分析、規(guī)格說(shuō)明、變更、驗(yàn)證、管理的一系列需求工程。需求分析有許多方法，但是總的來(lái)看，它們應(yīng)符合以下一般原則：1 能夠表達(dá)和理解問(wèn)題的信息域信息域反映的是用戶(hù)業(yè)務(wù)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的流向和對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工的處理過(guò)程，因此信息域是解決做什么？的關(guān)鍵因素。根據(jù)信息域描述的信息流、信息內(nèi)容和信息結(jié)構(gòu)，可以較全面地（完整地）了解系統(tǒng)的功能。2建立描述系統(tǒng)信息、功能和行為的模型建立模型的過(guò)程是由粗到精的綜合分析的過(guò)程。通過(guò)對(duì)模型的不斷深化認(rèn)識(shí)，來(lái)達(dá)到對(duì)實(shí)際問(wèn)題的深刻認(rèn)識(shí)。3能夠?qū)λＰ桶匆欢ㄐ问竭M(jìn)行分解分解是為了降低問(wèn)題的復(fù)雜性，增加問(wèn)題的可解性和可描述性。

5、分解可以在同一個(gè)層次上進(jìn)行（橫向分解），也可以在多層次上進(jìn)行（縱向分解）。4設(shè)計(jì)條件：從軟件方面，提供了一系列有關(guān)此次課程設(shè)計(jì)的軟件和一些資料。從硬件方面，學(xué)校提供計(jì)算機(jī)機(jī)房，給了我們良好的硬件設(shè)備。1.3 定義集裝箱（container）：指具有一定強(qiáng)度、剛度和規(guī)格專(zhuān)供周轉(zhuǎn)使用的大型裝貨容器。使用集裝箱轉(zhuǎn)運(yùn)貨物，可直接在發(fā)貨人的倉(cāng)庫(kù)裝貨，運(yùn)到收貨人的倉(cāng)庫(kù)卸貨，中途更換車(chē)、船時(shí)，無(wú)須將貨物從箱內(nèi)取出換裝。集裝箱外尺寸（containers overall external dimensions）：包括集裝箱永久性附件在內(nèi)的集裝箱外部最大的長(zhǎng)、寬、高尺寸。它是確定集裝箱能否在船舶、底盤(pán)車(chē)、貨車(chē)、

6、鐵路車(chē)輛之間進(jìn)行換裝的主要參數(shù)。是各運(yùn)輸部門(mén)必須掌握的一項(xiàng)重要技術(shù)資料。集裝箱內(nèi)尺寸（containers internal dimensions）：集裝箱內(nèi)部的最大長(zhǎng)、寬、高尺寸。高度為箱底板面至箱頂板最下面的距離，寬度為兩內(nèi)側(cè)襯板之間的距離，長(zhǎng)度為箱門(mén)內(nèi)側(cè)板量至端壁內(nèi)襯板之間的距離。它決定集裝箱內(nèi)容積和箱內(nèi)貨物的最大尺寸。集裝箱內(nèi)容積（containers unobstructed capacity）：按集裝箱內(nèi)尺寸計(jì)算的裝貨容積。同一規(guī)格的集裝箱，由于結(jié)構(gòu)和制造材料的不同，其內(nèi)容積略有差異。集裝箱內(nèi)容積是物資部門(mén)或其他裝箱人必須掌握的重要技術(shù)資料。集裝箱優(yōu)化軟件：它是由集裝箱優(yōu)化軟件開(kāi)發(fā)

7、組完全自主開(kāi)發(fā)的集裝箱產(chǎn)品裝箱方案優(yōu)化軟件，根據(jù)實(shí)際情況（比如集裝箱大小、產(chǎn)品規(guī)格）設(shè)計(jì)出產(chǎn)品裝箱最優(yōu)方案，以求達(dá)到空間最大利用率，降低企業(yè)運(yùn)輸成本。1.4 參考資料1 軟件工程李偉波 劉永祥 王慶春 主編2 軟件設(shè)計(jì)中的需求分析董紀(jì)陽(yáng)3呂國(guó)英. 算法設(shè)計(jì)與分析 北京：清華大學(xué)出版社，2006.34朱站立. 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 使用c語(yǔ)言m. 西安：西安交通大學(xué)出版社，2005.65殷人昆. 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 用面向?qū)ο蠓椒枋鰉. 北京：清華大學(xué)出版社，2006.32. 任務(wù)概述2.1 目標(biāo)隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，物流活動(dòng)在人們生活中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。配送環(huán)節(jié)包括貨物的分揀、組配、搬運(yùn)、裝載、及運(yùn)輸

8、等諸多步驟，其中配裝是整個(gè)配送環(huán)節(jié)中的關(guān)鍵步驟。“合理化配送”已經(jīng)成為當(dāng)今物流發(fā)展的一種內(nèi)在要求。在實(shí)際的運(yùn)輸中，為了產(chǎn)品的安全和便于運(yùn)輸，很多產(chǎn)品在生產(chǎn)出來(lái)之后就被裝入各種尺寸（比如長(zhǎng)方體、正方體、正三棱柱等等）的木箱和紙箱中，然后這些箱子再被裝入集裝箱進(jìn)行運(yùn)送。很多企業(yè)還是依賴(lài)于人工耗神費(fèi)力地計(jì)算裝箱，而且人工設(shè)計(jì)的裝箱方案的優(yōu)化程度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠理想。同時(shí)經(jīng)驗(yàn)裝箱存在著不準(zhǔn)確性所以本軟件的目標(biāo)是使企業(yè)簡(jiǎn)單快速地設(shè)計(jì)高效的集裝箱裝箱方案，達(dá)到催空間和載重能力最大利用。提高集裝箱裝箱率，節(jié)省運(yùn)費(fèi)，增強(qiáng)企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。這里我們研究的是一批長(zhǎng)方體、正方體、三棱柱的貨物在集裝箱中的擺放問(wèn)題，以最大化

9、集裝箱的空間利用率。2.2 用戶(hù)的特點(diǎn)不管哪種軟件，它的未來(lái)的發(fā)展都要由最終用戶(hù)來(lái)決定，所以使用本軟件是最終用戶(hù)是那些需要使用集裝箱裝箱的用戶(hù)，它們需要知道如何使集裝箱里裝的數(shù)量最多，從面提高效率和減少浪費(fèi)。其操作人員是我們這些學(xué)生，大學(xué)教育水平，會(huì)一些簡(jiǎn)單的程序和操作技術(shù)，其維護(hù)人員就需要我們的指導(dǎo)老師，王教授，是一個(gè)最有較高編程水平且能維護(hù)軟件的高手。本軟件的預(yù)期使用頻度是天一至兩次。其使用人員應(yīng)具備一定的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)、能對(duì)電腦進(jìn)行一些基本的操作本軟件的維護(hù)人員需要具備一定的vc+開(kāi)發(fā)知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)。2.3 假定和約束使用本軟件開(kāi)發(fā)工作的最大經(jīng)費(fèi)不得超過(guò)2000元，開(kāi)發(fā)時(shí)間不得超過(guò)兩個(gè)星期。

10、在開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，我們要假定集裝箱的長(zhǎng)寬高，還有正方形，長(zhǎng)方形和三角形的長(zhǎng)和寬，其中集裝箱的長(zhǎng)寬高的單位是m，正方形，長(zhǎng)方形和三角形的長(zhǎng)和寬的單位是cm。由于開(kāi)發(fā)的時(shí)間有限，所以我們不得不在兩個(gè)星期內(nèi)完成其軟件，然后由操作人員進(jìn)行操作。3. 需求規(guī)定3.1對(duì)功能的規(guī)定本集裝箱優(yōu)化系統(tǒng)主要應(yīng)該實(shí)現(xiàn)以下功能：1. 可以實(shí)現(xiàn)各種規(guī)格的貨物裝箱率達(dá)到最高。2. 用戶(hù)可以自定義集裝箱的大小以及貨物的尺寸，解決不同類(lèi)型貨物的裝箱問(wèn)題。3. 優(yōu)化算法應(yīng)該只能高效、安全可靠。4. 通過(guò)文字描述或者3d圖展示集裝箱裝箱方案，使用戶(hù)一目了然。5. 能夠?qū)⒎桨复鎯?chǔ)和打印，以便用戶(hù)查閱。3.2對(duì)性能的規(guī)定穩(wěn)定性是我們?cè)?/p>

11、編寫(xiě)程序的時(shí)候所應(yīng)該重視的問(wèn)題之一，而在對(duì)整個(gè)軟件而言，對(duì)于錯(cuò)誤的處理時(shí)非常重要的，成功開(kāi)發(fā)出來(lái)的系統(tǒng)應(yīng)該是一個(gè)有相當(dāng)?shù)姆€(wěn)定性的系統(tǒng)，沒(méi)有絕對(duì)的穩(wěn)定，但是我們應(yīng)該在開(kāi)發(fā)過(guò)程中考慮到每一個(gè)可能使系統(tǒng)出現(xiàn)不穩(wěn)定因素的，在程序的代碼編寫(xiě)過(guò)程中盡量的用一個(gè)良好的算法來(lái)避免這些問(wèn)題。每一次根據(jù)用戶(hù)提供的數(shù)據(jù)所計(jì)算出來(lái)的貨物吧、配送方案應(yīng)該是能夠正確的處理的。能夠采用最好的算法、最優(yōu)的配送方法，解決物流中所遇到的貨物的配送問(wèn)題。能夠?yàn)槲锪鞯倪\(yùn)營(yíng)商很好的節(jié)省運(yùn)營(yíng)成本。能夠長(zhǎng)期的運(yùn)行，而不是使軟件的出現(xiàn)錯(cuò)誤的周期越來(lái)越短。3.2.1精度當(dāng)以厘米（cm）為單位時(shí)，根據(jù)實(shí)際情況，集裝箱的大小以及貨物的尺寸小數(shù)位一

12、般不會(huì)超出3位小數(shù)，考慮到可能存在特殊情況，所以系統(tǒng)在輸入時(shí)統(tǒng)一采用厘米（cm）為單位，允許用戶(hù)輸入的數(shù)據(jù)小數(shù)位可以超出3位，但最好不要超出6位。3.2.2時(shí)間特性要求考慮到用戶(hù)的需求，系統(tǒng)應(yīng)該在時(shí)間性能上盡量減少計(jì)算與響應(yīng)時(shí)間，盡量大努力優(yōu)化核心算法，一般在可以接受的時(shí)間范圍內(nèi)就應(yīng)該輸出結(jié)果，不應(yīng)讓用戶(hù)耗費(fèi)太多的等待時(shí)間。3.2.3靈活性由于用戶(hù)的集裝箱大小不盡相同，貨物的形狀可能存在多種。即便同一種形狀的貨物也可能存在不同尺寸，所以系統(tǒng)應(yīng)該滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)各種不同大小集裝箱，不同形狀與大小的貨物的處理。3.3輸入、輸出要求本集裝箱優(yōu)化系統(tǒng)可以解決不同類(lèi)型貨物的裝箱問(wèn)題，所以用戶(hù)可以自定義集裝箱的

13、大小以及貨物的尺寸。這些輸入數(shù)據(jù)都是數(shù)值型數(shù)據(jù)，要求用戶(hù)通過(guò)鍵盤(pán)輸入。數(shù)值范圍一般滿(mǎn)足現(xiàn)實(shí)情況都可以。數(shù)據(jù)單位統(tǒng)一使用厘米（cm），小數(shù)位不應(yīng)超過(guò)6位。輸出通過(guò)文字描述或者3d圖展示集裝箱方案，使用戶(hù)清楚明白。既要輸出到顯示器，同時(shí)還應(yīng)該滿(mǎn)足保存、打印功能。3.4數(shù)據(jù)管理能力要求集裝箱優(yōu)化系統(tǒng)需要管理的文件主要是方案保存文件，大小一般在5m左右。3.5故障處理要求正常使用時(shí)應(yīng)該不會(huì)出錯(cuò)。如果發(fā)生特殊意外，應(yīng)保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。另外若運(yùn)行時(shí)遇到不可恢復(fù)的錯(cuò)誤，應(yīng)可以通過(guò)重新安裝解決問(wèn)題，重新安裝時(shí)已經(jīng)保存的文件以及系統(tǒng)配置都不會(huì)改變。3.6其他專(zhuān)門(mén)要求系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)情況：用戶(hù)可在本系統(tǒng)下實(shí)現(xiàn)各

14、種用戶(hù)要求的功能。系統(tǒng)的安全性：對(duì)于系統(tǒng)的重要數(shù)據(jù)都有密碼保護(hù)，具有一定的安全性。系統(tǒng)的容錯(cuò)性：用戶(hù)輸錯(cuò)數(shù)據(jù)都有提示信息，具有較好的容錯(cuò)性能。系統(tǒng)的封閉性：用戶(hù)的封閉性較好，用戶(hù)基本上在提示信息下輸數(shù)據(jù)。4 .運(yùn)行環(huán)境規(guī)定4.1設(shè)備運(yùn)行本集裝箱優(yōu)化系統(tǒng)需要以下配置：a) 有奔騰133、16兆內(nèi)存配置的計(jì)算機(jī)。b) microsoft鼠標(biāo)或者其它兼容鼠標(biāo)。c) 常規(guī)安裝需要100mb硬盤(pán)空間，完全安裝需要240mb硬盤(pán)空間。d) vga顯示器或更高。e) windows 95中文版或windows nt中文版或更高。f) 一般計(jì)算機(jī)外設(shè)，如：打印機(jī)、掃描儀。4.2支持軟件本軟件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)所用的操作系統(tǒng)是windows xp sp3，所用的編譯系統(tǒng)是microsoft vc+6.04.3接口本軟件需要