軟件工程實(shí)驗(yàn)1結(jié)構(gòu)化分析實(shí)驗(yàn)

軟件工程實(shí)驗(yàn)1結(jié)構(gòu)化分析實(shí)驗(yàn)?一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.深入理解結(jié)構(gòu)化分析方法的基本概念和原理。2.掌握使用結(jié)構(gòu)化分析工具（如數(shù)據(jù)流圖、數(shù)據(jù)字典等）對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行建模和分析。3.通過(guò)實(shí)際案例的分析和設(shè)計(jì)，提高運(yùn)用結(jié)構(gòu)化分析方法解決軟件工程問(wèn)題的能力，培養(yǎng)邏輯思維和系統(tǒng)分析能力。

二、實(shí)驗(yàn)環(huán)境1.操作系統(tǒng)：Windows102.工具軟件：MicrosoftVisio（用于繪制數(shù)據(jù)流圖等圖形）、MicrosoftWord（用于撰寫(xiě)文檔）

三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟

（一）問(wèn)題描述以一個(gè)簡(jiǎn)單的圖書(shū)管理系統(tǒng)為例進(jìn)行結(jié)構(gòu)化分析。該圖書(shū)管理系統(tǒng)主要用于學(xué)校圖書(shū)館對(duì)圖書(shū)信息、讀者信息以及借閱信息進(jìn)行管理。具體功能需求如下：1.圖書(shū)信息管理能夠添加新書(shū)信息，包括圖書(shū)編號(hào)、書(shū)名、作者、出版社、出版日期、價(jià)格等?？梢孕薷囊延械膱D書(shū)信息。能夠刪除不再需要的圖書(shū)信息。支持按照?qǐng)D書(shū)編號(hào)、書(shū)名等條件查詢(xún)圖書(shū)信息。2.讀者信息管理可以添加新讀者信息，包括讀者編號(hào)、姓名、性別、年齡、聯(lián)系方式、所在院系等。能夠修改讀者的基本信息。能夠刪除讀者信息，但要確保在刪除讀者之前，該讀者的所有借閱記錄已被處理（比如已歸還所有借閱的圖書(shū)）。支持按照讀者編號(hào)、姓名等條件查詢(xún)讀者信息。3.借閱信息管理讀者可以借閱圖書(shū)，記錄借閱日期、預(yù)計(jì)歸還日期等信息。讀者可以歸還圖書(shū)，系統(tǒng)更新圖書(shū)的庫(kù)存狀態(tài)和借閱記錄。能夠查詢(xún)所有借閱記錄，包括按照讀者編號(hào)、圖書(shū)編號(hào)、借閱時(shí)間段等條件進(jìn)行查詢(xún)。

（二）結(jié)構(gòu)化分析過(guò)程

1.需求收集與整理與圖書(shū)館相關(guān)人員進(jìn)行溝通交流，詳細(xì)了解圖書(shū)管理系統(tǒng)的各項(xiàng)業(yè)務(wù)流程和功能需求，形成需求文檔。

2.繪制數(shù)據(jù)流圖（DFD）頂層數(shù)據(jù)流圖圖書(shū)管理系統(tǒng)的頂層數(shù)據(jù)流圖描述了系統(tǒng)的主要輸入和輸出以及系統(tǒng)與外部實(shí)體之間的關(guān)系。外部實(shí)體包括讀者和圖書(shū)館管理員，系統(tǒng)的主要功能是處理圖書(shū)信息、讀者信息和借閱信息。繪制的頂層數(shù)據(jù)流圖如下：圖1：圖書(shū)管理系統(tǒng)頂層數(shù)據(jù)流圖外部實(shí)體：讀者、圖書(shū)館管理員數(shù)據(jù)流：讀者借閱請(qǐng)求、管理員操作指令、圖書(shū)信息、讀者信息、借閱信息處理：圖書(shū)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：圖書(shū)信息表、讀者信息表、借閱記錄表0層數(shù)據(jù)流圖對(duì)頂層數(shù)據(jù)流圖進(jìn)行細(xì)化，得到0層數(shù)據(jù)流圖。以圖書(shū)信息管理為例，其0層數(shù)據(jù)流圖如下：圖2：圖書(shū)信息管理0層數(shù)據(jù)流圖外部實(shí)體：圖書(shū)館管理員數(shù)據(jù)流：新書(shū)信息、修改圖書(shū)信息指令、刪除圖書(shū)信息指令、查詢(xún)圖書(shū)信息條件、圖書(shū)信息處理：圖書(shū)信息錄入、圖書(shū)信息修改、圖書(shū)信息刪除、圖書(shū)信息查詢(xún)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：圖書(shū)信息表同樣地，繪制讀者信息管理和借閱信息管理的0層數(shù)據(jù)流圖。讀者信息管理0層數(shù)據(jù)流圖如下：圖3：讀者信息管理0層數(shù)據(jù)流圖外部實(shí)體：圖書(shū)館管理員數(shù)據(jù)流：新讀者信息、修改讀者信息指令、刪除讀者信息指令、查詢(xún)讀者信息條件、讀者信息處理：讀者信息錄入、讀者信息修改、讀者信息刪除、讀者信息查詢(xún)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：讀者信息表借閱信息管理0層數(shù)據(jù)流圖如下：圖4：借閱信息管理0層數(shù)據(jù)流圖外部實(shí)體：讀者、圖書(shū)館管理員數(shù)據(jù)流：借閱圖書(shū)請(qǐng)求、歸還圖書(shū)請(qǐng)求、查詢(xún)借閱記錄條件、借閱信息處理：借閱圖書(shū)處理、歸還圖書(shū)處理、借閱記錄查詢(xún)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：借閱記錄表1層數(shù)據(jù)流圖（以圖書(shū)信息查詢(xún)?yōu)槔┻M(jìn)一步細(xì)化0層數(shù)據(jù)流圖中的"圖書(shū)信息查詢(xún)"處理，得到1層數(shù)據(jù)流圖。圖5：圖書(shū)信息查詢(xún)1層數(shù)據(jù)流圖外部實(shí)體：圖書(shū)館管理員數(shù)據(jù)流：查詢(xún)圖書(shū)信息條件、圖書(shū)信息處理：確定查詢(xún)方式、執(zhí)行查詢(xún)操作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：圖書(shū)信息表

3.編寫(xiě)數(shù)據(jù)字典圖書(shū)信息名稱(chēng)：圖書(shū)信息編號(hào)：T001簡(jiǎn)述：記錄圖書(shū)的基本信息定義：圖書(shū)編號(hào)+書(shū)名+作者+出版社+出版日期+價(jià)格數(shù)據(jù)項(xiàng)：圖書(shū)編號(hào)：字符型，長(zhǎng)度8位，唯一標(biāo)識(shí)圖書(shū)書(shū)名：字符型，長(zhǎng)度50位作者：字符型，長(zhǎng)度30位出版社：字符型，長(zhǎng)度30位出版日期：日期型價(jià)格：數(shù)值型，保留2位小數(shù)讀者信息名稱(chēng)：讀者信息編號(hào)：R001簡(jiǎn)述：記錄讀者的基本信息定義：讀者編號(hào)+姓名+性別+年齡+聯(lián)系方式+所在院系數(shù)據(jù)項(xiàng)：讀者編號(hào)：字符型，長(zhǎng)度8位，唯一標(biāo)識(shí)讀者姓名：字符型，長(zhǎng)度20位性別：字符型，長(zhǎng)度2位（男/女）年齡：數(shù)值型聯(lián)系方式：字符型，長(zhǎng)度11位（手機(jī)號(hào)碼）所在院系：字符型，長(zhǎng)度30位借閱信息名稱(chēng)：借閱信息編號(hào)：L001簡(jiǎn)述：記錄讀者借閱圖書(shū)的相關(guān)信息定義：讀者編號(hào)+圖書(shū)編號(hào)+借閱日期+預(yù)計(jì)歸還日期數(shù)據(jù)項(xiàng)：讀者編號(hào)：字符型，長(zhǎng)度8位圖書(shū)編號(hào)：字符型，長(zhǎng)度8位借閱日期：日期型預(yù)計(jì)歸還日期：日期型

4.描述加工邏輯以"圖書(shū)信息錄入"加工為例，描述其加工邏輯：圖書(shū)信息錄入加工接收來(lái)自圖書(shū)館管理員的新書(shū)信息。首先檢查新書(shū)信息中的圖書(shū)編號(hào)是否符合格式要求（8位字符型）且在系統(tǒng)中不存在重復(fù)。若圖書(shū)編號(hào)不符合要求或已存在，則返回錯(cuò)誤信息給管理員。檢查書(shū)名、作者、出版社等其他信息是否完整且符合格式要求。若有信息不完整或不符合格式，也返回錯(cuò)誤信息。若所有信息都符合要求，則將新書(shū)信息存儲(chǔ)到圖書(shū)信息表中，并返回成功信息給管理員。

同樣地，對(duì)其他加工（如圖書(shū)信息修改、讀者信息管理、借閱信息管理等加工）的邏輯進(jìn)行詳細(xì)描述。

四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

（一）實(shí)驗(yàn)結(jié)果1.完成了圖書(shū)管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化分析文檔，包括頂層數(shù)據(jù)流圖、0層數(shù)據(jù)流圖、1層數(shù)據(jù)流圖（部分）以及詳細(xì)的數(shù)據(jù)字典和加工邏輯描述。2.使用MicrosoftVisio繪制了清晰的數(shù)據(jù)流圖，直觀地展示了系統(tǒng)的功能和數(shù)據(jù)流向。

（二）結(jié)果分析1.通過(guò)繪制數(shù)據(jù)流圖，清晰地呈現(xiàn)了圖書(shū)管理系統(tǒng)各個(gè)功能模塊之間的關(guān)系以及數(shù)據(jù)的流動(dòng)過(guò)程。從頂層數(shù)據(jù)流圖到0層數(shù)據(jù)流圖再到1層數(shù)據(jù)流圖的逐步細(xì)化，使得系統(tǒng)的功能細(xì)節(jié)逐漸清晰，有助于準(zhǔn)確理解系統(tǒng)需求。2.數(shù)據(jù)字典的編寫(xiě)對(duì)系統(tǒng)中的各類(lèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行了詳細(xì)定義，包括數(shù)據(jù)項(xiàng)的名稱(chēng)、編號(hào)、簡(jiǎn)述、定義以及具體的數(shù)據(jù)類(lèi)型和長(zhǎng)度等。這為后續(xù)的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)和程序開(kāi)發(fā)提供了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)規(guī)范。3.對(duì)加工邏輯的描述明確了每個(gè)功能模塊的具體處理過(guò)程和規(guī)則，有助于開(kāi)發(fā)人員根據(jù)這些描述實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各個(gè)功能模塊，保證系統(tǒng)的正確性和可靠性。

五、實(shí)驗(yàn)總結(jié)通過(guò)本次結(jié)構(gòu)化分析實(shí)驗(yàn)，深入學(xué)習(xí)了結(jié)構(gòu)化分析方法在軟件工程中的應(yīng)用。從實(shí)際問(wèn)題出發(fā)，經(jīng)過(guò)需求收集、數(shù)據(jù)流圖繪制、數(shù)據(jù)字典編寫(xiě)以及加工邏輯描述等步驟，完成了對(duì)圖書(shū)管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化分析。

結(jié)構(gòu)化分析方法具有嚴(yán)謹(jǐn)性和邏輯性，能夠幫助我們清晰地理解系統(tǒng)需求，準(zhǔn)確地描述系統(tǒng)的功能和數(shù)據(jù)流程。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，深刻體會(huì)到了數(shù)據(jù)流圖和數(shù)據(jù)字典在系統(tǒng)分析中的重要作用。數(shù)據(jù)流圖作為一種圖形化工具，直觀地展示了系統(tǒng)的整體架構(gòu)和數(shù)據(jù)流向，而數(shù)據(jù)字典則對(duì)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行了精確的定義和說(shuō)明，兩者相輔相成，為系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

同時(shí)，也認(rèn)識(shí)到結(jié)構(gòu)化分析方法雖然有其優(yōu)點(diǎn)，但也存在一定的局限性。例如，對(duì)于一些復(fù)雜系統(tǒng)中動(dòng)態(tài)行為和用戶(hù)界面的描述不夠直觀和詳