软件工程实验报告 - 十个实验 软件工程实验报告完整版

        软件工程实验报告班级：****学号：**********姓名：***实验一软件需求分析实验项目名称：软件需求分析实验目的：1)根据所选定题目进行需求分析工作；2)通过实例掌握结构化数据流分析技术；3)进行业务需求分析、用户需求、功能需求、非功能需求分析；4)写出需求规格说明书（含数据流图）。实验内容：用结构化数据流分析技术进行软件系统需求分析，得出系统得数据流图和数据字典。实验步骤：1)到相关单位进行需求分析。

        2)综合利用Internet网和相关书籍整理并完善需求分析。3)画出系统数据流图（分清系统是事务型还是加工型）。4)得出系统数据字典。

        1．软件系统需求描述：(从功能，性能上进行描述)

        （1）功能需求：银行系统系统所要完成的主要功能有两方面：①填写存款单或取款单交给业务员键入系统，如果是存款，系统记录存款人姓名、住址、存款类型、存款日期、利率等信息，完成后由系统打印存款单给储户。②如果是取款，业务员把取款金额输入系统并要求储户输入密码以确认身份，核对密码正确无误后系统计算利息并印出利息清单给储户。

        （2）性能需求：为了满足储户的要求，系统必须要有高的运作速度，储户填写的表单输入到系统，系统必须能快速及时作出响应，迅速处理各项数据、信息，显示出所有必需信息并打印出各项清单，所以要求很高的信息量速度和大的主存容量；由于要存贮大量的数据和信息，也要有足够大的磁盘容量；另外，银行计算机储蓄系统必须有可靠的安全措施，以保证储户的存储安全。

        2．软件系统数据流图（由加工、数据流、文件、源点和终点四种元素组成）：1)顶层数据流打印存单开户取款存款存款查询取款打印清单2)1层数据流图打印存单储户信息文件存取款信息变动密码错误读取储户信息保存新用户信息密码正确利息清单3)2层数据流图3．软件系统数据字典：1)数据流条目

        (1)数据流名：存单(反馈信息)说明：银行系统给用户每次存款打印的存款资料表单数据流来源：银行计算机储蓄系统数据流去向：用户数据流组成：存单=存款人+存款银行+业务员编号+存款金额+存款日期+手续费+帐户余额业务员编号=“01”..“99”存款日期=年+月+日位置：输出到打印机数据量流通量：暂不统计

        （2）数据流名：取款单说明：记录用户每次取款的资料和情况数据流来源：用户数据流去向：银行计算机储蓄系统数据流组成：取款单=取款人+取款银行+业务员编号+取款金额+取款日期业务员编号=“01”..“99”取款日期=年+月+日数据量流通量：暂不统计

        （3）数据流名：利息清单（或账单）说明：当用户取款时，银行内库要把利息清单（或账单）给银行计算机储蓄系统处理，再把利息清单（或账单）交于用户数据流来源：书库数据流去向：事务处理数据流组成：取款信息=取款人+取款银行+受理业务员+取款金额+取款日期+手续费+帐户余额业务员编号=“01”..“99”取款日期=年+月+日位置：输出到打印机数据量流通量：暂不统计2)加工条目a)加工名：银行计算机储蓄系统加工编号：0层简要描述：对用户存取款进行管理和处理输入数据流：存款单、取款单输出数据流：存单、利息清单（或账单）加工逻辑：若存取款信息正确且密码正确无误则存取款成功，否则提示重写或重填。3)文件条目a)数据文件名：用户信息表简述：用于存放用户的个人资料情况及其它相关信息输入数据：用户信息输出数据：用户信息数据文件组成：用户信息表=用户编号+身份证号码+姓名+性别+年龄+住址存储方式：关键码存取频率：经常b)数据文件名：密码信息表简述：用于存放用户存取款所需的密码输入数据：密码信息输出数据：密码信息数据文件组成：密码信息=存取款密码+设置密码日期存储方式：关键码存取频率：经常c)数据文件名：存取款信息表简述：主要是对存取款时所产生的存单、利息清单（或账单）及账面上金额进行存储输入数据：存取款信息输出数据：存取款信息d)数据文件组成：存取款信息表=存单+利息清单（或账单）+存取款日期+帐户金额存储方式：直接存取频率：经常4.实验小结需求分析是一项重要的工作，也是最困难的工作。通过本实验，运用所学知识，全面收集与实验有关的相关信息，逐步完善需求分析报告。

        实验二软件概要设计实验项目名称：软件概要设计实验目的：1)建立初始结构图；2)对初始结构图进行改进、优化；3)写出概要设计说明书。实验内容：主要解决实现该系统需求的程序模块设计问题。(包括如何把该系统划分成若干个模块、决定各个模块之间的接口、模块之间传递的信息，以及数据结构、模块结构的设计等。

        )实验步骤：1)首先确定系统总体设计方案（分清系统是事务型还是加工型）。2)完成系统的模块结构图及模块的功能说明3)完成系统的接口设计4)完成系统的数据结构设计1．软件系统模块结构图2．接口设计

        （1）用户接口用户界面格式：屏幕格式：采用全屏格式，可自由转换。与各分窗体之间的切换以完成各种处理报表格式：以银行原报表格式设计电子打印表格式。

        菜单格式：下拉式菜单，应显示储户资料及帐户资料的各个详细条目。外部接口

        （2）硬件接口：现实中要求使用高速以太网以实现快速联网操作，但是在理论实验难软件本身的目的来看，无需网络通讯接口。业务员键入住房的资料要全部一直显示在屏幕；储户从按键口键入密码到系统以核对；计算机与打印机有高速传输的连接接口，最后以纸张的形式打印清单给储户。

        （3）软件接口：Windows标准接口，要求与其他软件无冲突错误发生。3．数据结构设计由于本系统为即时软件，对数据的同步要求较高，建议配置网络时使用可靠性较高的相关网络硬件设施。银行以记时器记时完毕触发利息结算；对用户取款额未做上限约束；各间银行采用集中控制。

        有效证件仅为身份证，牵涉到开户、撤户、挂失、取款时客户必须提供身份证号；存款及余额查询时不需要。4．出错处理设计本系统需要专业的数据库管理人员对银行储蓄系统的数据进行专业管理。数据据的置信和恢复是系统正式运行后最重要的维护工作之一，需要按不同的要求制定不同的置信计划，定期对数据库和日志进行备份，以保证一旦发生故障，能利用数据库备份及日志文件，尽快将数据库恢复到某种一致辞性状态，并尽可能减少对数据库的破坏。

        软件就具备自动拼写错误检查等功能，在出现故障后应从整个系统数据库重新载入数据进行操作。故障类别故障举例原因分析硬故障各种板卡、外设等出现电器故障或机械故障电脑主机部件和外设均完好无损，但由于用户粗心或无知、日久自然形成的接触不良、CMOS设置错误，负荷太大，电源的功率不足等致命性永久性故障：必须更换元器件。如电子器件寿命有效期到了，键盘的磨损。

        暂时性故障：不要使其长时间工作，间歇性休息，或要求环境条件更好。电源忽高忽低。软故障系统配置不当，未安装驱动程序或驱动程序之间产生冲突。

        内存管理设置错误，如内存管理冲突、内存管理顺序混乱、内存不够等。病毒感染，如OVE和DBF等数据文件打不开，屏幕出现异常显示、运行速度变慢、硬盘不能正常使用等。CMOS参数设置不当。

        软、硬件不兼容。软件安装、设置、调试、使用和维护不当。电磁辐射危害静电放电导致电脑故障病毒影响5．实验小结本次开发以一个虚拟银行为背景，在深入了解通用的银行储蓄业务管理要求的基础上，力争开发出一个实用性强的通用储蓄系统软件，基本上可满足正常银行业的工作需要。

        本项目对系统的安全保密性要求也较高。另外，还要实现多币种的储蓄业务。设计者必须了解并掌握银行储蓄业务的一般要求及银行核算的规则（如利息计算的规则、节假日规则、币种兑换规则等）。

        同时，应该能模拟出消费者的外部消费与银行的结算业务。项目工作量和专业跨度较大。实验三软件详细设计实验项目名称：软件详细设计实验目的：1)完成系统的总体设计；2)完成系统的详细设计工作；3)完成主要程序（标识符）设计说明；4)写出详细设计说明书；实验内容：进行软件系统的结构设计、逐个模块的程序描述（包括各模块的功能、性能、输入、输出、算法、程序逻辑、接口等等）实验步骤：1)首先进行程序系统的结构设计。

        2)然后对主要程序进行描述。注：应该同时进行用户界面设计。1．软件系统其中的3个模块的详细设计（画程序流程图）

        (1)业务流程图NYNY

        (2)数据流图重新输Y入N

        (3)目标系统功能结构图2．程序描述图书管理系统是一个面向学校图书馆用来进行图书管理的管理信息系统（MIS）。

        该信息系统能够方便地借阅者提供各种借阅服务，也能够为图书管理员和系统管理员（两者视为系统中的同一角色）提供方便的管理服务。图书管理系统能够为一定数量的借阅者提供服务。每个借阅者能够拥有惟一标识其存在的编号。

        根据图书管理的日常工作需求和图书借阅管理流程，系统应实现以下目标：基本信息设置保证图书信息和读者信息的分类管理；实现图书信息的查询功能，保证数据查询的灵活性；实现对图书借阅、归还过程的全程数据信息跟踪；设置读者借阅和图书借阅排行榜，为图书管理提供真实的数据信息；提供借阅到期提醒功能，使管理者可以及时了解已经到期的图书借阅信息；提供管理员修改自己密码的功能，保证系统的安全性；提供灵活、方便的权限设置功能，使整个系统的管理分工明确；界面设计友好、美观，数据存储安全、可靠；采用人机对话的操作方式，方便管理员的日常操作；系统最大限度地实现易维护性和易操作性。安全与保密要求：对于图书资料录入者提供管理员级别的权限，对于游客提供游客权限，在游客权限范围内进行常规操作，老师以及学生属于图书管理系统主要的服务对象，属于注册用户，必须登录后进行相关的借阅、资料管理。3．实验小结本实验进一步定制软件开发的细节问题，明确软件需求安排项目规划与进度、组织软件开发与测试，便于用户与开发商协调工作。

        经过对该银行系统项目进行详细设计研究，初拟系统实现报告，对软件开发中将要面临的问题及解决方案进行需求分析。实验四软件测试和调试实验项目名称：软件测试和调试实验目的：1)通过实例使同学们掌握软件测试的一般步骤；2)进行黑盒、白盒测试试用例设计，形成测试用例表；3)进行黑盒测试，得出测试记录；4)进行白盒测试，得出测试记录；5)写出测试报告。实验内容：用课堂上介绍的方法，对上一实验的程序，进行测试，并要测试通过，然后撰写软件测试说明书。

        实验步骤：1)首先设计测试方案（分别采用白盒法和黑盒法）。2)进行测试。3)对于出错的程序进行修改。

        4)并不断循环直至程序符合要求。5)写出测试说明书。1.测试项目“按户名和账号查询”模块（G6）的白盒测试，本测试采用条件覆盖（判定表达式中的每个条件都取到各种可能得结果）。

        2.设计测试用例15个（白盒法10个，黑盒法5个）：输入数据：账号=“622123412”预期输出：账号“622123412”的正确信息实际运行结果如下图所示：输入数据：账号="622123413"预期输出：所查询的信息不存在实际运行结果如下图所示：输入数据：户名="慕容雪"预期输出：用户的正确信息实际运行结果如下图所示：输入数据：户名="杨天"预期输出：所查询的信息不存在实际运行结果如下图所示：3.对所开发软件测试结果的评价：在上述几种逻辑覆盖中，除路径覆盖外，最弱的覆盖标准是语句覆盖，最强的覆盖标准是条件组合覆盖。4.实验小结测试任何产品都有两种方法：如果已经知道了产品应该具有的功能，可以通过测试来检验是否每个功能都能正常使用；如果知道产品的内部过程，可以通过测试来检验产品内部动作是否按照规格说明书的规定正常进行。前一种方法称为黑盒测试，后一种方法成为白盒测试。

        通过测试，运行系统，找出错误和可以改善的地方。实验五UML用例图的设计和制作实验项目名称：UML用例图的设计和制作实验目的：1)能够根据系统的功能分析系统的用例组成。2)正确确定用例图中的角色。

        3)能够分析系统的用例、活动者以及它们之间的关系。4)正确画出用例图，并说明每一个用例的事件流。实验内容：某系统的用例图的设计和实现实验步骤：1)系统需求分析2)确定事件流3)画出用例图1．系统需求分析1）项目内容要求的储蓄类别管理及储蓄币种类别管理、初始化数据库、定期储蓄、外部消费与结算模拟、阶段业务处理和综合查询报表等。

        2）用户界面友好、性能稳定，软件具有较好的鲁棒性。充分考虑备份、存档等系统维护策略。3）优化数据的逻辑模型设计和物理模型设计，以便提高运行速度、降低存储空间，且能满足数据一致性要求。

        充分考虑行为的合理划分，提高软件使用的便利性。2．主要事件流添加课程事件流：a）管理员选择进入管理界面，用例开始。b）系统提示输入管理员密码。

        c）管理员输入密码。d）系统验证密码。A1：密码错误e）进入管理界面，系统显示目前所建立的全部课程信息。

        f）管理员选择添加课程。g）系统提示输入新课程信息。h）管理员输入信息。

        i）系统验证是否和已有课程冲突。A2：有冲突j）系统添加新课程，提示课程添加成功。k）系统重新进入管理主界面，显示所有课程。

        l）用例结束。其他事件流：A1：密码错误a）系统提示再次输入密码b）用户确认c）三次错误，拒绝再次访问。d）否则进入添加课程事件流c）继续验证直到无冲突d）进入添加课程事件流g）系统显示所有课程信息h）学生选择课程i）系统验证选课是否成功A2：选课不成功j）系统提示课程选择成功，提示学生交费k）用例结束。

        错误流：A1：验证失败a）系统提示验证失败，提示重新输入b）三次错误，拒绝再次访问c）成功，转选课事件流A2：选课不成功a）系统提示课程不可选以及原因b）学生重新选课c）重新验证直至成功d）转选课事件流网上选课系统的参考用例图如下：4.实验小结通过本实验掌握了用例的概念。UML中用例图的组成、作用以及使用场合。以及掌握了用例与用例之间的各种关系。

        学习针对具体场景使用用例图进行分析说明的方法。还掌握了用例描述的概念和基本结构，以及用例描述的作用。实验六UML活动图的设计和实现实验项目名称：UML活动图的设计和实现实验目的：1)熟悉活动图的创建，根据事件流，准确地勾画出活动图。

        2)能够分析系统的每一个用例的事件流、画出相应的活动图。3)正确画出活动图。实验内容：通过实际制作某系统中的某个功能用例来学习设计和实现活动图。

        实验步骤：1)活动图的基本概念和组成2)分析用例的事件流3)画出活动图1.活动图的基本概念和组成活动图是一种描述系统行为的图，它用于展现参与行为的类所进行的各种活动的顺序关系。活动图的基本组成元素有：动作状态，活动状态，动作流，分支与合并，分叉与汇合，泳道，对象流。2.某用例的事件流：使用教师查看、修改学生信息为例。

        （1）登陆，包括：验证通过与否；

        （2）查询,包括:学生成绩查询、学生资料查询、教师资料查询；

        （3）浏览,包括：单科成绩浏览、学年开课清单；

        （4）计算，包括：学分计算、平均分计算和方差计算；

        （5）维护，包括：填加修改删除学生、教师、课程信息、数据库的还原、备份及用户信息的维护；

        （6）帮助，包括：关于、给我发邮件、系统信息。3.创建某用例的活动图步骤

        （1）确定活动对于“教师查看、修改学生信息”这一事件来说，主要有三个活动：①登录。②查询学生信息。

        ③修改学生信息。

        （2）确定动作流教师登录后，首先选择要查看哪位同学的信息，查看之后修改该学生的信息，修改完成后保存修改过的信息，最后退出系统。

        （3）对对象流建模在教师登录时，系统会验证教师输入的账号、密码、动态码等登录信息，如果验证未通过，则登录失败；如果验证通过，教师登录成功并选择需要查询的学生，系统会显示教师选中的学生信息、教师查看信息后，修改学生信息，修改完成后保存学生信息，这时系统会将修改后的信息保存到数据库。

        之后教师退出系统，系统注销教师账号。4.实验小结实验首先介绍了活动图的概念和作用，讲解了活动图的重要组成元素。接着又介绍了创建某用例的活动图步骤，并创建它们之间的关系。

        最后通过用例“教师查看、修改学生信息”具体讲解了如何在实际中创建活动图。实验七UML序列图和协作图的设计和实现实验项目名称：UML序列图和协作图的设计和实现实验目的：1)能够掌握两种交互图的相同点和区别。2)能够根据事件流，准确确定对象，画出序列图和协作图。

        3)创建两种交互图。实验内容：通过某系统用例为例，来学习序列图和协作图的设计和实现。实验步骤：1)分析系统事件流；2)创建序列图；3)创建协作图。

        1.序列图和协作图的基本概念和组成序列图亦称为时序图或循序图，是一种UML行为图。它通过描述之间发送的时间顺序显示多个对象之间的动态协作。序列图的组成有角色，对象，生命线，激活期和消息。

        协作图是动态视图的另一种表现形式，它描述相互合作对象间的交互关系。并且只对相互间有交互作用的对象和这些对象间的关系建模。协作图的组成有对象，链，消息。

        2.分析系统事件流使用选课用例（SelectCourse）为例。分析：为了使问题简单一些，假设学生已经成功登陆系统。事件流如下：

        （1）学生进入选课主界面

        （2）学生点击选课

        （3）系统显示所有课程信息

        （4）学生选课课程

        （5）系统验证课程是否可选A1：课程可选

        （6）系统提示课程选择成功，提示学生交费

        （7）用例结束A2：课程不可选

        （1）系统提示课程不可选及原因

        （2）学生重新选课

        （3）重新验证直至成功

        （4）转选课事件流

        （4）如果需要将这些为单个工作流程建模的序列图中，可以通过相关脚本说明绘制出关于该用例的总图。

        4.创建系统协作图的操作步骤

        (1)根据系统的用例或具体的场景，确定协作图中应当包含的元素。

        (2)确定这些元素之间的关系，可以着手建立早期的协作图，在元素之间添加链接和关联角色等。

        (3)将早期的协作图进行细化，把类角色修改为对象实例，并且链上添加消息并指定消息的序列。

        5.实验小结序列图强调消息发送的时间顺序，协作图则强调接收和发送消息的对象的组织结构。序列图和协作图在语义上是等价的，共享相同的基本模型。两个图都可以表示另一个图所不能表示的某些东西。

        序列图和协作图可以实现两者之间的等价转换，而不丢失任何信息。实验九UML类图的设计和实现实验项目名称：UML类图的设计和实现实验目的：1)根据对系统的分析，准确确定相应的类，确定类的属性和操作。并正确定义类及其属性和方法2)掌握正确定义继承关系并建立继承关系,正确分析属性和操作的可继承性。

        3)掌握如何正确分析类之间的关系，画出类图的，正确定义类和类的关系和画出完整的类图。实验内容：本实验通过分析某系统寻找相应的类，然后设计出它们的类图，在类图中，对涉及到的用户包括管理员和参与者,建立统一基类，而管理员和参与者则由基类派生。然后着重对系统的关联关系进行分析和设计。

        实验步骤：1)确定系统中的类2)进行类图的创建3)确定类的继承关系4)分析系统的关联关系5)确定系统中的类、属性和操作6)确定并创建类图的关联关系1.分析系统中的主要类本系统包括5个类：业务员类，账户信息类，储户类，银行类，系统类2.创建类图的基本步骤

        （1）将系统分成5类。分清父类和子类。

        （2）为系统建模。

        （3）通过其中的关联，建立用户—系统模型。3.创建类的继承的基本步骤找出具有相同属性、关联、操作的类，来发现继承，例如：“出纳事务”和“远程事务”其属性与主要操作是是类似的，则将它们的共性一般化，得到父类“事务”。4.系统的主要关联关系分析若假设的具体化与现有的类发生冲突，则说明该类结构不恰当，当同一关联名多次出现，且意义也相同时，应尽量具体化为相联系的类。

        5.系统中主要类的属性和操作

        （1）属性通常用修饰性的名词词组来表示。属性一般不可能在问题陈述中完全表述出来，应分析应用领域，并考虑最主要的属性。

        （2）只考虑与具体应用直接相关的属性，不要考虑那些超出问题范围的属性；找出重要属性，避免那些只用于实现的属性，要为各个属性取有意义的名字。

        6.创建类的关联的基本操作步骤

        （1）如果一个类中，存在毫无关系的属性和操作，则应该分解这个类。

        （2）一般化体系不清楚，可分离为两个类。

        （3）存在名称及目的相同的冗余关联，则通过一般化创建一个父类，并组织关联。

        5.实验小结本实验通过分析某系统寻找相应的类，然后设计出它们的类图，在类图中，对涉及到的用户包括管理员和参与者,建立统一基类，而管理员和参与者则由基类派生。然后着重对系统的关联关系进行分析和设计。实验十UML构件图和布署图的设计和实现实验项目名称：UML构件图和布署图的设计和实现实验目的：1）掌握系统的构件图组成，并画出某系统的构件图；2）掌握系统的布署图组成，并画出该图；3）通过学习布署图的概念，能正确分析某系统的布署图的组成和连接关系，并正确画出布署图，定义每一个要素的属性。

        实验内容：本实验通过实际的系统的实例来说明构件图和布署图的设计和制作方法。实验步骤：1)分析并创建系统构件图2)分析系统布署图3)布署图的创建1.构件图和布署图的基本概念构件图是用来表示系统中构件与构件之间，以及定义的类或接口与构件之间关系的图。部署图(DeploymentDiagram)描述了一个系统运行时的硬件节点，以及在这些节点上运行的软件构件将在何处物理地运行，以及它们将如何彼此通信的静态视图。

        2.分析系统主要类实体类：学生类（Student）和班级类（Grades）边界类：系统的操作界面（WebInterface）数据库管理类（DataManager）3.创建系统构件图的基本操作步骤我们可以和确定用例中的类和对象一样，根据用例的流程确定系统的构件。我们可以确定两个实体类是学生类（Student）和班级类（Grades）。系统的操作界面（WebInterface）是一个边界类。

        还有，数据访问操作过程中离不开与数据库交互的数据库管理类（DataManager）。除此以外，我们还需要一个系统的主程序（MainSystem），用来表示整个系统的启动入口。然后我们按照将系统中的类、接口等逻辑元素映射到构件中。

        一个构件不仅仅包含一个类或接口，可以包含几个类或接口。

        (3)通过添加处理器的进程、描述连接的类型等细化对部署图的表示。建模一个简单的学生信息管理系统系统，该系统的需求如下所示：

        (1)学生或教师可以在客户的PC机上通过浏览器，如IE6.0等，查看系统页面，与Web服务器通信。

        (2)Web服务器安装Web服务器软件，如Tomcat等，通过JDBC与数据库服务器连接。

        (3)数据库服务器中安装SQLServer2000，提供数据服务功能。1.确定系统节点。

        2.添加节点连接，我们可以从上面的需求列表中获取下列的连接信息：

        (1)客户的PC机上通过Http协议与Web服务器通信。

        (2)Web服务器通过JDBC与数据库服务器连接。3.细化部署图，接下来需要确定各个处理器中的主程序以及其它的内容，如构造型、说明型文档和特征描述等。

        5.实验小结UML提供了两种物理表示图形：构件图和部署图。构件图表示系统中的不同物理构件及联系，它表达的是系统代码本身的结构。部署图由节点构成，节点代表系统的硬件，构件在节点上驻留并执行。

        配置图表示的是系统软件构件和硬件之间的关系，它表达的是运行系统的结构。