软件工程结构化毕业设计指导书.docx
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软件工程结构化毕业设计指导书
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1项目概述
项目概述是在调研分析的基础上，对现系统的现状和用户要求。
1.1现系统的概述
概述现系统在企业中的地位，作用及目标。
下面以《城市用水管理信息系统》为例进行说明（供参考）：
葫芦岛市市自来水公司始建于1974年，1980年正式向居民供水。
目前，公司拥有水源地两座、净水厂4座，日净化能力为12万立米。
公司拥有5个供水管理所、水表鉴定站1个，市区二次加压站25个。
市区供水管长度246公里，主要担负市区近30万人口的居民生活用水、机关团体大生活用水和驻葫国营厂矿事业单位的部分生产用水。
供水普及率98%。
供水覆盖区域达3个区及市郊6个村屯。
公司现有职工700余人。
公司供水月份总户数达到5200余户，用水量约为54.28万吨，月份水费收缴金额约为138.56万元（人民币），月份排污金额19.55万元，合计收费金额约为158.11万元。
整个公司水的产损率约为2.7%。
1.2组织机构及业务范围
叙述系统中人员构成，画组织机构图。
说明各机构的业务、范围、职能。
下面以《城市用水管理信息系统》为例进行说明（供参考）：
饮服收费所
葫芦岛市自来水公司的组织机构如下：
图1-1葫芦岛市自来水公司的组织机构图
Fig1-1Huludaocityrunningwatercompany'sorganizationstructure
公司的目标为“高质量供水,供品质量水,做好服务承诺,满足用户需要”,向用户提供优质服务,公司的主要业务如下:
（1）勘察设计
对用水用户进行供水管路的勘察设计，严格按国家勘察、设计规范进行。
（2）管道安装
对用水用户进行供水管路的安装调试，严格遵守国家工程施工规范进行施工。
（3）管道维修
定期巡检,保养和管理供水管道及附属设施,处理突发的水管道破损等事件，确保安全供水。
（4）抄表收费
抄表到位、准确、及时，按规定收费。
（5）水质检测
按国家规定标准定期进行采样化验、分析,严格做好原水、出厂水和管网水的检测管理工作,严格按照国家水净化处理工艺,确保自来水的水质。
（6）供水调度
合理调度，确保城市供水干管末稍不低于0.16兆帕，供水压力合格率不低于国家规定的97%，因供水设施计划性维修而停水的,将及时预先发出停水通知。
（7）水表计量
校核水表。
鉴于葫芦岛市地下水、地表水等水源都极为紧张的实际情况，公司决定在全市居民实行定时供水，每天供水两次,同时，为鼓励居民、用水单位节约用水，经过省物价部门批准，实行水价高于全省平均水价的政策。
全市执行如下水价：
表1-1葫芦岛市自来水公司水价表
tab1-1thewaterpriceofHuludaocityrunningwatercompany
用水对象
水费
排污费
合计
居民计划
2.04
0.46
2.5
居民超额
3.04
0.46
3.5
工业、机关事业单位
2.84
0.51
3.35
经营服务业
5.84
0.56
6.4
特种行业
0.64
0.64
10.98
1.3业务流程描述
用业务流程图描述现系统各项业务处理过程，并结合业务流程图详细、准确地说明业务处理过程中数据的收集、输入、传递、存储、加工的方法、算法、输出的数量及形式等。
业务流程图使用的符号
表示业务流向
说明：
一个系统的业务流程图可以画一个图，也可按业务分别画。
下面以《城市用水管理信息系统》和《火电工程质量检验评定系统》两个工程实例进行说明（供参考）：
Fig1-2thecitywatermanagementsystemindustryflowchart
图1-2城市用水管理系统业流程图
抄表
抄表员
水费价格文件
物价局
收费所水费收费统计表
月份用户水费表单
水费
发票
收费员
用户月份水费计算
打印水费发票
收费所
隐蔽工程质量档案
Fig1-3theflowchartofthermalpowercivilproject’squalityassessmentsystem
1.4现系统存在的问题及薄弱环节分析
可从组织机构、管理过程、方法、手段、数据流向、处理方法等方面发现问题。
下面以《城市用水管理信息系统》为例进行说明（供参考）：
通过系统调研，我们认为现行系统存在的问题及薄弱环节主要表现在下列几个方面：
（1）按照辽宁省物价局的最新规定和葫芦岛市环保局的文件要求，对每吨自来水加收0.2元的排污费。
原系统由于设计缺陷，不能收此费用，而排污费月份可收取约为15.8万元（按照葫芦岛市2001年度用水量计算），年度可收取189.6万元。
（2）原系统的设计缺陷和安全漏洞导致的水费流失，存在着人情水、关系水的现象，导致较高的水损率。
（3）用水管理环节多，人员冗余。
主要环节有抄表、收费、记账、审核、开具发票。
在没有推广使用IC水表的情况下，本系统能够实现上述后四个步骤，在逐步推广IC水表后，上述的5环节本系统都可以实现。
（4）由于大量的重复性手工填（抄）写和人工统计计算，容易造成遗漏和统计数据错误。
（5）由于个人素质等方面的差异，容易出现记录字迹混淆、纸面脏乱、丢失数据等现象。
（6）耗费大量的人力、物力和财力。
（7）档案数量巨大，移交、存盘、查阅等非常不便。
（8）安全保密性不强。
2需求分析
软件需求分析的目标是深入描述软件的功能和性能，确定软件设计的约束和软件同其它系统元素的接口细节，定义软件的其它有效性需求。
需求分析阶段研究的对象是软件项目的用户要求。
一方面，必须全面理解用户的各项要求，但又不能全盘接受所有的要求，另一方面，要准确地表达被接受的用户要求。
只有经过确切描述的软件需求才能成为软件设计的基础。
通常软件开发项目是要实现目标系统的物理模型。
作为目标系统的参考，需求分析的任务就是借助于当前系统的逻辑模型导出目标系统的逻辑模型，解决目标系统的“做什么”的问题。
其实现步骤如图2-1所示。
图3-1参考当前系统建立目标系统模型
Fig2-1Establishmentgoalsystemmodelreferstothecurrentsystem
综上，在设计中，应归纳出用户对新系统在功能和性能上的要求。
2.1总体目标
总体需求目标是在企业需求分析、考察调研和工程基本原则大体确定后才能进行设计。
在总体需求目标方面，以企业的基本需求和关键需求为重点。
基本需求是企业正常的作业规范和业务流程的概念组合，关键需求是企业全部管理流程中重要环节和重要路线的概要抽取。
如果没有基本需求就没有企业总体的经营作业管理，而没有关键需求也就没有了本企业的经营管理特色和个性。
下面以《葫芦岛自来水公司用水管理信息系统》为例进行说明（供参考）：
葫芦岛市自来水公司是辽西地级城市葫芦岛市的重要市政部门，是该市的城市供水的主要实施单位，实行企业式经营事业管理的管理方法。
本系统的开发与实施，对实现城市用水管理的科学化和水费收缴的正规化，减少水的使用过程中的人情水、跑冒滴漏等，同时，鉴于葫芦岛市是一个严重的缺水城市，公司在政策许可的范围内在枯水期和丰水期灵活设定水价，可有效提高城市居民节约用水的意识，达到用市场手段和价格杠杆促进城市节约用水的目的。
城市用水管理系统的最终目标是避免和克服人工管理的信息滞后，劳动量大，计算和统计的不准确等种种缺陷和弊端，使企业的管理规范化和自动化，从而为决策部门的生产管理决策，对抄表员、收费员、基层水管所的管理和监督提供更加科学,准确的依据。
2.2具体目标
把总体需求目标按功能需求进行分解。
目标中可以按管理方面、功能方面、效益方面、技术方面等进行分解。
下面以《葫芦岛自来水公司用水管理信息系统》为例进行说明（供参考）：
（1）实现方便的严格的计划用水管理。
可设定各收费所所管辖范围的所有用水单位、用水居民的月份用水量，作为收缴平价水费的重要依据。
（2）灵活设定水费价格。
可根据各城市的水供应情况灵活设定水价，包括居民用水价格、工业用水价格、商饮用水价格、特殊行业（洗浴、桑拿）等行业用水价格。
其中上述每项还包含了平价水和超额用水、超额外用水、排污水费四种价格。
（3）月份水费收缴。
计划用水量享受平价水价格，超额部分按超额水费价格收缴。
鉴于有单位用水和
实现计划用水管理。
可设定各收费所所管辖范围的所有用水单位、用水居民的月居民用水混收的情况（如葫芦岛锌厂），所以设计了工业平价水费、超额水费、超额外水费、商饮业平价水费、超额水费、超额外水费、居民平价水费、超额水费、超额外水费、排污水费等复杂情况的混合计算。
（4）水费发票打印。
可实现水费发票的单张打印、片区连续打印。
鉴于上述价格及收费情况，水费发票内容远比我市现用发票复杂，打印程序相对困难。
（5）各种费用统计。
可实现帐本统计、片区统计、收费所统计、收费员收费统计、自来水公司全部水费、排污费统计及按行业价格统计的水费等。
（6）方便的查询、监督功能。
采用万能查询方式，业务上收费员和抄表员分开登记数据进入系统，使管理者对应收水费和实收水费进行方便的比较，使监督更有效。
（7）严格的校核算法。
原系统采用的人员配置方式为录入员和审核员，由于软件采用了较合理的校核方式，可为每个收费所节省两名审核人员。
2.3系统功能建模
系统功能建模所采用的工具是数据流程图和数据字典，用于表达系统内部数据的运动以及对数据的描述和定义。
2.3.1系统数据流程图
简称DFD，它用来描述目标系统的逻辑结构，它是由实体部分，处理部分，数据存储部分和数据流四部分组成，为了使数据流图所描述逻辑结构更加清晰，容易阅读，对数据流图作如下说明：
表3-1数据流图符号说明
tab3-1thesignexplanationofdataflowchart
图形符号
名称
符号说明
PM
C
DN
S
FM
实体
记述系统之外的数据提供或数据获得组织机构或个人，框内为实体名称。
处理
记述某种业务的手工或计算机处理，其中，PM区记述处理标号，C区记述处理名称。
数据存储
记述与处理有关的数据存储，DN区记述存储的标号，S区记述存储数据的名称。
数据流
记述数据流的流动方向，FM记述数据流的名称。
（1）每一细化过程的实体，处理，数据流都用汉字标识，并给出相应的标号。
（2）复杂系统的数据流图应分层表述。
为了表达数据处理过程的数据加工情况，用一个数据流图是不够的。
稍微复杂的实际问题，在数据流图上常常出现十几个甚至几十个加工。
这样的数据流图看起来很不清楚。
层次结构的数据流图能很好地解决这一问题。
按照系统的层次结构进行逐步分解，并以分层的数据流图反映这种结构关系，能清楚地表达和容易理解整个系统。
图2-1给出分层数据流图的示例。
数据处理S包括三个相对独立的功能1、2、3。
顶层下面的第一层数据流图为DFD／L1。
第二层数据流图DFD／L2.1、DFD／L2.2及DFD／L2.3分别是子系统1、2和3的细化。
对任何一层数据流图来说，我们称它的上层图为父图，在它下一层的图则称为子图。
图2-1分层数据流图示意图
Fig2-1Schematicdrawingofleveldataflowchart
（3）画数据流图的基本步骤。
概括地说，就是自外向内，自顶向下，逐层细化，完善求精。
检查和修改的原则为：
①数据流图上所有图形符号只限于前述四种基本图形元素。
②顶层数据流图必须包括前述四种基本元素，缺一不可。
③顶层数据流图上的数据流必须封闭在外部实体之间。
④每个加工至少有一个输入数据流和一个输出数据流。
⑤在数据流图中，需按层给加工框编号。
编号表明该加工处在哪一层，以及上下层的父图与子图的对应关系。
⑥规定任何一个数据流子图必须与它上一层的一个加工对应，两者的输入数据流和输出数据流必须一致。
此即父图与子图的平衡。
⑦尽可能少的在数据流图中加入物质流。
⑧图上每个元素都必须有名字。
数据流和数据文件的名字应当是“名词”或“名词性短语”，表明流动的数据是什么。
加工的名字应当是“名词＋宾语”，表明做什么事情。
⑨数据流图中不可夹带控制流。
⑩初画时可以忽略琐碎的细节，以集中精力于主要数据流。
收费员、收费所、
公司
下面以《葫芦岛自来水公司用水管理信息系统》为例进行说明（供参考）：
图2-2城市用水管理信息系统顶层数据流图
Fig2-2thetopleveldataflowchartofcitywater‘s
managementinformationsystem
F6
图2-3城市用水管理信息系统一层数据流图
Fig2-3thefirstleveldataflowchartofcitywater‘s
managementinformationsystem
F5
图2-4城市用水管理信息系统二层发票计算及水费统计数据流图
Fig2-4thesecondleveldataflowchartofcitywater‘smanagementinformationsystem–aboutreceiptcomputationandwaterfeestatistics
2.3.2数据字典
数据字典是对数据流图的解释和说明，包含的内容如下：
（1）数据元素。
数据元素是不可再分的数据单位，一般而言，包括如下内容：
数据项描述={数据项名，数据项含义说明，别名，数据类型，长度，取值范围，取值含义，与其他数据项的逻辑关系，数据项之间的联系}。
其中，后两项定义了数据的完整性约束条件，用于数据校验。
如果与数据库存储模式的数据字典一致，可注明“参考本设计的第X章第X节表X的数据结构定义。
名字：
本月表针
别名：
描述：
用户一个收费月份的表针指数
数据类型：
数值
长度：
8
（2）数据存储。
数据存储是数据结构停留或保存的地方。
也是数据流的来源和去向之一。
可以是手工文档或手工凭单，也可以是计算及文档。
一般而言，应包括如下内容：
{数据存储名，说明，编号，输入的数据流，输出的数据流，组成（数据结构），数据量，存取频度，存取方式}。
名字：
用户自然情况
描述：
一个用水户的家庭情况信息
编号：
D1
组成：
编码，户主姓名，家庭住址，人口，用水类别，表型编码，
片区编码
如果与数据库存储模式的数据字典一致，可注明“参考本设计的第X章第X节表X的数据结构定义。
（3）数据流。
是数据结构在系统内传输的路径。
对数据流的描述通常包括如下内容：
{数据流名，说明，编号，数据流来源，数据流去向，组成（数据结构）}
名字：
发票
描述：
居民水费发票
编号：
F5
组成：
发票号，时间，姓名，人口，住址，月初表底指数，本月用水总量，月末表底指数，基本用水量，基本单价，基本金额，超额用水量，超额单价，超额用水金额，排污水量，排污单价，排污金额，金额合计（大写），金额合计（小写），收费员。
（4）数据处理。
处理过程的具体处理逻辑通常在详细设计过程中用判定表或判定树来描述。
在数据字典中，只需描述处理过程的说明性信息，通常包括以下内容：
{处理过程名，说明，输入数据流，输出数据流，处理}
上述数据字典元素仅给出了写法，《城市用水管理信息系统》的全部数据字典限于篇
名字：
用户自然信息维护
描述：
一个用水户的家庭情况信息的登录，查询，输出等
编号：
P1
输入/输出数据流：
用户自然信息
幅，并没有全部给出。
同学们在自己设计的系统中，应该给出所涉及系统的全部数据字典。
2.4系统数据模型
建立系统数据模型的主要工具是实体-关联图，即E-R图。
如果系统是一个复杂的大型系统，可考虑按如下步骤实现：
（1）选择局部应用。
在多层的数据流图中选择一个适当层次的数据流图，在该部分每一个部分对应一个局部应用，又有与共的数据流图只能反映系统的概貌，而中层的数据流图能较好的反映系统中局部应用的子系统组成，故通常选择中层数据流图作为设计分E-R图的依据。
（2）逐一设计分E-R图。
根据上述所选择的局部应用逐一设计分E-R图，即局部E-R图。
（3）合并E-R图，生成初步E-R图。
此时，可能存在分E-R图间的冲突，如属性冲突、命名冲突、结构冲突等现象，此时，应根据需求分析中的语义定义对实体联系的类型进行综合或调整。
（4）给出系统的综合E-R图。
以上步骤可根据应用的具体情况进行适当取舍。
为了进一步说明问题，系统的E-R图作如下规范：
（1）E-R图的图形符号约定如下：
✧矩形。
表示实体集。
✧椭圆。
表示属性。
✧菱形。
表示联系集。
✧线段。
将属性连接到实体集或将实体集连接到联系集。
✧双椭圆。
表示多值属性。
✧虚椭圆。
表示派生属性。
（2）标明映射的基数
映射的基数即两个实体集之间联系的类型。
在E-R图中除了上述的图形符号外，还应给出现实世界联系的类型，对于联系的类型，约束如下：
图2-5一对一或一对多映射的基数
Fig2-5Apairorpairofmulti-mappingscardinalnumbers
a）一对一b）一对多
对于实体集A和B之间的二元联系集R来说，映射的基数必然是以下情况之一：
·一对一。
A中的一个实体至多同B中的
一个实体相联系，B中的一个实体也至多
同A中的一个实体相联系，如图5-5a所示。
在E-R图，一端实体标注为1。
·一对多。
A中的一个实体可以同B中的
任意数目的实体相联系，而B中的一个实
体至多同A中的一个实体相联系，
如图3-6b所示。
在E-R图，多端实体标注
为M或N。
多对一。
A中的一个实体至多同B中的一
个实体相联系，而B中的一个实体可以同A中任意数目的实体相联系，如图2-5a所示。
图2-6多对多映射的基数a）多对一b）多对多
Fig2-6multitomulti-mappingscardinalnumbers
a）multi-oneb）multi-multi
多对多。
A中的一个实体可以同B中任意数目的实体相联系，B中的一个实体也可以同A中任意数目的实体相联系，如图2-5b所示。
（3）应注意弱实体集
有些实体集的属性都不足以形成主码，
这样的实体集称作弱实体集。
与此相对，
有主码的实体集称作强实体集。
虽然弱实体集没有主码，仍需要用某
种方法来区分该实体集中依赖于某个
特定强实体的所有实体。
弱实体集的
分辫符是使得我们能进行这种区分的
属性集合。
弱实体集的主码由该弱实体集所存在
依赖的强实体集的主码和该弱实体集的分辨符共同组成。
弱实体集可以作为拥有者参与到与另一个弱实体集的标识性联系中。
尽管一个弱实体集总是存在依赖于一个强实体集，但是一个存在依赖并不总会导致一个弱实体集—从属实体集也可以有主码。
在某些情况下，数据库设计者会选择用拥有者实体集的多值、复合属性来表示弱实体集。
如果弱实体集只参与标识性联系，而且其属性不多，那么在建模时将其表述为一个属性更恰当。
相反地，如果弱实体集参与到标识性联系以外的联系中，或者其属性较多，则建模时将其表述为弱实体集更恰当。
下面以《葫芦岛自来水公司用水管理信息系统》为例进行说明（供参考）：
由需求分析得到本系统的两个局部E-R图，在上述的数据流图中，考虑到居民用水的价格政策、管理方法、发票内容、计算手段的不同，故把“用户”实体一分为二，分别得到居民用户用水和单位用户用水两个局部E-R图。
要正确确定关联关系。
关系型数据库是通过表间某些列的逻辑关系决定两个实体间的关联关系的，正确确定关联关系和表的键至关重要。
（1）居民用水管理系统局部E-R图
n
图2-4居民用水管理局部E-R图
Fig2-4InhabitantwatermanagementpartialE-Rchart
（2）单位用水局部E-R图如下：
属于
图2-5单位用水管理局部E-R图
Fig2-5departmentwaterusedmanagementpartialE-Rchart
申请/配给月份用水计划
图2-6城市用水管理系统综合E-R图
Fig2-6citywatermanagementsystemsynthesizesE-Rchart
限于篇幅，上述E-R图中的所有实体的属性都没有给出，主要给出集成过程，表2-4、表2-5以表格的形式给出各实体及其联系的属性。
请注意联系的属性的确定过程，对于分析其他的系统会有所帮助。
表2-4实体及其属性表
tab2-4entityandpropertysheet
实体名称
属性
居民
用户编码，户主姓名，人口数，家庭住址
片区
片区编码，片区名称
单位
单位编码，单位名称，开户行，账号
城市自来水公司
公司代码，城市名称
收费员
收费员代码，收费员姓名
水价
收费月份，居民水价，工业水价，商饮水价，特种行业水价，排污水价
表2-5实体间联系及其属性表
tab2-5entityrelationandpropertysheet
联系名称
属性
居民-居住-片区
单位-属于-片区
收费员-收水费-居民
收费月份，收费时间，月初表底指数，月末表底指数，基本用水量，基本单价，基本金额，超额用水量，超额单价，超额用水金额，排污水量，排污单价，排污金额，金额合计
城市自来水公司及其主管部门-制定发布-水价文件
无
城市自来水公司及其主管部门-划分-片区
无
城市自来水公司及其主管部门-申请/配给月份计划-单位
月份，工业计划水量，商饮计划水量，特种行业计划水量
城市自来水公司及其主管部门-管理/收取片区水费-收费员
户数，片区编码，总水量，水费金额，排污金额，总金额
收费员-收水费-单位
收费月份，商饮用水量，商饮用水金额，工业用水量，工业用水金额，特种行业用水量，特种行业用水金额，排污金额，总金额
说明：
（1）上述表二中，消除冗余的工作留待关系模式设计时进行，包括冗余的数据和冗余的联系。
冗余的数据是指可用基本表导出的数据，冗余的联系是只有其它联系导出的联系。
（2）居民、片区等实体集因为没有表征自己的属性集，故为弱实体集，所以增加了居民编码、片区编码为其强制属性。
3概要设计
需求分析阶段已经完全弄清楚了目标系统的各种需求，较好地解决了要让所开发的软件“做什么”的问题，并已在软件需求规格说明和数据要求规格说明中详尽和充分地阐明了这些需求。
下一步就要着手实现软件的需求，即要着手解决“怎么做”的问题。
分析模型中的每一个成份都提供了建立设计模型所需的信息。
根据用数据、功能和行为模型表示的软件需求，采用某种设计方法进行数据设计、体系结构设计、接口设计和过程设计。
数据设计将实体―关系图中描述的对象和关系，以及数据词典中描述的详细数据内容转化为数据结构的定义。
体系结构设计定义软件系统各主要成份之间的关系。
接口设计根据数据流图定义软件内部各成份之间、软件与其它协同系统之间及软件与用户之间的交互机制。
过程设计则是把结构成份转换成软件的过程性描述。
在编码步骤，根据这种过程性描述，生成源程序代码，然
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