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）對實(shí)際問題進(jìn)行建模和分析。3.通過實(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（用于撰寫文檔）

三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟

（一）問題描述以一個簡單的圖書管理系統(tǒng)為例進(jìn)行結(jié)構(gòu)化分析。該圖書管理系統(tǒng)主要用于學(xué)校圖書館對圖書信息、讀者信息以及借閱信息進(jìn)行管理。具體功能需求如下：1.圖書信息管理能夠添加新書信息，包括圖書編號、書名、作者、出版社、出版日期、價格等。可以修改已有的圖書信息。能夠刪除不再需要的圖書信息。支持按照圖書編號、書名等條件查詢圖書信息。2.讀者信息管理可以添加新讀者信息，包括讀者編號、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）。支持按照讀者編號、姓名等條件查詢讀者信息。3.借閱信息管理讀者可以借閱圖書，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，系統(tǒng)更新圖書的庫存狀態(tài)和借閱記錄。能夠查詢所有借閱記錄，包括按照讀者編號、圖書編號、借閱時間段等條件進(jìn)行查詢。

（二）結(jié)構(gòu)化分析過程

1.需求收集與整理與圖書館相關(guān)人員進(jìn)行溝通交流，詳細(xì)了解圖書管理系統(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)體包括讀者和圖書館管理員，系統(tǒng)的主要功能是處理圖書信息、讀者信息和借閱信息。繪制的頂層數(shù)據(jù)流圖如下：圖1：圖書管理系統(tǒng)頂層數(shù)據(jù)流圖外部實(shí)體：讀者、圖書館管理員數(shù)據(jù)流：讀者借閱請求、管理員操作指令、圖書信息、讀者信息、借閱信息處理：圖書管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲：圖書信息表、讀者信息表、借閱記錄表0層數(shù)據(jù)流圖對頂層數(shù)據(jù)流圖進(jìn)行細(xì)化，得到0層數(shù)據(jù)流圖。以圖書信息管理為例，其0層數(shù)據(jù)流圖如下：圖2：圖書信息管理0層數(shù)據(jù)流圖外部實(shí)體：圖書館管理員數(shù)據(jù)流：新書信息、修改圖書信息指令、刪除圖書信息指令、查詢圖書信息條件、圖書信息處理：圖書信息錄入、圖書信息修改、圖書信息刪除、圖書信息查詢數(shù)據(jù)存儲：圖書信息表同樣地，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、讀者信息查詢數(shù)據(jù)存儲：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、圖書館管理員數(shù)據(jù)流：借閱圖書請求、歸還圖書請求、查詢借閱記錄條件、借閱信息處理：借閱圖書處理、歸還圖書處理、借閱記錄查詢數(shù)據(jù)存儲：借閱記錄表1層數(shù)據(jù)流圖（以圖書信息查詢?yōu)槔┻M(jìn)一步細(xì)化0層數(shù)據(jù)流圖中的"圖書信息查詢"處理，得到1層數(shù)據(jù)流圖。圖5：圖書信息查詢1層數(shù)據(jù)流圖外部實(shí)體：圖書館管理員數(shù)據(jù)流：查詢圖書信息條件、圖書信息處理：確定查詢方式、執(zhí)行查詢操作數(shù)據(jù)存儲：圖書信息表

3.編寫數(shù)據(jù)字典圖書信息名稱：圖書信息編號：T001簡述：記錄圖書的基本信息定義：圖書編號+書名+作者+出版社+出版日期+價格數(shù)據(jù)項(xiàng)：圖書編號：字符型，長度8位，唯一標(biāo)識圖書書名：字符型，長度50位作者：字符型，長度30位出版社：字符型，長度30位出版日期：日期型價格：數(shù)值型，保留2位小數(shù)讀者信息名稱：讀者信息編號：R001簡述：記錄讀者的基本信息定義：讀者編號+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：字符型，長度8位，唯一標(biāo)識讀者姓名：字符型，長度20位性別：字符型，長度2位（男/女）年齡：數(shù)值型聯(lián)系方式：字符型，長度11位（手機(jī)號碼）所在院系：字符型，長度30位借閱信息名稱：借閱信息編號：L001簡述：記錄讀者借閱圖書的相關(guān)信息定義：讀者編號+圖書編號+借閱日期+預(yù)計(jì)歸還日期數(shù)據(jù)項(xiàng)：讀者編號：字符型，長度8位圖書編號：字符型，長度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"圖書信息錄入"加工為例，描述其加工邏輯：圖書信息錄入加工接收來自圖書館管理員的新書信息。首先檢查新書信息中的圖書編號是否符合格式要求（8位字符型）且在系統(tǒng)中不存在重復(fù)。若圖書編號不符合要求或已存在，則返回錯誤信息給管理員。檢查書名、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，也返回錯誤信息。若所有信息都符合要求，則將新書信息存儲到圖書信息表中，并返回成功信息給管理員。

同樣地，對其他加工（如圖書信息修改、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.通過繪制數(shù)據(jù)流圖，清晰地呈現(xiàn)了圖書管理系統(tǒng)各個功能模塊之間的關(guān)系以及數(shù)據(jù)的流動過程。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)字典的編寫對系統(tǒng)中的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行了詳細(xì)定義，包括數(shù)據(jù)項(xiàng)的名稱、編號、簡述、定義以及具體的數(shù)據(jù)類型和長度等。這為后續(xù)的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)和程序開發(fā)提供了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)規(guī)范。3.對加工邏輯的描述明確了每個功能模塊的具體處理過程和規(guī)則，有助于開發(fā)人員根據(jù)這些描述實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各個功能模塊，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)際問題出發(fā)，經(jīng)過需求收集、數(shù)據(jù)流圖繪制、數(shù)據(jù)字典編寫以及加工邏輯描述等步驟，完成了對圖書管理系統(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)過程中，深刻體會到了數(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)字典則對系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行了精確的定義和說明，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，也認(rèn)識到結(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，對于一些復(fù)雜系統(tǒng)中動態(tài)行為和用戶界面的描述不夠直觀和詳