软件工程实验1结构化分析实验

软件工程实验1结构化分析实验一、实验目的1.深入理解结构化分析方法的基本概念和原理。2.掌握使用结构化分析工具（如数据流图、数据字典等）对实际问题进行建模和分析。3.通过实际案例的分析和设计，提高运用结构化分析方法解决软件工程问题的能力，培养逻辑思维和系统分析能力。

二、实验环境1.操作系统：Windows102.工具软件：MicrosoftVisio（用于绘制数据流图等图形）、MicrosoftWord（用于撰写文档）

三、实验内容与步骤

（一）问题描述以一个简单的图书管理系统为例进行结构化分析。该图书管理系统主要用于学校图书馆对图书信息、读者信息以及借阅信息进行管理。具体功能需求如下：1.图书信息管理能够添加新书信息，包括图书编号、书名、作者、出版社、出版日期、价格等。可以修改已有的图书信息。能够删除不再需要的图书信息。支持按照图书编号、书名等条件查询图书信息。2.读者信息管理可以添加新读者信息，包括读者编号、姓名、性别、年龄、联系方式、所在院系等。能够修改读者的基本信息。能够删除读者信息，但要确保在删除读者之前，该读者的所有借阅记录已被处理（比如已归还所有借阅的图书）。支持按照读者编号、姓名等条件查询读者信息。3.借阅信息管理读者可以借阅图书，记录借阅日期、预计归还日期等信息。读者可以归还图书，系统更新图书的库存状态和借阅记录。能够查询所有借阅记录，包括按照读者编号、图书编号、借阅时间段等条件进行查询。

（二）结构化分析过程

1.需求收集与整理与图书馆相关人员进行沟通交流，详细了解图书管理系统的各项业务流程和功能需求，形成需求文档。

2.绘制数据流图（DFD）顶层数据流图图书管理系统的顶层数据流图描述了系统的主要输入和输出以及系统与外部实体之间的关系。外部实体包括读者和图书馆管理员，系统的主要功能是处理图书信息、读者信息和借阅信息。绘制的顶层数据流图如下：图1：图书管理系统顶层数据流图外部实体：读者、图书馆管理员数据流：读者借阅请求、管理员操作指令、图书信息、读者信息、借阅信息处理：图书管理系统数据存储：图书信息表、读者信息表、借阅记录表0层数据流图对顶层数据流图进行细化，得到0层数据流图。以图书信息管理为例，其0层数据流图如下：图2：图书信息管理0层数据流图外部实体：图书馆管理员数据流：新书信息、修改图书信息指令、删除图书信息指令、查询图书信息条件、图书信息处理：图书信息录入、图书信息修改、图书信息删除、图书信息查询数据存储：图书信息表同样地，绘制读者信息管理和借阅信息管理的0层数据流图。读者信息管理0层数据流图如下：图3：读者信息管理0层数据流图外部实体：图书馆管理员数据流：新读者信息、修改读者信息指令、删除读者信息指令、查询读者信息条件、读者信息处理：读者信息录入、读者信息修改、读者信息删除、读者信息查询数据存储：读者信息表借阅信息管理0层数据流图如下：图4：借阅信息管理0层数据流图外部实体：读者、图书馆管理员数据流：借阅图书请求、归还图书请求、查询借阅记录条件、借阅信息处理：借阅图书处理、归还图书处理、借阅记录查询数据存储：借阅记录表1层数据流图（以图书信息查询为例）进一步细化0层数据流图中的"图书信息查询"处理，得到1层数据流图。图5：图书信息查询1层数据流图外部实体：图书馆管理员数据流：查询图书信息条件、图书信息处理：确定查询方式、执行查询操作数据存储：图书信息表

3.编写数据字典图书信息名称：图书信息编号：T001简述：记录图书的基本信息定义：图书编号+书名+作者+出版社+出版日期+价格数据项：图书编号：字符型，长度8位，唯一标识图书书名：字符型，长度50位作者：字符型，长度30位出版社：字符型，长度30位出版日期：日期型价格：数值型，保留2位小数读者信息名称：读者信息编号：R001简述：记录读者的基本信息定义：读者编号+姓名+性别+年龄+联系方式+所在院系数据项：读者编号：字符型，长度8位，唯一标识读者姓名：字符型，长度20位性别：字符型，长度2位（男/女）年龄：数值型联系方式：字符型，长度11位（手机号码）所在院系：字符型，长度30位借阅信息名称：借阅信息编号：L001简述：记录读者借阅图书的相关信息定义：读者编号+图书编号+借阅日期+预计归还日期数据项：读者编号：字符型，长度8位图书编号：字符型，长度8位借阅日期：日期型预计归还日期：日期型

4.描述加工逻辑以"图书信息录入"加工为例，描述其加工逻辑：图书信息录入加工接收来自图书馆管理员的新书信息。首先检查新书信息中的图书编号是否符合格式要求（8位字符型）且在系统中不存在重复。若图书编号不符合要求或已存在，则返回错误信息给管理员。检查书名、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，也返回错误信息。若所有信息都符合要求，则将新书信息存储到图书信息表中，并返回成功信息给管理员。

同样地，对其他加工（如图书信息修改、读者信息管理、借阅信息管理等加工）的逻辑进行详细描述。

四、实验结果与分析

（一）实验结果1.完成了图书管理系统的结构化分析文档，包括顶层数据流图、0层数据流图、1层数据流图（部分）以及详细的数据字典和加工逻辑描述。2.使用MicrosoftVisio绘制了清晰的数据流图，直观地展示了系统的功能和数据流向。

（二）结果分析1.通过绘制数据流图，清晰地呈现了图书管理系统各个功能模块之间的关系以及数据的流动过程。从顶层数据流图到0层数据流图再到1层数据流图的逐步细化，使得系统的功能细节逐渐清晰，有助于准确理解系统需求。2.数据字典的编写对系统中的各类数据进行了详细定义，包括数据项的名称、编号、简述、定义以及具体的数据类型和长度等。这为后续的数据库设计和程序开发提供了准确的数据规范。3.对加工逻辑的描述明确了每个功能模块的具体处理过程和规则，有助于开发人员根据这些描述实现系统的各个功能模块，保证系统的正确性和可靠性。

五、实验总结通过本次结构化分析实验，深入学习了结构化分析方法在软件工程中的应用。从实际问题出发，经过需求收集、数据流图绘制、数据字典编写以及加工逻辑描述等步骤，完成了对图书管理系统的结构化分析。

结构化分析方法具有严谨性和逻辑性，能够帮助我们清晰地理解系统需求，准确地描述系统的功能和数据流程。在实验过程中，深刻体会到了数据流图和数据字典在系统分析中的重要作用。数据流图作为一种图形化工具，直观地展示了系统的整体架构和数据流向，而数据字典则对系统中的数据进行了精确的定义和说明，两者相辅相成，为系统的设计和实现提供了坚实的基础。

同时，也认识到结构化分析方法虽然有其优点，但也存在一定的局限性。例如，对于一些复杂系统中动态行为和用户界面的描述不够直观和详