应用软件开发课程设计.ppt

应用软件开发课程设计,一、应用软件开发课程设计目的与要求,应用软件开发课程设计是建立在软件件工程专业所学知识的基础上设置的一门重要的实践课程。主要目的是利用所学理论知识与实用技术完成一个具有实际应用的、符合软件工程规范的和较高质量的应用软件开发。针对应用软件开发提出如下要求： （1）紧密结合软件工程规范，从求解问题的需求分析出发，建立需求分析模型（用例图）。 （2）应用面对像方法和UML建模工具建立软件开发设计模型（类图、状态图、活动图和时序图等） （3）软件设计尽可能实现软件具有程序可阅读性、可维护性和可再用性。 （4）要求在规定实验室和时间进行(成绩由三部分组成：实习报告、软件实现完成情况和课程设计期间的认真程度)。,二、课程设计选题,每位同学任选择一个题目或自选一个题目。选题确定后，要求认真完成选题的需求分析、软件设计、编码及测试运行完整过程的文档资料并作为报告编写重要内容。 （1）交互式最短路径搜索程序实现 （2）交通咨询系统软件设计 （3）在线购物网站设计 （4）基于人工神经网络方法的图像识别 （5）自定,三、选题内容介绍与技术要点说明,题目1： （1）内容介绍： 用鼠标交互虚拟设计公交线路网络图，并应用该交通网络图实现公交乘车线路最短路径搜索，其系统功能： 1）鼠标交互虚拟设计公交线路网络图 2）建立有权图 3）搜索从某公交出发站到某公交终点站最短乘车线路 （2）技术要点说明 该程序设计主要应用算法与数据结构的最短路径算法实现。它的主要技术具有三个方面： 1）虚拟设计公交线路图（实际中为某城市的公交网络图）。 2）利用公交线路图构建有权“图”存储结构,3）应用最短路径算法实现从源点到终点的最短路径搜索。 三个功能结果如图所示：,图1 虚拟设计公交线路网络图,图2 有权图,图3 搜索V1V11最短路径,程序设计类图：,最短路径算法描述,（1）建立邻接矩阵 （2）取从v出发到图上其余各顶点vi可能到达的最短路径长度作为初值： Di = arcs位于Vex(G,v)i vv (3) 选择vj使得：Di = minDi | vi(V-S) vj就是当前求得的一条从v出发的最短路径的终点。令： S = Sj (4) 修改从v出发到集合V-S上任一顶点vk可到达的最短路径长度。 if Dj + arcsjk v2-v3-v9-v10-v11) (7) 绘制最短路径线路,题目2 （1）内容介绍： 编制软件实现下图的交通咨询系统功能： 1）从A城到B城中转次数最少的路线 2）从A城到B城里程最短路的路线 3）从A城到B城交通费用最少的路线 4）从A城到B城旅行时间最少的路线,v1,v2,v3,v4,v5,v6,v7,v8,v9,v11,v20,v12,v13,v14,v15,v16,v17,v18,v19,v10,v21,v22,v23,v24,v25,其他数据同学们自己模拟给出。 （2）技术要点说明 该软件设计主要技术步骤： 1、建立数据库（或数据文件）并模拟数据 1) 城市节（顶）点表： 2）两城市间权值表 2、交通咨询系统界面设计,菜单区,交通图绘制区,咨询结果显示区,用户交互咨询区,参考用户界面设计,3 交通图绘制 4 建立图存储结构 5 最短路径算法 6 路线搜索,Task +TData Data； +TView View ； + void ReadData(); + void CreateGraph() + void Draw(); + void FindRout(string A,string B); ,TData +TGraph Graph; +ReadData() +CreateGraph(),TGraph +TRout Rout； +CreateGraph( ); +FindRout(string A,string B);,TRout,TDatabase,TFile,Tview SeTData(TData *data); -DrawGraph(); -DrawPLine(); +Draw();,应用,参考类图,题目3 ：在线购物网站设计 （1 ）内容介绍 在线购物网站设计是一个以购买商品为目标的网上商城，不同的主题商品，将设计不同的购物网站。但系统设计基本架构是相同或者说软件结构模型相同。其主要功能能：,客户,注册与登录 选购物商品放入购物车 填写订单 确认订单，进入订单处理,系统管理员,登录 用户信息管理 商品信息管理 订单处理 通知管理 友情链接,在线购物网站系统,（2）技术要点 电子商务系统是以电子商务为基础的网上交易实现体系。开发在 线电子商务系统主要技术步骤： 1）搭建开发平台 安装JDK、tomcat、Eclipse、Struts和spring等开发工具建立Java web软件开发平台 数据库管理系统 2）建立数据库信息表 用户信息表 系统管理员信息表 商品分类信息表 商品详细分类信息表 订单信息表 购买商品信息表 3）设计系统框架结构 对于目前在线购物网站系统多数采用MVC系统架构模式，通常的系统结构是：,用户界面 (业务数据组织与表现),MVC模式控制层 (业务逻辑处理与表现层解释）,业务逻辑代理层 (业务逻辑接口),业务逻辑实现层 (DAO和I/O层）,文件操作层接口,文件操作层,数据访问对象层,数据访问对象接口,文件层,数据库服务层,模型层,控制层,表现层,网上购物系统框架结构,client,Controller (servlet),View (JSP),Java Bean Or Other services,Business Object,请求,响应,model,网上购物系统,前台,后台,生成及 订单查询,购物车,用户管理,留言板,用户信息管理,商品管理,管理员身份验证,订单处理,查 看购物车,添加购物车,结算购物车,题目4： （1）内容：该程序设计是利用人工神经网络算法实现图像识别技术。 （2）主要技术要点 1) 人工神经网络算法,人工神经网络采用物理可实现的系统来模拟人脑的结构和功能，它由大量的彼此广泛连接的处理单元组成，每个处理单元结构和功能十分简单，仅完成某种基本的变换，如图所示。,神经网络优点: 具有分布是存储信息的特点。神经网络使用大量的神经元之间的联结及对各联结权值的分布来表示特定的信息。 对信息的处理具有并行的特点。每个神经元都可以根据接收到的信息作独立的运算和处理，然后将结果传输出去。 对信息处理具有自组织、自学习的特点。神经网络中各神经元之间的联结强度用权值大小来表示，这种权值可以事先给定，也可以为适应周围环境而不断地变化。 神经元模型 神经网络的处理单元称为神经元，也称为节点。其神经元模型结构如图所示：,X=(1,x1,x2,xn)输入信息矢量 W=(w0,w1,w2,wn)连接权矢量 Y=(y1,y2,ym)输出矢量 u:神经元内部状态 f(u):激励电平(激励函数),神经网络图像识别分类过程,图像信息,图像变换与特征提取,特征数据规格化,神经网络分类器,分类判决,图像分类结果,层神经网络分类器的结构,输入层: i为节点，表示图像特征向量的一个分量数据，输入节点数可以由特征向量维数确定。 输出层: k为节点，表示一种分类，输出节点数可以由分类数确定。 隐层: j为节点，与网络输出逼近值要求的精度和学习系统的复杂程度密切相关 。,网络各层输入输出关系 输入层： 输入节点：图像特征向量的各分量(R、G、B) 输出节点：Oi=xi i=0,1,2,N-1 模式样本数 隐层： 输入节点： wji为输入层Ij节点与隐层节点的连接权值 输出节点： 输出层： 输入节点： wkj为隐层j节点与输出层节点的连接权值 输出节点：,神经网络的训练学习算法,神经网络的学习算法可分为有监督和无监督两类，我们用有监督学习算法中的反向误差传播算法(BP算法）。算法分为两个阶段： （1）正向过程：输入信息从输入层经隐层逐层计算各单元的输出值； （2）反向传播过程：输出误差逐层向前算出隐层各单元的误差，并用此误差修正前层的权值。 神经网络的训练学习过程实际是一个对连接权值修正，直到输出值与希望值的差小于误差值的迭代过程。 为此，定义网络的学习误差函数：,D：网络的希望输出 O：网络实际输出,（3）梯度下降修正权值法分别求解Wji和Wkj： 1）Wji梯度下降修正权