软件工程实验指导书2013-11-9版.doc

*软件工程实验指导书（自编）*计算机科学与信息工程学院33目 录一 课程实验目的和任务1二 综合实验题目1三实验安排3实验一 系统需求分析4一实验目的4二准备知识4三实验内容4四实验指导6实验二 系统概要设计9一实验目的9二准备知识9三实验内容9四实验指导16实验三 系统详细设计21一实验目的21二准备知识21三实验内容21四实验指导22实验四 系统编码实现25一实验目的25二准备知识25三实验内容25四实验指导26实验五 系统测试27一实验目的27二准备知识27三实验内容27四实验指导27一 课程实验目的和任务软件工程课程实验目的是通过具体的应用软件系统的开发实现，使学生能够结合课程有关软件生命期的介绍，规范软件设计与实现过程的文档要求，掌握软件设计的规范，理解软件工程课程的基本理论与方法。二 综合实验题目要求学生分四人小组，在实验课上（必要的可以增加适量的课外时间）共同完成以下任意一个题目的开发工作，包括需求分析、概要设计，详细设计、编码实现和测试工作，完整的经历软件的开发流程，完成需求规格说明书、概要设计说明书、详细设计说明书、源代码、测试报告等文档及程序的编写工作。（一） 参照Windowscmd或Linuxshell实现Console控制台系统本实验要求设计实现一个Console控制台系统，系统的具体功能要求具有文件管理功能、网络管理功能和系统管理功能等。其中，各操作命令可以参考cmdExe或linuxshell，也可以自己定义使用的命令，命名要反映出操作类型。（二） 电子商务网站设计与实现 本实验要求设计开发一个基于Web的B2C架构的系统，该系统主要经营电子、数码类产品。要求该系统具体包括：新闻发布系统、计数器系统、产品管理系统、权限管理系统、模板管理系统和自动推荐系统等。（三） 校园内的Ftp搜索系统 本实验要求设计实现一个Ftp搜索系统，系统的具体功能要求输入关键字给出校园网内的Ftp相关资料列表，并且给出统计。关键字能够提供不止一个，可以按照多个关键字进行搜索。搜索主页中要给出热门搜索关键字。（四） 通用试题库组卷系统 本实验要求设计实现一个试题库组卷系统，系统的具体功能要求：组卷方式有全自动成卷、半自动成卷和人工成卷；题库管理包括查询、增加、删除、修改题库等；打印输出包括以实用格式或紧凑格式输出试卷，并可对试卷进行人工编辑修改；试题录入要求简洁、快速、方便并具有自动查错功能。另外，还要支持能从网上下载试题。（五） 基于Web的学生选课系统本实验要求设计实现一个学生选课系统，系统的具体功能要求：用户管理能设置用户，其用户类型包括超级管理员、管理员和学生，超级管理员具有用户管理权限，系统具有默认的超级管理员账号；管理员能对课程信息进行添加、修改和删除，对某门课程的选课名单进行统计和打印；学生能查询某门课程信息，包括当前已选课人数等，选课和撤销选课操作；可以在班级信息中设置限制条件，如选课学生的类型(本科研究生)、年级限制、最多人数等。（六）图书管理系统本实验要求设计实现一个小型图书管理系统，系统的具体功能要求：图书登记入库，读者信息登记，图书分类查询，读者借书/还书，读者借书证挂失，读者信息查询等；用户管理分为超级管理员和管理员，超级管理员具有增添、删除管理员的功能，管理员可以对图书和读者信息进行管理。（七）网上招聘系统本实验要求设计实现一个网上招聘系统，系统的具体功能要求：应聘者在网上浏览职位信息，应聘职位，填写简历、回答问卷和提交简历等功能；职位发布员可以在网上发布职位，添加问卷；试题管理员可以管理题库，组织相关文件；面试管理员可以整理应聘者的简历，对简历合格人员进行面试；系统管理员可以对系统用户进行管理，主要是对管理员的增删，权限的设置等功能。（八）小型仓库管理系统本实验要求设计实现一个小型的仓库管理系统，系统的具体功能要求：能实现对商品信息的录入、查看、修改、删除等基本操作。要求对数据库进行设计，商品类型信息的维护。三 实验安排序号实验项目名称学时类型必做/选做1需求分析2验证性必做2概要设计2验证性必做3详细设计4设计性必做4编码实现2设计性必做5测试2设计性必做实验一 需求分析一实验目的1.选择要设计的系统，使用UML进行需求分析，了解所要完成系统的功能需求，性能需求，接口需求等。2.学习实使用rational rose 或其它软件工程工具绘制用例图、活动图。二准备知识1.Rational Rose是面向对象的CASE工具，了解Rational Rose的使用方法。2.学习UML的用例图、活动图。三实验内容使用Rose 绘制系统的用例图，写出需求规格说明书。1.Rational Rose介绍Rational Rose是基于UML而产生的，是软件开发过程中的不可或缺的一个建模工具。（1）Rational Rose的特点：l 支持多种语言,如Ada、CORBA、Visual Basic、Java等； l 支持模型的Internet发布；l 可以生成简单、清晰且定制灵活的文档；l 双向工程保证了模型和代码高度一致；l 支持逆向工程，建立代码框架；l 支持多种关系型数据库的建模；l 从需求分析到测试，在整个软件生命周期中，都为团队开发提供强有力的支持。（2）Rational Rose的作用l 整个开发团队可以使用用例图，来获得一个系统高层次的视图，并且可以协商项目的范畴；l 项目经理可以使用用例图和文档，把项目分解成便于管理的多个模块；l 系统分析员和客户在看到用例规格描述文档的时候，就可以明白系统将会提供什么样的功能；l 技术编写者在看到用例规格描述文档时，就可以着手编写用户手册和培训计划；l 系统分析员和软件开发者在看到时序图和协作图时，就可以明白整个系统的逻辑流程、对象以及对象之间的消息2.安装Rational Rose 双击Rational Rose 2003的安装程序，进入安装界面；按照系统提示一步一步完成系统的安装。其中在选择安装产品时，选择“Rational Rose Enterprise Edition”；并且在设置创建程序位置时，选择创建一个本地的应用程序而非网络的，即选择“Desktop installation from CD”。 安装成功，进入Rational Rose界面，如图1-1所示。图1-1 Rational Rose打开界面3.Rational Rose界面介绍图1-2 Rational Rose窗口(1) Browser窗口: 浏览器窗口，用于快速启动模型；(2) Documentation窗口：文档窗口，用于快速访问通用命令；(3) Diagram窗口：编辑区，用于显示和编辑多个UML图；(4) 日志窗口：用于观看错误和各种各样命令的结果报告；(5) 工具栏窗口：显示有关工具图标。 其中绘制用例图时的工具栏图标如图1-3所示。图1-3 工具栏（1）selection tool 选择工具（2）text box 文本框（3） note 注释（4）anchor note to item 用锚把项目与注释链接在一起（5）package 包（6）use case 用例（7）actor 角色（8）unidirectional association 单项链接（9）dependency or instantiates 依赖或实例化(10) generalization 泛化4.Rose创建模型Rose创建的模型文件后缀名为.mdl，模型的创建的一般步骤:(1) 创建模型点击菜单栏中【File】项，选择【New】选项，或者直接点击标准菜单栏中的【Create New Model or File】按钮；弹出如图1-4所示的对话框，选择要用到的框架，单击【OK】按钮，或者【Cancel】按钮。图1-4 框架选择对话框(2) 保存模型保存模型是创建模型的逆过程，点击菜单栏中【File】项，选择【Save】选项，或者直接点击标准菜单栏中的【Save Model,File,or Script】按钮；(3) 发布模型点击菜单栏中的【Tools】项，选择【Web Publisher.】项，跳出如图1-5所示对话框；在图1-5中，选择要发布到web页面上的内容和HTML页面要保存的位置，单击【Publish】按钮，Rose模型就发布到web页面上，打开所保存的.html文件，就可以看到Rose模型。 图1-5 rose web publish5.使用Rational Rose绘制用例图创建用例图(1) 选定浏览器窗口中的【Use Case View】;(2) 单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择【New】;(3) 在菜单【New】产生的下级菜单中选择要新建的图【Use Case Diagram】。6创建参与者、用例参与者、用例、以及两者的关系，是用例图的主要组成元素。下面有两种方式创建用例图所需的元素：(1) 单击编辑区工具栏的图标，然后在编辑区单击鼠标左键；(2) 在浏览器窗口中创建所需要的元素，将浏览器中的元素拖动编辑区。图1-6 客户端得功能用例图7. 建立用例规约(Use Case Specification) 在选择要设计用例规约的用例单击鼠标右键，选择菜单【Open Specification.】,从而打开如图1-5所示对话框。用户可以在用例属性设置标签中对一些属性进行设置。Name(名称)：设置用例的名称；Stereotype(类型)：用例的类型；Rank(级别)：对用例进行层次划分；在图1-7所示的用例属性设置窗口中，我们通常将用例规约写在【Documentation】对象窗口中。图1-7 用例属性设置四实验指导（1）图书管理系统的用例图图1-8 图书管理系统的用例图图1-9 还书过程的活动图图1-10借书过程的活动图实验二 概要设计一实验目的1.对系统进行概要设计，主要完成对系统框架的设计。2.学习使用Power Designer设计数据库表。二准备知识1.数据库概念模型和数据库物理模型的设计，Power Designer的使用。2.系统框架的分类和设计方法。三实验内容使用Power Designer设计数据库物理模型，并创建数据库，根据需要分析设计系统框架。1. 打开Power Designer打开程序，选择菜单“程序-Sybase-Power Designer6.1 32bitsAppModel for PowerBuilder”，打开程序主界面如图2-1所示。图2-1 Power Designer主界面2.主界面图2-2 power Designer主界面3.工具箱图2-3 工具箱常用工具介绍：Pointer：指针，用它来选择操作对象。lasso ：套索，用虚线选择多个对象，可在页面上进行动态调整位置。Grabber：强制选取，选取当前页面上所有对象。 table：表 view：视图scissors：裁剪，剪切对象reference：参照，从表连接到主表，自动创建参照关系。property:属性，快速打开对象的属性对话框。4.创建数据模型（1）新建数据模型单击菜单“新建”，打开数据库选择对话框，在其中选择要建立的数据库类型。如图2-4所示。图2-4 选择目标数据库对话框注：使用Power Designer6.1版本的工具，由于比较早，没有现在高版本的数据库，可以采用其中最接近当前版本的数据库，如Access 2003可以使用Access 97&95版，Microsoft SQL Server2000可以使用MicrosoftSQL Serer 7.x代替。（2）创建表在编辑区，单击工具箱中的表或视图，创建数据库的物理模型。如创建表，可以单击，在编辑区中单击左键，即可创建一个表。注意：此时要把鼠标再次单击，把鼠标的图标变为箭头状，否则会再次建立表。（3）设置表的属性。选中表，单击右键快捷菜单，选择“properties”，打开如图2-5所示的窗口，或选择工具箱中的，在表上单击，也可以打开属性窗口。图2-5 表属性窗口 Definition页其中主要的属性有： Name：表的名称，可以是汉字名称，可以用于显示信息； Code：表的代码名称，必须为英文字母组成的名称，用于生成代码。 Owner：表的所有人； Number：表的大小（将来表中数据的多少）；（4）设计表的字段 单击表属性窗口中的“Columns”按钮，打开如图2-6所示的窗口，在此窗口中添加表的字段（或列），并设置它的属性信息。图2-6 表的列设置其中字段的设置内容有： Name：名称，可以为英文或汉字，用于显示； Code：代码，必须为英文，用于创建数据库的代码； Data Type：数据类型名称，可以选择字段的数据类型，并设置长度； P：主键，选中表示该字段为表的主键； F：外键，选择表该字段为表引用的外键； M：即Mandatory，强制属性，表示该列值是否为空； D：即Displayed，该列是否显示。 N：即Identity，唯一标识。当设计完成所有字段后，单击“ok”按钮，确定当前设计。（5）设计表的关系单击，选择从表连线到主表即可建立参照关系，系统会默认主外键的引用，若不是用户所需的主外键键关系，可以自定义主外键的链接。选择连线，单击右键，在快捷菜单中选择“properties”，弹出如图2-7所示的窗口，在该窗口中设置参照的属性信息。图2-7 参照属性窗口5.链接数据库选择主菜单“Database”“connection”，打开连接数据库的窗口，如图2-8所示。图2-8 连接数据源首先选择数据源，然后单击“Connect”（连接）按钮，进一步设置连接的属性，使系统连接到数据上。下面以Access为例，介绍具体的链接过程。（1）首先在D：盘(数据库文件的位置可以自定义)上建立一个Access数据库文件，如“test.mdb”。（2）在图2-8所示的窗口中，的“Data source name：”的下拉列表中，选择“MS Access Database（Microsoft Access Driver（*.mdb）”。（3）单击“Connect”按钮，弹出如图2-9所示的窗口。图2-9 选择数据库窗口选择“驱动器（V）”的驱动器为D：，此时目录窗口显示D盘的目录情况，同时由于test.mdb在根目录上，在“数据库名(A)”下的列表中选显示出“test.mdb”,单击选中，然后单击“确定”按钮，即可连接到数据库上。6.创建数据库选择主菜单“Database”“Generate Database”，打开如图2-10所示的窗口。图2-10 创建数据库表窗口单击“Generate script”（创建脚本）按钮，将创建一个创建数据库的Sql脚本语句的文件。单击“Create database”（创建数据库）按钮，将在连接好的数据库中建立在编辑区设计的表。四实验指导（1）图书管理例（参考）图书管理系统的数据模型如图2-11所示。图2-11 图书管理系统的数据模型图2-12 图书管理数据模型（2）读者表图书表：借还表罚款表用户表实验三 详细设计一实验目的对系统进行详细设计，主要完成对系统功能模块内部的详细设计。二准备知识详细设计的常用设计方法：程序流程图、决策表、伪代码。三实验内容（1）程序流程图程序流程图的图标如表3-1所示。表3-1 程序流程图图标（2）决策表决策表用于以紧凑的形式描述复杂的逻辑。决策表与if-else、switch-case语句类似，将条件判断与执行的动作联系起来。条件条件组合动作动作组合例如：（3）伪代码：程序设计语言（）,也称为结构化英语或者伪代码，它是一种混合语言,它采用一种语言(例如英语)的词汇同时采用类似另外一种语言(例如，结构化程序语言)的语法。 例如：使用程序设计语言描述打印N的阶乘读入N置F的值为1，置M的值为1当M = N时，执行：使F = F * M使 M = M + 1打印F四实验指导部分详细设计如下。1. 添加图书功能设计（1）界面设计如下：图3-1 图书入库界面设计（2）添加图书的算法流程设计如图3-2所示。图3-2 添加图书算法流程1. 登录设计（1）登录界面设计如图3-3所示。图3-3 登录界面（2）算法设计如图3-4所示。图3-4 登录设计流程图实验四 编码实现一实验目的根据系统的详细设计进行系统编码实现。二准备知识编码标准和规则。三实验内容不同的程序设计语言有不同的编码规则和标准。（1）编码指南：n 确定企业编码标准或者指南n 从其他项目中是否可以获得可复用代码n 编写本项目代码的时候，尽可能考虑将来其他项目复用本代码模块n 编写详细设计作为代码的初始框架，经过几次从设计到编码的反复n 在程序里增加说明解释文档n 设计的属性可以在代码中体现出来n 编码的语言尽可能适用设计的要求（2）选择编码语言的原则一般来说，除了应遵循最少工作量原则、最少技巧原则、最少错误原则、最少维护原则和减少记忆原则之外，还应有以下原则： 1. 系统用户的要求。 2. 可以使用的编译程序。运行目标系统的环境中可以提供的编译程序往往限制了对语言的选择。 3. 程序员的经验和知识。如果条件允许，应尽量选用程序员所熟悉的语言。 4. 软件可移植性要求。如果目标系统将在几台不同的计算机上运行，那么应选用可移植性好的语言。 5. 软件的应用领域。这往往是选择语言的关键因素。 6. 工程规模。四实验指导在编程时注意编程规范，规范编程不仅对有利于程序的阅读，也可以提供程序的正确性。 源程序代码略。实验五 测试一实验目的对采用黑盒测试方法对系统进行测试，学习使用黑盒测试方法。二准备知识1软件测试的基本知识。2黑盒测试方法。三实验内容对所完成的软件的各个功能模块进行测试。四实验指导1. 黑盒测试方法黑盒测试是在已知产品所应具有的功能（根据需求规格说明书），通过测试来检验每个功能是否都能正常使用。常用黑盒测试方法：等价类划分、边界值分析。（1）等价类划分基本思想：根据程序的I/O特性，将程序的定义域划分为有限个等价区段 “等价类”，从等价类中选择出的用例，具有“代表性”。等价类分为：n 有效等价类 对于程序的规格说明是合理的、有意义的输入数据构成的集合。n 无效等价类 对于程序的规格说明，是不合理的，是没有意义的输入数据构成的集合。（2）边界值分析边界值分析：关注输入空间的边界。原理：错误更可能发生在输入的边界值附近。p 边界值p 略低于最小值：Minp 最小值： Minp 略高于最小值： ： Min +p 正常值：Normalp 略低于最大值： Max p 最大值： Max p 略高于最大值： Max +例：图书管理系统的黑盒测试部分用例设计。表5-1 测试功能点列表测试功能点序号测试功能点序号测试功能点描述图书管理系统v1.0-01登录V1.0-T1-0001合法用户登录系统，显示系统主页面V1.0-T1-0002非法用户登录系统，显示错误提示图书管理系统v1.0-02新增图书V1.0-T2-0001图书信息完整，新增V1.0-T2-0002图书信息不完整，重要信息缺失，错误提示V1.0-T2-0003图书信息不完整，非重要信息缺失，新增V1.0-T2-0004图书信息内容格式错误，错误提示图书管理系统v1.0-03删除图书V1.0-T3-0001输入图书编号（该书未借出），删除成功，有确认删除提示V1.0-T3-0002输入图书编号（该书当前借出），不能删除成功图书管理系统v1.0-04更新图书V1.0-T4-0001更新图书非编号信息，更新成功V1.0-T4-0002更新图书编号信息，不允许更新图书管理系统v1.0-05查询图书V1.0-T5-0001查询图书（已登记）任意信息，列表显示V1.0-T5-0002查询不存在图书信息，显示为空V1.0-T5-0003查询信息空，显示所有图书列表图书管理系统v1.0-06浏览图书V1.0-T6-0001图书列表显示图书管理系统v1.0-07新增读者V1.0-T7-0001读者信息完整，新增V1.0-T7-0002读者信息不完整，重要信息缺失，错误提示V1.0-T7-0003读者信息不完整，非重要信息缺失，新增V1.0-T7-0004读者信息内容格式错误，错误提示图书管理系统v1.0-08删除图书V1.0-T8-0001输入读者编号（该读者未借书），删除成功，有确认删除提示V1.0-T8-0002输入读者编号（该读者有借书），不能删除成功图书管理系统v1.0-09更新图书V1.0-T9-0001更新读者非编号信息，更新成功V1.0-T9-0002更新读者编号信息，不允许更新图书管理系统v1.0-10查询图书V1.0-T10-0001查询读者（已登记）任意信息，列表显示V1.0-T10-0002查询不存在读者信息，显示为空V1.0-T10-0003查询信息空，显示所有读者列表图书管理系统v1.0-11浏览图书V1.0-T11-0001读者列表显示图书管理系统v1.0-12借出图书V1.0-T12-0001合法读者编号和能借出的图书编号，正确借出V1.0-T12-0002非法读者编号和非法图书编号，不能正确借出图书管理系统v1.0-13归还图书V1.0-T13-0001合法已借出图书编号，归还成功V1.0-T13-0002非法图书编号，不能归还图书管理系统v1.0-14浏览借阅情况V1.0-T14-0001已经借出图书和读者信息列表显示图书管理系统v1.0-15查询借阅情况（该功能模块可选）V1.0-T15-0001输入合法读者信息，显示所有该读者的借阅记录V1.0-T15-0002输入合法图书信息，显示所有该书的借阅记录V1.0-T15-0003输入非法读者信息，错误提示V1.0-T15-0002输入非法图书信息，错误提示图书管理系统v1.0-16修改用户密码V1.0-T16-0001输入原正确密码，新密码，修改成功V1.0-T16-0002输入原密码错误，新密码，不能修改图书管理系统v1.0-17新增用户V1.0-T17-0001输入合法用户名和密码，新增成功V1.0-T17-0002输入非法用户名和密码，新增失败图书管理系统v1.0-18删除用户V1.0-T18-0001输入合法用户名，删除提示确认，删除成功V1.0-T18-0002输入非法用户名，删除失败表5-2 测试用例表测试功能点序号测试用例序号测试用例描述V1.0-T1-0001T1-0001-TC001合法用户登录系统V1.0-T1-0002T1-0002-TC001密码错误登录系统，提示错误信息T1-0002-TC002合法用户名，空密码登录系统，提示错误信息T1-0002-TC003非法用户名登录系统，提示错误信息V1.0-T2-0001T2-0001-TC001图书信息完整，可以新增V1.0-T2-0002T3-0002-TC001图书信息不完整，缺少图书名，错误提示T2-0002-TC002图书信息不完整，缺少编号，错误提示V1.0-T2-0003T2-0003-TC001图书信息不完整，非必须信息，缺失单价，可以新增V1.0-T2-0004T2-0004-TC001图书信息中时间格式不正确，错误提示V1.0-T3-0001T3-0001-TC001输入图书编号（该书未借出），删除成功，有确认删除提示V1.0-T3-0002T3-0002-TC001输入图书编号（该书当前借出），不能删除成功V1.0-T4-0001T4-0001-TC001更新图书非编号信息，更新成功，更新图书名称V1.0-T4-0002T4-0002-TC001更新图书编号信息，不允许更新V1.0-T5-0001T5-0001-TC001查询合法图书（已登记）任意信息，列表显示V1.0-T5-0002T5-0002-TC001查询非法图书（不存在）信息，显示为空V1.0-T5-0003T5-0003-TC001查询信息空，显示所有图书列表V1.0-T6-0001T6-0001-TC001图书列表显示V1.0-T7-0001T7-0001-TC001读者信息完整，新增V1.0-T7-0002T7-0002-TC001读者信息不完整，重要信息缺失，错误提示，缺失读者姓名T7-0002-TC002读者信息不完整，重要信息缺失，错误提示，缺失读者编号V1.0-T7-0003