10-1软件工程

第10章开发实例10.1项目论证与计划10.2需求分析10.3系统设计10.4系统实现,第10章开发实例本章以一个具体软件系统的开发为例，使读者加深对软件系统开发过程及结构化软件开发技术的理解，对软件开发技术形成一个全面、整体的认识。10.1项目论证和计划某高校欲开发一个“教学管理系统”，其目标是建立起及时、准确、全面、丰富的教学管理信息平台。系统针对教务教学信息管理的实际，紧贴用户需求,全面覆盖教学教务管理各个方面,提供强大的教学教务管理功能，充分发挥院、系教务管理的职能,提高管理水平、质量、效率，为学校宏观决策提供有力支撑。10.11系统调查系统分析人员首先与学校主要教学管理人员进行交,交流，了解学校的规模、管理的任务范围、管理状况。通过交流了解到，学校各级领导和主管教学的副校长信息意识较强，大部分管理人员有一定的信息素质。通过调查明确如下问题。1组织机构和岗位职责通过对全校组织机构和业务的分析，明确了待开发的“教学管理系统”主要涉及该校的教务处、学生处两个管理部门，为此对两部门的机构情况进行详细调查。主要内容包括：部门组织结构、下属岗位、岗位责任与权力、岗位人员配备、岗位规章制度等。该校的教务处、学生处组织结构如图10-1所示。,图10-1教学管理组织机构图,校长,副校长,副校长,教务处处长,教务处副处长,学生处副处长,教务处处长,教学评估管理人员,教学任务管理人员,教材管理人员,成绩档案管理人员,考务管理人员,教学保障管理人员,宿舍管理人员,就业指导管理人员,学籍档案管理人员,党团组织管理人员,学生会负责人员,相关岗位职责分别是：(1)教学任务管理岗位职责根据教学计划，制定学年校历并组织教学的运行；组织下达教学任务；负责教室的使用与调度，负责提出教室设施配备计划；负责组织编排课程表，负责日常课程的调度工作。(2)教学评估管理岗位职责负责制定专业办学水平、课程建设质量、课堂教学质量评估等教学质量评估体系，并主持实施各种教学评估工作；组织各系(部)、教研室做好日常教学检查和期中教学检查工作，并深入实际监控理论教学、实践教学过程的各个环节(包括备课、授课、辅导、改作业、考核等)；指导各系(部)、教研室的教学工作；协助人事处制定和实施教师的培养提高计划，做好教师定编、教师工作量核算工作，负责教师业务的考核，建立教师业务档案;组织各系(部)、教研室做好教师开新课的试讲工作；组织各种教育教学研讨活动，根据学院教学和教学管理实际，组织有关教学课题研究，完成学院下达的教学研究任务，组织全院教学经验交流。,(3)成绩档案管理岗位职责负责学生学习成绩的建档、保管工作；负责提供完整正确的毕业生成绩档案；负责日常的各种学生成绩统计、查询及分析工作。(4)考试考务管理岗位职责负责组织全校的期末考试工作;负责组织全校补考工作；负责编排考场，组织监考、巡考人员；负责试题库建设及试卷的印刷、保管、保密、发放工作；负责组织计算机、英语等课程的统考、学生专升本摸底考试工作。(5)教材建设管理岗位职责负责起草学校教材建设规划，收集有关教材建设、出版信息；负责制定并落实教材使用计划；组织教师编写具有高等职业技术教育特色的教材或讲义以及其他教学资料，并根据教学的需求，有计划地进行声像视听教材、CAI课件以及试题库的建设;做好教材出版工作;负责制订校内讲义的编审计划及审核工作；组织开展教材研究活动，组织优秀教材的评审和奖励工作;负责教材质量调查、评价及信息反馈工作;做好教材采购、销售和库存的管理工作。,(6)学生科学籍档案管理岗位职责根据学校学生学籍管理规定，负责学生体、复、转、退、停、降、留等学籍变动处理工作；组织各系审核毕业生资格，负责管理毕业证书和补办学历证明工作;负责在校生统计报表、学生名册的编制，学生学籍变动情况统计工作；负责举生学籍注册及发布工作；协助有关部门做好新生入学的有关工作。2教学管理工作涉及到教学管理文件和数据表格(1)相关教学管理文件如下：学生学籍管理办法；学生成绩考核规定；教学评估细则；关于公共英语考核、计算机基础教育考试暂行规定；.考试工作细则；试卷管理办法；.关于教学事故及处理的暂行规定；教务管理系统数据管理规定。,(2)教学管理工作中涉及的数据表格如表10-1所示。表10.1教学数据表,3业务流程分析由系统的工作流程分析，可以得出，该系统的业务主要有学籍档案、教学任务、每试考务、成绩等管理及教学评估5部分。为进一步了解和分析现有的系统，并以概括的形式表达对现有系统的认识，系统分析人员采用结构化的描述工具业务流程图描述系统的业务流程。其业务流程图如图10-2(a)(e)所示。,图10-2(a)学籍档案管理业务流程图,图102(c)考试考务管理业务流程图,图10-2(d)成绩管理业务流程图,图10-2(e)教学评估管理业务流程图,10.12新系统的总体功能需求和性能要求1总体功能需求通过调查、分析,得出新系统的总体功能需求如下。(1)学籍档案管理可处理学生的基本信息(包括照片)及注册、学习成绩、收费信息等进行处理、查询与统计；对新生可根据学号约束条件给新生分配学号；学生注册处理；学生专业调整等；对毕业生分配、文凭发放的处理；对学生的异动(包括休、复、退、转、出国留学、开除学籍等)信息的处理和查询等功能。(2)成绩管理包括成绩的录入、修改、删除；论文成绩的录入、修改、删除；成绩的各种查询、统计；各种统计报表打印(包括各种形式的成绩单)；成绩备份等功能。,(3)教学任务管理对教学信息进行管理,对管理人员提供课程设置、教学计划、教师信息、开课计划等的录入、修改、查询、统计、打印等功能。具体包括：每个学院(系)相关的教务员可对本院(系)所开的课程信息进行录入、修改和删除。课程信息包括课程号、课程中英文名、课程简介、教材、参考书、学分、周学时、总学时、开课学期、开课教师、先修课程、课程学时分配等；对全校其他单位的课程可以进行查询，但不能录入、修改和删除。可编辑、录入本院(系)各专业的教学计划，同时提供对本院(系)教学计划查询、复制和打印的功能。可编辑、录入本院(系)下一学期计划开出的课程，用于计算机排课表，计算机排完课表后会把每门课程分配到的教室号送回开课计划中。各院、系可以在本地查询、打印课表。,(4)考试考务管理包括试题库的管理功能，可完成试题的录入、查询、修改以及按照组卷的策略生成试卷等；考试管理功能，可编辑、录入院(系)该学期的考试课程时间安排，生成本学期的考试地点、考试时间、监考老师等数据。各院、系可以在本地查询、打印。(5)教学评估管理包括对各院、系所开的课程、专业教学计划、开课计划进行宏观控制；各单位可对教师工作量和工作成绩进行计算和评估。可生成和打印各种统计报表，如实际开课统计表、教师出勤情况表、教学情况统计表、教师科研情况统计表、教学计划要求表、全校课程一览表等。2系统环境和性能要求(1)设计依据与标准,全校教务信息用统一的数据格式描述，将教学计划等教务业务工作标准化、规范化。开发中涉及的部分标准如下。计算机教学管理(CMl)系统规范(GBTDLTS201)高等学校管理基本信息集计算机软件开发规范(GB856688)计算机软件产品开发文件编写指南(GB856788)软件工程术语(GBT11457)采用信息标准的优先次序是：国家标准(2)主要技术指标局域网传输能力要求如下：信息中心主干用1000Mbps服务器传输速率用100Mbps、教育部标准、教育部下属机构标准、国家其他部颁标准等。,终端传输速率用1001000Mbps交互式信息查询时间用小于2秒交互式统计表生成时间用小于3秒信息管理能力用3万人数据库灾难性故障恢复能力为数据完全恢复。10.13完成文档在上述工作的基础上，完成下列工作。(1)可行性分析报告说明该软件开发项目的实现在技术上、经济上和社会因素上的可行性，评述为了合理地达到开发目标可供选择的各种可能实施方案，说明并论证所选定实施方案的理由。(2)项目开发计划为软件项目实施方案制订出具体计划，应该包括各部分工作的负责人员、开发的进度、开发经费的预算、所需的硬件及软件资源等。10.2需求分析根据系统的业务流程和相关数据表，采用结构化分析技术对系统作进一步分析。10.21数据流分析首先，分析划分系统边界，识别系统的数据来源和去处，确定外部项，得出系统的关联图如图10-3所示。,图10-3教学管理系统关联图,然后，根据划分出几个主要的信息管理功能，并明确各功能之间的联系，绘制出系统的顶层数据流图，如图104所示。顶层数据流图仅从总体上反映了系统的信息联系，按照结构化分析方法，自顶向下、逐层分解，对顶层图进行细化。细化进行到数据流图中的每一个数据处理成为一个很容易理解的单一功能，且这个单一功能可以通过简单的逻辑表达式在数据字典予以说明时为止。本系统的数据流图绘制三层即可符合要求。得到的二层数据流如图10-5(a)(f)所示。,P1学籍管理,P3成绩管理,P2教学任务,P5教学评估,P4考试考务,S1学生科,S7招生办,S2学生,S3教师,S2学生,S4各系办,S2学生,S3教师,S5教务处,S5教务处,S2学生,S6领导,F13新生录取,F1学生情况,F17注册申请,F15学籍通知,F7学籍信息,F8学生成绩统计信息,F3单科成绩,F2学生成绩,F10成绩,F18成绩查询,F9听课评议期末检查,F14学生打分,F5教师赋分,F16考试日程,F11全校教学任务安排,F6教学课程表,F12班级课程表,F4学期教学任务安排表,图10-4教学管理系统顶层图,图10-5(a)P1(学籍管理)的细化图,P1.1审批,P1.4变动处理,D7毕业生数据,D5专业设置,P1.43学籍审查,S2学生,S7招生办,F13.1待批新生数据,P1.2分班,S1学生科,F1学生情况,F13.2正式新生数据,D6班级,F17注册申请,P1.6毕业准备,P1.5统计查询,D3学生档案,F7学籍信息,F17学期通知,图10-5(b)P2(教学任务管理)的细化图,F4学期教学任务安排,P2.2教师报课,D2.1学期任务书,D6班级,D2.2报课情况,S4各系办,S2学生,S3教师,F6教学课程表,F12班级课程表,D2.3教学课程表,S5教务处,F11全校教学任务安排,P2.3排课程表,图10-5(d)P4(考试考务管理)的细化图,F16考试日程,P4.2日程公布,D11考试日程,S5教务处,图10-5(f)P3.3成绩查询,S5教务处,F10.1个人成绩,D4成绩档案,S5教务处,D4成绩档案,F10.1个人查询,F10.3单科成绩,F10成绩,F18.3科目查询,F18成绩查询,F18.2班级查询,F10.2班级成绩,10.22数据字典由于数据流图只是对数据处理和彼此之间的关系进行了说明，为了进一步明确数据的详细内容和数据加工过程,应将最底层数据流图中的全部数据流及其组成部分的数据元素、数据存储、数据加工和外部项等进行详细描述，形成本系统的数据字典，以便于此后系统设计的进行。限于篇幅，下面只列出几个典型的数据流、数据存储、数据加工、数据元素和外部实体。,数据元素系统名成绩管理系统条目名成绩别名属于数据流F2，F3，F8，F10存储处D4:成绩档案数据类型字符型院素长度4类型范围“0”“100”;“优秀”;“良好”;“中等”;“及格”;“不及格”含义简要说明记录学生所有课程的状况等级,外部项系统名教学管理系统条目名教师别名编号S3输入数据流学生课程表（F6）输入数据流学生单科成绩（F3）主要特征本项为修课学生授课的任课教师，主要数据项：教师代码、教师姓名、职称、授课名称、从事专业和联系电话简要说明教师修改记录编写日期,（5）外部实体,10.23处理逻辑描述在数据字典中，仅对一些加工处理过程作了简单的描述，下面将应用“结构化语言”对一些较复杂的处理逻辑进行更具体的描述。(1)P31处理逻辑接受单科成绩(F3)从课程(D8)查出课程的学分IF普通考试成绩DOWHILE对于成绩单中每个学生IF学生的成绩大于合格成绩记录学生的成绩，学分ELSE记录学生的成绩，学分为0ENDIFENDDOELSE,DOWHILE对于成绩单中每个学生IF学生的补考成绩大于合格成绩记录学生的补考成绩，学分ELSE记录学生的补考成绩，学分为0ENDIFENDDOENDIF(2)P32处理逻辑接收成绩档案(D4)的数据DOWHILE对于每个学生计算该生学期所学课程的总分、平均分ENDDO以班级为基准，按总分从高到低排名次,IF向“成绩发布”(P34)传数据按名次顺序将学生各课程成绩、总分、平均分输出ELSE统计各成绩等级人数，计算各成绩等级人数所占总人数的百分比判断获得奖学金的学生，判定逻辑如下(决策表描述)：向学生科输出统计数据ENDIF,条所有考试考查课成绩均在90分以上或“优秀YNN状所有考试考查课成绩均在85分或“良好以上-YN件所有考试考查课成绩均在75分或“中等以上-Y态方一等奖规二等奖案三等奖则,(3)P33处理逻辑根据接受的查询参数IF查询的是个人在D4中查找查询参数中的该学生的每一门课程ELSE根据查询的班级，课程从D4中查找出所有符合条件的成绩ENDIF将所有成绩按从高到低排列输出查询结果(4)P34处理逻辑接受学生成绩DOWHILE对于每个学生输出成绩通知单,DOWHILE对于该学生的每门成绩IF该门成绩不及格将该门成绩加入不及格表ENDIFENDDO根据不及格表输出补考通知单ENDDO(5)P51处理逻辑接收学生打分(F14)DOWHILE对于每个教师计算该教师的学生打分(按所有学生打分的平均分)将得分存人D9ENDDO接收听课评议期末检查(P9)DOWHILE对于每个教师计算该教师的出勤(出勤率)，科研成绩，备课得分；将得分存人D9ENDDO,(6)P52处理逻辑接受考评数据(D9)DOWHILE对于每个教师计算每项评定的加权平均值；将加权平均值和标准比较得到教师该学期的业绩；将业绩存人业绩档案(D10)ENDDO10.24形成需求规格说明书并进行需求评审在上述工作的基础上，完成系统需求规格说明书，对系统分析阶段的活动进行全面总结，形成阶段性工作成果。系统说明书的主要内容包括：(1)系统开发项目概述；(2)需求说明；(3)现行系统状况；,(4)新系统的目标、主要功能和逻辑模型；(5)系统实施计划。其中，提出新系统的设计目标、主要功能，构造新系统的逻辑模型是需求规格说明书的核心内容。系统需求规格说明书是主管人员对系统进入设计阶段的决策依据。必须组织有关人员进行严格的评审，只有系统说明书经过系统开发工作的领导部门审查批准后才能进行下一阶段的工作。10.3系统设计该阶段的主要任务是从教学管理系统的总体目标出发，根据系统分析阶段对系统的逻辑功能的要求，并考虑到经济、技术和运行环境等方面的条件，确定系统的总体结构和系统各组成部分的技术方案，合理选择计算机和通信的软、硬件设备，提出系统的实施计划，确保总体目标的实现。系统设计分两步实施。,10.31系统总体概要设计系统总体概要设计包括如下内容。1系统总体布局方案的确定从上面分析来看，教学管理系统主要由学籍管理、成绩管理、教学任务、教学评估、考试考务五个子系统组成。学籍管理主要由学生处完成，成绩管理由教务处的成绩管理员完成，考试考务管理由教务处的考试考务管理员完成，教学任务由教务处的教学任务管理员完成，教学评估由教务处的教务评估管理员完成。由此可见，若要在同一时间内完成上述任务，至少需要四台终端，当然从节省资源上考虑，也可使用两台终端，即教务处与学生处各安排一台，教务处的三位教务员，分别在不同的时间工作。系统总体结构图如图106所示。,图10-6教务管理信息系统总体结构图,学生处,成绩管理终端,考试考务管理终端,教学教务管理终端,教学评估管理终端,校长办公室终端,互联网,交换机,交换机,交换机,路由器,大学信息中心服务器