軟件工程實驗1結構化分析實驗?一、實驗目的1.深入理解結構化分析方法的基本概念和原理。2.掌握使用結構化分析工具（如數據流圖、數據字典等）對實際問題進行建模和分析。3.通過實際案例的分析和設計，提高運用結構化分析方法解決軟件工程問題的能力，培養邏輯思維和系統分析能力。

二、實驗環境1.操作系統：Windows102.工具軟件：MicrosoftVisio（用于繪制數據流圖等圖形）、MicrosoftWord（用于撰寫文檔）

三、實驗內容與步驟

（一）問題描述以一個簡單的圖書管理系統為例進行結構化分析。該圖書管理系統主要用于學校圖書館對圖書信息、讀者信息以及借閱信息進行管理。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、預計歸還日期等信息。讀者可以歸還圖書，系統更新圖書的庫存狀態和借閱記錄。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行查詢。

（二）結構化分析過程

1.需求收集與整理與圖書館相關人員進行溝通交流，詳細了解圖書管理系統的各項業務流程和功能需求，形成需求文檔。

2.繪制數據流圖（DFD）頂層數據流圖圖書管理系統的頂層數據流圖描述了系統的主要輸入和輸出以及系統與外部實體之間的關系。外部實體包括讀者和圖書館管理員，系統的主要功能是處理圖書信息、讀者信息和借閱信息。繪制的頂層數據流圖如下：圖1：圖書管理系統頂層數據流圖外部實體：讀者、圖書館管理員數據流：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：圖書管理系統數據存儲：圖書信息表、讀者信息表、借閱記錄表0層數據流圖對頂層數據流圖進行細化，得到0層數據流圖。以圖書信息管理為例，其0層數據流圖如下：圖2：圖書信息管理0層數據流圖外部實體：圖書館管理員數據流：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、圖書信息查詢數據存儲：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層數據流圖。讀者信息管理0層數據流圖如下：圖3：讀者信息管理0層數據流圖外部實體：圖書館管理員數據流：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、讀者信息查詢數據存儲：讀者信息表借閱信息管理0層數據流圖如下：圖4：借閱信息管理0層數據流圖外部實體：讀者、圖書館管理員數據流：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、借閱記錄查詢數據存儲：借閱記錄表1層數據流圖（以圖書信息查詢為例）進一步細化0層數據流圖中的"圖書信息查詢"處理，得到1層數據流圖。圖5：圖書信息查詢1層數據流圖外部實體：圖書館管理員數據流：查詢圖書信息條件、圖書信息處理：確定查詢方式、執行查詢操作數據存儲：圖書信息表

3.編寫數據字典圖書信息名稱：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+價格數據項：圖書編號：字符型，長度8位，唯一標識圖書書名：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：數值型，保留2位小數讀者信息名稱：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+聯系方式+所在院系數據項：讀者編號：字符型，長度8位，唯一標識讀者姓名：字符型，長度20位性別：字符型，長度2位（男/女）年齡：數值型聯系方式：字符型，長度11位（手機號碼）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信息定義：讀者編號+圖書編號+借閱日期+預計歸還日期數據項：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：日期型預計歸還日期：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）且在系統中不存在重復。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）的邏輯進行詳細描述。

四、實驗結果與分析

（一）實驗結果1.完成了圖書管理系統的結構化分析文檔，包括頂層數據流圖、0層數據流圖、1層數據流圖（部分）以及詳細的數據字典和加工邏輯描述。2.使用MicrosoftVisio繪制了清晰的數據流圖，直觀地展示了系統的功能和數據流向。

（二）結果分析1.通過繪制數據流圖，清晰地呈現了圖書管理系統各個功能模塊之間的關系以及數據的流動過程。從頂層數據流圖到0層數據流圖再到1層數據流圖的逐步細化，使得系統的功能細節逐漸清晰，有助于準確理解系統需求。2.數據字典的編寫對系統中的各類數據進行了詳細定義，包括數據項的名稱、編號、簡述、定義以及具體的數據類型和長度等。這為后續的數據庫設計和程序開發提供了準確的數據規范。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則，有助于開發人員根據這些描述實現系統的各個功能模塊，保證系統的正確性和可靠性。

五、實驗總結通過本次結構化分析實驗，深入學習了結構化分析方法在軟件工程中的應用。從實際問題出發，經過需求收集、數據流圖繪制、數據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的結構化分析。

結構化分析方法具有嚴謹性和邏輯性，能夠幫助我們清晰地理解系統需求，準確地描述系統的功能和數據流程。在實驗過程中，深刻體會到了數據流圖和數據字典在系統分析中的重要作用。數據流圖作為一種圖形化工具，直觀地展示了系統的整體架構和數據流向，而數據字典則對系統中的數據進行了精確的定義和說明，兩者相輔相成，為系統的設計和實現提供了堅實的基礎。

同時，也認識到結構化分析方法雖然有其優點，但也存在一定的局限性。例如，對于一些復雜系統中動態行為和用戶界面的描述不夠直觀和詳