《应用软件系统综合设计》课程教学大纲
一、课程基本信息
课程代码：112334 课程名称：应用软件系统综合设计
英文名称：Synthetic Design of Application Software System 课程类别：专业课
学
时：72 学
分：4 适用对象：软件工程本科专业 考核方式：考查
先修课程：软件工程、面向对象程序设计、软件构件与中间件技术、数据库原理、系统分析与设计、软件项目管理、软件测试技术等
二、课程简介
《应用软件系统综合设计》课程是为软件工程专业本科生开设的综合运用必修课，它要求学生综合运用软件工程中的各种技术、方法和思想模拟软件企业的软件项目管理和开发过程，对即将从事软件行业的大学生具有重要的锻炼作用。其主要内容是进行应用软件的开发实践，是软件需求分析与管理、面向对象分析与设计、软件项目管理、软件测试、大型数据库、面向对象编程、分布式计算、计算机网络、信息安全等技术的综合运用。
Synthetic Design of Application Software System is a synthetic and practical compulsory course for undergraduates of software engineering specialty.It requires the undergraduates to simulate software enterprises’ project management and development progre synthetically applying software engineering technology, method and thought.This is very significant to the undergraduates being about to engage into software industry.It mainly practices application software development, in which course the undergraduates will synthetically apply the technologies such as analysis and management of software requirements, object-oriented analysis and design, software project management, software testing, advanced database, object-oriented programming, distributed computing, computer network and information security, etc.
三、课程性质与目的
《应用软件系统综合设计》是软件工程专业本科生一门综合运用的必修专业课，是培养训练学生软件开发能力的重要综合性的实践教学环节，其目的在于促进学生巩固计算机软件设计知识，加深对软件设计方法、技术和思想的理解，并能运用所学软件设计知识进行综合软件设计。通过软件开发的实践训练，使学生掌握软件开发的方法和技术，熟悉软件开发的完整过程，树立团队合作精神，培养自主学习能力和创造性的工程设计能力，提高综合分析和解决问题的能力，为学生今后从事软件开发积累一定实践经验。
四、教学内容及要求
（一）基本内容
本课程基本内容主要围绕两大部分：基于WEB的应用系统的设计与开发和关于多媒体与人工智能系统的设计与实现。前者把操作系统，数据库，网络，web开发技术结合起来；后者强调算法的设计以及主流编程语言的练习。
教师可在以下几类中组织题目，实现的功能可根据学生实际情况确定： 1．基于C/S模式的某管理信息系统的开发。 2．基于B/S模式的Web应用系统开发。 3．网上信息发布系统的开发。 4．局域网通讯软件的开发。 5．多媒体应用软件的开发。 6．围绕某算法的设计。
7．基于VRML的某系统的开发。
另外，也可以结合本系教师的科研课题，从中选出合适的部分供学生开发设计。
（二）基本要求
1．通过文献资料查阅和学习，了解当前软件设计技术和开发方法。
2．参考和研究一些公司和高校/企业成功的软件开发案例和实现方案，结合所学知识，积极完成设计任务。
3．采用RUP、XP和敏捷等成熟先进开发过程和面向对象建模方法进行软件开发。 4．独立搭建软件开发平台，自行选择开发工具。
5．认真按时完成需求、分析、设计、实现、测试和项目管理等环节的任务，编写各阶段的完整文档并整理成册。
6．软件程序要求在正确性、健壮性、可复用性、可扩展性和可理解性方面达标，具体要求如下：
（1） 程序的正确性：须满足设计的基本功能需求；在满足基本功能需求基础上 2 新增的功能仅作为参考。
（2） 程序的健壮性：在异常条件下的工作能力，主要体现在异常处理、断言的应用。
（3） 程序的可复用性：在新环境中重新使用类或接口的能力，主要体现在封装、信息隐藏、业务代码分离的应用。
（4） 程序的可扩展性：程序为适应新需求而作改动的难易程度，主要体现在表示层与业务逻辑层分离、多态性、设计模式的应用。
（5） 程序的可理解性：至少让负责评阅的教师容易理解，主要体现在标识符命令、缩进版面、文档化注释的应用。 7．认真按时完成设计报告，设计报告内容包括：实验概述、实验背景、正文、比较与总结、心得体会等。设计报告书每人一份，要求编排格式统
一、规范、内容充实，报告内容和格式应符合设计模板的要求。
（三）设计选题
设计过程中，教师扮演“用户”和“项目顾问”角色，学生是各项目组（3-5人）的“开发人员”，而开发小组的组长，则要模拟“项目经理”的角色。分组选题，以小组为单位分工合作开发实现所选的题目。下面列举可供选择的题目。在实际教学中由教师根据具体情况来确定项目，而不必限于下面的题目。
题目一：《图论》中图的绘制系统
问题的提出：在《离散数学》教学和《图论》课程教学中，绘制图（指图论意义上的图，而不是平常所说的图片或者简单几何图形等）是一个非常麻烦的事情，如果需要修改，其麻烦程序常常不下于重新绘制。我们需要一个软件帮助用户方便的进行图的绘制与修改。
功能需求：
1．实现四个基本类：结点、连线、箭头和标注，该类能具备颜色、线条样式、大小等管理能力；
2．具备基本可视化交互能力：添加、修改、删除、选取、鼠标指示、拖动、对齐、对称变换、旋转等；
3．常用图形的自动生成：直线图、完全图、点阵图、金字塔形图等； 4．图的保存与读取；
5．图的复制与粘贴，图片的复制；
6．制作成服务器，像word 中的公式编辑器一样，能直接在word 中插入图，并双击修改；
7．与MATLAB 结合编程，以MATLAB 实现矩阵运算，系统实现结果的可视化。
3 其中
1、
2、
3、
4、5 作为基本功能，
6、7 作为扩展功能，可以作为远期考虑。 注意事项：
图中结点体现的是现实中的事物，连线体现的是事物间的联系，当把结点删除时，与之相连的线应该同时删除，其它相关操作应意识到这一点。应意识到我们开发的是一个比word 绘图更智能化的软件，应能帮助用户更快、更有效的实现图的绘制与修改，在系统的设计中应体现这一点。
题目二：试卷生成系统的设计和实现 功能需求：
1．题库管理：系统的操作人员可以设置试题类型、难度、知识点、空行数(解答题所需试卷空白)、分值；可以录入试题(或答案)、修改试题(或答案)、删除试题(或答案)；也可以查询和浏览试题。注意考虑试题中可能有数学符号或图形的情况（即非纯文本的情况）。
2．试卷管理：系统的操作人员可以从试题中选择试题，将选择的试题组成试卷，即手工成卷；或者由计算机按照某种算法，自动生成试卷，即自动成卷。能够修改(即换题)和删除库中的试卷。能够自动的把库中的试卷按照标准格式生成Word 文档(提示：可以在Word 中用VBA 编程实现)。
3．权限管理：增加或删除系统操作人员，并指定操作人员的权限。可通过对用户组进行权限及管理范围设定，减轻操作内容，也可对单个用户权限及范围进行修订，从而保证系统在实施中的灵活性。 组卷的要求：
要求能进行自动组卷：即按照用户要求以试卷难度等级（难、中、易）、知识点、题型（判断题、选择题、计算题、证明题、绘图）、题目难度等级、分值等进行组卷，并提供人工编辑的功能，对生成的试卷进行修改、调整、替换。
题目三：嵌入式系统设计—智能洗衣机控制系统的设计 开发背景：
由于工业的发展，大量的水资源被消耗或被污染。如何更加有效地利用水资源成为急待解决的问题。每天无数的家庭各种电器用去相当可观量的水，在这其中，洗衣机由于其高度的普及而显得尤为突出。所以若可以改进其设计，使其更加有效利用有限的水，它将带来非常值得期待的后果。智能洗衣机控制系统由此而生。
系统主要由以下功能模块组成： 1．信息收集模块：
该模块通过洗衣机内置传感器，和用户手持便携设备（PD）收集信息，并将处理后的数据送往信息处理模块。内置传感器主要负责收集洗涤物的质量，水的浊度等信息。PD 通过用户输入取得洗涤物材质相关信息。同时PD 通过卫星和因特网连接，进 4 入为系统设计的主页及时更新客户端软件和信息处理模块的算法。PD 也负责向系统发出工作命令。
2．信息处理模块：
该部分接收信息收集模块传送的信息。通过已设计好的算法计算洗涤用水量，洗涤时间等，并将结果送入命令执行模块。该模块实现的硬件为微软提供的eBOX-II 开发板。
3．命令执行模块：
该模块的硬件为自动水阀控制器，时间控制器。接收信息处理模块送来的命令并执行。
系统所有软件的设计基于WINCE平台下的eVC++工具。 题目四：人事管理信息系统的设计和实现 功能需求：
1．部门信息管理：可以添加新的科室，或删除已无用的部门（确定部门内无员工时方可删除）
2．权限管理：增加或删除系统操作人员，并指定操作人员权限和设置口令。 3．人事档案管理：操作员进行员工档案信息录入及更改，其中包括员工的基本信息、工作经历、家庭情况、奖惩记录，要求这些员工档案信息可以进行新增、删除、修改操作，同时可以进行浏览和查询的操作。该模块是本系统的重点，用户可以通过该模块为单位建立一个比较完整的人事档案系统，同时可以比较方便地对档案进行查看。我们可以提供多种查询方式，包括拼音查询。
4．人事变动管理：对于人事上的变动调整进行专门的服务，系统自动对人员档案的信息进行更新（如：员工职务、职称、工作性质等的变动），并且将变动信息单独保存，便于对变动信息的查询。 题目五：网络多媒体教学系统 项目背景：
现代远程教育以计算机网络（以及卫星数字通讯）技术为支撑，具有时空自由、资源共享、系统开放、便于协作等优点。大力发展现代远程教育，对于促进我国教育的普及和建立终生学习体系，实现教育的跨跃式发展，具有重大的现实意义。建设基于CERNET 的网络多媒体教学系统，目的是为教师和学生提供良好的教学环境。
主要功能：
教师办公子系统：其主要功能是“课程信息发布”，多媒体作业子系统和答疑子系统作为两个独立的子系统。
学生学习子系统：其主要功能是为学生在网上自主学习提供平台和丰富的网络资源。
5 教务管理子系统 ：包括教务管理、考试及成绩管理、课程信息等教师学生的相关信息管理及维护。
信息查询子系统：对各类信息进行查询。 题目六：图书管理系统 功能要求：
建立读者档案；建立图书档案，建立书目索引；完成日常图书检索、借还工作，对读者档案、图书档案、借还系统的访问，必需进行身份验证。具体要求如下：
1．读者档案
数据包括：借书证号、姓名、性别、出生日期、身份证号、单位、通讯地址、邮政编码、联系电话、办证日期、借阅范围（书库）、允许最多借书册数、借书期限、照片、职业等。
操作要求：能办证、修改、注销；访问时要进行身份验证，办证、修改、注销应记录操作员编号、操作日期、理由、审批记录等。
输出数据：打印借书证卡片、借书证清单。 2．图书档案
数据包括：书号、书名、作者、出版单位、出版日期、版次、单价、内容提要、分类号、索书号、藏书册数、每册图书馆藏注册号、所在书库、入库日期等。
操作要求：输入、修改、注销等操作必需进行身份验证，记录操作员号、操作日期、理由等。
输出数据：按入库日期时间段打印图书清单。 3．检索系统
能根据书号、书名、作者、出版单位、内容提要关键字、分类号、索书号、每册图书馆藏注册号等进行简单查询和组合查询，对内容提要进行模糊查询。查询输出内容必需是只读的，没有访问身份验证要求。根据需要打印借书索书条。
4．借书系统
输入索书条后，能根据借书证号判断该读者可以借书的书库，借书是否超出最大允许借书册数，书库中是否还有该书可借。满足条件的进行借书登记，不满足条件的给出提示信息，提示读者为什么不能借书。另外，还能查找以前所借图书情况。进入该模块具有身份验证要求。
5．还书系统
对过期未还图书，能打印出催还图书通知单。对归还的图书能从借书登记表中取消。进入该模块具有身份验证要求。
五、设计进度安排
在教师的指导下，组成开发小组，实践应用软件的设计与开发。以软件设计为中 6 心，完成从需求分析、软件设计、编码到测试运行的软件开发全过程。 具体安排如下：
1．学生选题 （第1周）
由教师命题，以开发小组为单位选择课题，经教师审查调整后确定。 2．需求分析（第2周）
对所选择课题的问题域进行深入调查研究的基础上，对系统的功能及性能需求进行分析，写出需求规格说明书；包括可行性分析报告、系统的需求模型。建议使用软件开发工具Rational Rose进行UML建模。
本阶段末进行需求方案评审，重点是Use Case模型。 3．软件设计（第3-5周）
软件设计分两个阶段进行：总体设计和详细设计。
总体设计：确定系统总体设计方案；建立软件系统的体系结构，完成系统的模块化，建立系统的静态模型及动态模型，进行用户界面设计。本阶段末进行总体设计方案评审，重点是系统类模型。采用答辩式的评审方式，主要由同一课题的开发小组相互评审打分。
详细设计：对模块内部过程及数据结构进行设计，由小组成员分工完成。 注：应该同时进行用户界面设计。 4.编码及软件测试（第6-17周）
编写程序。要求给出详细的注释，包括：模块名，模块功能，中间过程的功能， 变量说明等。
所有测试过程都要求采用综合测试策略；先作静态分析，再作动态测试。应事先制订测试计划，并要求保留所有测试用例，完成测试报告。
学生完成：模块测试、组装测试、系统（或功能）测试（时间由学生在编码阶段自行安排）。
5.验收测试（第18周）
验收测试由教师完成，以开发小组为单位进行。验收测试完成后，学生提交所有打印文档和电子文档，提交日期在第19周周日之前。
六、考核方式
课程设计成绩按优、良、中、及格、不及格评定。
七、推荐教材和参考资源
参考资源：
1． 吴际，金茂忠：《UML面向对象分析》，北京航空航天大出版社学，2002 2． 邵维忠 杨芙清：《面向对象的系统分析》，清华大学出版社,1998 7 3． [美]卡耐基梅隆大学软件工程研究所，刘孟仁等译：《能力成熟度模型（CMM）：软件过程改进指南》，电子工业出版社,2001 4． 张敬等：《软件工程教程》，北京航空航天大学出版社,2002 5． 潘锦平,施小英，姚天昉：《软件系统开发技术》，西安电子科技大学出版社,1997 6． Carma McClure：《软件复用技术》，机械工业出版社,2003 7． Meilir Page-Jones：《UML面向对象设计基础》，人民邮电出版社,1999 8． Wendy Boggs等：《UML与Rational Rose 2002从入门到精通》，电子工业出版社,2002 9． Roger S.Preman：“Software Engineering: A Practitioner's Approach,5th ed”，McGraw-Hill Companies,Inc，2001 10．Leszek A.Maciaszek：“Requirements Analysis and System Designing: Developing information Systems with UML”，Pearson Education Limited,2001 11．Rumbaugh J,Jacobson I,Booch,G：“The Unified Modeling Language Reference Manual”，Boston:Addison-Wesley,1999 12．http://www.comp.mq.edu.au/books/maciaszek 13．http://www.booksitesnet/maciaszek
八、其他说明
本课程全部采用课堂实践教学，此外还需安排课外实践课时54学时。
大纲修订人： 贺卫国 修订日期： 2010年9月 大纲审定人： 审定日期：
附录：设计报告要求
一、实验概述
描述设计的目的；采用的语言、工具和开发环境；设计的进展情况；概述最终的 8 设计结果。
二、背景
描述问题背景；给出本文档的专业术语定义；照国标GB7714-87《文后参考文献著录格式》列出你完成设计时主要参考的材料，包括各种论文、书籍、网站或网页等。
三、正文
编写文档也需要一定的创造性。内容提示：需求的规格说明（允许以自然语言描述）；解决问题的主要设计模式；针对软件程序评价标准所采取的措施；程序包组织与类文件描述；核心算法描述（可选）；程序运行的主要画面；测试用例的运行步骤与结果等。
四、比较与总结
与类似的软件作比较；总结你的设计在哪些方面做得好，哪些方面有待改进。
五、心得体会
写出自己对本课程学习以及课程实验的主要体会。
