软件工程实验教学大纲
前 言
软件工程实验是为计算机相关专业本科《软件工程》课程配套设置的，是《软件工程》课程讲授中一个重要的、不可或缺的实践环节。其目的是使学生能够针对具体软件工程项目，全面掌握软件工程管理、软件需求分析、软件初步设计、软件详细设计、软件测试等阶段的方法和技术，通过该课程设计使学生进一步理解和掌握软件开发模型、软件生命周期、软件过程等理论在软件项目开发过程中的意义和作用，培养学生按照软件工程的原理、方法、技术、标准和规范，进行软件开发的能力，培养学生的合作意识和团队精神，培养学生对技术文档的编写能力，从而使学生提高软件工程的综合能力，提高软件项目的管理能力。
按该课程的特点，实验内容包括软件开发的两大方法学的专题训练，即结构化（生命周期学）的方法学和面向对象的方法学，通过对一个简单项目，要求学生利用结构化软件开发技术或面向对象的软件开发技术完成对该项目的开发。因此设置五个实验项目，从项目发的准备工作，系统分析过程，系统设计过程，软件测试到系统实施，覆盖软件开发的整个过程，此外又引入我国国家《计算机开发规范》，以规范技术文档的书写标准，提高实验教学质量。
通过实验训练，达到如下目的：
使学生进一步了解和掌握软件工程原理，提高对实际项目的分析和设计能力，通过实验课程，熟悉和基本掌握软件工程方法学、软件开发的过程，文档资料的编写格式及规范，全面领会和贯通所学习的理论知识，从而培养学生综合运用所学课程知识，分析解决问题的能力，培养学生理论联系实际作风，实事求是，严肃认真的科学态度和良好的工作作风，为今后从事科学研究工作打下基础。
实验一：项目开发的准备工作
实验学时：2 实验类型：验证性
一、目的与任务
目的：确定课题，组织组员，合理分工，熟悉软件开发环境，培养团队精神。
任务：学习软件开发小组的组织和管理，合理分工，将项目开发各阶段的任务明确，并熟悉相应的软件开发环境。
二、内容、要求与安排方式
1、实验内容与要求：
根据各组选择的课题，实行项目经理制，各组推荐一名组长，统一管理整个项目的实施过程，并合理调整资源和负责项目全局；根据项目的难易合理分配组员的任务，对问题达成一致的看法；针对项目的实施，熟悉相应的软件开发工具的使用环境。
2、实验安排方式：
本实验为开放实验，各组可同时进行实验，每组4－6人。 3．准备参考资料和阅读相关的国家有关软件开发的标准文档。
三、思考题
1、项目开发首先要做的事是什么？
2、你认为该软件应具备的最重要的特性是什么。
3、你认为怎样分工是最合理的？
实验二：系统分析过程
实验学时：4 实验类型：验证性
一、目的与任务
目的：确定项目的可实施性，在此基础上完成系统的逻辑功能模型的建立。
任务：采用不同的软件开发技术，完成对项目的分析过程，给出系统的逻辑功能模型，数据字典以及规格说明书。
二、内容、要求与安排方式
1、实验内容与要求：
明白项目的业务流程图，绘制数据流程图，功能分析图，编写数据字典，数据加工处理的描述，软件系统流程设想图（新系统模型），需求规格说明书。
2、实验安排方式：
本实验为开放实验，各组可同时进行实验，每组8－10人。
三、思考题
1、需求分析在软件开发中真的有那么重要吗？
2、分析系统流程图，流程图和数据流图的区别和各自的特点。
3、怎样写合乎规范的数据流图和数据词典？
4、怎样组织对该工作的评审？
实验三：系统设计过程
实验学时：4 实验类型：设计性
一、目的与任务
目的：在实验二基础上完成系统的体系结构的建立和系统详 2 细设计，并给出相应的规格说明书。
任务：认真分析实验二的结果，给出系统合理的体系结构，描绘系统结构图，并合理划分系统的各组成模块，最后给出系统的各部分设计规格说明书。
二、内容、要求与安排方式
1、实验内容与要求：
功能结构图设计，软件处理流程设计，输出设计（主要指打印输出设计），存储文件格式设计（数据库结构设计），输入设计（主要指数据录入卡设计），代码设计，程序设计说明书
2、实验安排方式：
本实验为开放实验，各组可同时进行实验，每组8－10人。
三、思考题
1．系统设计和需求分析的关系是什么？两者必须先后关联吗？ 2．怎样描绘系统的体系结构？ 3．怎样绘制复合规范的流程图。 4．怎样组织对设计阶段工作的评审？
实验四：系统实现
实验学时：4 实验类型：设计性
一、目的与任务
目的：系统运行和软件后期制作，了解程序设计的风格。 任务：编写源程序，正确书写软件说明书和用户手册，总结软件开发中的得失。
二、内容、要求与安排方式
1、实验内容与要求：
完善系统所涉及的程序框图，源程序，模拟运行数据，打印报表，软件使用说明书和用户手册等。
2、验安排方式：
本实验为开放实验，各组可同时进行实验，每组8－10人。
三、思考题
1、怎样合理选择软件开发的工具？
2、怎样进行用户说明手册和使用手册的编写。
3、总结项目实施中的得失。
实验五：软件测试
实验学时：4 实验类型：综合性
一、目的与任务
目的：在实验四的基础上，完成对系统的组装和测试。
3 任务：正确运用软件测试技术和方法，完成系统的单元测试、综合测试、确认测试、系统测试的方法，掌握测试用例的设计方法，并给出测试报告。
二、内容、要求与安排方式
1、实验内容与要求：
（1）能够正确运用软件测试的过程与方法，结合一个模拟课题，复习、巩固、软件工程中系统测试知识，提高软件测试的实践能力。
（2）熟悉单元测试、综合测试、确认测试、系统测试的方法，掌握测试用例的设计方法。
（3）树立正确的软件测试思想，培养分析问题、解决问题的能力，提高查询资料和撰写书面文件的能力。
2、验安排方式：
本实验为开放实验，各组可同时进行实验，每组8－10人。
三、思考题
1．怎样看待测试的重要性。 2．怎样选择测试的技术和方案。
3．比较逻辑测试和基本路径测试的不同和联系。 4．怎样组织对测试阶段工作的评审？
附录一：
实验要求
软件工程实验要求学生采用“项目小组”的形式，结合具体的开发项目进行设计。具体要求如下：
1、班级按项目小组进行分组，每组不得超过6人
2、每个项目小组选出项目负责人或项目经理，由项目经理召集项目组成员讨论、选定开发项目
3、项目中的每项任务要落实到人且规定该任务的起止日期和时间
4、每个项目小组必须按照《软件工程实验教学大纲》附录中给定的文档规范标准提供项目文档
5、题目自定或采用附录二中的题目
6、软件开发的方法自定（结构化或面向对象的方法学）
4 附录二：
实验题目
题目一：“基于最小二乘法的公交车辆GPS补偿定位系统的研究” 1． 研究内容: 本项目主要研究智能公交调度系统中，在不增加硬件设备的基础上，通过软件来解决GPS在动态环境中信号失锁问题的方法。提出了基于最小二乘曲线拟合方法的GPS数据补偿算法，该算法将公交车辆的行驶线路数字化为一个曲线模型，并且在客观条件影响车载GPS设备无法接收到GPS信号时，利用对应线路的曲线模型模拟公交车辆的行驶，实现补偿定位。解决由于GPS失锁引起的三个问题。 2． 研究意义: 城市智能公共交通管理系统公交车辆的定位跟踪、辅助导航、车辆调度指挥、动态发布公交信息以及出行者最佳路径查询等功能。通过建设智能公交管理系统可以大大提高城市公交车辆的综合管理和调度的智能化，从而有效缓解城市交通的压力。 3． 研究方案：
针对公交行业中公交车辆的行驶路线相对固定的特点，根据车辆的历史定位数据，对该行驶线路进行曲线拟合，形成一条数字曲线模型。由于公交线路形状存在复杂和多样性，所以在拟合中采用分段拟合，将线路根据其形状分成几条分别拟合。在GPS无法接收到定位信号时，将最后一次获得的定位坐标投影到曲线模型上，以此为起点，在曲线模型上模拟车辆行驶并按原定GPS采样间隔发送曲线模型上的对应坐标值，作为车辆的定位数据信息，解决GPS的失锁问题。当GPS定位信号重新获取后，停止模拟行驶，以实际定位数据为准。本项目采用最小二乘二次曲线拟合。 4． 研究成果：
本系统以公交业务三级调度模式为系统设计框架，集计算机控制技术、无线通信技术、全球卫星定位技术、地理信息技术为一体的公共交通系统。该系统基本上实现了公交调度业务的覆盖和公交调度的智能化的要求，是一款比较出色的智能公交调度系统，本项目所探讨的用最小二乘曲线拟合解决GPS失锁问题的方法将在将来的智能公交调度系统软件中得到实际应用。
5 题目二：物业小区“一站式” 收费终端系统的软件实现
1、研究内容：
在选择合适的终端设备及运行系统平台基础上，利用目前流行的的面向对象程序设计语言Visual Basic 6.0和SQL的底层数据库设计的软件支持，硬件采用触摸式液晶屏幕实现用户与终端交互,通过网络实现终端和银行的交互，预先模拟出收费企业、银行、小区住户三方的数据库信息（以银行为交易中心），当住户在小区的终端上刷卡消费时，终端将实时发送信息至银行，实现银行数据库相应企业账户和该刷卡用户账户信息的更改和刷新。软件实现功能暂定代缴水费、电费、煤气费、电话费（固定电话、移动手机用户、联通手机用户）。
2、研究意义：
随着现代都市生活节奏的加快，人们对生活的便捷性也随之提出了更高的要求。而日常生活中消费性资源的固定费用，如电话费，燃气费，水电费等的交纳也面临着越来越突出的矛盾：一方面，周末到银行交纳各项费用的用户剧增，加大了银行的工作量；另一方面，也使用户浪费了大量的时间在排队上，产生了一些负面影响；第三，虽然目前银行开通了在网上在线交费业务，但由于互联网的很多安全漏洞，用户无法安心的在网上进行交费。针对目前用户需要解决这种矛盾的迫切性，我们设计了“物业小区一站式收费终端系统”：该终端有点像银行的自动取款机，位于中间位置的是一个触摸式的液晶屏幕，在正常状态下，屏幕上播放着城市（合肥）的风光片等信息，用手指触摸后，直接进入首页。利用该终端可以使用储蓄卡交纳水气煤电等各项费用。该项目的开发可以很好的解决银行与用户之间的不协调性，不仅可以提高银行处理数据的能力，而且为用户节省了时间。目前合肥市的大部分小区还没有这种终端，因此市场前景广阔。
3、研究方案：
在选择合适的终端设备及运行系统平台基础上，预先模拟出收费企业、银行、小区住户三方的数据库信息（以银行为交易中心），当住户在小区的终端上刷卡消费时，终端将实时发送信息至银行，实现银行数据库相应企业账户和该刷卡用户账户信息的更改和刷新。软件实现功能暂定代缴水费、电费、煤气费、电话费（固定电话、移动手机用户、联通手机用户）。软件开发将以瀑布模型为主要依托，进行问题陈述、问题定义、需求分析、可行性研究报告，并配以相应E-R图、DFD图、SC图和数据字典等，然后用统一建模语言UML描述软件，再结合动态模型机制构造状态图、顺序图、协作图、活动图等，以文档为驱动逐步进行系统的整体设 6 计。在硬件上，主要在于如何选择合适的服务器、客户机、交换机、打印机及网络设备来构建完整安全的终端；软件方面，集中体现在操作系统、数据库系统、开发语言的选择。需要解决的关键问题还有终端液晶屏幕是采用什么触发方式（电容触发等方式），服务器平台用LINUX还是用Windows 2000 Server及更高版本等。
4、研究成果：
利用目前流行的的面向对象程序设计语言Visual Basic 6.0和SQL的底层数据库设计的软件支持，硬件采用触摸式液晶屏幕实现用户与终端交互,通过网络实现终端和银行的交互。当住户在小区的终端上刷卡消费时，终端将实时发送信息至银行，实现银行数据库相应企业账户和该刷卡用户账户信息的更改和刷新。软件实现功能暂定代缴水费、电费、煤气费、电话费。
题目三：“大型超市品类管理子系统的研究与开发” 1．系统简介
随着社会经济的飞速发展，我国的大型超市及连锁企业步入多元化，跨地区，高效率为特点的新阶段。随之而来的是对超市物品管理，人员管理，库存量统计及物品进出超市记录管理的需要。而由于统计量大，管理过程中会出现很多问题，市场就需要一个全面的，详细的品类管理子系统对超市进行管理工作。研究的内容包括：商品陈列、库存量、各类商品的销售数量、单价、利润及供求关系。首先，品类管理系统主要分为三个子系统：采购系统，销售系统和管理系统。采购系统的主要工作过程是：在数据库中统计库存量小于一定数目的物品，将需要采购的物品上报给采购人员。在新的物品进库后，对物品数量进行重新统计。 销售系统的主要工作过程是：每一次采购将物品单备份并储存，以便在月末结帐时进行核对。管理系统的主要工作过程是：每隔固定时间或者是在系统需要时统计出物品进出量以及超市盈利。以上功能要求在计算机上实现。 2．技术要求和限制条件
（1）在当超市物品库中的各种物品数量发生变化（包括进货和出货）时，都应修改相关的物品记录，如库存表或进/出库表。 （2）正当出货或进货时不得对物品数量进行统计，只有在出，进货完成后才可以统计
（3）系统的外部项要包括超市服务人员，出货人员和进货人员
题目四：“基于感应式门禁的中小学家校通系统的设计与实现” 1．系统简介
7 目前，学生的在校管理工作越来越受到学校和家长的重视。管理的好坏将直接影响到学生的安全，以及学生的学习状况与水平。而传统的管理工具及方法有着很大的局限性，例如，学生离开家时，家长不能很好的了解到他们在学校的情况，而离开学校时，校方又不能了解到学生在校外的表现与行为。近几年来，孩子经常让家长担心的事情莫过于放学不回家，甚至逃课去网吧和游戏厅。时间一长，他们就可能会生成网瘾、游戏瘾。
本套系统的开发，就是在于加强校方和家长之间的交流与联系，让家长在校外就能了解到孩子在学校的表现，这样，更有助于家长对孩子的管理、孩子成绩的提高。
当学生离开家来上学时，一旦他们从学校大门经过，门禁系统的感应器将感应到该同学的到来，并记录下来。然后将记录传到校方服务器，由校方服务器与移动电话公司服务系统建立联系。这时，移动电话公司便会以短信的形式把“孩子已经到校”的信息告诉给家长。相反的，如果家长在孩子离开家来学校的很长时间后没有受到信息，那么家长就可以知道他的孩子没有来学校。这样 就实现了 学校与家长时时的管理孩子。 2．研究方案：
系统的建设描述：第一，采集学生的信息。这主要包括学生的班级、姓名、年级、家长姓名、家长手机。特别的就是家长的手机，这是系统的关键信息所在。第二，建立校园内部网络；首先，在每个学生的学生证件上安装磁条，并保证磁条与学生的学号一一对应，每个磁条中存储着持卡学生的信息。在学校大门安装磁条感应器，并与校园主机相连接。这样可以把磁条所感应到的信息第一时间反馈给主机。第三，班主任将根据学生在学校的表现分成不同的等级，然后将它输入主机。第四，学生每次的模拟成绩或作业完成情况也将输入主机。第五，校方和移动电话公司或网络公司建立联系，校方把所要向学生家长公布的信息通过移动电话公司的短信息业务或网络公司的电子邮件业务发送给家长。
题目五：基于手机短信业务的银行信用卡消费告知系统
1、系统简介
据调查，目前越来越多的人们放弃使用固定电话，更愿意使用方便、快捷的移动通讯工具。为方便人们及时掌握消费情况，通讯商需要开发一个信用卡消费告知系统。通讯商把用户的基本资料（手机号码、信用卡帐号、开户银行等）输入系统中，并且事先与银行、消费场所的数据库建立连接。用户申请开通此项业务后，系 8 统随时与用户建立联系，消费场所通过终端机把顾客的消费信息映射到银行的数据库中，银行通过与通讯商之间的共享关系，由通讯商以短信息形式将消费信息发给用户。此外系统应定时检查更新数据库用户的基本资料及其他相关信息。
2、技术要求及限制条件
（1）在使用本系统时应考虑用户信息的合法性（如银行帐号、身份证号码）等。
（2）对于本系统还应补充如下功能：
用户要对应多个银行帐号； 用户取消此业务的处理； 用户更改手机号码的处理；
一个银行帐号对应多个手机号码的处理；
（3）外部输入项至少包括：手机运营商、银行、消费场所。
