本站原创摘 要：通过停车管理系统的机构化分析和设计,可以展现其主要方法、系统特征、开发思路和流程,从而提升学习者软件工程分析和设计的能力.
关 键 词：软件工程；传统方法学；结构化分析和设计；停车场管理系统
0 引言
软件工程课程中有两种常用的方法学,即传统方法学和面向对象方法学.传统方法学采用结构化的思想进行分析、设计和实现；面向对象方法学采用对象、类、继承、通信这几个主要概念对目标系统进行分析设计和实现.目前面向对象方法学在软件开发中占有更重要的地位.现实中有多种UML语言开发的工具软件,这些工具软件也体现了企业本身的软件开发工程特征,如IBMRationalSuite(包含有RationalRoseUML建模工具).SparxSystems的EnterpriseArchitect(EA)、Sybase的PowerDesigner、楚凡科技的TrufunPlato等等.
传统方法学现在虽然没有得到全面和广泛的应用,但是结构化设计思想却无处不在,面向对象方法学中的行为构造仍然需要结构化的思想,某些更接近硬件的底层开发需要使用c语言甚至汇编语言,这也更适合采用传统方法学.所以结构化的分析设计仍然是软件工程课程教学的一个主要内容.
为了更形象地表达结构化分析设计的方法,在此我们选择了常见的且工作流程较为典型的停车场管理系统作为案例.
1 停车场管理系统的系统流程
停车场管理的入口和出口如图1所示.
1.1系统运行流程的描述
图1的上边为出口,下边为入口.系统流程为：在入口处设在车道下的地感感应系统能检测到过往车辆,入口处主机集成的发卡机提示司机按键取卡,司机取临时卡,同时完成读卡过程,系统自动记录该卡信息.如果司机是预付费卡用户,则系统直接在入口主机完成读卡操作.同时启动入口摄像机的截图功能,截取一幅该车辆图像,并依据相应卡号,存入收费管理处的计算机中.用户取卡／读卡后,道闸机起栏放行车辆,当道闸机下面的地感感应到车辆通过后道闸机自动放下栏杆.
当临时卡用户出停车场时,在出口主机的读卡器上读卡,摄像机对该用户车辆截图,同时软件系统弹出临时卡收费窗口,上面显示出该用户进出该车场时间、收费金额、出入车场时的操作员以及进出车场的照片对比.操作员应依据以上信息对该用户进行收费,记录将自动存入收费管理处的计算机中.收费员收费后,按确认键,出口道闸机栏杆升起放该车辆通行.当道闸机下面的地感感应到车辆通过后道闸机自动放下栏杆.
当预付费卡车辆出停车场时,用户把预付费卡在出口处的读卡器上读卡,读卡器将读出的信息送到计算机进行数据处理,并将处理结果告诉操作员,由操作员判断该卡是否有效.若有效则点击确定,由出口道闸机升起栏杆放行；若无效则点击取消不允许放行.放行后,记录自动被保存到计算机中.
1.2系统流程图的表达
入口处的系统流程如图2所示.出口处的系统流程图如图3所示.
2 停车场管理系统的功能模型
在结构化需求分析中,功能模型的主要内容是数据流图,数据流图不仅表达了数据处理的流程,而且表达了系统的功能需求.数据流图的依据是上面工作的结果,也就是系统流程图.
图4是顶层数据流图.
图5是停车场入口的数据流图.
图6是停车场出口的数据流图.
在数据流图中的单箭头实线或者双箭头实线代表数据流,中空三角的线代表控制信号,圆形代表系统中需要完成的功能(力工／处理).在图5和图6中,主要包括的功能有：入口主机／出口主机接收线圈感应信号；读取IC卡并传输卡信息到计算机；弹出IC卡并传输卡信息到计算机；启动拍照和保存照片；记录车辆信息；查询车辆信息；对比入场和出场的时间和照片；查询收费标准；修改收费记录；传输备份记录数据；生成收费单；打印收费票据；计算机驱动开启道闸；感应线圈驱动道闸关闭.
其他系统功能,如操作人员的帐户管理和权限管理,因为教学中不是作为主要业务流程,因此忽略.数据流、数据存储需要用数据字典做单独定义,图中的处理需要用IPO图做单独定义,实体之间的关系需要用实体关系图表达,以方便进一步细化数据存储的结构并评估数据库的规模.但为了不干扰整体分析的思路,本案例省略.
3 结构化概要设计
对上述数据流图确定变换中心或者事务中心,并划分边界,系统中的入口主机和出口主机是重要的事务中心,计算机的处理是另一个重要的变换中心,从而导出系统的模块结构图.
图7是顶层和一层的管理控制模块结构.
图8是入口处理部分模块结构.
图9是出口处理部分模块结构.
在数据流图中划分边界并转换模块结构图的方式见仁见智,没有绝对的标准,看哪种方式更优化,控制结构更清晰.一般的方法是按输入、处理、输出分为三大控制结构,再进行细化.本案例按入口处理和出口处理分为二大控制结构,并进行细化.在此的模块结构图中含有控制流和数据流的表达,但是数据存储的操作在此并没有被表达出来,因为这应该属于计算机处理下级的模块功能,应该在模块IPO定义中表达.
4 结束语
通过对停车场管理系统的工作流程的分析,可以得到系统的数据流图,这是系统主要的逻辑模型,也是系统的功能模型.在数据流图中进行变换分析和事务分析,把数据流图映射成系统结构,就得到了系统的模块结构.系统结构在这里既包括软件的构成也包括硬件构成.按照常用的软件生命周期理论,概要设计完成后,就可以划分模块的实现任务并进行详细设计,然后是编码和单元测试、集成测试、确认测试、使用和维护等各阶段的任务.
结构化分析和设计的软件工程方法仍然是教学中的重要内容.停车场管理系统是常见的、具有典型操作流程的软硬件管理系统,通过对停车场管理系统的结构化分析和设计,能身临其境地体验到结构化分析和设计的主要方法、特征、思路和流程,可以进一步提升软件工程分析和设计的能力和素质.