注重软件开发过程的管理，将软件开发过程分.doc

北 京 邮 电 大 学 计算机科学与技术学院 计算机导论与程序设计课程设计 实 验 指 导 书 张艳梅、周春燕 编著 2007年 3 月 目 录 1. 实验一 模拟电梯系统程序设计 1 2. 实验二 模拟火车调度系统程序设计 3. 实验三 模拟银行营业厅排队系统程序设计 实验一 模拟电梯系统程序设计 实验类别：综合型。 实验目的： 本次实验的任务是设计实现一个模拟电梯控制系统的软件。通过该实验，要求学生能够应用所学的结构化程序设计知识来解决实际问题，培养和提高学生理论结合实际的能力。具体的要求是： 能够进行计算抽象（有限状态自动机建模）、信息抽象（数据结构建模）； 应用结构化程序设计方法，培养良好的程序设计风格与习惯； 学习了解软件开发的整个过程，学习书写简单软件文档； 学习多人合作开发软件的方法，提高合作和协同工作的能力。 实验学时：12周*2小时=24学时。 实验组人数：2~3名同学组成一个小组。 实验设备环境： 设备：实验机房在规定上机时间保证每位同学一台PC机，配备实验要求环境； 实验平台：VC++6.0或者Visual Studio。 实验原理（知识点）： 软件工程思想 软件工程是一门研究用工程化方法构建和维护有效的、实用的和高质量的软件的学科。 概要设计阶段，完成功能模块划分、数据结构设计、接口设计。 详细设计阶段，进行过程设计。对概要设计细化，得到可编码实现的详细算法与数据结构定义。 编码和单元测试阶段，编写程序代码，各模块完成正确性测试。 集成测试阶段，单元测试后的模块按照系统控制策略进行组装，在装配过程中完成测试。 有限状态自动机 有限状态自动机是一种具有离散输入输出系统的数学模型，可以很好地分析解决“根据状态判别操作”这一类型的问题。它具有任意有限数量的内部“状态”。 计算机本身就是一个有限状态自动机，输入输出都是离散量，状态由寄存器、主存和辅存的内容变化来区分。 有限自动机能够把软件问题抽象为简单的数学模型，输入激发状态转换，到达特定状态后产生输出。自动机模型一般用状态转换图表示。状态转换图是一个有向图，图中的每个节点表示一种状态，一条边（或弧）表示一个转换关系。如下图示例： 图1 状态转换图示例 结构化程序设计 结构化程序设计方法的基本思想：采用分而治之的方法，将一个复杂问题分解为相对简单的一些子问题，然后针对这些子问题进行求解。如果某个子问题仍然是比较复杂的，再进一步分解为子-子问题，直到所有问题都能够求解。求解问题的过程是分阶段进行的，每个阶段处理的问题都控制在人们容易理解和处理的范围内（6~7个之内）。 结构化程序设计方法的设计流程： 自顶向下； 逐步细化； 模块化设计（函数）； 结构化编码（顺序、选择、循环三种基本结构） 算法设计 不使用程序设计语言而使用一种较简单明了的表达方式设计出求解问题的步骤序列，得到的求解步骤就是算法，设计的过程就是算法设计。 算法必须具备的五个特性： 可执行性：算法中的每一个步骤都是计算机可执行的 ； 确定性：算法中的每一个步骤，必须是明确定义的，不得有任何歧义性 ； 有穷性：一个算法必须在执行有穷步之后结束； 有输入信息的说明； 有输出信息的步骤 算法的描述方法：N-S流程图。这种流程图非常适合结构化程序设计，使用以下的流程图符号： 图2 N-S图流程图符号 C程序语法 参考教材《C程序设计教程》。 教学要点与学习难点： （1）有限状态自动机建模；应用自动机理论分析出模拟电梯的控制模型。 （2）数组和链表的使用；掌握复杂数据结构的设计应用。 （3）模拟电梯的核心控制算法设计；掌握结构化算法的基本结构和开发技巧。 （4）软件开发文档的编制；认识文档工作在软件开发过程中的重要性。 （5）分阶段完成软件编制；培养规范的软件开发模式。 （6）小组人员的管理与协作；认识组内交流的重要性，学习彼此的协作。 （7）学习第三方图形库函数的使用，基本掌握Visual Studio环境下C程序开发。 实验内容和要求： 要求根据下面的功能说明描述实现模拟电梯控制软件 （一）电梯配置 共有1个电梯 共有maxfloor层楼层。maxfloor＝9。 中间层每层有上下两个按钮，最下层只有上行按钮，最上层只有上行按钮。每层都有相应的指示灯，灯亮表示该按钮已经被按下，如果该层的上行或者下行请求已经被响应，则指示灯灭 电梯内共有maxfloor个目标按钮，表示有乘客在该层下电梯。有指示灯指示按钮是否被按下。乘客按按钮导致按钮指示灯亮，如果电梯已经在该层停靠则该按钮指示灯灭 另有一启动按钮（GO）。当电梯停在某一楼层后，接受到GO信息就继续运行。如果得不到GO信息