軟件工程導論(第六版)張海藩-牟永敏課后習題答案

第一章

'什么是軟件危機？它有哪些典型表現(xiàn)？為什么會出現(xiàn)軟件危機？

軟件危機是指在計算機軟件開發(fā)、使用與維護過程中遇到的一系列嚴重問題和難題。它包括兩方面：如何開發(fā)軟

件，已滿足對軟件日益增長的需求；如何維護數(shù)量不斷增長的已有軟件。

軟件危機的典型表現(xiàn)：

(1)對軟件開發(fā)成本和進度的估計常常很不準確。常常出現(xiàn)實際成本比估算成本高出一個數(shù)量級、實際進度比計

劃進度拖延幾個月甚至幾年的現(xiàn)象。而為了趕進度和節(jié)約成本所采取的一些權(quán)宜之計又往往損害了軟件產(chǎn)品的質(zhì)量。這

些都降低了開發(fā)商的信譽，引起用戶不滿。

(2)用戶對已完成的軟件不滿意的現(xiàn)象時有發(fā)生。

(3)軟件產(chǎn)品的質(zhì)量往往是靠不住的。(4)軟件常常是不可維護的。

(5)軟件通常沒有適當?shù)奈臋n資料。文檔資料不全或不合格，必將給軟件開發(fā)和維護工作帶來許多難以想象的

困難和難以解決的問題。

(6)軟件成本、軟件維護費在計算機系統(tǒng)總成本中所占比例逐年上升。

(7)開發(fā)生產(chǎn)率提高的速度遠跟不上計算機應(yīng)用普及的需求。

軟件危機出現(xiàn)的原因：

(1)來自軟件自身的特點：是邏輯部件，缺乏可見性；規(guī)模龐大、復雜，修改、維護困難。

(2)軟件開發(fā)與維護的方法不當：忽視需求分析；認為軟件開發(fā)等于程序編寫；輕視軟件維護。

(3)供求矛盾將是一個永恒的主題：面對日益增長的軟件需求，人們顯得力不從心。

二、假設(shè)自己是一家軟件公司的總工程師，當把圖時發(fā)現(xiàn)1.1給手下的軟件工程師們觀看，告訴他們及認為

并改正錯誤的重要性時，有人不同意這個觀點，現(xiàn)實的，并舉要求在錯誤進入軟件之前就清楚它們是不那么，一個

例說：“如果一個故障是編碼錯誤造成的，應(yīng)該怎么反駁他？人怎么能在設(shè)計階段清除它呢？”

答：在軟件開發(fā)的不同階段進行修改付出的代價是很不相同的，在早期引入變動，涉及的面較少，因而代價也比

較低；在開發(fā)的中期，軟件配置的許多成分已經(jīng)完成，引入一個變動要對所有已完成的配置成分都做相應(yīng)的修改，

不僅工作量大，而且邏輯上也更復雜，因此付出的代價劇增；在軟件“已經(jīng)完成”是在引入變動，當然付出的

代價更高。一個故障是代碼錯誤造成的，有時這種錯誤是不可避免的，但要修改的成本是很小的，因為這不是

整體構(gòu)架的錯誤

三、什么是軟件工程？它有哪些本質(zhì)特征？怎樣用軟件工程消除軟件危機？

1993年IEEE的定義：軟件工程是：①把系統(tǒng)的、規(guī)范的、可度量的途徑應(yīng)用于軟件開發(fā)、運行和維護過程，也

就是把工程應(yīng)用于軟件；②研究①中提到的途徑。

軟件工程的本質(zhì)特征：

(1)軟件工程關(guān)注于大型程序(軟件系統(tǒng))的構(gòu)造(2)軟件工程的中心課題是分解問題，

控制復雜性(3)軟件是經(jīng)常變化的，開發(fā)過程中必須考慮軟件將來可能的變化

(4)開發(fā)軟件的效率非常重要，因此，軟件工程的一個重要課題就是，尋求開發(fā)與維護軟件的更好更有效的方法

和工具

(5)和諧地合作是開發(fā)軟件的關(guān)鍵(6)軟件必須有效地支持它的用戶

(7)在軟件工程領(lǐng)域中是由具有一種文化背景的人替具有另一種文化背景的人(完成一些工作)消除軟件危機的途

徑：

(1)對計算機軟件有一個正確的認識(軟件工程序)

(2)必須充分認識到軟件開發(fā)不是某種個體勞動的神秘技巧，而應(yīng)該是一種組織良好、管理嚴密、各類人員協(xié)

同配合、共同完成的工程項目

(3)推廣使用在實踐中總結(jié)出來的開發(fā)軟件的成功技術(shù)和方法

(4)開發(fā)和使用更好的軟件工具

四、簡述結(jié)構(gòu)化范型和面向?qū)ο蠓缎偷囊c，并分析他們的優(yōu)缺點。

1.傳統(tǒng)方法學：也稱為生命周期方法學或結(jié)構(gòu)化范型。優(yōu)點：把軟件生命周期劃分成基干個階段，每個階段的

任務(wù)相對獨立，而且比較簡單，便于不同人員分工協(xié)作，從而降低了整個軟件開發(fā)過程的困難程度。缺點：當軟件規(guī)模

龐大時，或者對軟件的需求是模糊的或會承受時間而變化的時候，開發(fā)出的軟件往往不成功；而且維護起來仍然很困

難。

2.面向?qū)ο蠓椒▽W：優(yōu)點：降低了軟件產(chǎn)品的復雜性；提高了軟件的可理解性；簡化了軟件的開發(fā)和維護工

作；促進了軟件重用。

五、1-5根據(jù)歷史數(shù)據(jù)可以做出如下的假設(shè)：

對計算機存儲容量的需求大致按下面公式描述的趨勢逐年增加：M=4080e0.28(Y-1960)

存儲器的價格按下面公式描述的趨勢逐年下降：P1=0.3X0.72Y-1974(美分/位)

如果計算機字長為16位，則存儲器價格下降的趨勢為：P2=0.048X0.72丫-1974(美元/字)

在上列公式中丫代表年份，M是存儲容量(字數(shù)),P1和P2代表價格。

基于上述假設(shè)可以比較計算機硬件和軟件成本的變化趨勢。要求計算：

(1)在1985年對計算機存儲容量的需求估計是多少？如果字長為16位，這個存儲器的價格是多少？

存儲容量需求M=4080e0.28(1985-1960)=4474263(字)

存儲器價格P=0.048*0.72(1985-1974)*4474263=5789美元

(2)假設(shè)在1985年一名程序員每天可開發(fā)出10條指令，程序員的平均工資是每月4000美元。如果一條指令

為一個字長，計算使存儲器裝滿程序所需用的成本。

需要工作量4474263/200=22371(人/月)

指令成本22371*4000=89484000美元

(3)假設(shè)在1995年存儲器字長為32位，一名程序員每天可開發(fā)出30條指令，程序員的月平均工資為6000

美元，重復(1)、(2)題。

需求估計M=4080e0.28(1995-1960)=73577679字

存儲器價格0.003*32*0.72(1995-1974)*73577679=7127美元

工作量73577679/600=122629(人/月)

成本122629*6000=735776790美元

六、什么是軟件過程？它與軟件工程方法學有何關(guān)系？

軟件過程是為了開發(fā)出高質(zhì)量的軟件產(chǎn)品所需完成的一系列任務(wù)的框架，它規(guī)定了完成各項任務(wù)的工作步驟。

軟件工程方法學：通常把在軟件生命周期全過程中使用的一整套技術(shù)方法的集合稱為方法學，也稱范型。

軟件過程是軟件工程方法學的3個重要組成部分之一。

七、什么是軟件生命周期模型？試比較瀑布模型、快速原型模型、增量模型和螺旋模型的優(yōu)缺點，說明每種模型

的使用范圍。

軟件生命周期模型是跨越整個生存期的系統(tǒng)開發(fā)、運作和維護所實施的全部過程、活動和任務(wù)的結(jié)構(gòu)框架。

瀑布模型優(yōu)點：它提供了一個模板，這個模板使得分析、設(shè)計、編碼、測試和支持的方法可以在該模板下有一個

共同的指導。雖然有不少缺陷但比在軟件開發(fā)中隨意的狀態(tài)要好得多。

缺點：(1)實際的項目大部分情況難以按照該模型給出的順序進行，而且這種模型的迭代是間接的，這很容易由微

小的變化而造成大的混亂。

(2)經(jīng)常情況下客戶難以表達真正的需求，而這種模型卻要求如此，這種模型是不歡迎具有二義性問題存在

的。

(3)客戶要等到開發(fā)周期的晚期才能看到程序運行的測試版本，而在這時發(fā)現(xiàn)大的錯誤時，可能引起客戶的驚

慌，而后果也可能是災(zāi)難性的。

快速原型模型

優(yōu)點：使用戶能夠感受到實際的系統(tǒng)'使開發(fā)者能夠快速地構(gòu)造出系統(tǒng)的框架。

缺點：產(chǎn)品的先天性不足，因為開發(fā)者常常需要做實現(xiàn)上的折中，可能采用不合適的操作系統(tǒng)或程序設(shè)計語言，以

使原型能夠盡快工作。

增量模型

優(yōu)點：(1)人員分配靈活，剛開始不用投入大量人力資源，當核心產(chǎn)品很受歡迎時，可增加人力實現(xiàn)下一個增量。

(2)當配備的人員不能在設(shè)定的期限內(nèi)完成產(chǎn)品時，它提供了一種先推出核心產(chǎn)品的途徑，這樣就可以先發(fā)布部

分功能給客戶，對客戶起到鎮(zhèn)靜劑的作用。

缺點：(1)至始至終開發(fā)者和客戶糾纏在一起，直到完全版本出來。

(2)適合于軟件需求不明確、設(shè)計方案有一定風險的軟件項目。

該模型具有一定的市場。

螺旋模型

優(yōu)點：對于大型系統(tǒng)及軟件的開發(fā)，這種模型是一個很好的方法。開發(fā)者和客戶能夠較好地對待和理解每一個演化

級別上的風險。

缺點：(1)需要相當?shù)娘L險分析評估的專門技術(shù)，且成功依賴于這種技術(shù)。

(2)很明顯一個大的沒有被發(fā)現(xiàn)的風險問題，將會導致問題的發(fā)生，可能導致演化的方法失去控制。

(3)這種模型相對比較新，應(yīng)用不廣泛，其功效需要進一步的驗證。

該模型適合于大型軟件的開發(fā)

八、為什么說噴泉模型較好的體現(xiàn)了面向?qū)ο筌浖_發(fā)過程無縫和迭代的特性？

因為使用面向?qū)ο蠓椒▽W開發(fā)軟件時，各個階段都使用統(tǒng)一的概念和表示符號，因此，整個開發(fā)過程都是吻合一致

的，或者說是無縫連接的，這自然就很容易實現(xiàn)各個開發(fā)步驟的反復多次迭代，達到認識的逐步深化，而噴泉模型則很

好的體現(xiàn)了面向?qū)ο筌浖_發(fā)過程迭代和無縫的特性。

九、試討論Rational統(tǒng)一過程的優(yōu)缺點。

優(yōu)點:提高了團隊生產(chǎn)力，在迭代的開發(fā)過程、需求管理、基于組建的體系結(jié)構(gòu)、可視化軟件建模、驗證軟件質(zhì)量

及控制軟件變更等方面、針對所有關(guān)鍵的開發(fā)活動為每個開發(fā)成員提供了必要的準則、模版和工具指導，并確保全體成

員共享相同的知識基礎(chǔ)。它建立了簡潔和清晰的過程結(jié)構(gòu)，為開發(fā)過程提供較大的通用性。

缺點：RUP只是一個開發(fā)過程，并沒有涵蓋軟件過程的全部內(nèi)容，例如它缺少關(guān)于軟件運行和支持等方面的內(nèi)容，

此外，他沒有支持多項目的開發(fā)結(jié)構(gòu)，這在一定程度上降低了在開發(fā)組織內(nèi)大范圍實現(xiàn)重用的可能性。

十?Rational統(tǒng)一過程主要適用于何種項目？

大型的需求不斷變化的復雜軟件系統(tǒng)項目

說明敏捷過程的適用范圍

適用于商業(yè)競爭環(huán)境下對小型項目提出的有限資源和有限開發(fā)時間的約束

十二.說明微軟過程的適用范圍

適用于商業(yè)環(huán)境下具有有限資源和有限開發(fā)時間約束的項目的軟件過程模式

第二章

1.在軟件開發(fā)的早期階段為什么要進行可行性研究？應(yīng)該從哪些方面研究目標系統(tǒng)的可行性？答：(1)開發(fā)一個

軟件時，需要判斷原定的系統(tǒng)模型和目標是否現(xiàn)實，系統(tǒng)完成后所能帶來的效益是否大到值得投資開發(fā)這個系統(tǒng)的程

度，如果做不到這些，那么花費在這些工程上的任何時間、人力、軟硬件資源和經(jīng)費，都是無謂的浪費?？尚行匝芯康?/p>

實質(zhì)是要進行一次大大壓縮簡化了的系統(tǒng)分析和設(shè)計過程，就是在較高層次上以較抽象的方式進行的系統(tǒng)分析和設(shè)計的

過程?？尚行匝芯康哪康木褪怯米钚〉拇鷥r在盡可能短的時間內(nèi)確定問題是否能夠解決。

(2)一般說來，至少應(yīng)該從以下三個方面研究每種解法的可行性：

a.技術(shù)可行性。對要開發(fā)項目的功能、性能和限制條件進行分析，確定在現(xiàn)有的資源條件下，

技術(shù)風險有多大，項目是否能實現(xiàn)，這些即為技術(shù)可行性研究的內(nèi)容。這里的資源包括已有的或可以搞到的硬件、軟件資

源，現(xiàn)有技術(shù)人員的技術(shù)水平和已有的工作基礎(chǔ)。

b.經(jīng)濟可行性。進行開發(fā)成本的估算以及了解取得效益的評估，確定要開發(fā)的項目是否值得投

資開發(fā)，這些即為經(jīng)濟可行性研究的內(nèi)容對于大多數(shù)系統(tǒng)，一般衡量經(jīng)濟上是否合算，應(yīng)考慮一個“底線”，經(jīng)濟可

行性研究范圍較廣，包括成本一效益分析，長期公司經(jīng)營策略，開發(fā)所需的成本和資源，潛在的市場前景。

c.操作可行性。有時還要研究社會可行性問題，研究要開發(fā)的項目是否存在任何侵犯、妨礙等責任問題。社會可

行性所涉及的范圍也比較廣，它包括合同、責任、侵權(quán)和其他一些技術(shù)人員常常不了解的陷阱等。

必要時還應(yīng)該從法律、社會效益等更廣泛的方面研究每種解法的可行性。

2?為方便儲戶，某銀行擬開發(fā)計算機儲蓄系統(tǒng)。儲戶填寫的存款單或取款單由業(yè)務(wù)員鍵入系統(tǒng),

如果是存款，系統(tǒng)記錄存款人姓名、住址、存款類型、存款日期、利率等信息，并印出存款單給儲戶;

如果是取款，系統(tǒng)計算利息并印出利息清單給儲戶。請寫出問題定義并分析此系統(tǒng)的可行性。

數(shù)據(jù)流程圖:

取票圖:

航空訂票系統(tǒng)技術(shù)在目前是一個技術(shù)上成熟的系統(tǒng)，并且在航空公司內(nèi)部準備采取有力措施保證資金和人員配

置等。因此，分階段開發(fā)“航空訂票系統(tǒng)”的構(gòu)想是可行的。為了使航空公司適應(yīng)現(xiàn)代化市場競爭的需求，促進機票

預(yù)訂管理信息化，不斷滿足旅客預(yù)訂機票的要求，爭取更好的經(jīng)濟效益，可立即著手系統(tǒng)的開發(fā)與完善。

3、為方便旅客，某航空公司擬開發(fā)一個機票預(yù)定系統(tǒng)。旅行社把預(yù)定機票的旅客信息（姓名、

性別、工作單位、身份證號碼、旅行時間、旅行目的地等）輸入進入該系統(tǒng)，系統(tǒng)為旅客安排航班,

印出取票通知和賬單，旅客在飛機起飛的前一天憑取票通知和賬單交款取票，系統(tǒng)校對無誤即印出機

票給旅客。寫出問題定義并分析系統(tǒng)的可行性。

1＞目標：在一個月內(nèi)建立一個高效率，無差錯的航空公司機票預(yù)定系統(tǒng)

2》存在的主要問題：人工不易管理，手續(xù)繁瑣

3〉建立新系統(tǒng)

①經(jīng)濟可行性成本效益分析

成本估算：打印機一臺（2000元）+開發(fā)費（3500元）=5500元

可承擔

效益估算:該系統(tǒng)有很好的社會效益，提高了航空公司售票效率，方便了旅客，售票方便化，科學化

②技術(shù)可行性

經(jīng)過調(diào)查分析，得到目前航空公司機票預(yù)定系統(tǒng)流程圖如下：

客戶開購票證明購票證明

發(fā)票開購票發(fā)票

機票客戶

收費機票單

系統(tǒng)管航班信息服務(wù)終端顯

產(chǎn)生

理員的更新示數(shù)據(jù)

1報表

系統(tǒng)管查詢請數(shù)

理員求據(jù)

系統(tǒng)管表達申

理員請

系統(tǒng)管機票核

理員對事物

4.目前住院病人主要由護士護理，這樣做不僅需要大量護士，而且由于不能隨時

觀察危重病人的病情變化，還可能會延誤搶救時機。某醫(yī)院打算開發(fā)一個以計算機為中心的患者監(jiān)護系統(tǒng)，試寫

出問題定義，并且分析開發(fā)這個系統(tǒng)的可行性可行性分析--原系統(tǒng)分析：

開始

護士檢查病患

需要救治

救治

結(jié)束

可行性分析?邏輯圖:

開始

醫(yī)生輸出病

患標準數(shù)據(jù)

服務(wù)器

—1采集病人生理數(shù)據(jù)

在預(yù)

測范

圍內(nèi)

對比大小

不在預(yù)測范圍

警報

結(jié)束

D1:標準數(shù)據(jù)

醫(yī)牛

服務(wù)器

D4:指定打印數(shù)據(jù)

病人端客戶機"D2:實測數(shù)據(jù)

D3:警報數(shù)據(jù)護士

技術(shù)可行性；

雖然生理數(shù)據(jù)的采集需要涉及大量的專業(yè)精密儀器，軟件工程師并不精通，但是可以在專業(yè)人士的幫助下完

成。

經(jīng)濟可行性：

支出方面由醫(yī)院方面承擔，是否可行取決于醫(yī)院方面是否能支付所需的費用

操作可行性：

醫(yī)生并不具有軟件維護的能力，在數(shù)據(jù)庫的維護上需要專業(yè)人士來進行，因為病患數(shù)目并不會太多，所以只

需一個人或者幾個人定期對數(shù)據(jù)庫進行管理和維護就行了。

5北京某高?？捎玫碾娫捥柎a有以下幾類：校內(nèi)電話號碼由4位數(shù)字組成，第一位數(shù)字不是0.校

外電話又分為本市電話和外地電話兩類。撥校外電話需要先撥0,若是本市電話則接著撥8位數(shù)字（第

一位不是0），若是外地電話則撥3位區(qū)碼后再撥8位電話號碼（第一位不是0）。

答：

電話號碼=〔校內(nèi)電話號碼I校外電話號碼〕

校內(nèi)電話號碼=非零數(shù)字+3位數(shù)字

校外電話號碼=（本市號碼I外地號碼〕

本市號碼二數(shù)字零+8位數(shù)字

外地號碼=數(shù)字零+3位數(shù)字+8位數(shù)字

非零數(shù)字二［1121314|5|6|7|8|9］

數(shù)字零=0

3位數(shù)字=3｛數(shù)字｝3

8位數(shù)字=非零數(shù)字+7位數(shù)字

7位數(shù)字=7｛數(shù)字｝7

數(shù)字二［0I112131415161718I9]

其中，［］意思是或，從校內(nèi)電話號碼或校外電話號碼中選擇一個；｛｝表示重復，兩邊的數(shù)字表示

重復次數(shù)的下限和上限；=意思是定義為；+意思是和，連接兩個分量。

第三章

（1）.為什么要進行需求分析？通常對軟件系統(tǒng)有哪些要求？

答：1）為了開發(fā)出真正滿足用戶需求的軟件產(chǎn)品，首先必須知道用戶的需求。對軟件需求的深入理解是軟件開

發(fā)工作獲得成功的前提條件，不論我們把設(shè)計和編碼工作做得如何出色，不能真

正滿足用戶需求的程序只會令用戶失望，給開發(fā)者帶來煩惱。

2）確定對系統(tǒng)的綜合要求：1、功能需求；2、性能需求；3、可靠性和可用性需求；4、出錯處理需求：5、

接口需求；6、約束；7、逆向需求；&將來可以提出的要求，分析系統(tǒng)的數(shù)據(jù)要求。

（2）怎樣與用戶有效地溝通以獲取用戶的真實需求？

答案：

與用戶溝通獲取需求的方法：訪談；面向數(shù)據(jù)流自頂向下求精；簡易的應(yīng)用規(guī)格說明技術(shù)；快速建立軟件原型

3銀行計算機儲蓄系統(tǒng)的工作過程大致如下：儲戶填寫的存款單或取款單由業(yè)務(wù)員鍵入系統(tǒng)，如果是存款則系統(tǒng)記

錄存款人姓名、住址、身份證號碼等存款信息，并打印出存款存單給儲戶；如果是取款且存款時留有密碼，則系統(tǒng)首先核對

儲戶密碼，若密碼正確或存款時未留密碼，則系統(tǒng)計算利息并打印出利息清單給儲戶。

答案：用ER圖描繪系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)對象

住址

(5)分所析習題2中第4題的患者監(jiān)獄系統(tǒng)。試用實體-聯(lián)系圖描述本系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)對象并用數(shù)據(jù)流程描繪本系統(tǒng)的

功能。

(6)復印機的工作過程大致如下：未接到復印命令時處于閑置狀態(tài)，一旦接到復印命令則進入復印狀態(tài)，完成一

個復印命令規(guī)定的工作后又回到閑置狀態(tài)，等待下一個復印命令；如果執(zhí)行復印命令時發(fā)現(xiàn)沒紙，則進入缺紙狀態(tài)，發(fā)

出警告，等待裝紙，裝滿紙后進入閑置狀態(tài)，準備接收復印命令；如果復印時發(fā)生卡紙故障，則進入卡紙狀態(tài)，發(fā)出警

告等待維修人員來排除故障，故障排除后回到閑置狀態(tài)。

請用狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖描繪復印機的行為。

答案：從問題陳述可知，復印機的狀態(tài)主要有“閑置”、“復印”、“缺紙”和“卡紙”。引起狀態(tài)轉(zhuǎn)換的事

件主要是“復印命令”、“完成復印命令”、“發(fā)現(xiàn)缺紙”、“裝滿紙”、“發(fā)

生卡紙故障”和“排除了卡紙故障”

第四章

1，舉例說明形式化說明技術(shù)和欠形式化方法的優(yōu)缺點

答：

優(yōu)點缺點

形式化說明大多形式化的規(guī)格說明主要關(guān)注

1,簡潔準確的描述物系統(tǒng)的功能和數(shù)據(jù)，而時序的問題，控

理現(xiàn)象，對象獲動作的結(jié)果制和行為等方面的需求卻更難于表示

2,可以在不同軟件工

程活動之間平滑的過

度。

3,它提供了高層確認的

手段

難度低

非形式化說明可能存在矛盾，二義性，含糊

性，不完整性級抽象層次混亂等問題

以一個簡單的俄羅斯方塊游戲系統(tǒng)規(guī)格說明為例，用自然語言描述如下：

游戲的每個狀態(tài)對應(yīng)一個游戲界面，開始狀態(tài)下，但變量cd_start=1是進入正常游戲的狀態(tài)＞cd_start=2

時進入讀取游戲狀態(tài)，cd_start=3是進入得分榜界面查看。在得分榜界面按任意鍵返回開始界面，在讀取游戲界面，當游戲數(shù)據(jù)

讀取完成后進入正常游戲狀態(tài)，正常游戲狀態(tài)下，同時按下左鍵和右鍵進入儲存游戲界面，數(shù)據(jù)儲存結(jié)束后返回正常游戲狀態(tài)，在

正常游戲狀態(tài)下，如果變量game_res=O,則游戲結(jié)束，進入游戲結(jié)束畫

面?？梢?，用自然語言書寫的系統(tǒng)規(guī)格說明書，羅嗦繁雜，并且可能存在矛盾，二義性，含糊性，不完整性及抽象層次混亂等問

題。

用有窮狀態(tài)的描述如下：

狀態(tài)機J：｛開始，正常游戲（游戲進行中），得分榜，讀取游戲，儲存游戲，游戲結(jié)束｝

輸入集K：｛按鍵UP,按鍵DOWN按鍵LEFT按鍵RIGHT寄存器變量cd_start，寄存器變量game_res）轉(zhuǎn)換函數(shù)T：

如圖4.1所示

圖4.1游戲狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖

可見用形式化語言描述，更加簡潔，準確，無歧義

2,在什么情況下應(yīng)該使用形式化說明技術(shù)？使用形式化說明技術(shù)應(yīng)遵守哪些規(guī)則？

答：

在用非形式化的方式描述時，存在矛盾，二義性，含糊性，不完整性級抽象層次混亂等問題時用形式化說明技術(shù)。

應(yīng)用形式化方法的準則：

A■應(yīng)該選用適當?shù)谋硎痉椒ǎ?/p>

B?應(yīng)該形式化，但不要過分形式化；

C,應(yīng)該估算成本；

D,應(yīng)該有形式化的方法顧問隨時提供咨詢；

E,不應(yīng)該放棄傳統(tǒng)的開發(fā)方式；

F,應(yīng)該建立詳盡的文檔；

G,不應(yīng)該放棄質(zhì)量標準；

H-不應(yīng)該盲目依賴形式化方法；

I，應(yīng)該測試，測試再測試；

J1應(yīng)該重用。

3,一個浮點二進制數(shù)的構(gòu)成是：一個可選的符號(+或

-)，后跟一個或多個二進制位，再跟上一個字符E，再加上另一個可選符號(+或-)及一個或多個二進制位。例如，下列

的字符串都是浮點二進制數(shù)：

110101E-101

-100111E11101

+1E0

更形式化地，浮點二進制數(shù)定義如下：

(floatingpointbinary)工=〈〈sign〉〕〈bitstring)E〈〈sign〉〉<bitstring)

(sign)工=+|-

(bitstring=〈bit〉((bitstring〉〕

<bit=Ol1

其中，

符號工=表示定義為；

符號〔…〕表示可選項；

符號aIb表示a或bo

假設(shè)有這樣一個有窮狀態(tài)機：以一串字符為輸入，判斷字符串中是否含有合法的浮點二進制數(shù)。試對這個有窮狀態(tài)

機進行規(guī)格說明。

終態(tài)終態(tài)

4,考慮下述的自動化圖書館流通系統(tǒng)：每本書都有一個條形碼，每個人都有一個帶條形碼的卡片。

但一個借閱人想借一本書時，圖書管理員掃描書上的條形碼和借閱人卡片的條形碼，然后在計算機終端

上輸入C；當歸還一本書時，圖書管理員將再次掃描，并輸入R。圖書管理員可以把一些書加到（+）圖

書集合中，也可以刪除（一）它們。借閱人可以再終端上查找到某個作者所有的書（輸入“A=”和作者

名字），或具有指定標題的所有書籍（輸入叮="和標題），或?qū)儆谔囟ㄖ黝}范圍內(nèi)的所有圖書（輸入“S=”加主題范

圍）。最后，如果借閱人想借的書已被別人借走，圖書管理員將給這本書設(shè)置一個預(yù)約，以便書歸還時把書留給預(yù)約的借閱

人（輸入“H=”加書號）。

試用有窮狀態(tài)機說明上述的圖書流通系統(tǒng)

答：圖書館流通系統(tǒng)的有窮狀態(tài)機描述如下：

（-）圖書狀態(tài)的有窮狀態(tài)機描述

狀態(tài)機J：｛書在圖書館S1，書被借出S2,書被預(yù)約S3｝

輸入集K：｛書上條形碼，借閱卡條形碼，終端輸入各種命令｝

轉(zhuǎn)換函數(shù)T：如圖441所示

初始態(tài)S:｛書在圖書館S1，書被借出S2｝

終態(tài)集F：｛書被借出S2,書被預(yù)約S3｝

掃描兩個條形碼,

在終端輸入“H="

在終端輸入

C---------------加書號

書在圖書館S1書被借出S2「?內(nèi)被預(yù)約S3

?|--------------------------------尸書歸還，掃描兩個條

-----------------掃描兩個條形碼，

在終端輸入R形碼，在終端輸入R

圖4.1.1

（二）圖書館終端管理員模式的有窮狀態(tài)機描述

狀態(tài)機J:｛管理員設(shè)置狀態(tài)，書入庫，書出庫（刪除），預(yù)約｝輸入集K：

｛終端輸入管理員命令，書的各種狀態(tài)（S1,S2>S3｝轉(zhuǎn)換函數(shù)T：如圖442

所示

初始態(tài)S:｛管理員設(shè)置狀態(tài)｝

終態(tài)集F:

（二）圖書館終端用戶模式的有窮狀態(tài)機描述狀態(tài)機J：｛讀者查詢狀態(tài)，查

詢結(jié)果｝

輸入集K：｛終端輸入用戶查詢命令，書的各種狀態(tài)（S1，S2,S3））轉(zhuǎn)換函

數(shù)T：如圖443所示

初始態(tài)S：｛讀者查詢狀態(tài)｝終端輸入各

種查詢命令

終態(tài)集也蜩颼｝

查詢結(jié)果

5,試用Petri網(wǎng)

說明第四題所述圖書館中一本書的循環(huán)過程，在規(guī)格說明中應(yīng)該包括操作HC及R。

答：其中P1表示書在圖書館P2表示書在讀者手上，P3書被預(yù)約

6,試用Z語言對第四題所描述圖書館圖書流通系統(tǒng)做一個完整的規(guī)格說明答：（這題真的不會?。?/p>

BOOKSTATE

Bookin,Bookout,Bookreserve

BookJnABook_outABook_reserve=?

BookinUBookoutUBookreserve=BOOKSTATE

第五章

5.1為每種類型的模塊耦合舉一個具體的例子。

答：耦合是對一個軟件結(jié)構(gòu)內(nèi)不同模塊之間互聯(lián)程度的度量。耦合強弱取決于接口的復雜度，進

人或訪問某一模塊的點，以及通過接口的數(shù)據(jù)。一般模塊之間的可能的連接方式有七種，構(gòu)成耦合的七

種類型，它們的關(guān)系為：

低耦合性

高

非直數(shù)據(jù)特征控制夕卜部公共內(nèi)

接耦合耦合耦臺耦合耦合耦合容耦合

強獨立性

弱

下面舉例說明以上耦合：

A.非直接耦合：兩個模塊沒有直接的關(guān)系（模塊1和模塊2），獨立性最強

B.數(shù)據(jù)耦合：即?個模塊訪問力,個模塊的時候，彼此之間是通過數(shù)據(jù)參數(shù)來交

換輸入、輸出信息的，這種桐合為數(shù)據(jù)桐合。這種耦合較為松散，模塊間獨立性

較強。

開發(fā)票

單價金額

數(shù)3

交房費

C.特征耦合：即?組模塊通過參數(shù)傳遞記錄信息，用戶情況是個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，圖中

計算水電費

模塊都與.此有關(guān)，“計算水費”和“計算電費”本沒有關(guān)系，山r引用r此數(shù)據(jù)

結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了依賴關(guān)系_______________________________________________________

D.控制耦合：即如果一個模塊通過傳送開關(guān)、標志、名字等控制信息，明顯地控制選擇

另一模塊的功能，就是控制耦合

A模塊

E.外部耦合：一組模塊都訪問同一全局簡單變量而不是同一全局數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，不是通過參數(shù)而且

表傳遞該全局變量的信息，則稱之為外部耦合。

IA模塊】

使用使用

打印機I

F.公共耦合：若一組模塊都訪問同一個公共數(shù)據(jù)環(huán)境，則它們之間的耦合就稱為公共耦合。

A模塊

G內(nèi)容耦合：如果出現(xiàn)以下情況之一IB"的然______

兩甲模塊就助"匕/內(nèi)■膽合

一個模塊訪問另一個模塊的：/"I

內(nèi)部數(shù)寸機/

一個模塊不通過正常人耳兒轉(zhuǎn)S卻一個模塊的內(nèi)部全局數(shù)組

兩個模塊有一部分程序代詢重疊」（只可能發(fā)生在匯編程序中）

一個模塊有多個人口（這意味著一個模塊有幾種功能）

SubAA（-.）

GotoL

Endsub

SubBB(.J

L：--

Endsub

5.2為每種類型的模塊內(nèi)聚舉一個例子

答：內(nèi)聚標志著一個模塊內(nèi)各個元素之間彼此結(jié)合的緊密程度，它是信息隱

藏和局部化概念的自然擴展。

低內(nèi)聚：

A.偶然內(nèi)聚：如果一個模塊完成一組任務(wù)，這些任務(wù)彼此間即使有關(guān)系，關(guān)系也是很

松散的。這就叫做偶然內(nèi)聚

偶然內(nèi)聚的例子：在模塊T中有A,B,C三條語句，至少從表面上看來這三條語句沒什么聯(lián)

系，只是因為D,E,F,G中都有這三條語句，為了節(jié)省空間才把這三條語句作為一個模板放在一起。

B.邏輯內(nèi)聚：如果一個模塊完成的任務(wù)在邏輯上屬于相同或相似的一類（例如一個模

塊產(chǎn)生各種類型的全部輸出），稱為邏輯內(nèi)聚

邏輯內(nèi)聚的例子：某一個模塊將打印，年，月，日，具體打印什么，將由傳

入的控制標志所決定

C.時間內(nèi)聚：一個模塊包含的任務(wù)必須在同一段時間內(nèi)執(zhí)行（例如，模塊完成各種初始

化工作），稱為時間內(nèi)聚

時間內(nèi)聚的例子：將多個變量的初始化放在同一個模塊中實現(xiàn)

中內(nèi)聚：

A?過程內(nèi)聚：如果一個?模車艮行彳諸理畜是相關(guān)的，而且必須以特定

次序執(zhí)行，稱為過程內(nèi)聚

過程內(nèi)聚的例子：一個子程，序'將統(tǒng)臺讀取學生的學號，然后是姓名,最后

將讀取分數(shù)，是由于特定的順序而將這天］

些操作組合在一起的B.通訊內(nèi)聚利所有的元素都使J斌周能人數(shù)據(jù)和（或）

單果模塊中產(chǎn)生同一個輸出數(shù)存，訊內(nèi)聚.里、坪

■■則稱為通取-4

…它將打印實驗報告，并且在完成后重新初具有

通訊內(nèi)聚的例子：有一個子程.整

始化傳進來的實驗數(shù)據(jù)。這個程碼一訊內(nèi)聚性。因為這兩個操作由于使用同

高內(nèi)聚:業(yè)務(wù)單據(jù)錄

A.順序內(nèi)搽：加果一個?！陜π畲藰颂帪?/p>

且這些處理必須切溝丸行（通常I個處理元素小NU數(shù)據(jù)作為

素的輸入底據(jù)U侏為順j卞內(nèi)聚

順序內(nèi)服的例子：有一個子程序，通峨&出的生日，先計算出年齡再根據(jù)

這個程序具有順序性。I?

｝退利的時間;■息

D語睜號于一個整體完成一個

「功能內(nèi)聚嚕摯塊內(nèi)所有的亓素屏息

「的功單

能，則成為:計能

個數(shù)據(jù)源聯(lián)系在一飛石馬

能內(nèi)聚的例子:一個程序中所有的操作都是為子算出一個人的年齡存

款利存款單:據(jù)款單”取款款』

、

率筆用面置數(shù)入的方法據(jù)輸入存軟件結(jié)取款存單利息清青單

①儲蓄系統(tǒng)

機票預(yù)定系

統(tǒng)

②機票預(yù)訂系統(tǒng)

]——賬"一

機票發(fā)放子系

機票預(yù)定子系

統(tǒng)機票

統(tǒng)票

息

-信t機

取票憑證處：

預(yù)定信息處票/打印及發(fā)放

Tffl父款

機票

理打印取票單

息安排航班據(jù)

信4預(yù)定有

班定言

航

錄入預(yù)定信

設(shè)置航班錄入取票憑核對取票憑

息

證證

患者監(jiān)護系

統(tǒng)

限」

fill心、

③患者監(jiān)患者生理信監(jiān)護信息輸

口.可監(jiān)護處理

號狀取出

vh

牛元.時$息日

T

〔理時?信-信

信匕

0J'心、

化生理端士2

—偉*志

,悔，，危

I1-1)—號

到口定安生全范圍建定時理取,樣琳^：輟

L商優(yōu)警病情艮

」TE才告

間-1--

時

取得時間

5.4美國某大學有200名教師，校方與教師工會剛剛簽訂一項協(xié)議。按照協(xié)議，所有年工資

超過$26000（含$26000）的教師工資將保持不變，年工資少于$26000

的教師將增加工資，所增加工資數(shù)額按下述方法計算：給每位教師所贍養(yǎng)的人（包

括教師本人）每年補助$100,此外，教師有一年工齡每年再多補助Y50,但是，增

加后的年工資總額不能多于$26000。教師工資檔案存儲在行政辦公室的磁帶上，檔案

中有目前的年工資、贍養(yǎng)的人

數(shù)、雇傭日期等信息。需要寫一個程序計算并印出每名教師的原工資和調(diào)整后的新

工資。

要求：（1）畫出此系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流圖；（2）寫出需求說明；（3）設(shè)計上述的工資調(diào)整

程序（要求用HIPO圖描繪設(shè)計結(jié)果），設(shè)計時分別采

用兩種算法，并比較兩種算法的優(yōu)缺點：

（a）搜索工資檔案數(shù)據(jù)，找出年工資少于$26000的人，計算新工資，校核

否超過$26000，存儲新工資，印出新舊工資對照表；

（b）把工資檔案數(shù)據(jù)按工資從最低到最高的次序排序，當工資數(shù)額超過$26000

時即停止排序，計算新工資，校核是否超過限額，存儲新工資，印出結(jié)果（4）你所畫出的

數(shù)據(jù)流圖適應(yīng)用那種算法？

解：（1）數(shù)據(jù)流圖：

分解后：

(2)需求說明：

1.功能需求：可以輸入調(diào)資的標準，輸入教師檔案，經(jīng)調(diào)資給出新的教師檔案，

需要存儲檔案

2?性能需求：軟件的響應(yīng)時間應(yīng)小于0.5s，更新處理要快

3?靈活需求：當需求發(fā)生某些變化時，該軟件應(yīng)該能夠適應(yīng)這些變化

4?故障處理要求：出現(xiàn)錯誤時，應(yīng)給予警告或提示

(3)

A.

B.

(a)比較耗時，因為它要檢索所有的檔案，(b)從速度上看比較快，但是

b)

需要排序算法，比較復雜，(a)對于設(shè)計來講比較簡單.

(4)畫出的數(shù)據(jù)流圖比較適合(A)的算法

5.5下面將給出兩個人玩的撲克牌游戲的一種玩法，試設(shè)計一個模擬程序，它的基本功能

是：

(1)發(fā)兩手牌(利用隨機數(shù)產(chǎn)生器)。(2)確定贏者和贏牌的類型。

(3)模擬N次游戲，計算每種類型牌贏或平局的概率。要求用HIPO圖描繪設(shè)計結(jié)果并且畫

出高層控制流程圖。

撲克牌游戲規(guī)則如下：

(1)有兩個人玩分別為A和B。

(2)一副撲克牌有52張牌，4種花色(黑桃、紅桃、梅花、方塊)，每種花色的牌的點數(shù)按

升序排列有2，3,4，.............................，10-J,Q,K,A等13種。

(3)給每個人發(fā)三張牌，牌面向上，贏者立即可以確定。

(4)最高等級的一手牌成為同花，即3張牌均為同一種花色，最大的同花是同一種花色的

Q,K,A。

(6)第三等級的牌是同點，即點數(shù)相同的三張牌，最大的同點是AAA。

(7)第四等級的牌是對子，即3張牌中有兩張點數(shù)相同，最大的對子是A,A,K。

(8)第五等級的牌是雜牌，即除去上列4等之外的任何一手牌，最大的雜牌是不同花色的

A.K,J。

(9)若兩個人的牌類型不同，則等級高者勝；若等級相同，則點數(shù)高者勝；若點數(shù)也相同，

則為平局。

程序:#include"stdio.h"

intrabl(inta,intb,int*r)

intl,k,m,i,p;

k=b-a+1;

l=2;

while(i<=1)

k=k+k+k+k+k;

k=k%m;

l=k/4+a;

if(l<=b){p=l;i=i+1;}

*r=k;

return(p);

)

intmax(intT[10][10])

intt=0;

if(T[0][0]>T[1][0])t=T[0][0]；

elset=T[1][0];

if(t<T[2][0])

t=T[2][0];

returnt;

)

intE1(intT[10][10])

{

if(T[0][1]==T[1][1]&&T[1][1]==T[2][1])return1;

elsereturn0;

)

intE2(intT[10][10])

(

intq=0;

if(((max(T[10][