軟件工程集裝箱課程設(shè)計

1、武 漢 工 程 大 學(xué)計算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院軟件工程實驗報告一 專業(yè)班級實驗時間學(xué)生學(xué)號實驗地點學(xué)生姓名指導(dǎo)教師實驗項目集裝箱優(yōu)化需求說明書實驗類別設(shè)計性實驗學(xué)時4實驗?zāi)康募耙笸瓿梢恍┘b箱問題，并給出相應(yīng)的方案，從這些方案中比較哪種方案是最優(yōu)的，編寫出需求分析文檔。成 績 評 定 表類 別評 分 標(biāo) 準(zhǔn)分值得分合 計上機(jī)表現(xiàn)按時出勤、遵守紀(jì)律認(rèn)真完成各項實驗內(nèi)容30分報告質(zhì)量程序代碼規(guī)范、功能正確填寫內(nèi)容完整、體現(xiàn)收獲70分說明： 評閱教師： 日 期： 2010 年 月 日實 驗 內(nèi) 容1. 引 言1.1 編寫目的集裝箱優(yōu)化系統(tǒng)需求分析是軟件工程課程的必備的內(nèi)容之一，是自我實踐了解掌握軟件工

2、程方法和過程設(shè)計的有效途徑。通過集裝箱優(yōu)化需求分析文檔設(shè)計，能夠加深對軟件工程課程的可行性分析、需求分析、軟件設(shè)計、軟件測試及文檔重要性的認(rèn)識和理解。這次設(shè)計的集裝箱優(yōu)化系統(tǒng)需求分析說明書主要是給指導(dǎo)老師王慶春副教授指導(dǎo)并改正。謝謝尊敬的王老師的耐心地指導(dǎo)，我們一定會虛心地接受.1.2 背景在當(dāng)今社會生產(chǎn)條件下，很多企業(yè)還是依賴于人工耗神費(fèi)力地計算裝箱，而且人工設(shè)計的裝箱方案的優(yōu)化程度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠理想。同時經(jīng)驗裝箱存在著不準(zhǔn)確性。只有在裝箱工作結(jié)束以后才能知道每個集裝箱裝載了哪些貨物以及每種貨物的裝箱數(shù)量，這時企業(yè)才可以去報關(guān)，從而導(dǎo)致發(fā)貨周期較長。這次集裝箱的設(shè)計用正方形、三角形和長方形三種形

3、狀的圖形裝在一個鉅形箱子里的文檔，就是為了優(yōu)化設(shè)計來改變這種模式。本開發(fā)軟件為集裝箱的優(yōu)化，本項目是由武漢工程大學(xué)教研室工作人員提出，由老師指導(dǎo)我們這屆學(xué)生來開發(fā)，供不同的用戶所使用，實現(xiàn)該軟件需要計算機(jī)的實現(xiàn)及計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的支持。需求分析是指理解用戶需求，就軟件功能與客戶達(dá)成一致，估計軟件風(fēng)險和評估項目代價，最終形成開發(fā)計劃的一個復(fù)雜過程。（這個和我在微軟體驗到的又不太一樣，微軟的需求分析大多是市場人員和用戶協(xié)助小組的人去評估用戶的接受程度，這一點也可以理解，因為公司的性質(zhì)有根本差別）在這個過程中，用戶的確是處在主導(dǎo)地位，需求分析工程師和項目經(jīng)理要負(fù)責(zé)整理用戶需求，為之后的軟件設(shè)計打下基礎(chǔ)。從

4、廣義上理解：需求分析包括需求的獲取、分析、規(guī)格說明、變更、驗證、管理的一系列需求工程。需求分析有許多方法，但是總的來看，它們應(yīng)符合以下一般原則：1 能夠表達(dá)和理解問題的信息域信息域反映的是用戶業(yè)務(wù)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的流向和對數(shù)據(jù)進(jìn)行加工的處理過程，因此信息域是解決做什么？的關(guān)鍵因素。根據(jù)信息域描述的信息流、信息內(nèi)容和信息結(jié)構(gòu)，可以較全面地（完整地）了解系統(tǒng)的功能。2建立描述系統(tǒng)信息、功能和行為的模型建立模型的過程是由粗到精的綜合分析的過程。通過對模型的不斷深化認(rèn)識，來達(dá)到對實際問題的深刻認(rèn)識。3能夠?qū)λＰ桶匆欢ㄐ问竭M(jìn)行分解分解是為了降低問題的復(fù)雜性，增加問題的可解性和可描述性。分解可以在同一個層次

5、上進(jìn)行（橫向分解），也可以在多層次上進(jìn)行（縱向分解）。4設(shè)計條件：從軟件方面，提供了一系列有關(guān)此次課程設(shè)計的軟件和一些資料。從硬件方面，學(xué)校提供計算機(jī)機(jī)房，給了我們良好的硬件設(shè)備。1.3 定義集裝箱（container）：指具有一定強(qiáng)度、剛度和規(guī)格專供周轉(zhuǎn)使用的大型裝貨容器。使用集裝箱轉(zhuǎn)運(yùn)貨物，可直接在發(fā)貨人的倉庫裝貨，運(yùn)到收貨人的倉庫卸貨，中途更換車、船時，無須將貨物從箱內(nèi)取出換裝。集裝箱外尺寸（containers overall external dimensions）：包括集裝箱永久性附件在內(nèi)的集裝箱外部最大的長、寬、高尺寸。它是確定集裝箱能否在船舶、底盤車、貨車、鐵路車輛之間進(jìn)行換裝

6、的主要參數(shù)。是各運(yùn)輸部門必須掌握的一項重要技術(shù)資料。集裝箱內(nèi)尺寸（containers internal dimensions）：集裝箱內(nèi)部的最大長、寬、高尺寸。高度為箱底板面至箱頂板最下面的距離，寬度為兩內(nèi)側(cè)襯板之間的距離，長度為箱門內(nèi)側(cè)板量至端壁內(nèi)襯板之間的距離。它決定集裝箱內(nèi)容積和箱內(nèi)貨物的最大尺寸。集裝箱內(nèi)容積（containers unobstructed capacity）：按集裝箱內(nèi)尺寸計算的裝貨容積。同一規(guī)格的集裝箱，由于結(jié)構(gòu)和制造材料的不同，其內(nèi)容積略有差異。集裝箱內(nèi)容積是物資部門或其他裝箱人必須掌握的重要技術(shù)資料。集裝箱優(yōu)化軟件：它是由集裝箱優(yōu)化軟件開發(fā)組完全自主開發(fā)的集裝

7、箱產(chǎn)品裝箱方案優(yōu)化軟件，根據(jù)實際情況（比如集裝箱大小、產(chǎn)品規(guī)格）設(shè)計出產(chǎn)品裝箱最優(yōu)方案，以求達(dá)到空間最大利用率，降低企業(yè)運(yùn)輸成本。1.4 參考資料1 軟件工程李偉波 劉永祥 王慶春 主編2 軟件設(shè)計中的需求分析董紀(jì)陽3呂國英. 算法設(shè)計與分析 北京：清華大學(xué)出版社，2006.34朱站立. 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 使用c語言m. 西安：西安交通大學(xué)出版社，2005.65殷人昆. 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 用面向?qū)ο蠓椒枋鰉. 北京：清華大學(xué)出版社，2006.32. 任務(wù)概述2.1 目標(biāo)隨著我國市場經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，物流活動在人們生活中發(fā)揮著越來越重要的作用。配送環(huán)節(jié)包括貨物的分揀、組配、搬運(yùn)、裝載、及運(yùn)輸?shù)戎T多步驟，其中配裝

8、是整個配送環(huán)節(jié)中的關(guān)鍵步驟?！昂侠砘渌汀币呀?jīng)成為當(dāng)今物流發(fā)展的一種內(nèi)在要求。在實際的運(yùn)輸中，為了產(chǎn)品的安全和便于運(yùn)輸，很多產(chǎn)品在生產(chǎn)出來之后就被裝入各種尺寸（比如長方體、正方體、正三棱柱等等）的木箱和紙箱中，然后這些箱子再被裝入集裝箱進(jìn)行運(yùn)送。很多企業(yè)還是依賴于人工耗神費(fèi)力地計算裝箱，而且人工設(shè)計的裝箱方案的優(yōu)化程度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠理想。同時經(jīng)驗裝箱存在著不準(zhǔn)確性所以本軟件的目標(biāo)是使企業(yè)簡單快速地設(shè)計高效的集裝箱裝箱方案，達(dá)到催空間和載重能力最大利用。提高集裝箱裝箱率，節(jié)省運(yùn)費(fèi)，增強(qiáng)企業(yè)的核心競爭力。這里我們研究的是一批長方體、正方體、三棱柱的貨物在集裝箱中的擺放問題，以最大化集裝箱的空間利用率。

9、2.2 用戶的特點不管哪種軟件，它的未來的發(fā)展都要由最終用戶來決定，所以使用本軟件是最終用戶是那些需要使用集裝箱裝箱的用戶，它們需要知道如何使集裝箱里裝的數(shù)量最多，從面提高效率和減少浪費(fèi)。其操作人員是我們這些學(xué)生，大學(xué)教育水平，會一些簡單的程序和操作技術(shù)，其維護(hù)人員就需要我們的指導(dǎo)老師，王教授，是一個最有較高編程水平且能維護(hù)軟件的高手。本軟件的預(yù)期使用頻度是天一至兩次。其使用人員應(yīng)具備一定的計算機(jī)基礎(chǔ)知識、能對電腦進(jìn)行一些基本的操作本軟件的維護(hù)人員需要具備一定的vc+開發(fā)知識與經(jīng)驗。2.3 假定和約束使用本軟件開發(fā)工作的最大經(jīng)費(fèi)不得超過2000元，開發(fā)時間不得超過兩個星期。在開發(fā)的過程中，我們

10、要假定集裝箱的長寬高，還有正方形，長方形和三角形的長和寬，其中集裝箱的長寬高的單位是m，正方形，長方形和三角形的長和寬的單位是cm。由于開發(fā)的時間有限，所以我們不得不在兩個星期內(nèi)完成其軟件，然后由操作人員進(jìn)行操作。3. 需求規(guī)定3.1對功能的規(guī)定本集裝箱優(yōu)化系統(tǒng)主要應(yīng)該實現(xiàn)以下功能：1. 可以實現(xiàn)各種規(guī)格的貨物裝箱率達(dá)到最高。2. 用戶可以自定義集裝箱的大小以及貨物的尺寸，解決不同類型貨物的裝箱問題。3. 優(yōu)化算法應(yīng)該只能高效、安全可靠。4. 通過文字描述或者3d圖展示集裝箱裝箱方案，使用戶一目了然。5. 能夠?qū)⒎桨复鎯痛蛴?，以便用戶查閱?.2對性能的規(guī)定穩(wěn)定性是我們在編寫程序的時候所應(yīng)該

11、重視的問題之一，而在對整個軟件而言，對于錯誤的處理時非常重要的，成功開發(fā)出來的系統(tǒng)應(yīng)該是一個有相當(dāng)?shù)姆€(wěn)定性的系統(tǒng)，沒有絕對的穩(wěn)定，但是我們應(yīng)該在開發(fā)過程中考慮到每一個可能使系統(tǒng)出現(xiàn)不穩(wěn)定因素的，在程序的代碼編寫過程中盡量的用一個良好的算法來避免這些問題。每一次根據(jù)用戶提供的數(shù)據(jù)所計算出來的貨物吧、配送方案應(yīng)該是能夠正確的處理的。能夠采用最好的算法、最優(yōu)的配送方法，解決物流中所遇到的貨物的配送問題。能夠為物流的運(yùn)營商很好的節(jié)省運(yùn)營成本。能夠長期的運(yùn)行，而不是使軟件的出現(xiàn)錯誤的周期越來越短。3.2.1精度當(dāng)以厘米（cm）為單位時，根據(jù)實際情況，集裝箱的大小以及貨物的尺寸小數(shù)位一般不會超出3位小數(shù)，

12、考慮到可能存在特殊情況，所以系統(tǒng)在輸入時統(tǒng)一采用厘米（cm）為單位，允許用戶輸入的數(shù)據(jù)小數(shù)位可以超出3位，但最好不要超出6位。3.2.2時間特性要求考慮到用戶的需求，系統(tǒng)應(yīng)該在時間性能上盡量減少計算與響應(yīng)時間，盡量大努力優(yōu)化核心算法，一般在可以接受的時間范圍內(nèi)就應(yīng)該輸出結(jié)果，不應(yīng)讓用戶耗費(fèi)太多的等待時間。3.2.3靈活性由于用戶的集裝箱大小不盡相同，貨物的形狀可能存在多種。即便同一種形狀的貨物也可能存在不同尺寸，所以系統(tǒng)應(yīng)該滿足用戶對各種不同大小集裝箱，不同形狀與大小的貨物的處理。3.3輸入、輸出要求本集裝箱優(yōu)化系統(tǒng)可以解決不同類型貨物的裝箱問題，所以用戶可以自定義集裝箱的大小以及貨物的尺寸。

13、這些輸入數(shù)據(jù)都是數(shù)值型數(shù)據(jù)，要求用戶通過鍵盤輸入。數(shù)值范圍一般滿足現(xiàn)實情況都可以。數(shù)據(jù)單位統(tǒng)一使用厘米（cm），小數(shù)位不應(yīng)超過6位。輸出通過文字描述或者3d圖展示集裝箱方案，使用戶清楚明白。既要輸出到顯示器，同時還應(yīng)該滿足保存、打印功能。3.4數(shù)據(jù)管理能力要求集裝箱優(yōu)化系統(tǒng)需要管理的文件主要是方案保存文件，大小一般在5m左右。3.5故障處理要求正常使用時應(yīng)該不會出錯。如果發(fā)生特殊意外，應(yīng)保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)不會丟失。另外若運(yùn)行時遇到不可恢復(fù)的錯誤，應(yīng)可以通過重新安裝解決問題，重新安裝時已經(jīng)保存的文件以及系統(tǒng)配置都不會改變。3.6其他專門要求系統(tǒng)的功能實現(xiàn)情況：用戶可在本系統(tǒng)下實現(xiàn)各種用戶要求的功能。系

14、統(tǒng)的安全性：對于系統(tǒng)的重要數(shù)據(jù)都有密碼保護(hù)，具有一定的安全性。系統(tǒng)的容錯性：用戶輸錯數(shù)據(jù)都有提示信息，具有較好的容錯性能。系統(tǒng)的封閉性：用戶的封閉性較好，用戶基本上在提示信息下輸數(shù)據(jù)。4 .運(yùn)行環(huán)境規(guī)定4.1設(shè)備運(yùn)行本集裝箱優(yōu)化系統(tǒng)需要以下配置：a) 有奔騰133、16兆內(nèi)存配置的計算機(jī)。b) microsoft鼠標(biāo)或者其它兼容鼠標(biāo)。c) 常規(guī)安裝需要100mb硬盤空間，完全安裝需要240mb硬盤空間。d) vga顯示器或更高。e) windows 95中文版或windows nt中文版或更高。f) 一般計算機(jī)外設(shè)，如：打印機(jī)、掃描儀。4.2支持軟件本軟件系統(tǒng)開發(fā)所用的操作系統(tǒng)是windows xp sp3，所用的編譯系統(tǒng)是microsoft vc+