1. 实验目的和要求
（1）熟悉结构化设计的基本概念和原则。
（2）掌握依据分析阶段E-R图得到设计阶段数据库表的方法。
（3）掌握流程图的符号、规范和绘制规则，使用流程图对系统方法和功能进行设计。
（3）掌握使用流程图进行结构化设计中的业务流程分析方法。
2. 实验原理与提示
在Visio2016集成开发环境下使用开展实验，利用相应的结构化设计方法，绘制E-R图并设计数据库表。结合系统功能绘制流程图，练习程序结构和流程。
结构化设计的任务是从软件需求规格说明书出发，设计软件系统的整体结构、确定每个模块的实现算法以及编写具体的代码，形成软件的具体设计方案，解决"怎么做"的问题。
在软件设计期间我们所做出的决策，将最终决定软件开发能否成功，更重要的是，这些设计决策将决定软件维护的难易程度。软件设计之所以如此重要，是因为设计是软件开发过程中决定软件产品质量的关键阶段。
3. 实验内容
在Visio2016集成开发环境下使用开展实验，利用相应的结构化设计方法，结合"在线购物系统"内容分别进行数据分析与设计、过程设计。
在线购物系统相关实体有：用户、管理员、商品、订单。
①用户属性：user_id，username, password, email, register_time。
②管理员属性：admin_id，admin_name, admin_password, permission_level。
③商品属性：product_id，product_name, price, stock, add_time。
④订单：order_id，total_amount, order_time, status
（1）使用结果化分析方法，确定实体之间存在的关系，并画出该系统的E-R图
（2）根据E-R图转换为关系模式时，实体之间1:1 的关系通过选择任一方主键作为外键嵌入另一方属性表；1:N的关系将少的一方主键作为外键嵌入多的一方属性表；N:M的关系可以通过创建关系表实现。根据E-R图，请给出数据库表，包含字段、类型、描述、外键。
示例：
- 用户表
|---------------|--------------|-----------------------|----------------|
| 字段 | 数据类型 | 约束/描述 | 外键关联 |
| user_id | INT | 主键 | - |
| username | VARCHAR(50) | 唯一，非空 | - |
| password | VARCHAR(255) | 非空（加密存储） | - |
| email | VARCHAR(100) | 唯一，非空 | - |
| register_time | DATETIME | 默认值 CURRENT_TIMESTAMP | - |
| admin_id | INT | 关联管理员（1:N关系） | Admin.admin_id |
②管理员表
|------------------|--------------|---------------|------|
| 字段 | 数据类型 | 约束/描述 | 外键关联 |
| admin_id | INT | 主键 | - |
| admin_name | VARCHAR(50) | 唯一，非空 | - |
| admin_password | VARCHAR(255) | 非空（加密存储） | - |
| permission_level | TINYINT | 非空(1，普通,2.超级) | - |
③商品表
|--------------|--------------|-----------------------|----------------|
| 字段 | 数据类型 | 约束/描述 | 外键关联 |
| product_id | INT | 主键 | - |
| product_name | VARCHAR(50) | 唯一，非空 | - |
| stock | INT | 非空（加密存储） | - |
| price | DECIMAL(5,2) | 非空 | - |
| add_time | DATETIME | 默认值 CURRENT_TIMESTAMP | - |
| admin_id | INT | 关联管理员（1:N关系） | Admin.admin_id |
④订单表
|--------------|---------------|--------------------------------|----------------|
| 字段 | 数据类型 | 约束/描述 | 外键关联 |
| order_id | INT | 主键 | - |
| total_amount | DECIMAL(10,2) | 非空 | - |
| order_time | DATETIME | 默认值CURRENT_TIMESTAMP | - |
| status | ENUM | 非空('pending','paid','shipped') | - |
| user_id | INT | 关联用户（1:N关系） | User.user_id |
| admin_id | INT | 关联管理员（1:N关系） | Admin.admin_id |
⑤订单-商品关联表
|------------|-----------------------|-------------------|------|
| 字段 | 数据类型 | 约束/描述 | 外键关联 |
| order_id | INT | 主键之一，关联订单表（N:M关系） | - |
| product_id | INT | 主键之一，关联商品表（N:M关系） | - |
| 主键 | （order_id,product_id） | 联合主键 | |
⑥用户-商品关联表
|------------|----------------------|-------------------|------|
| 字段 | 数据类型 | 约束/描述 | 外键关联 |
| user_id | INT | 主键之一，关联拥护表（N:M关系） | - |
| product_id | INT | 主键之一，关联商品表（N:M关系） | - |
| 主键 | (user_id，product_id) | 联合主键 | |
（3）请绘制流程图描述用户注册的流程。
用户注册账号的流程如下：
- 用户通过点击"注册"按钮进入信息填写页面。
- 填写用户名/账号：需要唯一性校验。如已被占用重新进入信息填写页面。
- 输入密码：需符合复杂度要求（如长度、大小写字母、特殊字符）。如不符合要求进入信息填写页面。
- 再次输入密码：需与首次输入密码相同。如与首次输入不同重新进入信息填写页面。
- 点击"提交"或"注册"按钮后，完成注册。
在线编程教育平台：
应用场景：在线教育平台的个性化学习路径推荐
系统相关实体有：学生、教师、课程、学习路径、评估。
学生属性：student_id，username, password, email, register_time。
教师属性：teacher_id，teacher_name, teacher_password。
课程属性：course_id，course_name, course_description, difficulty_level, tag_id。
学习路径：path_id，path_name, path_difficulty，recommended_courses。
评估：assessment_id，assessment_type，questions，answers
数据分析:
数据设计:
①学生表
|---------------|--------------|-----------------------|------|
| 字段 | 数据类型 | 约束/描述 | 外键关联 |
| student_id | INT | 主键 | - |
| username | VARCHAR(50) | 唯一，非空 | - |
| password | VARCHAR(255) | 非空（加密存储） | - |
| email | VARCHAR(100) | 唯一，非空 | - |
| register_time | DATETIME | 默认值 CURRENT_TIMESTAMP | - |
②教师表
|------------------|--------------|----------|------|
| 字段 | 数据类型 | 约束/描述 | 外键关联 |
| teacher_id | INT | 主键 | - |
| teacher_name | VARCHAR(50) | 唯一，非空 | - |
| Teacher_password | VARCHAR(255) | 非空（加密存储） | - |
③课程表
|--------------------|-------------|-----------------------|------|
| 字段 | 数据类型 | 约束/描述 | 外键关联 |
| course_id | INT | 主键 | - |
| course_name | VARCHAR(50) | 唯一，非空 | - |
| course_description | TEXT | 非空 | - |
| difficulty_level | ENUM | 非空（'初级', '中级', '高级' ） | - |
| Tag_id | TEXT | | - |
④学习路径表：
|---------------------|--------------|-----------------------|------|
| 字段名 | 数据类型 | 约束/描述 | 外键关联 |
| path_id | INT | 主键，自增 | - |
| path_name | VARCHAR(255) | 非空 | - |
| recommended_courses | TEXT | | - |
| path_difficulty | ENUM | 非空（'初级', '中级', '高级' ） | |
⑤评估表：
|-----------------|------|----------------------|--------------------|
| 字段名 | 数据类型 | 约束/描述 | 外键关联 |
| assessment_id | INT | 主键，自增 | - |
| assessment_type | ENUM | 非空（'测试', '作业', '考试'） | - |
| questions | TEXT | | - |
| answers | TEXT | | - |
| course_id | INT | 关联课程（1:N关系） | courses(course_id) |
- 学生课程关联表
|------------|-----------------------|-------------------|------|
| 字段 | 数据类型 | 约束/描述 | 外键关联 |
| student_id | INT | 主键之一，关联学生表（N:M关系） | - |
| course_id | INT | 主键之一，关联课程表（N:M关系） | - |
| 主键 | (student_i，course_id) | 联合主键 | |
⑦教师课程关联表用户-商品关联表
|------------|------------------------|-------------------|------|
| 字段 | 数据类型 | 约束/描述 | 外键关联 |
| teacher_id | INT | 主键之一，关联教师表（N:M关系） | - |
| course_id | INT | 主键之一，关联课程表（N:M关系） | - |
| 主键 | (teacher_id,course_id) | 联合主键 | |
⑧学生-学习路径关联表
|------------|----------------------|---------------------|------|
| 字段 | 数据类型 | 约束/描述 | 外键关联 |
| student_id | INT | 主键之一，关联学生表（N:M关系） | - |
| path_id | INT | 主键之一，关联学习路径表（N:M关系） | - |
| 主键 | (student_id,path_id) | 联合主键 | |
学生选课的流程如下:
4.实验小结
通过本次结构化设计实验，我系统掌握了从需求分析到系统设计的完整实践流程。在实验过程中，我首先复习了结构化设计的核心原则，明确了模块化设计与高内聚低耦合的重要性，这为后续操作奠定了理论基础。实际操作环节，我以Visio2016为工具完成了两项关键任务：一是基于给定的E-R图进行数据库表设计，通过分析实体属性及关联关系，合理确定了主键设置与数据表结构，这个环节让我深刻理解了逻辑模型向物理模型转换的规范要求；二是运用流程图符号体系绘制系统业务流程，严格按照国家标准规范选择了判断框、处理框等图形元素，特别注重了流程线走向的逻辑连贯性，最终形成了符合结构化设计规范的完整流程图。在实验原理应用方面，我重点把握了软件设计阶段的关键决策价值。通过对比需求文档与设计成果，体会到设计阶段对软件可维护性的决定性作用。例如在数据库设计时，我主动增加了外键约束说明字段，这种细节处理虽然超出基本要求，但有效提升了表间关联的可读性。在绘制流程图过程中，我采用分层设计思路，将主流程与异常处理分支分开呈现，既保证了整体结构清晰，又避免了单张图纸的过度复杂化。实验中遇到的典型问题包括E-R图向数据库表转换时的属性拆分争议，以及流程图判断节点命名规范性问题。通过查阅教材和小组讨论，我明确了多值属性应拆分为独立关联表的转换规则，并总结出判断节点需采用"动词+条件"的标准化命名方式。这些实践反思让我认识到，结构化设计不仅需要掌握工具操作，更要培养严谨的工程化思维。最终完成的数据库设计文档包含5张规范化的数据表，流程图作品通过教师组互评获得优秀等级，验证了本次实验的实践成效。本次实验使我认识到，结构化设计是连接需求分析与代码实现的桥梁，每个设计决策都直接影响着软件质量。未来在参与实际项目时，我将更加注重设计阶段的可验证性，通过建立设计评审检查表等手段，提前规避潜在的实现风险。