【系统架构设计-案例题-软件系统设计与建模】22年下(2):煤矿建设项目安全预警系统设计案例分析

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题目

阅读以下关于软件系统设计与建模的叙述,在答题纸上回答问题1至问题3。

煤炭生产是国民经济发展的主要领域之一,其煤矿的安全非常重要。某能源企业拟开发一套煤矿建设项目安全预警系统,以保护煤矿建设项目从业人员生命安全。本系统的主要功能包括如下(a)~(h)所述。

(a) 项目信息维护

(b) 影响因素录入

© 关联事故录入

(d) 安全评价得分

(e) 项目指标预警分析

(f) 项目指标填报

(g) 项目指标审核

(h) 项目指标确认

【问题1】(9分)

王工根据煤矿建设项目安全预警系统的功能要求,设计完成了系统的数据流图,如图所示。请使用题干中描述的功能(a)~(h),补充完善空(1)~(6)处的内容,并简要介绍数据流图在分层细化过程中遵循的数据平衡原则。

【问题2】(9分)

请根据【问题1】中数据流图表示的相关信息,补充完善煤矿建设项目安全预警系统总体E-R图中实体(1)~(6)的具体内容,将正确答案填在答题纸上。

【问题3】(7分)

在结构化分析和设计过程中,数据流图和数据字典是常用的技术手段,请用200字以内的文字简要说明它们在软件需求分析和设计阶段的作用。

解答

【问题1】

(1) (f) 项目指标填报

(2) (g) 项目指标审核

(3) (h) 项目指标确认

(4) (d) 安全评价得分

(5) (b) 影响因素录入

(6) (e) 项目指标预警分析

分层细化的数据平衡原则
  1. 子图与父图的平衡
    • 子图边界上的输入/输出数据流,必须与父图对应加工的输入/输出数据流在数量、内容上完全一致;若父图一条数据流对应子图多条数据流,子图数据项总和需等于父图该条数据流。
  2. 子图内部的平衡
    • 每个加工必须同时有输入数据流和输出数据流,避免三类错误:
      • 黑洞:只有输入、没有输出
      • 奇迹:只有输出、没有输入
      • 灰洞:加工无合理输出流

【问题2】

(1) 项目管理员

(2) 项目经理

(3) 项目指标数据

(4) ~ (6) 指标参数、项目信息、事故及影响因素参数(三者顺序无要求)


【问题3】

需求分析阶段
  • 数据流图:建立系统功能模型,以图形化方式呈现业务数据的流动、加工和存储过程,清晰描述系统功能需求。
  • 数据字典:对数据流图的所有元素(加工、数据流、数据存储等)进行统一定义,确保术语一致、含义精准。
软件设计阶段
  • 数据流图:为模块划分、模块间接口设计提供依据,转换为模块级软件设计模型,支撑详细设计。
  • 数据字典:为数据库概要设计、逻辑设计提供数据定义支持,保障数据结构设计的一致性。

解析

知识点

案例分析>系统设计

【问题1】解析

  • (1):安全员输入「指标数据」,并输出到「项目指标数据表」,对应项目指标填报(f)。
  • (2):安全副经理输入「审核信息」,承接填报后的流程,对应项目指标审核(g)。
  • (3):项目经理输入「确认信息」,承接审核后的流程,对应项目指标确认(h)。
  • (4):(a)项目信息维护、©关联事故录入已在图中出现,剩余功能中,安全评价得分(d)是项目信息维护、影响因素录入的输出,用于预警分析,故(4)为(d)。
  • (5):该加工输出到「事故及影响因素参数表」,对应影响因素录入(b)。
  • (6):该加工输出到「指标预警分析表」,对应项目指标预警分析(e)。

【问题2】解析

结合问题1的数据流图角色与数据:

  • (1):对应数据流图中的「项目管理员」,是创建项目信息、指标参数等数据的主体。
  • (2):对应数据流图中的「项目经理」,负责项目指标的确认。
  • (3):对应安全员填报的「项目指标数据」,是填报、审核、确认流程的核心数据对象。
  • (4)-(6):对应系统的三类核心数据:指标参数、项目信息、事故及影响因素参数,三者均由项目管理员创建,用于预警分析,顺序无强制要求。

【问题3】解析

结构化分析中,数据流图(DFD)是功能建模的核心工具,数据字典是DFD的补充说明,二者配合完成需求到设计的全流程:

  • 需求阶段:DFD直观呈现业务流程,数据字典消除歧义,共同完成需求建模。
  • 设计阶段:DFD指导模块划分与接口设计,数据字典支撑数据库设计,保障设计与需求一致。
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