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1、武 汉 工 程 大 学计算机科学与工程学院软件工程实验报告一 专业班级实验时间学生学号实验地点学生姓名指导教师实验项目集装箱优化需求说明书实验类别设计性实验学时4实验目的及要求完成一些集装箱问题，并给出相应的方案，从这些方案中比较哪种方案是最优的，编写出需求分析文档。成 绩 评 定 表类 别评 分 标 准分值得分合 计上机表现按时出勤、遵守纪律认真完成各项实验内容30分报告质量程序代码规范、功能正确填写内容完整、体现收获70分说明： 评阅教师： 日 期： 2010 年 月 日实 验 内 容1. 引 言1.1 编写目的集装箱优化系统需求分析是软件工程课程的必备的内容之一，是自我实践了解掌握软件工
2、程方法和过程设计的有效途径。通过集装箱优化需求分析文档设计，能够加深对软件工程课程的可行性分析、需求分析、软件设计、软件测试及文档重要性的认识和理解。这次设计的集装箱优化系统需求分析说明书主要是给指导老师王庆春副教授指导并改正。谢谢尊敬的王老师的耐心地指导，我们一定会虚心地接受.1.2 背景在当今社会生产条件下，很多企业还是依赖于人工耗神费力地计算装箱，而且人工设计的装箱方案的优化程度还远远不够理想。同时经验装箱存在着不准确性。只有在装箱工作结束以后才能知道每个集装箱装载了哪些货物以及每种货物的装箱数量，这时企业才可以去报关，从而导致发货周期较长。这次集装箱的设计用正方形、三角形和长方形三种形
3、状的图形装在一个钜形箱子里的文档，就是为了优化设计来改变这种模式。本开发软件为集装箱的优化，本项目是由武汉工程大学教研室工作人员提出，由老师指导我们这届学生来开发，供不同的用户所使用，实现该软件需要计算机的实现及计算机网络的支持。需求分析是指理解用户需求，就软件功能与客户达成一致，估计软件风险和评估项目代价，最终形成开发计划的一个复杂过程。（这个和我在微软体验到的又不太一样，微软的需求分析大多是市场人员和用户协助小组的人去评估用户的接受程度，这一点也可以理解，因为公司的性质有根本差别）在这个过程中，用户的确是处在主导地位，需求分析工程师和项目经理要负责整理用户需求，为之后的软件设计打下基础。从
4、广义上理解：需求分析包括需求的获取、分析、规格说明、变更、验证、管理的一系列需求工程。需求分析有许多方法，但是总的来看，它们应符合以下一般原则：1 能够表达和理解问题的信息域信息域反映的是用户业务系统中数据的流向和对数据进行加工的处理过程，因此信息域是解决做什么？的关键因素。根据信息域描述的信息流、信息内容和信息结构，可以较全面地（完整地）了解系统的功能。2建立描述系统信息、功能和行为的模型建立模型的过程是由粗到精的综合分析的过程。通过对模型的不断深化认识，来达到对实际问题的深刻认识。3能够对所建模型按一定形式进行分解分解是为了降低问题的复杂性，增加问题的可解性和可描述性。分解可以在同一个层次
5、上进行（横向分解），也可以在多层次上进行（纵向分解）。4设计条件：从软件方面，提供了一系列有关此次课程设计的软件和一些资料。从硬件方面，学校提供计算机机房，给了我们良好的硬件设备。1.3 定义集装箱（container）：指具有一定强度、刚度和规格专供周转使用的大型装货容器。使用集装箱转运货物，可直接在发货人的仓库装货，运到收货人的仓库卸货，中途更换车、船时，无须将货物从箱内取出换装。集装箱外尺寸（containers overall external dimensions）：包括集装箱永久性附件在内的集装箱外部最大的长、宽、高尺寸。它是确定集装箱能否在船舶、底盘车、货车、铁路车辆之间进行换装
6、的主要参数。是各运输部门必须掌握的一项重要技术资料。集装箱内尺寸（containers internal dimensions）：集装箱内部的最大长、宽、高尺寸。高度为箱底板面至箱顶板最下面的距离，宽度为两内侧衬板之间的距离，长度为箱门内侧板量至端壁内衬板之间的距离。它决定集装箱内容积和箱内货物的最大尺寸。集装箱内容积（containers unobstructed capacity）：按集装箱内尺寸计算的装货容积。同一规格的集装箱，由于结构和制造材料的不同，其内容积略有差异。集装箱内容积是物资部门或其他装箱人必须掌握的重要技术资料。集装箱优化软件：它是由集装箱优化软件开发组完全自主开发的集装
7、箱产品装箱方案优化软件，根据实际情况（比如集装箱大小、产品规格）设计出产品装箱最优方案，以求达到空间最大利用率，降低企业运输成本。1.4 参考资料1 软件工程李伟波 刘永祥 王庆春 主编2 软件设计中的需求分析董纪阳3吕国英. 算法设计与分析 北京：清华大学出版社，2006.34朱站立. 数据结构 使用C语言M. 西安：西安交通大学出版社，2005.65殷人昆. 数据结构 用面向对象方法描述M. 北京：清华大学出版社，2006.32. 任务概述2.1 目标随着我国市场经济的快速发展，物流活动在人们生活中发挥着越来越重要的作用。配送环节包括货物的分拣、组配、搬运、装载、及运输等诸多步骤，其中配装
8、是整个配送环节中的关键步骤。“合理化配送”已经成为当今物流发展的一种内在要求。在实际的运输中，为了产品的安全和便于运输，很多产品在生产出来之后就被装入各种尺寸（比如长方体、正方体、正三棱柱等等）的木箱和纸箱中，然后这些箱子再被装入集装箱进行运送。很多企业还是依赖于人工耗神费力地计算装箱，而且人工设计的装箱方案的优化程度还远远不够理想。同时经验装箱存在着不准确性所以本软件的目标是使企业简单快速地设计高效的集装箱装箱方案，达到催空间和载重能力最大利用。提高集装箱装箱率，节省运费，增强企业的核心竞争力。这里我们研究的是一批长方体、正方体、三棱柱的货物在集装箱中的摆放问题，以最大化集装箱的空间利用率。
9、2.2 用户的特点不管哪种软件，它的未来的发展都要由最终用户来决定，所以使用本软件是最终用户是那些需要使用集装箱装箱的用户，它们需要知道如何使集装箱里装的数量最多，从面提高效率和减少浪费。其操作人员是我们这些学生，大学教育水平，会一些简单的程序和操作技术，其维护人员就需要我们的指导老师，王教授，是一个最有较高编程水平且能维护软件的高手。本软件的预期使用频度是天一至两次。其使用人员应具备一定的计算机基础知识、能对电脑进行一些基本的操作本软件的维护人员需要具备一定的VC+开发知识与经验。2.3 假定和约束使用本软件开发工作的最大经费不得超过2000元，开发时间不得超过两个星期。在开发的过程中，我们
10、要假定集装箱的长宽高，还有正方形，长方形和三角形的长和宽，其中集装箱的长宽高的单位是M，正方形，长方形和三角形的长和宽的单位是CM。由于开发的时间有限，所以我们不得不在两个星期内完成其软件，然后由操作人员进行操作。3. 需求规定3.1对功能的规定本集装箱优化系统主要应该实现以下功能：1. 可以实现各种规格的货物装箱率达到最高。2. 用户可以自定义集装箱的大小以及货物的尺寸，解决不同类型货物的装箱问题。3. 优化算法应该只能高效、安全可靠。4. 通过文字描述或者3D图展示集装箱装箱方案，使用户一目了然。5. 能够将方案存储和打印，以便用户查阅。3.2对性能的规定稳定性是我们在编写程序的时候所应该
11、重视的问题之一，而在对整个软件而言，对于错误的处理时非常重要的，成功开发出来的系统应该是一个有相当的稳定性的系统，没有绝对的稳定，但是我们应该在开发过程中考虑到每一个可能使系统出现不稳定因素的，在程序的代码编写过程中尽量的用一个良好的算法来避免这些问题。每一次根据用户提供的数据所计算出来的货物吧、配送方案应该是能够正确的处理的。能够采用最好的算法、最优的配送方法，解决物流中所遇到的货物的配送问题。能够为物流的运营商很好的节省运营成本。能够长期的运行，而不是使软件的出现错误的周期越来越短。3.2.1精度当以厘米（cm）为单位时，根据实际情况，集装箱的大小以及货物的尺寸小数位一般不会超出3位小数，
12、考虑到可能存在特殊情况，所以系统在输入时统一采用厘米（cm）为单位，允许用户输入的数据小数位可以超出3位，但最好不要超出6位。3.2.2时间特性要求考虑到用户的需求，系统应该在时间性能上尽量减少计算与响应时间，尽量大努力优化核心算法，一般在可以接受的时间范围内就应该输出结果，不应让用户耗费太多的等待时间。3.2.3灵活性由于用户的集装箱大小不尽相同，货物的形状可能存在多种。即便同一种形状的货物也可能存在不同尺寸，所以系统应该满足用户对各种不同大小集装箱，不同形状与大小的货物的处理。3.3输入、输出要求本集装箱优化系统可以解决不同类型货物的装箱问题，所以用户可以自定义集装箱的大小以及货物的尺寸。
13、这些输入数据都是数值型数据，要求用户通过键盘输入。数值范围一般满足现实情况都可以。数据单位统一使用厘米（cm），小数位不应超过6位。输出通过文字描述或者3D图展示集装箱方案，使用户清楚明白。既要输出到显示器，同时还应该满足保存、打印功能。3.4数据管理能力要求集装箱优化系统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故障处理要求正常使用时应该不会出错。如果发生特殊意外，应保证系统数据不会丢失。另外若运行时遇到不可恢复的错误，应可以通过重新安装解决问题，重新安装时已经保存的文件以及系统配置都不会改变。3.6其他专门要求系统的功能实现情况：用户可在本系统下实现各种用户要求的功能。系
14、统的安全性：对于系统的重要数据都有密码保护，具有一定的安全性。系统的容错性：用户输错数据都有提示信息，具有较好的容错性能。系统的封闭性：用户的封闭性较好，用户基本上在提示信息下输数据。4 .运行环境规定4.1设备运行本集装箱优化系统需要以下配置：a) 有奔腾133、16兆内存配置的计算机。b) Microsoft鼠标或者其它兼容鼠标。c) 常规安装需要100MB硬盘空间，完全安装需要240MB硬盘空间。d) VGA显示器或更高。e) Windows 95中文版或windows NT中文版或更高。f) 一般计算机外设，如：打印机、扫描仪。4.2支持软件本软件系统开发所用的操作系统是windows XP SP3，所用的编译系统是Microsoft VC+6.04.3接口本软件需要运行在中文操作系统。4.4控制本软件系统可以通过鼠标双击运行，也可以通过命令行的形式运行，运行时通过鼠标与键盘输入数据即可。实 验 总 结这次实验让我学到了实践与理论相结合的重要性，学习要勤练，要善于思考。计算机是一门高深的学科，知识面越来越广，如果只了解一些基本的知识，编写这些需求分析文档也很困难，本次实验完成一些集装箱问题，并给出相应的方案，解决了企业依赖于人工耗神费力地计算装箱，给人们的生活带来了很大的提高。
