應用軟件開發(fā)課程設計

1、應用軟件開發(fā)課程設計,一、應用軟件開發(fā)課程設計目的與要求,應用軟件開發(fā)課程設計是建立在軟件件工程專業(yè)所學知識的基礎上設置的一門重要的實踐課程。主要目的是利用所學理論知識與實用技術完成一個具有實際應用的、符合軟件工程規(guī)范的和較高質量的應用軟件開發(fā)。針對應用軟件開發(fā)提出如下要求：（1）緊密結合軟件工程規(guī)范，從求解問題的需求分析出發(fā)，建立需求分析模型（用例圖）。（2）應用面對像方法和UML建模工具建立軟件開發(fā)設計模型（類圖、狀態(tài)圖、活動圖

2、和時序圖等）（3）軟件設計盡可能實現軟件具有程序可閱讀性、可維護性和可再用性。（4）要求在規(guī)定實驗室和時間進行(成績由三部分組成：實習報告、軟件實現完成情況和課程設計期間的認真程度)。,二、課程設計選題,每位同學任選擇一個題目或自選一個題目。選題確定后，要求認真完成選題的需求分析、軟件設計、編碼及測試運行完整過程的文檔資料并作為報告編寫重要內容。（1）交互式最短路徑搜索程序實現（2）交通咨詢系統(tǒng)軟件設計（3）在線購物網站設計

3、（4）基于人工神經網絡方法的圖像識別（5）自定,三、選題內容介紹與技術要點說明,題目1：（1）內容介紹： 用鼠標交互虛擬設計公交線路網絡圖，并應用該交通網絡圖實現公交乘車線路最短路徑搜索，其系統(tǒng)功能：1）鼠標交互虛擬設計公交線路網絡圖2）建立有權圖3）搜索從某公交出發(fā)站到某公交終點站最短乘車線路（2）技術要點說明該程序設計主要應用算法與數據結構的最短路徑算法實現。它的主要技術具有三個方面：1）虛擬設計公交線

4、路圖（實際中為某城市的公交網絡圖）。2）利用公交線路圖構建有權“圖”存儲結構,3）應用最短路徑算法實現從源點到終點的最短路徑搜索。三個功能結果如圖所示：,圖1 虛擬設計公交線路網絡圖,圖2 有權圖,圖3 搜索V1~V11最短路徑,程序設計類圖：,最短路徑算法描述,（1）建立鄰接矩陣（2）取從v出發(fā)到圖上其余各頂點vi可能到達的最短路徑長度作為初值：D[i] = arcs[位于Vex(G,v)[i]] v∈v (3)

5、選擇vj使得：D[i] = min{D[i] | vi∈(V-S)vj就是當前求得的一條從v出發(fā)的最短路徑的終點。令：S = S∪{j} (4) 修改從v出發(fā)到集合V-S上任一頂點vk可到達的最短路徑長度。if D[j] + arcs[j][k] v2->v3->v9->v10->v11) (7) 繪制最短路徑線路,題目2 （1）內容介紹：編制軟件實現下圖的交通咨詢系統(tǒng)功能：

6、1）從A城到B城中轉次數最少的路線2）從A城到B城里程最短路的路線3）從A城到B城交通費用最少的路線4）從A城到B城旅行時間最少的路線,v1,v2,v3,v4,v5,v6,v7,v8,v9,v11,v20,v12,v13,v14,v15,v16,v17,v18,v19,v10,v21,v22,v23,v24,v25,其他數據同學們自己模擬給出。（2）技術要點說明該軟件設計主要技術步驟： 1、建立數據庫（或數據文件）并

7、模擬數據1) 城市節(jié)（頂）點表：2）兩城市間權值表 2、交通咨詢系統(tǒng)界面設計,,菜單區(qū),交通圖繪制區(qū),咨詢結果顯示區(qū),用戶交互咨詢區(qū),參考用戶界面設計,3 交通圖繪制4 建立圖存儲結構5 最短路徑算法6 路線搜索,Task+TData Data；+TView View ；…………+ void ReadData();+ void CreateGraph()+ void Draw();+ void Find

8、Rout(string A,string B);…………..,TData+TGraph Graph;+ReadData()+CreateGraph(),TGraph+TRout Rout；……..+CreateGraph( );+FindRout(string A,string B);,,TRout,,TDatabase,TFile,,,TviewSeTData(TData *data); -DrawGraph(

9、);-DrawPLine();+Draw();,,應用,參考類圖,題目3 ：在線購物網站設計（1 ）內容介紹在線購物網站設計是一個以購買商品為目標的網上商城，不同的主題商品，將設計不同的購物網站。但系統(tǒng)設計基本架構是相同或者說軟件結構模型相同。其主要功能能：,客戶,,注冊與登錄選購物商品放入購物車填寫訂單確認訂單，進入訂單處理,系統(tǒng)管理員,,登錄用戶信息管理商品信息管理訂單處理通知管理友情鏈接,,在線購物網站系

10、統(tǒng),（2）技術要點 電子商務系統(tǒng)是以電子商務為基礎的網上交易實現體系。開發(fā)在 線電子商務系統(tǒng)主要技術步驟：1）搭建開發(fā)平臺安裝JDK、tomcat、Eclipse、Struts和spring等開發(fā)工具建立Java web軟件開發(fā)平臺數據庫管理系統(tǒng)2）建立數據庫信息表用戶信息表系統(tǒng)管理員信息表商品分類信息表商品詳細分類信息表訂單信息表購買商品信息表3）設計系統(tǒng)框架結構對于目前在線購物網站系統(tǒng)多數采用MVC

11、系統(tǒng)架構模式，通常的系統(tǒng)結構是：,用戶界面(業(yè)務數據組織與表現),MVC模式控制層(業(yè)務邏輯處理與表現層解釋）,,業(yè)務邏輯代理層(業(yè)務邏輯接口),業(yè)務邏輯實現層(DAO和I/O層）,文件操作層接口,文件操作層,,,數據訪問對象層,數據訪問對象接口,,文件層,數據庫服務層,模型層,控制層,表現層,網上購物系統(tǒng)框架結構,client,Controller(servlet),View(JSP),,Java BeanOr

12、Other services,Business Object,請求,響應,model,網上購物系統(tǒng),前臺,后臺,生成及訂單查詢,購物車,用戶管理,留言板,用戶信息管理,商品管理,管理員身份驗證,訂單處理,查看購物車,添加購物車,結算購物車,題目4：（1）內容：該程序設計是利用人工神經網絡算法實現圖像識別技術。（2）主要技術要點1) 人工神經網絡算法,人工神經網絡采用物理可實現的系統(tǒng)來模擬人腦的結構和功能，它由大量的彼此廣泛連

13、接的處理單元組成，每個處理單元結構和功能十分簡單，僅完成某種基本的變換，如圖所示。,神經網絡優(yōu)點:具有分布是存儲信息的特點。神經網絡使用大量的神經元之間的聯(lián)結及對各聯(lián)結權值的分布來表示特定的信息。對信息的處理具有并行的特點。每個神經元都可以根據接收到的信息作獨立的運算和處理，然后將結果傳輸出去。對信息處理具有自組織、自學習的特點。神經網絡中各神經元之間的聯(lián)結強度用權值大小來表示，這種權值可以事先給定，也可以為適應周圍環(huán)境而不斷地變

14、化。神經元模型神經網絡的處理單元稱為神經元，也稱為節(jié)點。其神經元模型結構如圖所示：,X=(1,x1,x2,…,xn)輸入信息矢量W=(w0,w1,w2,…,wn)連接權矢量Y=(y1,y2,…,ym)輸出矢量u:神經元內部狀態(tài)f(u):激勵電平(激勵函數),神經網絡圖像識別分類過程,圖像信息,圖像變換與特征提取,特征數據規(guī)格化,神經網絡分類器,分類判決,圖像分類結果,,,,,,層神經網絡分類器的結構,輸入層: i為節(jié)點，表

15、示圖像特征向量的一個分量數據，輸入節(jié)點數可以由特征向量維數確定。輸出層: k為節(jié)點，表示一種分類，輸出節(jié)點數可以由分類數確定。隱層: j為節(jié)點，與網絡輸出逼近值要求的精度和學習系統(tǒng)的復雜程度密切相關 。,網絡各層輸入輸出關系輸入層：輸入節(jié)點：圖像特征向量的各分量(R、G、B)輸出節(jié)點：Oi=xi i=0,1,2,…,N-1 模式樣本數隱層：輸入節(jié)點：wji為輸入層Ij節(jié)點與隱層節(jié)點的連接權值輸

16、出節(jié)點：輸出層：輸入節(jié)點： wkj為隱層j節(jié)點與輸出層節(jié)點的連接權值輸出節(jié)點：,神經網絡的訓練學習算法,神經網絡的學習算法可分為有監(jiān)督和無監(jiān)督兩類，我們用有監(jiān)督學習算法中的反向誤差傳播算法(BP算法）。算法分為兩個階段：（1）正向過程：輸入信息從輸入層經隱層逐層計算各單元的輸出值；（2）反向傳播過程：輸出誤差逐層向前算出隱層各單元的誤差，并用此誤差修正前層的權值。神經網絡的訓練學習過程實際是一個對連接權值修正，直到輸

17、出值與希望值的差小于誤差值的迭代過程。為此，定義網絡的學習誤差函數：,D：網絡的希望輸出O：網絡實際輸出,（3）梯度下降修正權值法分別求解Wji和Wkj：1）Wji梯度下降修正權值,2）wkj梯度下降修正權值：,神經網絡程序設計,開始,輸入特征向量維數和分類類別數,設定初始連接權wji和wjk、學習率和期望輸出,計算隱層節(jié)點數,取一個樣本數據Xi加在網絡輸入端,計算隱層Oj和輸出層Ok,計算修正權值Wji和Wjk,樣本學習完否？,