实验四 小学生四则运算需求分析结对报告
1.用户角色
本次调查中，学生和家长人数基本上相同，老师相比于其他两个人数较少。
2.学生所在年级（包括教师的学生、家长的孩子）
在本次调查中一年级的学生占大多数，其他年级的人数基本上一致。
3.学生通常使用电脑及是否使用四则运算的系统情况：
通过调查发现大多数小学生在日常生活中还是会使用电脑，并且能够接受四则运算这类软件，说明小学生四则运算的软件有很大的市场。
4.运算的难易程度：
通过分析柱状图发现很少有人选择难度大的平方运算，说明在开发软件的时候应该在难易程度的设置上要费大力气，难度应该适中，适当的应当设置一些简单题来提高学生的信心。
5.运算题数量：
通过分析圆环图不难发现，大多数人（无论学生、家长还是老师）建议题量应该设置少一些，适当的让学生进行休息，学生如果想提高能力可进行多轮测试，这样既照顾到了优生，也照顾到了后进生。
6.软件功能：
出题功能
错误显示功能
错题重测功能
鼓励功能
专项训练功能
监督功能
通过调查及分析发现，学生希望四则运算系统具有自动出题功能，错误显示及重测功能，鼓励功能，大多数人认为混合型运算相比与专项训练对学生更有利，
对于监督功能的不同意见基本上平衡，所以我认为可以将监督功能设置为可选择的功能，除此之外，还有人提出了应当设置登陆界面，老师检查功能，成绩应当保证准确性还要及时统计等。
7. 页面风格及背景：
四则运算系统是针对小学生的，因此在设置界面的时候应当结合小学生的性格特征，采用小动物其他具有童趣的界面或颜色。
流程图图解：https://www.processon.com/view/link/5ad6beeae4b04691063e62cb
需求分析图解：https://www.processon.com/embed/mind/5ad69043e4b0518eacb9822e
任务三：
目录
1.引言... 2
1.1 编写目的... 2
1.2 背景... 2
1.3 参考资料... 2
2.任务概述... 2
2.1 目标... 2
2.2 针对用户... 4
2.3 假定和约束... 4
3.需求规定... 5
3.1 对功能的规定... 5
3.1.1 主要功能... 5
3.1.2 功能描述（详细）... 5
3.1.3 用户界面... 6
3.1.4 用户场景... 10
3.2 对性能的规定... 12
3.2.1 精度... 12
3.2.2 时间特性要求... 13
3.2.3 灵活性... 13
3.3 输入输出要求... 13
3.4 数据管理能力要求... 13
3.4.1出题及答案表... 13
3.4.2 运算符号表... 14
3.4.3 符号优先级处理表... 14
3.4.4 得分计算表... 14
3.5 故障处理要求... 15
3.6 故障处理要求... 15
3.7 其他要求... 15
4.运行环境规定... 15
4.1 设备... 15
4.2 开发环境... 16
4.3 接口... 16
4.4 控制... 16
5.验收标准... 16
1.引言
1.1 编写目的
本文档的目的是详细地介绍《小学生四则运算练习软件》所包含的需求，使得用户能确认该软件的确切需求以及开发人员能够根据需求设计编码完善产品，以下叙述将结合文字描述，流程图，界面原型以及类图等来描述《小学生四则运算练习软件》的功能，性能，用户界面，运行环境，外部接口以及针对用户操作给出的各种响应。 本文档的预期读者有用户（包括小学生教师、辅导中心教师、学生），开发人员以及跟该项目相关的其他竞争人员和无关人员。
1.2 背景
本文档介绍的软件是《小学生四则运算练习软件》，该软件面向所有的小学生、任小学数学教育的老师和家长。能为小学老师减轻出题负担，同时也可提高效率，大大简化了教师的工作；也能进一步的帮助家长和学生自我监督自我学习。 在如今信息化的时代，无论在某个领域，信息数据已成为重中之重，但要能运用这些信息与数据，数学的基础无容置疑，那运算的能力则为小学生必须掌握的技能。该软件是由学生导师提出，学生自主学习开发。主要是为了解决当前小学生教师、家长以及辅导中心的痛点，即帮助小学生教师、家长以及辅导中心可以快速有效的出题，与此同时保证出题的质量和答案的正确性。以便于高效的提高小学生四则运算的能力。
1.3 参考资料
-
计算机软件需求规格说明书 （GB/T 9385-2008）
-
导师互选系统软件需求规格说明书
2.任务概述
2.1 目标
小学生四则运算练习系统是主要针对小学生教师、家长以及辅导中心快速出题的软件，与此同时可供小学生在线测试以便小学生自主学习，提高运算能力。目前已开发的原型软件已上线进入测试阶段（链接在博文开始处），可供用户登陆选择百以内整数算式、真分数算式两种练习方式（其中将随机出现带括号运算），任选其一将随机生成20道题，系统功能有：(1)统计学生的答题正确率；(2)统计答题时间；(3)通过多轮测试系统自动记录用户每次测试成绩，并绘制成条形图供用户对比，以此描述进步或者退步情况。同时，老师和家长可以实时了解学生的答题及算术情况，老师还可以分析全班学生学习状况，帮助自己的教学。
2.2 针对用户
1.工作量大且任务繁重的小学生老师
2.重视孩子教育的家长
3.针对小学生的辅导班等教育机构
4.自主学习的小学生
2.3 假定和约束
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约束 |
描述 |
|
高级语言 |
该系统主要采用JAVA语言，运用jspringboot技术实现服务端。 |
|
可靠性需求 |
该系统主要针对于小学生的四则运算，题目及答案根据calculate类自动生成，需要注意的问题是答案和题目的匹配度，即正确率，要不然可能会给用户带来错误的暗示或答案。 |
|
并行操作 |
该系统的用户对象为小学教师、家长、辅导中心以及小学生，如果同时多个用户使用，极有可能造成服务器崩溃等问题。 |
假定方面：
1所有针对用户会使用并且愿意使用该软件‘。
2.所有针对用户愿意提前提供用户信息，以便后台导入。
3.老师、家长以及教育机构会关注学生做题的情况。
3.开发团队均掌握开发系统所需的相关知识。
4.开发时间充足。
依赖方面：
1.学生四则运算系统的运行依赖于服务器端的核心计算功能。
2.学生四则运算系统的用户信息依赖于教师的学生信息数据库。
3.学生四则运算系统的运行依赖于移动端的app应用。
3.需求规定
3.1 对功能的规定
3.1.1 主要功能
|
用户 |
优先级 |
用例名 |
用例概述 |
|
小学老师、家长、教育机构、小学生 |
高 |
登陆 |
用户打开系统后，以输入学号和用户名进行登陆 |
|
高 |
进行测试 |
输入学号和用户名以后点击“分数”“整数”选择题目类型进行测试，题数为20 |
|
|
高 |
查看时间 |
用户在测试过程中同步计时开始 |
|
|
高 |
查看成绩 |
答题完成，按“确定”按钮结束答题，系统统计得分 |
|
|
高 |
再来一轮 |
本次答题结束，可选择再次进行测试 |
|
|
高 |
查看成绩柱状图 |
将用户所有答题成绩统计成柱状图形式方便查看答题近况 |
3.1.2 功能描述（详细）
1、用户登录：防止他人做无意义的破坏，为老师、家长以及学生提供良好的学习平台。
2、试题模式：为用户提供百以内整数算式、真分数算式两种练习，可根据自己训练需求自主选择。
3、计时：通过计时方便用户更精准掌握自己真正的运算能力。
4、试题成绩：对用户答题结果进行反馈。
5、多轮测试并计分：通过计分，以多轮测试的方式，便于用户充分的练习已达到提高运算能力的目的。
6、绘制成绩柱状图：将多轮测试的分数以柱状图呈现，便于用户直观感受到自己的进步，可提高学生信心。
3.1.3 用户界面
1.登陆界面，可自行输入学号，姓名，然后挑选做题类型。
2.开始作答界面
3.等分统计界面，统计得分并进行计时
4.柱状图总结
3.1.4 用户场景
3.1.4.1 普通用户
教师、教育机构：（1）在工作中有为学生出题的需求；
（2） 整理辅导资料；
（3） 课堂上对学生进行即时测试；
（4）线下为学生布置家庭作业等
家长：在家为孩子辅导作业时，可让孩子拓展训练。
学生：认识到自己运算能力不足，自己在家自主学习。
3.1.4.2典型用户
教师素材来源——母校 附录音链接
|
姓名 |
朱老师 |
|
年龄 |
38 |
|
性别 |
女 |
|
职业 |
马牧沟初级中学小学部小学四年级数学老师 |
|
知识层次和能力 |
本科毕业，对电脑有一定的了解，能够简单操作各种APP、网站等网络产品 |
|
典型场景 |
这学期学生们要学四则运算了，自己出题十分麻烦，而且即使出题完成，每个学生的答题情况还需要自己花时间全部阅完才可以知道，学生人数多，要想知道每位学生的学习情况还需要逐一对多次考试结果进行分析 |
|
典型描述 |
出题麻烦，阅卷费时，统计费力 |
学生素材来源——家教
|
姓名 |
李** |
|
年龄 |
12 |
|
性别 |
男 |
|
职业 |
小学五年级二班小学生 |
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知识层次和能力 |
小学生，将要学四则运算，学校开设信息技术课，会操作手机，电脑浏览器等 |
|
动机，目的，困难 |
想要熟练掌握四则运算 困难：自主和自制力差，没有老师布置作业，自己不会主动去练习 |
|
兴趣爱好 |
玩游戏、电脑游戏手机游戏通吃 |
|
典型场景 |
新学期开始了，这学期我们要学习四则运算，学好这个知识点最重要的就是要多练习，但是纸质练习册十分枯燥，老师布置完练习题后一般不会给答案，做完要等老师把自己的作业阅完之后才知道自己做的对不对，有时候自己都忘记自己当时是怎么做题的状态了 |
|
典型描述 |
形式枯燥，等待周期长 |
3.2 对性能的规定
3.2.1 精度
本系统涉及到的数据的字段及说明如下：
|
字段 |
精度 |
|
用户名 |
1-10个字符 |
|
密码 |
5-20 个字符，包括大小写字母，数字，下划线 |
|
生成题目 |
正整数，真分数 |
|
题目答案 |
正整数，真分数 |
|
倒计时 |
格式为：您本次用时**秒，精确到秒 |
进行输入时，要确保输入的信息准确性，在输入数据信息时，要保证数据类型符合定义的数据类型，否则会出现异常。本系统涉及的需要用户输入的内容较少，更多的是通过可视化界面的设计，让用户直接点击相应按键满足需求。
3.2.2 时间特性要求
响应时间：启动该系统后，系统就能运行，其中功能部分需要点击按键，有一个系统接收按键动作后的一个即时相应。
更新处理时间：由系统运行状态来决定。
数据的转换和传送时间：学生输入用户信息后保存、测试结果保存入文件当中、柱状分析图从文件当中读取数据要求能够即时响应
3.2.3 灵活性
（1）若用户某题无法计算出，不必编造答案，系统允许答案为空，但不允许输入非数字外其他字符。
（2）当需求发生变化时，该软件的基本操作、运行环境、数据结构等等不会发生太大变化，只是对所需的训练内容稍作修改，即可满足需求。
（3）经过调研，对于该软件的使用用户来说更多的需求是针对于学习内容方面，如调研结果中显示，部分学生反应运算数字过大，原本题目的设计初衷是让学生更熟练的掌握运算法则，数字过大， 学生的注意力转移到了对数字的处理上，没有达到很好的训练效果。诸如此类的用户需求内容的改变，在后期完善设计时只需对系统所产生所产生的随机数进行针对性处理，即可满足需求。
3.3 输入输出要求
输入：用户输入运算题的答案，要求答案是正整数或者分数。
输出：系统根据答案的正确性显示最终答案，并同时在主页面更新此次测试后的条形图，绘制出成绩柱状图。
3.4 数据管理能力要求
3.4.1出题及答案表
|
字段名称 |
中文说明 |
是否为空 |
数据类型 |
长度 |
备注 |
|
Threenum、fournum、fivenum |
生成题目 |
否 |
Int |
32 |
|
|
jisuan |
生成答案 |
是 |
Int |
32 |
无数据默认答案错误 |
3.4.2 运算符号表
|
字段名称 |
中文说明 |
是否为空 |
数据类型 |
长度 |
备注 |
|
Sign |
生成四种运算符 |
否 |
Char |
4 |
将其放入一个数组串中随机产生运算符 |
3.4.3 符号优先级处理
|
字段名称 |
中文说明 |
是否为空 |
返回值 |
长度 |
备注 |
|
HashMap |
运算符优先级处理 |
否 |
|
Char |
根据返回值不同确认优先级不同 |
|
符号名 |
返回值 |
||||
|
“(” |
0 |
||||
|
“+” |
1 |
||||
|
“-” |
1 |
||||
|
“*” |
2 |
||||
|
“/” |
2 |
||||
3.4.4 得分计算表
|
字段名称 |
中文说明 |
是否为空 |
数据类型 |
长度 |
备注 |
|
Summary |
答题得分 |
否 |
Int |
32 |
|
3.5 故障处理要求
本项目涉及数据由设定随机数产生，考虑到用户的主要群体为小学生，系统设定目的在于训练小学生的四则运算，使其掌握四则运算基本规律，因而数据不宜太难，均为1-100以内的整数。对于运算符的确定，设定每一次出现不同的运算符，如产生式（100-71）+91+（42-42）=，切换下一题时运算式为（26+86）*41*（11-11）=，在产生第一个随机化运算符后，第二个运算随机运算符产生并不同于第一次所产生的运算符，保证运算形式的多样化。
3.6 故障处理要求
1.用户在进入答题界面以后，进行作答时，若输入数据类型与所要求类型不符合时，提示用户进行修改。
2.用户在不输入答案时，系统默认错误或者提示用户进行答案输入。
3.用户在未完成本轮测试时，不得出现用户答题状态报告，并提示用户完成后再将用户答题情况进行显示，并进行柱状图的分析。
4.在多用户进行注册登录时，考虑到多人同时访问服务器，服务器是否能正常运行，是否会发生崩溃。
3.7 其他要求
无
4.运行环境规定
4.1 设备
硬件设备：服务器，电脑，手机；
软件设备：windows操作系统，eclipse；
网络设备：网卡、网线。
4.2 开发环境
Windows10 操作系统、Java jdk、eclipse。
4.3 接口
用户接口
用户需要通过浏览器访问服务器的目标端口。服务器其他服务不可占用该web程序端口。
4.4 控制
由于本系统采用目前主流技术，对程序的运行和控制都没有特殊要求。
5.验收标准
测试功能 |
测试项 |
输入/操作 |
检验点 |
预期结果 |
登录功能 |
用户名密码检测 |
单击用户名输入框，输入用户名单击密码框，输入密码点击登录 |
用户名和密码检查 |
用户名密码正确，跳转至主页面。 |
出题功能 |
开始测试 |
点击测试按钮 |
检测测试类型 |
进入测试页面。 |
答题逻辑 |
点击“确定”按钮 |
检测是否提交答案 |
提交答案并且告知分数。 |
|
点击“再来一轮”按钮 |
检测是否进行下一轮 |
进入下一轮答题 |
||
计时功能 |
计时结束后 |
等待计时结束 |
检测时间 |
计时结束自动提交答案 |
绘图功能 |
成绩图表 |
点击“柱状图”按钮 |
检测用户答题记录 |
绘制当前用户的答题图表。 |
