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矢量散点图绘制软件需求分析

1.综合概述

1.1目的

该文档主要给出了矢量散点图绘制软件的整体结构以及功能结构的概貌，试图从整体构架上给出整个系统轮廓的同时描述详细的功能需求、性能需求等。主要目的是更好地使用户和软件开发者双方在软件的初步设想上达成共识，以便于双方就软件功能的实现有更好的交流。特此撰写报告，详细考虑该软件的各方面需求，并进行一定程度的分析，为日后设计编译软件，以及最后确认测试和验收提供基础。

本文档面向多种读者对象：

1. 设计员：根据文档中所提到的需求进行分析，考虑多方面限制，设计出详细并准确的软件计划。
2. 程序员：了解系统功能，明确目标。注意约束，提高编程效率及代码质量，并编写《用户手册》
3. 测试员：根据本文文档编写测试用例、测试计划，并对软件产品进行功能性测试和非功能性测试。
4. 用户：了解预期产品的功能和性能，并与分析人员一起对整个需求进行讨论和协商。

   注：在此工程中，设计员、程序员、测试员均为接受此作业的学生，而老师作为该软件的用户。

在阅读本文档时，首先要了解产品的功能概貌，然后可以根据自身的需求对每一功能进行适当了解。

1.2背景

本次待开发的软件为：基于Web的矢量散点图绘制系统。

该软件主要用于分析大量数据得到两个元素相关性分析。软件需要进行数据分析，并将数据的关系以矢量散点图的形式展示给研究人员。短期内交由接受该任务的学生接手进行开发，最终受用于研究人员这一群体。

用户通过使用该软件在初始网页导入已有数据，根据软件提供的功能对数据进行分析处理，在页面上绘制出矢量散点图。用户可根据页面上展现出的图样以及相关性分析，获取到所输入的数据之间存在的关系信息。

1.3术语

序号	名字	缩写	定义
1	大数据	BD	需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察力和流程优化能力的海量、高增长率和多样化的信息资产。
2	矢量	V	面向对象的图像或绘图图像，在数学上定义为一系列由线连接的点。
3	散点图	S	在回归分析中，数据点在直角坐标系平面上的分布图，散点图表示因变量随自变量而变化的大致趋势，据此可以选择合适的函数对数据点进行拟合。

2.任务概述

2.1目标

我们的主要目的是开发一款基于web页面绘制矢量散点图的软件。在初始页面中上传基因的矢量数据，点击生成表现例如两个基因相关性的散点图，散点图下方展示所有数据的散点样式，鼠标移动到散点图上显示点的详细信息。通过该矢量散点图，我们可以大致画出其相关性曲线，表示这两个基因的关系，已达到分析基因的目的。

我们会在后面提出详细的软件功能说明，确定设计限定条件，规定具体的性能需求，尽量在最短的期限内开发出这款辅助研究人员进行数据分析的矢量散点图绘制软件。 > 包括尽量减少数据处理的耗时，人员工作效率的提高。

2.2系统用户特点

本软件所面向的用户是需要进行大数据分析的研究人员，软件操作简单，但需要用户提前测量测试数据，并将其以规定的格式写入规定文件才可以在最后导入页面生成散点图。

2.3假定和约束

1. 该软件基于web页面，且数据量庞大，其图像生成速度及展现效果受数据量以及浏览器运行速度的影响。
2. 建议该系统的运行寿命约5年。
3. 该软件的运行的速度受到当前编程语言以及我们开发人员的编程能力限制。

3.需求规定

3.1功能说明

3.1.1文档需求

文档是用来存储和修改数据，人们在日常生活中也经常利用文档来传输和分析数据。文档同时也可以理解为一个处理数据的媒介或手段。而这款软件需要我们实现数据与图像之间的转换，那么首先就需要从上传的文档中读取数据。用户在文档中存储数据，继而上传文档进行转换，那么关于文档的内容、大小、可读性、上传速度等都需要纳入制作该软件的考虑范围。

1. 数据的准确性: 最终展示出来的散点图是由准确的数据构成的。为了保证数据的准确性，所以我们需要舍弃一些不准确的数据。

2. 数据的可读性: 确保数据都是可读的。只有数据是可读状态，才可以进行绘制散点图等操作，从而进行分析。因此我们要确保文档的规范性，比如以哪几种规定的文档格式进行上传。对于不可读的数据，进行舍弃操作。

3. 文档的大小： 文档的大小不会对上传速度产生很大影响。由于一个文档的大小很大程度上决定了文档上传的速度，因此为了减少影响，我们需要进行优化算法等，直至优化结束。

4. 交互页面的友好性： 上传文档网页需要一个友好的交互界面。建立一个友好的交互页面，使用户能够有较好的用户体验。

3.1.2数图转换需求

数模转换，是通过给定的数据进行转换，变成我们需要的模型。数据用来定量地描述各个数据的特征，但是大量的数据无法直观并且全面的观察其总体的特征，这时将数据以模型形式展现在我们面前，就能更快地、更直观地、更准确地观察出其特点。本软件通过上传的文档来进行转换，使之以散点图形式呈现出来，同时观察其相关性等关系。

1. 显示每点的坐标： 散点图上的每一点都有相关信息，我们需要其显示出来。用户用鼠标划过散点图时，需要了解每个点的信息，这样能够更加直观清晰的体现出该数据的具体信息以及特点。

2. 能够区分不同的点： 散点图上有很多点集中分布，对于不同的点需要区别开来。不同的点代表不同的信息，将其区分开来能让画面更加直观清晰，用户体验提高。因此我们可以为每一个不同的点进行不同颜色的填充，从而进行区分。

3. 相关性的计算： 对于所呈现出来的散点图，能够计算其相关系数。相关系数能够直观地体现他们的关系。通过计算相关系数，来描述他们的相关性特征，从而确定他们的关系。

3.2非功能性需求

1. 系统性能：响应时间：在上传n个数据的情况下，响应时间不超过n/1000秒，在高峰时段不超过3n/1000秒。
2. 数据安全：软件没有数据库支持，数据只在生成散点图时被利用，是一次性的生成图像，用户关闭网页后数据将随之被清除。
3. 易用性：易理解性及易操作性，软件功能简洁并在网页上有介绍说明，只需上传相应数据文件即可生成散点图，并对无法解析的数据文件进行错误提醒。数据相关性展示页面清晰明了，并需要考虑到大数据情况下的显示不冗杂。
4. 兼容性：web页面支持在360浏览器，谷歌浏览器，搜狐等多款浏览器上显示，并尽量不造成显示的延迟。

3.3交互界面

数据传输界面：在这个界面上，首先我们需要向用户说明我们这个软件的详细功能，需要写明我们的软件的具体功能，能实现的展示效果，以及对上传的数据文件格式的要求。下方提供一个数据上传入口，用于上传指定的数据文件，如json，生成按钮开始生成矢量散点图,进入散点图展示界面。

散点图展示界面：在这个界面上，上半部分我们将会显示一个有二维坐标轴和图例的矢量散点图，数据文件的全部内容将通过散点显示，鼠标移动到各点上显示该点的详细信息（坐标）。下半部分显示我们的通过散点得出的最终的数据相关性结论

4.软件测试

4.1测试

反复检查并理解各种信息，同用户交流，理解他们的需求。具体根据下述步骤：

1. 确定软件提供的主要商业任务：为实现实验室研究人员实现大数据矢量散点化，可视化地反映数据之间的关系。
2. 确定会产生重大意外的压力测试：因此程序仅提供在网页上的功能，对内存与硬盘空间要求较低，消耗较少。
3. 确定应用需要处理的数据量：此程序在同一时间需处理至少5000的数据。测试阶段为测试软件的精确度和负载能力，将会分别选用多组少量数据和多组超量数据。
4. 确定软件和硬件配置。通常情况下，选择最低性能的硬件、几个有兼容性问题的软件并存、客户端机器通过最慢的LAN\WANF连接访问服务器。
5. 确定没有隐含在功能测试中的用户界面要求。大多数界面都在功能测试时被测试到。还有没有测到，如：操作显示的一致性，如使用快捷键等：界面遵从合理标准，如按钮大小，标签等。

4.2测试计划

序号	功能名称	详细操作	检验情况
1	导入数据	将测试数据存储成规定格式，并通过特定功能键上传至软件。
2	分析数据、绘制散点图	点击功能按钮，对导入系统的数据进行处理，再网页界面显示关系散点图。显示标准图例。
3	显示数据与坐标	将鼠标移动至绘制出的散点图中的各个点，停留一两秒钟显示所指点的数据与坐标。
4	相关性分析	点击相关性分析的按钮，显示输入数据的相关性。

5.尚需解决的问题

再需求分析阶段必须解决但尚未解决的问题

编号	尚需解决的问题	预备解决的方案