軟件工程 第03章

1、湖北大學(xué)湖北大學(xué) 第第3章章 計算機系統(tǒng)工程計算機系統(tǒng)工程 3.1 計算機系統(tǒng)工程的概念計算機系統(tǒng)工程的概念 3.2 系統(tǒng)的可行性研究系統(tǒng)的可行性研究 3.3 系統(tǒng)模型系統(tǒng)模型 3.4 系統(tǒng)規(guī)格說明與評審系統(tǒng)規(guī)格說明與評審 湖北大學(xué)湖北大學(xué) 計算機的系統(tǒng)是由硬件、軟件、人、文檔、數(shù)計算機的系統(tǒng)是由硬件、軟件、人、文檔、數(shù) 據(jù)庫、過程等系統(tǒng)要素就構(gòu)成的。據(jù)庫、過程等系統(tǒng)要素就構(gòu)成的。 若不考慮系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能，基于計算機的若不考慮系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能，基于計算機的 系統(tǒng)可用輸入系統(tǒng)可用輸入-處理處理-輸出（輸出（IPO）模型表示。其中：）模型表示。其中： I（Input）指信息的輸入；）指信息的

2、輸入； P（Process）指對信息的處理；）指對信息的處理； O（Output）指信息的輸出。）指信息的輸出。 湖北大學(xué)湖北大學(xué) 基于計算機的系統(tǒng)的要素及其間的關(guān)系基于計算機的系統(tǒng)的要素及其間的關(guān)系 人人 硬件硬件 軟件軟件 文檔文檔 過程過程 數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫 系統(tǒng)系統(tǒng) 輸輸 入入 輸輸 出出 基于計算機的系統(tǒng)基于計算機的系統(tǒng) 湖北大學(xué)湖北大學(xué) 3.1 計算機系統(tǒng)工程的概念 v 計算機系統(tǒng)工程是用工程、科學(xué)和數(shù)學(xué)的原則與方法研制計算機系統(tǒng)工程是用工程、科學(xué)和數(shù)學(xué)的原則與方法研制 基于計算機的系統(tǒng)的有關(guān)技術(shù)、方法和過程?；谟嬎銠C的系統(tǒng)的有關(guān)技術(shù)、方法和過程。 v 計算機系統(tǒng)工程是一種從系統(tǒng)層面

3、上的問題求解活動。在計算機系統(tǒng)工程是一種從系統(tǒng)層面上的問題求解活動。在 開始構(gòu)造一個新的基于計算機的系統(tǒng)時：開始構(gòu)造一個新的基于計算機的系統(tǒng)時： 計算機系統(tǒng)工程師（系統(tǒng)分析人員和系統(tǒng)開發(fā)人員）首先根計算機系統(tǒng)工程師（系統(tǒng)分析人員和系統(tǒng)開發(fā)人員）首先根 據(jù)用戶定義的系統(tǒng)目標(biāo)和約束條件進行系統(tǒng)可行性研究和據(jù)用戶定義的系統(tǒng)目標(biāo)和約束條件進行系統(tǒng)可行性研究和 系統(tǒng)需求分析。系統(tǒng)需求分析。 系統(tǒng)工程師將系統(tǒng)功能和性能分配到系統(tǒng)各要素之中。系統(tǒng)工程師將系統(tǒng)功能和性能分配到系統(tǒng)各要素之中。 應(yīng)提出多種預(yù)選的方案應(yīng)提出多種預(yù)選的方案 湖北大學(xué)湖北大學(xué) 3.1.1 硬件工程 q硬件工程師根據(jù)系統(tǒng)硬件需求設(shè)計、制

4、造或選擇主硬件工程師根據(jù)系統(tǒng)硬件需求設(shè)計、制造或選擇主 機、外部設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等硬部件或設(shè)備。硬件工機、外部設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等硬部件或設(shè)備。硬件工 程師可通過硬件工程來實現(xiàn)硬件系統(tǒng)。程師可通過硬件工程來實現(xiàn)硬件系統(tǒng)。 q劃分為硬件定義、設(shè)計、制造與銷售維修三個階段劃分為硬件定義、設(shè)計、制造與銷售維修三個階段 湖北大學(xué)湖北大學(xué) 圖圖3-1-2 硬件工程硬件工程 設(shè)計設(shè)計 分析分析 建造原型建造原型 測試測試 制造制造 分析分析 制制 造造再加工再加工 經(jīng)經(jīng) 銷銷 評審評審 評審評審 評審評審評審評審 評審評審 成本成本 進度進度 硬件規(guī)格說硬件規(guī)格說 明明 設(shè)計設(shè)計 草圖草圖 設(shè)計圖設(shè)計圖 原型原

5、型 硬件功硬件功 能能 評審評審 維修組織維修組織 分析分析 結(jié)果結(jié)果 設(shè)計設(shè)計 結(jié)果結(jié)果 制定開制定開 發(fā)計劃發(fā)計劃 硬件需硬件需 求分析求分析 湖北大學(xué)湖北大學(xué) 3.1.2 軟件工程軟件工程 q 論證階段：系統(tǒng)工程師應(yīng)論證階段：系統(tǒng)工程師應(yīng)確定確定系統(tǒng)對軟件的系統(tǒng)對軟件的功能和性能功能和性能的的 要求，這將成為軟件需求分析的基礎(chǔ)。要求，這將成為軟件需求分析的基礎(chǔ)。 q 功能和性能進行功能和性能進行詳細的需求分析詳細的需求分析，進行軟件，進行軟件總體結(jié)構(gòu)設(shè)計總體結(jié)構(gòu)設(shè)計。 在此基礎(chǔ)上應(yīng)盡力尋求可重用軟部件來支持軟件的詳細設(shè)在此基礎(chǔ)上應(yīng)盡力尋求可重用軟部件來支持軟件的詳細設(shè) 計和編碼。計和編碼

6、。 q 按照功能，軟部件可劃分為按照功能，軟部件可劃分為 系統(tǒng)軟件：實現(xiàn)系統(tǒng)各要素的控制、交互和通用信息處理等功系統(tǒng)軟件：實現(xiàn)系統(tǒng)各要素的控制、交互和通用信息處理等功 能；能； 應(yīng)用軟件：實現(xiàn)專用信息處理等功能。應(yīng)用軟件：實現(xiàn)專用信息處理等功能。 湖北大學(xué)湖北大學(xué) 3.1.2 軟件工程軟件工程 q軟件在基于計算機的系統(tǒng)的軟件在基于計算機的系統(tǒng)的IPO模型的各個部分都模型的各個部分都 起著重要的作用。其主要作用有：起著重要的作用。其主要作用有： 實現(xiàn)系統(tǒng)的輸入和輸出。實現(xiàn)系統(tǒng)的輸入和輸出。 有必要，可設(shè)置與數(shù)據(jù)庫的接口，支持系統(tǒng)對數(shù)據(jù)有必要，可設(shè)置與數(shù)據(jù)庫的接口，支持系統(tǒng)對數(shù)據(jù) 庫的訪問。庫的訪

7、問。 軟件通過一系列的算法和操作控制程序使各個系統(tǒng)軟件通過一系列的算法和操作控制程序使各個系統(tǒng) 要素有條不紊地工作，從而實現(xiàn)系統(tǒng)的功能和性能。要素有條不紊地工作，從而實現(xiàn)系統(tǒng)的功能和性能。 湖北大學(xué)湖北大學(xué) 圖圖3-1-3 軟件工程軟件工程 制定軟件制定軟件 開發(fā)計劃開發(fā)計劃 數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)和 結(jié)構(gòu)分析結(jié)構(gòu)分析 過程設(shè)計過程設(shè)計 維維 護護 評審評審評審評審 評審評審評審評審 評審評審 項目計劃項目計劃 需求規(guī)格說明驗收測需求規(guī)格說明驗收測 試計劃初步用戶手冊試計劃初步用戶手冊 概要設(shè)計規(guī)格說明概要設(shè)計規(guī)格說明 集成測試計劃集成測試計劃 需求分析原型設(shè)計需求分析原型設(shè)計 原型原型 軟件軟件 功能功

8、能 評審評審 分析分析 結(jié)果結(jié)果 原型原型 詳細設(shè)計規(guī)格說明詳細設(shè)計規(guī)格說明 單元測試計劃單元測試計劃 編碼編碼 程序程序 源代碼源代碼 單元、集成單元、集成 驗收測試驗收測試 評審評審 測試過程測試過程 測試報告測試報告 返回到前面返回到前面 返回到前面返回到前面 返回到前面返回到前面 開發(fā)開發(fā) 結(jié)果結(jié)果 提提 交交 經(jīng)經(jīng) 銷銷 被修改的被修改的 源代碼源代碼 被修改被修改 的文檔的文檔 用戶用戶 文檔文檔 可運行可運行 程序程序 湖北大學(xué)湖北大學(xué) 1軟件項目定義部分軟件項目定義部分 該部分由制定軟件項目開發(fā)計劃、需求分析該部分由制定軟件項目開發(fā)計劃、需求分析2個階個階 段組成，主要完成以下

9、段組成，主要完成以下4項任務(wù)：項任務(wù)： 1）制定軟件項目計劃。軟件工作范圍、風(fēng)險分析、）制定軟件項目計劃。軟件工作范圍、風(fēng)險分析、 提出項目開發(fā)所需資源、成本和進度估算，進而進提出項目開發(fā)所需資源、成本和進度估算，進而進 行可行性論證，生成軟件項目計劃并經(jīng)過技術(shù)和管行可行性論證，生成軟件項目計劃并經(jīng)過技術(shù)和管 理評審。理評審。 2）軟件需求分析和定義。）軟件需求分析和定義。 3）制定驗收準則，測試計劃。）制定驗收準則，測試計劃。 4）生成軟件需求規(guī)格說明，評審后生效，作為軟件）生成軟件需求規(guī)格說明，評審后生效，作為軟件 開發(fā)和軟件產(chǎn)品驗收的依據(jù)。開發(fā)和軟件產(chǎn)品驗收的依據(jù)。 湖北大學(xué)湖北大學(xué) 1

10、. 系統(tǒng)流程圖的作用系統(tǒng)流程圖的作用 系統(tǒng)流程圖是描述物理系統(tǒng)的工具。通過畫出系統(tǒng)流程圖 來了解要開發(fā)的項目的大概處理流程、 范圍和功能等。 系統(tǒng) 流程圖不僅能用于可行性研究，還能用于需求分析階段。 系統(tǒng)流程圖可用圖形符號來表示系統(tǒng)中的各個元素， 例 如，人工處理、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)庫、文件和設(shè)備等。它表達了 系統(tǒng)中各個元素之間的信息流動的情況。 一個具體實現(xiàn)的系統(tǒng)，也就一個具體實現(xiàn)的系統(tǒng)，也就 是描述一個單位、組織的信是描述一個單位、組織的信 息處理的具體實現(xiàn)的系統(tǒng)。息處理的具體實現(xiàn)的系統(tǒng)。 系統(tǒng)流程圖系統(tǒng)流程圖 湖北大學(xué)湖北大學(xué) 畫系統(tǒng)流程圖時，首先要搞清業(yè)務(wù)處理過程以及處理中的 各個元素，同

11、時選擇相應(yīng)的符號來代表系統(tǒng)中的各個元素。所 畫的系統(tǒng)流程圖要反映出系統(tǒng)的處理流程。 在進行可行性研究過程中，要以概括的形式描述現(xiàn)有系統(tǒng) 的高層邏輯模型，并通過概要的設(shè)計變成所建議系統(tǒng)的物理模 型， 可以用系統(tǒng)流程圖來描述所建議系統(tǒng)的物理模型。 2. 系統(tǒng)流程圖的符號系統(tǒng)流程圖的符號 系統(tǒng)流程圖的符號如表 2 - 1 所示。 湖北大學(xué)湖北大學(xué) 湖北大學(xué)湖北大學(xué) 湖北大學(xué)湖北大學(xué) 3.系統(tǒng)流程圖的示例系統(tǒng)流程圖的示例 以某工廠的庫房管理為例 某工廠有一個庫房， 存放該廠生產(chǎn)需要的物品， 庫房中的各 種物品的數(shù)量及各種物品庫存量臨界值等數(shù)據(jù)記錄在庫存文件 上，當(dāng)庫房中物品數(shù)量有變化時，應(yīng)更新庫存文件

12、。若某種物 品的庫存量少于庫存臨界值，則報告采購部門以便其訂貨， 每天向采購部門送一份采購報告。 庫房可使用一臺微機處理更新庫存文件和產(chǎn)生訂貨報告的 任務(wù)。物品的發(fā)放和接受稱為變更記錄，由鍵盤錄入到微機中。 系統(tǒng)中的庫存管理模塊對變更記錄進行處理，更新存儲在磁盤 上的庫存文件，并把訂貨信息記錄到聯(lián)機存儲中。每天由報告 生成模塊讀一次訂貨信息，并打印出訂貨報告。 湖北大學(xué)湖北大學(xué) 庫存管理系統(tǒng)的系統(tǒng)流程圖庫存管理系統(tǒng)的系統(tǒng)流程圖 庫存管理模塊輸入變更記錄報告生成模塊訂貨信息 訂貨報告 庫存 湖北大學(xué)湖北大學(xué) 2軟件開發(fā)部分的任務(wù)軟件開發(fā)部分的任務(wù) 軟件開發(fā)部分的任務(wù)是將系統(tǒng)對軟件的需求轉(zhuǎn)換成可操

13、作軟件開發(fā)部分的任務(wù)是將系統(tǒng)對軟件的需求轉(zhuǎn)換成可操作 的系統(tǒng)要素，即軟件。的系統(tǒng)要素，即軟件。 該部分由總體設(shè)計、過程設(shè)計和編碼該部分由總體設(shè)計、過程設(shè)計和編碼3個階段組成。個階段組成。 1）軟件總體設(shè)計階段）軟件總體設(shè)計階段 軟件總體設(shè)計是指軟件總體結(jié)構(gòu)設(shè)計和數(shù)據(jù)設(shè)計，該階段軟件總體設(shè)計是指軟件總體結(jié)構(gòu)設(shè)計和數(shù)據(jù)設(shè)計，該階段 的主要任務(wù)是：的主要任務(wù)是： 設(shè)計軟件的模塊結(jié)構(gòu)。設(shè)計軟件的模塊結(jié)構(gòu)。 定義接口并建立數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。定義接口并建立數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 生成概要設(shè)計規(guī)格說明和組裝測試計劃。生成概要設(shè)計規(guī)格說明和組裝測試計劃。 評審概要設(shè)計的質(zhì)量，重點評審總體設(shè)計是否評審概要設(shè)計的質(zhì)量，重點評審總體設(shè)

14、計是否 支持軟件需求規(guī)格說明的完全性和可追蹤性。支持軟件需求規(guī)格說明的完全性和可追蹤性。 湖北大學(xué)湖北大學(xué) 2軟件開發(fā)部分的任務(wù) 2）軟件過程設(shè)計階段）軟件過程設(shè)計階段主要任務(wù)是：主要任務(wù)是： 對概要設(shè)計規(guī)格說明中的每一個模塊的過程對概要設(shè)計規(guī)格說明中的每一個模塊的過程 進行詳細的描述。進行詳細的描述。 制定單元測試計劃。生成詳細設(shè)計規(guī)格說明。制定單元測試計劃。生成詳細設(shè)計規(guī)格說明。 對詳細設(shè)計的階段產(chǎn)品進行評審。對詳細設(shè)計的階段產(chǎn)品進行評審。 3）編碼階段）編碼階段任務(wù)是：任務(wù)是： 用選定的編程語言將每一個模塊的詳細過程描述轉(zhuǎn)換成程用選定的編程語言將每一個模塊的詳細過程描述轉(zhuǎn)換成程 序。應(yīng)注

15、意良好的編程風(fēng)格、簡潔性和自文檔化，同時還序。應(yīng)注意良好的編程風(fēng)格、簡潔性和自文檔化，同時還 應(yīng)保持與過程設(shè)計的可跟蹤性。應(yīng)保持與過程設(shè)計的可跟蹤性。 湖北大學(xué)湖北大學(xué) 3軟件產(chǎn)品的驗證、提交、經(jīng)銷與維護部分軟件產(chǎn)品的驗證、提交、經(jīng)銷與維護部分 1）軟件驗證階段的主要任務(wù)是：）軟件驗證階段的主要任務(wù)是： 軟件開發(fā)人員根據(jù)單元測試計劃對每一個軟件開發(fā)人員根據(jù)單元測試計劃對每一個 模塊進行單元測試，驗證模塊的功能是否模塊進行單元測試，驗證模塊的功能是否 正確且符合設(shè)計要求。正確且符合設(shè)計要求。 組織開發(fā)人員和專門的軟件測試工程師組織開發(fā)人員和專門的軟件測試工程師 對軟件進行綜合測試，測試軟件總體結(jié)

16、構(gòu)對軟件進行綜合測試，測試軟件總體結(jié)構(gòu) 和接口是否滿足設(shè)計要求，測試各軟部件和接口是否滿足設(shè)計要求，測試各軟部件 是否滿足相應(yīng)的軟件功能需求和性能需求。是否滿足相應(yīng)的軟件功能需求和性能需求。 組織專家、用戶和客戶對測試結(jié)果進行評審。組織專家、用戶和客戶對測試結(jié)果進行評審。 湖北大學(xué)湖北大學(xué) 3軟件產(chǎn)品的驗證、提交、經(jīng)銷與維護部分軟件產(chǎn)品的驗證、提交、經(jīng)銷與維護部分 2）軟件的提交與經(jīng)銷的主要任務(wù)是：）軟件的提交與經(jīng)銷的主要任務(wù)是： 開發(fā)正式的用戶手冊、對文檔進行分類、整理、開發(fā)正式的用戶手冊、對文檔進行分類、整理、 歸檔，建立配置控制機制。歸檔，建立配置控制機制。 將軟件提交給用戶，必要時應(yīng)負

17、責(zé)把軟件安裝將軟件提交給用戶，必要時應(yīng)負責(zé)把軟件安裝 到用戶的環(huán)境中。到用戶的環(huán)境中。 3）軟件維護的任務(wù)是：）軟件維護的任務(wù)是： 修正軟件在運行中發(fā)現(xiàn)的錯誤、改善軟件的功能和性修正軟件在運行中發(fā)現(xiàn)的錯誤、改善軟件的功能和性 能、適應(yīng)軟件運行環(huán)境的變化、提高軟件的可維護性能、適應(yīng)軟件運行環(huán)境的變化、提高軟件的可維護性 和可靠性等等。和可靠性等等。 以上所介紹的就是將系統(tǒng)工程的觀點和方法引入軟件以上所介紹的就是將系統(tǒng)工程的觀點和方法引入軟件 工程，用于指導(dǎo)軟件的開發(fā)。工程，用于指導(dǎo)軟件的開發(fā)。 湖北大學(xué)湖北大學(xué) 3.1.3 人機工程人機工程 目前，友好的目前，友好的“人機界面人機界面”（HCI，

18、Human Computer Interface）已成為基于計算機的系）已成為基于計算機的系 統(tǒng)的一項重要的技術(shù)指標(biāo)。因此，開發(fā)人機界統(tǒng)的一項重要的技術(shù)指標(biāo)。因此，開發(fā)人機界 面的人機工程已經(jīng)成為開發(fā)基于計算機的系統(tǒng)面的人機工程已經(jīng)成為開發(fā)基于計算機的系統(tǒng) 的一個重要組成部分。的一個重要組成部分。 要設(shè)計出高質(zhì)量的人機界面，不僅涉及到計算要設(shè)計出高質(zhì)量的人機界面，不僅涉及到計算 機技術(shù)，還涉及到美學(xué)、心理學(xué)等人文科學(xué)知機技術(shù)，還涉及到美學(xué)、心理學(xué)等人文科學(xué)知 識。識。 湖北大學(xué)湖北大學(xué) 活動活動 分析分析 動作定動作定 義和設(shè)計義和設(shè)計 動作動作 實現(xiàn)實現(xiàn) 用戶環(huán)用戶環(huán) 境設(shè)計境設(shè)計 原型原型

19、 設(shè)計設(shè)計 人機界面人機界面 開發(fā)開發(fā) Step ： 人機界面開發(fā)過程的主要人機界面開發(fā)過程的主要5個步驟：個步驟： 湖北大學(xué)湖北大學(xué) 3.1.4 數(shù)據(jù)庫工程 必有硬件工程、軟件工程和人機工程三部分。必有硬件工程、軟件工程和人機工程三部分。 在以信息處理為核心的基于計算機的系統(tǒng)中，在以信息處理為核心的基于計算機的系統(tǒng)中， 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)也是其重要的組成部分。它將系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)也是其重要的組成部分。它將系統(tǒng) 硬件、軟件、數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫管理員組合起來為硬件、軟件、數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫管理員組合起來為 用戶提供信息服務(wù)。用戶提供信息服務(wù)。 數(shù)據(jù)庫工程就是指開發(fā)、運行和管理數(shù)據(jù)庫系數(shù)據(jù)庫工程就是指開發(fā)、運行和管理數(shù)

20、據(jù)庫系 統(tǒng)的工程，它也是一個復(fù)雜而獨特的軟件工程統(tǒng)的工程，它也是一個復(fù)雜而獨特的軟件工程 項目。項目。 湖北大學(xué)湖北大學(xué) 數(shù)據(jù)庫工程完成的主要任務(wù)數(shù)據(jù)庫工程完成的主要任務(wù) 1）調(diào)查用戶對信息和信息處理的需求，進行可行）調(diào)查用戶對信息和信息處理的需求，進行可行 性論證，進行成本、進度估算，制定項目計劃。性論證，進行成本、進度估算，制定項目計劃。 2）選擇支持數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的硬件和軟件。特別是）選擇支持數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的硬件和軟件。特別是 DBMS，它支持數(shù)據(jù)的查詢、維護和分析，是管，它支持數(shù)據(jù)的查詢、維護和分析，是管 理數(shù)據(jù)庫的工具，為數(shù)據(jù)庫的設(shè)計和使用提供了理數(shù)據(jù)庫的工具，為數(shù)據(jù)庫的設(shè)計和使用提供了 方

21、便。在選擇方便。在選擇DBMS時，還應(yīng)考慮支持其運行的時，還應(yīng)考慮支持其運行的 操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。 3）數(shù)據(jù)庫設(shè)計與實現(xiàn)。）數(shù)據(jù)庫設(shè)計與實現(xiàn)。 4）數(shù)據(jù)的收集與存儲。）數(shù)據(jù)的收集與存儲。 5）運行、管理與維護。）運行、管理與維護。 湖北大學(xué)湖北大學(xué) 3.2 可行性研究任務(wù)及步驟 1可行性研究的任務(wù)可行性研究的任務(wù) 可行性研究的目的，就是用可行性研究的目的，就是用最小的代價最小的代價在在盡可能短的盡可能短的 時間時間內(nèi)確定問題是否能夠解決。內(nèi)確定問題是否能夠解決。 怎樣達到這個目的呢？當(dāng)然不能靠主觀猜想而只能靠怎樣達到這個目的呢？當(dāng)然不能靠主觀猜想而只能靠 客觀分析。必須分

22、析幾種主要的可能解法的利弊，從客觀分析。必須分析幾種主要的可能解法的利弊，從 而判定原定的系統(tǒng)規(guī)模和目標(biāo)是否實現(xiàn)，系統(tǒng)完成后而判定原定的系統(tǒng)規(guī)模和目標(biāo)是否實現(xiàn)，系統(tǒng)完成后 所能帶來的效益是否大到值得投資開發(fā)這個系統(tǒng)的程所能帶來的效益是否大到值得投資開發(fā)這個系統(tǒng)的程 度。度。 因此，可行性研究實質(zhì)上是要進行一次大大壓縮簡化因此，可行性研究實質(zhì)上是要進行一次大大壓縮簡化 了的系統(tǒng)分析和設(shè)計的過程，也就是在較高層次上以了的系統(tǒng)分析和設(shè)計的過程，也就是在較高層次上以 較抽象的方式進行的系統(tǒng)分析和設(shè)計的過程。較抽象的方式進行的系統(tǒng)分析和設(shè)計的過程。 湖北大學(xué)湖北大學(xué) 1.可行性研究的任務(wù)可行性研究的任務(wù)

23、 1）經(jīng)濟可行性研究：進行成本效益分析，及對其他產(chǎn)品或利）經(jīng)濟可行性研究：進行成本效益分析，及對其他產(chǎn)品或利 潤的影響。潤的影響。 2）技術(shù)可行性研究）技術(shù)可行性研究 3）運行、操作可行性研究：運行方式在用戶單位是否可以有）運行、操作可行性研究：運行方式在用戶單位是否可以有 效地實施，是否與原有其他系統(tǒng)相矛盾；系統(tǒng)的操作規(guī)程效地實施，是否與原有其他系統(tǒng)相矛盾；系統(tǒng)的操作規(guī)程 在用戶單位內(nèi)是否可行，它包括人事、科技政策、管理方在用戶單位內(nèi)是否可行，它包括人事、科技政策、管理方 法等。法等。 4）法律可行性研究）法律可行性研究 5）開發(fā)方案的選擇）開發(fā)方案的選擇 湖北大學(xué)湖北大學(xué) 2.可行性研究的

24、步驟可行性研究的步驟 1）復(fù)查初步分析結(jié)果。）復(fù)查初步分析結(jié)果。 對系統(tǒng)初步的分析結(jié)果和報告書進行復(fù)查，改正含糊對系統(tǒng)初步的分析結(jié)果和報告書進行復(fù)查，改正含糊 或不確切的敘述，重新確定系統(tǒng)目標(biāo)與規(guī)模，清晰地描述或不確切的敘述，重新確定系統(tǒng)目標(biāo)與規(guī)模，清晰地描述 對系統(tǒng)的所有約束條件。對系統(tǒng)的所有約束條件。 2）研究現(xiàn)有的系統(tǒng)。）研究現(xiàn)有的系統(tǒng)。 找出其基本功能和信息，指出其缺點或局限性。找出其基本功能和信息，指出其缺點或局限性。3）導(dǎo)出新系統(tǒng)高層邏輯模型。）導(dǎo)出新系統(tǒng)高層邏輯模型。 用某種圖形工具導(dǎo)出系統(tǒng)高層邏輯模型，并與現(xiàn)有系用某種圖形工具導(dǎo)出系統(tǒng)高層邏輯模型，并與現(xiàn)有系 統(tǒng)進行比較。統(tǒng)進行

25、比較。 4）導(dǎo)出新系統(tǒng)的高層次物理解法，提出多個供選擇的方）導(dǎo)出新系統(tǒng)的高層次物理解法，提出多個供選擇的方 案，并對每一個方案的經(jīng)濟可行性、技術(shù)可行性、運行和案，并對每一個方案的經(jīng)濟可行性、技術(shù)可行性、運行和 操作可行性等進行分析比較。操作可行性等進行分析比較。 5）推薦建議的方案。）推薦建議的方案。 如果系統(tǒng)分析員認為值得開發(fā)，則應(yīng)指出開發(fā)的價值、如果系統(tǒng)分析員認為值得開發(fā)，則應(yīng)指出開發(fā)的價值、 推薦方案的理由并為推薦的系統(tǒng)草擬一份開發(fā)計劃；若分推薦方案的理由并為推薦的系統(tǒng)草擬一份開發(fā)計劃；若分 析員認為不值得開發(fā)，也應(yīng)拿出充分的理由。并提交可行析員認為不值得開發(fā)，也應(yīng)拿出充分的理由。并提交

26、可行 性研究報告等全部文檔。性研究報告等全部文檔。 6）評審、復(fù)審和決策。）評審、復(fù)審和決策。 可行性研究最后要通過技術(shù)評審和管理復(fù)審，開發(fā)方和可行性研究最后要通過技術(shù)評審和管理復(fù)審，開發(fā)方和 客戶方或使用部門負責(zé)人根據(jù)成本客戶方或使用部門負責(zé)人根據(jù)成本-效益分析等各項可行效益分析等各項可行 性研究的結(jié)論，決策是否繼續(xù)這項工程。性研究的結(jié)論，決策是否繼續(xù)這項工程。 湖北大學(xué)湖北大學(xué) 3.2.2 經(jīng)濟可行性 開發(fā)一個基于計算機的系統(tǒng)是為了獲取較好的經(jīng)濟開發(fā)一個基于計算機的系統(tǒng)是為了獲取較好的經(jīng)濟 效益和社會效益。因此對待開發(fā)系統(tǒng)的經(jīng)濟可行性效益和社會效益。因此對待開發(fā)系統(tǒng)的經(jīng)濟可行性 的論證（其

27、中主要是成本的論證（其中主要是成本-效益分析）是可行性研效益分析）是可行性研 究的重要內(nèi)容。究的重要內(nèi)容。 成本成本-效益分析效益分析可用于評估系統(tǒng)的經(jīng)濟合理性、給可用于評估系統(tǒng)的經(jīng)濟合理性、給 出系統(tǒng)開發(fā)的成本估算，并將估算的成本與可獲得出系統(tǒng)開發(fā)的成本估算，并將估算的成本與可獲得 的利潤進行對比，從經(jīng)濟角度論證待開發(fā)系統(tǒng)是否的利潤進行對比，從經(jīng)濟角度論證待開發(fā)系統(tǒng)是否 可行?？尚小?經(jīng)濟效益經(jīng)濟效益指應(yīng)用系統(tǒng)可為用戶增加的收入。指應(yīng)用系統(tǒng)可為用戶增加的收入。 社會效益社會效益指應(yīng)用系統(tǒng)給社會帶來的好處。指應(yīng)用系統(tǒng)給社會帶來的好處。 湖北大學(xué)湖北大學(xué) 1成本估算成本估算 基于計算機系統(tǒng)的成本

28、主要由基于計算機系統(tǒng)的成本主要由4部分組成：部分組成： 購置并安裝軟硬件及有關(guān)設(shè)備的費用。購置并安裝軟硬件及有關(guān)設(shè)備的費用。 系統(tǒng)開發(fā)費用。系統(tǒng)開發(fā)費用。 系統(tǒng)安裝、運行和維護費用。系統(tǒng)安裝、運行和維護費用。 人員培訓(xùn)費用。人員培訓(xùn)費用。 湖北大學(xué)湖北大學(xué) 2成本-效益分析 v成本成本-效益分析效益分析是指待開發(fā)系統(tǒng)的總成本與其將帶是指待開發(fā)系統(tǒng)的總成本與其將帶 來的經(jīng)濟效益進行比較，從經(jīng)濟角度分析該系統(tǒng)來的經(jīng)濟效益進行比較，從經(jīng)濟角度分析該系統(tǒng) 是否值得投資開發(fā)。是否值得投資開發(fā)。 湖北大學(xué)湖北大學(xué) 【例【例3.1】 已知一個基于計算機的系統(tǒng)的軟件升級的開發(fā)成本估算值為已知一個基于計算機的系

29、統(tǒng)的軟件升級的開發(fā)成本估算值為 5000元，預(yù)計新系統(tǒng)投入運行后每年可以帶來元，預(yù)計新系統(tǒng)投入運行后每年可以帶來2500元的收入，元的收入， 假定新軟件的生存周期（不包括開發(fā)時間）為假定新軟件的生存周期（不包括開發(fā)時間）為5年，當(dāng)年的年年，當(dāng)年的年 利率為利率為12%，試對該系統(tǒng)的開發(fā)進行成本，試對該系統(tǒng)的開發(fā)進行成本-效益分析。效益分析。 1貨幣的時間價值：貨幣的時間價值： 指同樣數(shù)量的貨幣隨時間的不同具有不同的價值。指同樣數(shù)量的貨幣隨時間的不同具有不同的價值。 一般貨幣在不同時間的價值可用年利率來折算。一般貨幣在不同時間的價值可用年利率來折算。 設(shè)：設(shè)：i 表示年利率，現(xiàn)在存入表示年利率，

30、現(xiàn)在存入P元，元，n年后的價值為年后的價值為F元，則有：元，則有： F=P（1 + i ）n 湖北大學(xué)湖北大學(xué) 表3-1 將來的收入折算成現(xiàn)在值 如果如果n年后能收入年后能收入F元，這些錢折算成現(xiàn)在的價值稱為折元，這些錢折算成現(xiàn)在的價值稱為折 現(xiàn)值，折現(xiàn)公式為：現(xiàn)值，折現(xiàn)公式為： P = F /（1 + i ）n 對本題的將來的收入折現(xiàn)，計算結(jié)果如表對本題的將來的收入折現(xiàn)，計算結(jié)果如表3-1所示。所示。 n(年年) 第第n年年 的收入的收入 （1+i）n折現(xiàn)值折現(xiàn)值累計折現(xiàn)值累計折現(xiàn)值 125001.122232.142232.14 225001.25441992.984225.12 3250

31、01.4049281779.456004.57 425001.573519361588.807593.37 525001.7623416831418.579011.94 湖北大學(xué)湖北大學(xué) 2純收入。純收入。 是指在整個生存周期系統(tǒng)的累計收入的折現(xiàn)值是指在整個生存周期系統(tǒng)的累計收入的折現(xiàn)值PT 與總與總 成本折現(xiàn)值成本折現(xiàn)值S T 之差，以之差，以T表示，則有：表示，則有： T= PT ST = 9011.94 5000 = 4011.94（元）（元） 如果純收入小于或等于如果純收入小于或等于0，則這項工程單從經(jīng)濟觀點來看，則這項工程單從經(jīng)濟觀點來看 是不值得投資的。是不值得投資的。 3. 投資

32、回收期。投資回收期。 是指系統(tǒng)投入運行后累計的經(jīng)濟效益的折現(xiàn)值正好等于投是指系統(tǒng)投入運行后累計的經(jīng)濟效益的折現(xiàn)值正好等于投 資所需的時間。本例中的投資回收期為：資所需的時間。本例中的投資回收期為： 2+（5000 4225.12）/1779.45 = 2 + 0.44 = 2.44（年）（年） 投資回收期越短，就能越快地獲得利潤，工程越值得投投資回收期越短，就能越快地獲得利潤，工程越值得投 資。資。 湖北大學(xué)湖北大學(xué) 4投資回收率。投資回收率。 把資金投入到項目中與把資金存入銀行比較，其中投把資金投入到項目中與把資金存入銀行比較，其中投 入到項目中可獲得的年利率就稱為項目的投資回收率。入到項目

33、中可獲得的年利率就稱為項目的投資回收率。 設(shè)設(shè)S為現(xiàn)在的投資額，為現(xiàn)在的投資額，F(xiàn)i是第是第i年到年底一年的收益（年到年底一年的收益（i=1， 2，n），），n是系統(tǒng)的壽命，是系統(tǒng)的壽命，j是投資回收率，則是投資回收率，則 j 滿足滿足 方程：方程： S= F1 (1+j) 1 + F2 (1+j) 2 + + Fn (1+j) n 解這個方程就可以得到投資回收率解這個方程就可以得到投資回收率j。本題的投資回。本題的投資回 收率為收率為41.04%，而如果直接把資金存入銀行的投資回收，而如果直接把資金存入銀行的投資回收 率就是年利率率就是年利率12%。 如果僅考慮經(jīng)濟效益，只有項目的投資回收率

34、大于年如果僅考慮經(jīng)濟效益，只有項目的投資回收率大于年 利率時，才考慮開發(fā)問題。還要考慮社會效益。利率時，才考慮開發(fā)問題。還要考慮社會效益。 湖北大學(xué)湖北大學(xué) 3.2.3技術(shù)可行性研究技術(shù)可行性研究 技術(shù)可行性是可行性研究的關(guān)鍵內(nèi)容。由于系統(tǒng)分析和定技術(shù)可行性是可行性研究的關(guān)鍵內(nèi)容。由于系統(tǒng)分析和定 義過程與系統(tǒng)技術(shù)可行性評估過程同時進行，此時系統(tǒng)的義過程與系統(tǒng)技術(shù)可行性評估過程同時進行，此時系統(tǒng)的 功能、性能和目標(biāo)的不確定性會給技術(shù)可行性論證帶來許功能、性能和目標(biāo)的不確定性會給技術(shù)可行性論證帶來許 多困難。其主要包括：多困難。其主要包括： 1）風(fēng)險分析。其任務(wù)是在給定的約束條件下，論證能否實現(xiàn)

35、）風(fēng)險分析。其任務(wù)是在給定的約束條件下，論證能否實現(xiàn) 系統(tǒng)所需的功能和性能。系統(tǒng)所需的功能和性能。 2）資源分析。其任務(wù)是論證是否具備系統(tǒng)開發(fā)所需各類人員）資源分析。其任務(wù)是論證是否具備系統(tǒng)開發(fā)所需各類人員 的數(shù)量和質(zhì)量、軟硬件資源和工作環(huán)境等。的數(shù)量和質(zhì)量、軟硬件資源和工作環(huán)境等。 3）技術(shù)分析。其任務(wù)是論證現(xiàn)有的科學(xué)技術(shù)水平和開發(fā)能力）技術(shù)分析。其任務(wù)是論證現(xiàn)有的科學(xué)技術(shù)水平和開發(fā)能力 是否支持開發(fā)的全過程并達到系統(tǒng)功能和性能的目標(biāo)。是否支持開發(fā)的全過程并達到系統(tǒng)功能和性能的目標(biāo)。 湖北大學(xué)湖北大學(xué) 3.2.3 技術(shù)可行性研究技術(shù)可行性研究 數(shù)學(xué)建模、原型建造和模擬是基于計算機系統(tǒng)技術(shù)可數(shù)

36、學(xué)建模、原型建造和模擬是基于計算機系統(tǒng)技術(shù)可 行性研究的有效工具。行性研究的有效工具。 建造的基于計算機系統(tǒng)的模型必須具備以下特點：建造的基于計算機系統(tǒng)的模型必須具備以下特點： 1）模型應(yīng)能反映要評估系統(tǒng)的構(gòu)成的動態(tài)特性，容易理解和）模型應(yīng)能反映要評估系統(tǒng)的構(gòu)成的動態(tài)特性，容易理解和 操作，能夠盡量提供系統(tǒng)真實的結(jié)果并有利于評審。操作，能夠盡量提供系統(tǒng)真實的結(jié)果并有利于評審。 2）模型應(yīng)包括與系統(tǒng)有關(guān)的全部相關(guān)元素，能夠再現(xiàn)系統(tǒng)運）模型應(yīng)包括與系統(tǒng)有關(guān)的全部相關(guān)元素，能夠再現(xiàn)系統(tǒng)運 行的結(jié)果。行的結(jié)果。 3）模型應(yīng)突出表現(xiàn)與系統(tǒng)相關(guān)的重要因素，忽略無關(guān)或次要）模型應(yīng)突出表現(xiàn)與系統(tǒng)相關(guān)的重要因素

37、，忽略無關(guān)或次要 因素。因素。 4）模型設(shè)計應(yīng)盡量簡單、易于實現(xiàn)、易于修改。）模型設(shè)計應(yīng)盡量簡單、易于實現(xiàn)、易于修改。 湖北大學(xué)湖北大學(xué) 3.2.4 方案選擇 在可行性研究階段，系統(tǒng)工程師根據(jù)系統(tǒng)分析所在可行性研究階段，系統(tǒng)工程師根據(jù)系統(tǒng)分析所 確定的系統(tǒng)目標(biāo)開始研究問題的求解方案。確定的系統(tǒng)目標(biāo)開始研究問題的求解方案。 對于較復(fù)雜的大系統(tǒng)，一般都要將其分解為若干對于較復(fù)雜的大系統(tǒng)，一般都要將其分解為若干 個子系統(tǒng)，接著精確地定義各子系統(tǒng)的界面、功個子系統(tǒng)，接著精確地定義各子系統(tǒng)的界面、功 能和性能，給出各子系統(tǒng)之間的關(guān)系。能和性能，給出各子系統(tǒng)之間的關(guān)系。 湖北大學(xué)湖北大學(xué) 可行性研究報告可

38、行性研究報告階段性成果階段性成果 它可作為系統(tǒng)規(guī)格說明書的一個附件。其主要內(nèi)容如下：它可作為系統(tǒng)規(guī)格說明書的一個附件。其主要內(nèi)容如下： 1）引言：引言：說明可行性研究的目的，項目的名稱、背景，本文檔用到的術(shù)說明可行性研究的目的，項目的名稱、背景，本文檔用到的術(shù) 語和參考資料。語和參考資料。 2）可行性研究的前提：可行性研究的前提：說明待開發(fā)項目的功能、性能和基本要求，要達說明待開發(fā)項目的功能、性能和基本要求，要達 到的目標(biāo)，各種約束條件，可行性研究的方法和決定可行性的主要因到的目標(biāo)，各種約束條件，可行性研究的方法和決定可行性的主要因 素。素。 3）對現(xiàn)行系統(tǒng)的分析：對現(xiàn)行系統(tǒng)的分析：如果有現(xiàn)行

39、系統(tǒng)，說明現(xiàn)行系統(tǒng)的處理流程和數(shù)如果有現(xiàn)行系統(tǒng)，說明現(xiàn)行系統(tǒng)的處理流程和數(shù) 據(jù)流程，系統(tǒng)狀態(tài)，費用支出，所需專業(yè)人員的種類和數(shù)量，所需設(shè)據(jù)流程，系統(tǒng)狀態(tài)，費用支出，所需專業(yè)人員的種類和數(shù)量，所需設(shè) 備，存在的問題等。備，存在的問題等。 4）方案選擇：方案選擇：所選擇方案的系統(tǒng)配置，選擇方案的標(biāo)準。所選擇方案的系統(tǒng)配置，選擇方案的標(biāo)準。 5）所建議方案的技術(shù)可行性分析：所建議方案的技術(shù)可行性分析：對所選擇的較好的方案的風(fēng)險分析、對所選擇的較好的方案的風(fēng)險分析、 資源分析和技術(shù)分析；對子系統(tǒng)的技術(shù)分析。資源分析和技術(shù)分析；對子系統(tǒng)的技術(shù)分析。 湖北大學(xué)湖北大學(xué) 可行性研究報告可行性研究報告階段性成

40、果階段性成果 6）經(jīng)濟可行性分析：經(jīng)濟可行性分析：說明所建議系統(tǒng)的成本說明所建議系統(tǒng)的成本-效益分析結(jié)果。效益分析結(jié)果。 7）運行、操作可行性分析。運行、操作可行性分析。 8）法律可行性分析。法律可行性分析。 9）其他可供選擇方案：其他可供選擇方案：分別說明每一個可供選擇的方分別說明每一個可供選擇的方 案，案， 并應(yīng)說明未被推薦的理由。并應(yīng)說明未被推薦的理由。 10）結(jié)論意見：結(jié)論意見：說明項目是否能開發(fā)，還需要什么條件才能說明項目是否能開發(fā)，還需要什么條件才能 開發(fā)以及對項目目標(biāo)有何變動等。開發(fā)以及對項目目標(biāo)有何變動等。 可行性研究報告應(yīng)提交管理部門，由管理人員對可行可行性研究報告應(yīng)提交管理

41、部門，由管理人員對可行 性研究報告進行評審并做出決策。性研究報告進行評審并做出決策。 湖北大學(xué)湖北大學(xué) 3.3 系統(tǒng)模型 1結(jié)構(gòu)模板結(jié)構(gòu)模板 系統(tǒng)分析員將基于計算機系統(tǒng)的功能和性能分解為若干個系統(tǒng)分析員將基于計算機系統(tǒng)的功能和性能分解為若干個 子系統(tǒng)并精確定義各子系統(tǒng)的界面之后，開始建立系統(tǒng)模子系統(tǒng)并精確定義各子系統(tǒng)的界面之后，開始建立系統(tǒng)模 型。型。 任何一個基于計算機系統(tǒng)都可以用輸入任何一個基于計算機系統(tǒng)都可以用輸入-處理處理-輸出（輸出（IPO） 圖來描述，它將該系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成一個信息變換模型。在圖來描述，它將該系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成一個信息變換模型。在IPO 模型的基礎(chǔ)上，模型的基礎(chǔ)上，Hatley和

42、和Pirbhai又補充了用戶界面處理、又補充了用戶界面處理、 維護和自測試處理兩方面的內(nèi)容，從而構(gòu)成了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模維護和自測試處理兩方面的內(nèi)容，從而構(gòu)成了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模 板，如圖板，如圖3-3-1所示。它是系統(tǒng)建模的基礎(chǔ)。所示。它是系統(tǒng)建模的基礎(chǔ)。 湖北大學(xué)湖北大學(xué) 結(jié)構(gòu)模板結(jié)構(gòu)模板 用戶界面處理用戶界面處理 處理與控制功能處理與控制功能 維護與自測試處理維護與自測試處理 輸入處理輸入處理 輸出處理輸出處理 湖北大學(xué)湖北大學(xué) 3.3 系統(tǒng)模型系統(tǒng)模型 2結(jié)構(gòu)圖結(jié)構(gòu)圖 系統(tǒng)分析員用結(jié)構(gòu)模板來開發(fā)系統(tǒng)模型。借助于結(jié)構(gòu)模板，系統(tǒng)分析員用結(jié)構(gòu)模板來開發(fā)系統(tǒng)模型。借助于結(jié)構(gòu)模板， 按照系統(tǒng)工程和軟件工程的建模技術(shù)自頂向下、由粗到細按照系統(tǒng)工程和軟件工程的建模技術(shù)自頂向下、由粗到細 地建立具有層次結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)模型。地建立具有層次結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)模型。 在這里，使用一種結(jié)構(gòu)關(guān)系圖（在這里，使用一種結(jié)構(gòu)關(guān)系圖（ACD，Archite