清華軟件工程：第02章 系統(tǒng)工程

1、軟件工程第2章 系統(tǒng)工程1復(fù)旦大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系 軟件工程課程內(nèi)容摘要要基于計(jì)算算機(jī)的系系統(tǒng)系統(tǒng)工程程的任務(wù)務(wù)可行性分分析2復(fù)旦大學(xué)學(xué)計(jì)算機(jī)機(jī)科學(xué)與與工程系系軟軟件工程程課程內(nèi)容摘要要基于計(jì)算算機(jī)的系系統(tǒng)系統(tǒng)工程程的任務(wù)務(wù)可行性分分析3復(fù)旦大學(xué)學(xué)計(jì)算機(jī)機(jī)科學(xué)與與工程系系軟軟件工程程課程所謂基于于計(jì)算機(jī)機(jī)的系統(tǒng)統(tǒng)是指：通過(guò)處處理信息息來(lái)完成成某些預(yù)預(yù)定義目目標(biāo)而組組織在一一起的元元素的集集合或排排列。組成基于于計(jì)算機(jī)機(jī)系統(tǒng)的的元素主主要有：軟件、硬件、人員、數(shù)據(jù)庫(kù)庫(kù)、文檔檔和規(guī)程程（Procedure）基于計(jì)算算機(jī)的系系統(tǒng)4復(fù)旦大學(xué)學(xué)計(jì)算機(jī)機(jī)科學(xué)與與工程系系軟軟件工程程課程系統(tǒng)元素素軟件指計(jì)

2、算機(jī)機(jī)程序、數(shù)據(jù)結(jié)結(jié)構(gòu)和相相關(guān)的工工作產(chǎn)品品，以實(shí)實(shí)現(xiàn)所需需要的邏邏輯方法法、規(guī)程程或控制制硬件指提供計(jì)計(jì)算能力力的電子子設(shè)備、支持?jǐn)?shù)數(shù)據(jù)流的的互連設(shè)設(shè)備（如如網(wǎng)絡(luò)交交換器、電信設(shè)設(shè)備）和和提供外外部世界界功能的的電子機(jī)機(jī)械設(shè)備備（如傳傳感器、馬達(dá)等等）人員指硬件和和軟件的的用戶(hù)和和操作者者5復(fù)旦大學(xué)學(xué)計(jì)算機(jī)機(jī)科學(xué)與與工程系系軟軟件工程程課程數(shù)據(jù)庫(kù)指通過(guò)軟軟件訪問(wèn)問(wèn)并持久久存儲(chǔ)的的大型的的有組織織的信息息集合。文檔指描繪系系統(tǒng)的使使用和/或操作作的描述述性信息息（如模模型、規(guī)規(guī)格說(shuō)明明、硬復(fù)復(fù)制手冊(cè)冊(cè)、聯(lián)機(jī)機(jī)幫助文文件、Web站站點(diǎn)）。規(guī)程（procedures）指定義每每個(gè)系統(tǒng)統(tǒng)元素的的特定

3、使使用或系系統(tǒng)所處處的過(guò)程程性語(yǔ)境境的步驟驟。6復(fù)旦大學(xué)學(xué)計(jì)算機(jī)機(jī)科學(xué)與與工程系系軟軟件工程程課程系統(tǒng)的層層次結(jié)構(gòu)構(gòu)基于計(jì)算算機(jī)的系系統(tǒng)本身身可以成成為一個(gè)個(gè)更大的的基于計(jì)計(jì)算機(jī)系系統(tǒng)中的的一個(gè)元元素，稱(chēng)稱(chēng)其為那那個(gè)更大大系統(tǒng)的的宏元素素。這樣，基基于計(jì)算算機(jī)的系系統(tǒng)可呈呈現(xiàn)一個(gè)個(gè)層次結(jié)結(jié)構(gòu)。7復(fù)旦大學(xué)學(xué)計(jì)算機(jī)機(jī)科學(xué)與與工程系系軟軟件工程程課程工廠自動(dòng)動(dòng)化系系統(tǒng)8復(fù)旦大學(xué)學(xué)計(jì)算機(jī)機(jī)科學(xué)與與工程系系軟軟件工程程課程內(nèi)容摘要要基于計(jì)算算機(jī)的系系統(tǒng)系統(tǒng)工程程的任務(wù)務(wù)可行性分分析9復(fù)旦大學(xué)學(xué)計(jì)算機(jī)機(jī)科學(xué)與與工程系系軟軟件工程程課程計(jì)算機(jī)系系統(tǒng)工程程計(jì)算機(jī)系系統(tǒng)工程程是一個(gè)個(gè)問(wèn)題求求解的活活動(dòng)，其其目的

4、是是分析基基于計(jì)算算機(jī)的系系統(tǒng)的功功能、性性能等要要求，并并把它們們分配到到基于計(jì)計(jì)算機(jī)系系統(tǒng)的各各個(gè)系統(tǒng)統(tǒng)元素中中，確定定它們的的約束條條件和接接口。10復(fù)旦大學(xué)學(xué)計(jì)算機(jī)機(jī)科學(xué)與與工程系系軟軟件工程程課程系統(tǒng)工程程的任務(wù)務(wù)識(shí)別用戶(hù)戶(hù)的要求求標(biāo)識(shí)系統(tǒng)統(tǒng)的功能能和性能能范圍，確定系系統(tǒng)的功功能、性性能、約約束和接接口。11復(fù)旦大學(xué)學(xué)計(jì)算機(jī)機(jī)科學(xué)與與工程系系軟軟件工程程課程系統(tǒng)建模模和模擬擬通?？煽伎紤]建立立如下模模型：硬件系統(tǒng)統(tǒng)模型：描述基基于計(jì)算算機(jī)系統(tǒng)統(tǒng)中的硬硬件（包包括計(jì)算算機(jī)、受受系統(tǒng)控控制的其其它硬件件設(shè)備等等）配置置、通信信協(xié)議、拓?fù)浣Y(jié)結(jié)構(gòu)、以以及確保?；谟?jì)計(jì)算機(jī)系系統(tǒng)的安安全性、

5、可靠性性、性能能等要求求的措施施。軟件系統(tǒng)統(tǒng)模型：描述各各軟件子子系統(tǒng)的的功能、性能等等要求，它們?cè)谠谟布迪到y(tǒng)中的的部署情情況，以以及軟件件子系統(tǒng)統(tǒng)之間的的交互。人機(jī)接口口模型：描述人人如何與與基于計(jì)計(jì)算機(jī)的的系統(tǒng)進(jìn)進(jìn)行交互互，包括括用戶(hù)環(huán)環(huán)境、用用戶(hù)的活活動(dòng)、人人機(jī)交互互的語(yǔ)法法和語(yǔ)義義等。數(shù)據(jù)模型型：描述基基于計(jì)算算機(jī)的系系統(tǒng)使用用了哪些些數(shù)據(jù)庫(kù)庫(kù)管理系系統(tǒng)，如如果使用用多個(gè)數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)管管理系統(tǒng)統(tǒng)，還應(yīng)應(yīng)描述它它們之間間的數(shù)據(jù)據(jù)轉(zhuǎn)換方方式，必必要時(shí)可可給出主主要的數(shù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)。12復(fù)旦大學(xué)學(xué)計(jì)算機(jī)機(jī)科學(xué)與與工程系系軟軟件工程程課程系統(tǒng)模型型通?？煽捎脠D形形描述，并加以以相應(yīng)的的文字說(shuō)說(shuō)明。

6、必要時(shí)，在系統(tǒng)統(tǒng)建模后后可構(gòu)造造原型，進(jìn)行系系統(tǒng)模擬擬，以分分析所建建的模型型能否滿(mǎn)滿(mǎn)足整個(gè)個(gè)基于計(jì)計(jì)算機(jī)的的系統(tǒng)的的要求。13復(fù)旦大學(xué)學(xué)計(jì)算機(jī)機(jī)科學(xué)與與工程系系軟軟件工程程課程成本估算算及進(jìn)度度安排對(duì)將開(kāi)發(fā)發(fā)的基于于計(jì)算機(jī)機(jī)的系統(tǒng)統(tǒng)進(jìn)行成成本估算算，并作作出進(jìn)度度安排?？尚行苑址治鰪慕?jīng)濟(jì)、技術(shù)、法律等等方面分分析所給給出的解解決方案案是否可可行，通通常只有有當(dāng)解決決方案可可行并有有一定的的經(jīng)濟(jì)效效益和/或社會(huì)效效益時(shí)才才開(kāi)始真真正的基基于計(jì)算算機(jī)的系系統(tǒng)的開(kāi)開(kāi)發(fā)。生成系統(tǒng)統(tǒng)規(guī)格說(shuō)說(shuō)明14復(fù)旦大學(xué)學(xué)計(jì)算機(jī)機(jī)科學(xué)與與工程系系軟軟件工程程課程內(nèi)容摘要要基于計(jì)算算機(jī)的系系統(tǒng)系統(tǒng)工程程的任務(wù)務(wù)可行性分

7、分析15復(fù)旦大學(xué)學(xué)計(jì)算機(jī)機(jī)科學(xué)與與工程系系軟軟件工程程課程可行性分分析開(kāi)發(fā)一個(gè)個(gè)基于計(jì)計(jì)算機(jī)的的系統(tǒng)通通常都受受到資源源（人力力、財(cái)力力、設(shè)備備等）和和時(shí)間上上的限制制，可行行性分析析主要從從經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、法律等等方面分分析所給給出的解解決方案案是否可可行，能能否在規(guī)規(guī)定的資資源和時(shí)時(shí)間的約約束下完完成。16復(fù)旦大學(xué)學(xué)計(jì)算機(jī)機(jī)科學(xué)與與工程系系軟軟件工程程課程經(jīng)濟(jì)可行行性分析析經(jīng)濟(jì)可行行性主要要進(jìn)行成成本效益益分析，從經(jīng)濟(jì)濟(jì)角度，確定系系統(tǒng)是否否值得開(kāi)開(kāi)發(fā)?；谟?jì)算算機(jī)的系系統(tǒng)的成本主要包括括：購(gòu)置硬件件、軟件件（如數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)管管理系統(tǒng)統(tǒng)、第三三方開(kāi)發(fā)發(fā)的構(gòu)件件等）和和設(shè)備（如傳感感器等）的費(fèi)用用系

8、統(tǒng)的開(kāi)開(kāi)發(fā)費(fèi)用用系統(tǒng)安裝裝、運(yùn)行行和維護(hù)護(hù)費(fèi)用人員培訓(xùn)訓(xùn)費(fèi)用17復(fù)旦大學(xué)學(xué)計(jì)算機(jī)機(jī)科學(xué)與與工程系系軟軟件工程程課程效益經(jīng)濟(jì)效益益包括使使用基于于計(jì)算機(jī)機(jī)的系統(tǒng)統(tǒng)后可增增加的收收入和可可節(jié)省的的運(yùn)行費(fèi)費(fèi)用（如如操作人人員數(shù)、工作時(shí)時(shí)間、消消耗的物物資等）。在進(jìn)進(jìn)行成本本效益分分析時(shí)通通常只統(tǒng)統(tǒng)計(jì)五年年內(nèi)的經(jīng)經(jīng)濟(jì)效益益。社會(huì)效益益指使用用基于計(jì)計(jì)算機(jī)的的系統(tǒng)后后對(duì)社會(huì)會(huì)產(chǎn)生的的影響（如提高高了辦事事效益，使用戶(hù)戶(hù)滿(mǎn)意等等），通通常社會(huì)會(huì)效益只只能定性性地估計(jì)計(jì)。經(jīng)濟(jì)效益益通常可可用貨幣幣的時(shí)間間價(jià)值、投資回回收期和和純收入入來(lái)度量量。18復(fù)旦大學(xué)學(xué)計(jì)算機(jī)機(jī)科學(xué)與與工程系系軟軟件工程程課程貨幣的時(shí)時(shí)

9、間價(jià)值值設(shè)：當(dāng)前前金額為為P，年年利率為為i，n年后的的金額為為F，則則計(jì)算時(shí)，累計(jì)經(jīng)經(jīng)濟(jì)效益益應(yīng)折合合成當(dāng)前前金額例如，一一個(gè)基于于計(jì)算機(jī)機(jī)的系統(tǒng)統(tǒng)使用后后，每年年產(chǎn)生的的經(jīng)濟(jì)效效益為10萬(wàn)，如果年年利率為為5%，那么，五年內(nèi)內(nèi)該系統(tǒng)統(tǒng)的累計(jì)計(jì)經(jīng)濟(jì)效效益是432948萬(wàn)，而而不是50萬(wàn)。19復(fù)旦大學(xué)學(xué)計(jì)算機(jī)機(jī)科學(xué)與與工程系系軟軟件工程程課程投資回收收期：累計(jì)的經(jīng)經(jīng)濟(jì)效益益正好等等于投資資數(shù)（成成本）所所需的時(shí)時(shí)間。純收入：累計(jì)經(jīng)經(jīng)濟(jì)效益益投資數(shù)當(dāng)純收入入大于零零時(shí)，該該工程值值得投資資開(kāi)發(fā)當(dāng)純收入入小于零零時(shí)，該該工程不不值得投投資（除除非它有有明顯的的社會(huì)效效益）當(dāng)純收入入等于零零時(shí)，通通

10、常也不不值得投投資顯然，純純收入越越大越好好。20復(fù)旦大學(xué)學(xué)計(jì)算機(jī)機(jī)科學(xué)與與工程系系軟軟件工程程課程技術(shù)可行行性分析析技術(shù)可行行性主要要根據(jù)系系統(tǒng)的功功能、性性能、約約束條件件等，分分析在現(xiàn)現(xiàn)有資源源和技術(shù)術(shù)條件下下系統(tǒng)能能否實(shí)現(xiàn)現(xiàn)。技術(shù)可行行性分析析通常包包括風(fēng)險(xiǎn)險(xiǎn)分析、資源分分析和技技術(shù)分析析。21復(fù)旦大學(xué)學(xué)計(jì)算機(jī)機(jī)科學(xué)與與工程系系軟軟件工程程課程風(fēng)險(xiǎn)分析析：分析在在給定的的約束條條件下設(shè)設(shè)計(jì)和實(shí)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)險(xiǎn)。采用不成成熟的技技術(shù)可能能造成技技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)險(xiǎn)人員流動(dòng)動(dòng)可能給給項(xiàng)目帶帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)險(xiǎn)成本和人人員估算算不合理理造成的的預(yù)算風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)風(fēng)險(xiǎn)分析析的目的的是找出出風(fēng)險(xiǎn)，評(píng)價(jià)風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)的大大小，并并

11、有效地地控制和和緩解風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)。22復(fù)旦大學(xué)學(xué)計(jì)算機(jī)機(jī)科學(xué)與與工程系系軟軟件工程程課程資源分析析：論證是是否具備備系統(tǒng)開(kāi)開(kāi)發(fā)所需需的各類(lèi)類(lèi)人員、軟件、硬件等等資源和和相應(yīng)的的工作環(huán)環(huán)境。例如，有有一支開(kāi)開(kāi)發(fā)過(guò)類(lèi)類(lèi)似項(xiàng)目目的開(kāi)發(fā)發(fā)和管理理的團(tuán)隊(duì)隊(duì)，或者者開(kāi)發(fā)人人員比較較熟悉系系統(tǒng)所處處的領(lǐng)域域，并有有足夠的的人員保保證，所所需的硬硬件和支支撐軟件件能通過(guò)過(guò)合法的的手段獲獲取，那那么從技技術(shù)角度度看，可可以認(rèn)為為具備設(shè)設(shè)計(jì)和實(shí)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)統(tǒng)的條件件。23復(fù)旦大學(xué)學(xué)計(jì)算機(jī)機(jī)科學(xué)與與工程系系軟軟件工程程課程技術(shù)分析析：分析當(dāng)當(dāng)前的科科學(xué)技術(shù)術(shù)是否支支持系統(tǒng)統(tǒng)開(kāi)發(fā)的的各項(xiàng)活活動(dòng)。在技術(shù)分分析過(guò)程程中，分分析員收

12、收集系統(tǒng)統(tǒng)的性能能、可靠靠性、可可維護(hù)性性和生產(chǎn)產(chǎn)率方面面的信息息，分析析實(shí)現(xiàn)系系統(tǒng)功能能、性能能所需的的技術(shù)、方法、算法或或過(guò)程，從技術(shù)術(shù)角度分分析可能能存在的的風(fēng)險(xiǎn)，以及這這些技術(shù)術(shù)問(wèn)題對(duì)對(duì)成本的的影響。技術(shù)可行行性分析析時(shí)通常常需進(jìn)行行系統(tǒng)建建模，必必要時(shí)可可建造原原型和進(jìn)進(jìn)行系統(tǒng)統(tǒng)模擬24復(fù)旦大學(xué)學(xué)計(jì)算機(jī)機(jī)科學(xué)與與工程系系軟軟件工程程課程法律可行行性分析析研究系統(tǒng)統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)過(guò)程中可可能涉及及到的合合同、侵侵權(quán)、責(zé)責(zé)任以及及各種與與法律相相抵觸的的問(wèn)題。1990年我國(guó)國(guó)頒布了了中華華人民共共和國(guó)著著作權(quán)法法，其其中將計(jì)計(jì)算機(jī)軟軟件作為為著作權(quán)權(quán)法的保保護(hù)對(duì)象象。1991年年國(guó)務(wù)院院頒布了了

13、計(jì)算算機(jī)軟件件保護(hù)條條例。這兩個(gè)個(gè)法律文文件是法法律可行行性分析析的主要要依據(jù)。25復(fù)旦大學(xué)學(xué)計(jì)算機(jī)機(jī)科學(xué)與與工程系系軟軟件工程程課程方案的選選擇和折折衷一個(gè)基于于計(jì)算機(jī)機(jī)的系統(tǒng)統(tǒng)可以有有多個(gè)可可行的實(shí)實(shí)現(xiàn)方案案，每個(gè)個(gè)方案對(duì)對(duì)成本、時(shí)間、人員、技術(shù)、設(shè)備都都有不同同的要求求，不同同方案開(kāi)開(kāi)發(fā)出來(lái)來(lái)的系統(tǒng)統(tǒng)在功能能、性能能方面也也會(huì)有所所不同。因此要要在多個(gè)個(gè)可行的的實(shí)現(xiàn)方方案中作作出選擇擇。方案評(píng)估估的依據(jù)據(jù)是待開(kāi)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)統(tǒng)的功能能、性能能、成本本、開(kāi)發(fā)發(fā)時(shí)間、采用的的技術(shù)、設(shè)備、風(fēng)險(xiǎn)以以及對(duì)開(kāi)開(kāi)發(fā)人員員的要求求等。由于系統(tǒng)統(tǒng)的功能能和性能能受到多多種因素素的影響響，某些些因素之之間相互互關(guān)聯(lián)和和制約。如，為達(dá)達(dá)到高的的精度就就可能導(dǎo)導(dǎo)致長(zhǎng)的的執(zhí)行時(shí)時(shí)間，為為達(dá)到高高可靠性