%第章系統(tǒng)工程

軟件工程第2章系統(tǒng)工程1什么是系統(tǒng)系統(tǒng)(ISO)：一組或一系列相關(guān)的元素[人、產(chǎn)品(硬件和軟件)及過程（設(shè)備、裝備、材料和規(guī)程）]，其行為滿足運(yùn)轉(zhuǎn)需要并且為產(chǎn)品生存周期的維持提供支撐軟件密集系統(tǒng)(Software-IntensiveSystem)Software+Hardware+HumanActivities計(jì)算機(jī)軟件只是其中的一環(huán)僅僅軟件這一部分也是由密集交互的多種軟件組成的——多種應(yīng)用軟件、操作系統(tǒng)、中間件等…2系統(tǒng)的例子國美電器的銷售系統(tǒng)在若干城市的若干門店、具有合作關(guān)系的家電企業(yè)一套行之有效的銷售模式：處理上游和下游的關(guān)系計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：校園一卡通硬件設(shè)備：服務(wù)器、刷卡器、一卡通網(wǎng)絡(luò)、IC卡軟件系統(tǒng)：結(jié)算軟件、銀行接口、查詢系統(tǒng)…規(guī)程/人員：設(shè)計(jì)與一卡通相關(guān)辦理、消費(fèi)、掛失、充值、結(jié)算等制度和流程，設(shè)置相應(yīng)的崗位和職責(zé)系統(tǒng)分析和規(guī)劃：合理規(guī)劃各軟硬件部件、規(guī)程、人員的目標(biāo)、需求，使各部分相互配合形成完整的3系統(tǒng)工程系統(tǒng)工程：關(guān)注目標(biāo)系統(tǒng)各種相關(guān)要素的分析、設(shè)計(jì)，并將其組織成有機(jī)的系統(tǒng)有機(jī)：像生命體一樣，各個(gè)部分密切配合、有序演化，達(dá)到系統(tǒng)的總體目標(biāo)系統(tǒng)工程與軟件工程系統(tǒng)工程更加廣泛，軟件工程源于系統(tǒng)工程任何軟件的開發(fā)都處于一個(gè)更大的系統(tǒng)之中，因此軟件開發(fā)必須先從了解軟件所處的系統(tǒng)全局視圖4內(nèi)容摘要基于計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)系統(tǒng)工程的任務(wù)可行性分析5內(nèi)容摘要基于計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)系統(tǒng)工程的任務(wù)可行性分析6

所謂基于計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)是指：通過處理信息來完成某些預(yù)定義目標(biāo)而組織在一起的元素的組合對于用戶而言有意義的是可以達(dá)到預(yù)期目標(biāo)的系統(tǒng)(完整的軟硬件解決方案)而不是單一軟件組成基于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的元素主要有：軟件、硬件、人員、數(shù)據(jù)庫(及其它系統(tǒng)軟件)、文檔和規(guī)程(Procedure)基于計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)7系統(tǒng)元素軟件—指計(jì)算機(jī)程序、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和相關(guān)的工作產(chǎn)品，以實(shí)現(xiàn)所需要的邏輯方法、規(guī)程或控制硬件—指提供計(jì)算能力的電子設(shè)備、支持?jǐn)?shù)據(jù)流的互連設(shè)備(如網(wǎng)絡(luò)交換器、電信設(shè)備）和提供外部世界功能的電子機(jī)械設(shè)備（如傳感器、馬達(dá)等）人員—指硬件和軟件的用戶和操作者8數(shù)據(jù)庫—指通過軟件訪問并持久存儲的大型的有組織的信息集合文檔—指描繪系統(tǒng)的使用和/或操作的描述性信息(如模型、規(guī)格說明、硬復(fù)制手冊、聯(lián)機(jī)幫助文件、Web站點(diǎn))規(guī)程（procedures）—指定義每個(gè)系統(tǒng)元素的特定使用或系統(tǒng)所處的過程性語境的步驟9計(jì)算機(jī)軟件與系統(tǒng)計(jì)算機(jī)軟件一般位于整個(gè)系統(tǒng)的核心位置不同的計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)具有不同的特點(diǎn)一般應(yīng)用軟件系統(tǒng)只要求標(biāo)準(zhǔn)硬件(PC、服務(wù)器等)配置，因此往往只需要關(guān)注軟件本身嵌入式軟件系統(tǒng)中存在復(fù)雜的軟硬件交互：例如工業(yè)控制系統(tǒng)需要直接控制多種硬件設(shè)備、手機(jī)終端軟件需要考慮手機(jī)的配置情況等…隨著軟硬件技術(shù)的發(fā)展，軟硬件的邊界不斷變化不斷增強(qiáng)的硬件指令支持USBKey、加密狗等硬件解決了許多軟件很難解決的問題10系統(tǒng)的層次結(jié)結(jié)構(gòu)任何系統(tǒng)都處處在一個(gè)更大大的系統(tǒng)之中中，形成系統(tǒng)統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)構(gòu)校園一卡通系系統(tǒng)包括基礎(chǔ)礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)、結(jié)算算系統(tǒng)、銀行行接口系統(tǒng)、、消費(fèi)終端等等子系統(tǒng)一卡通系統(tǒng)處處于整個(gè)學(xué)校校系統(tǒng)(教務(wù)務(wù)、財(cái)務(wù)、學(xué)學(xué)工…)之中中學(xué)校系統(tǒng)屬于于整個(gè)高等教教育系統(tǒng)乃至至社會系統(tǒng)的的一環(huán)……我們在某個(gè)項(xiàng)項(xiàng)目中關(guān)注的的具體系統(tǒng)總總是有確定的的邊界，例如如對于結(jié)算系系統(tǒng)項(xiàng)目而言言：已知：消費(fèi)終終端可以將基基本消費(fèi)信息息通過一卡通通網(wǎng)絡(luò)發(fā)送過過來、銀行接接口系統(tǒng)支持持銀行系統(tǒng)的的聯(lián)機(jī)圈存操操作…當(dāng)前系統(tǒng)任務(wù)務(wù)：根據(jù)消費(fèi)費(fèi)及圈存信息息記錄更新各各學(xué)生賬戶信信息…11基于計(jì)算機(jī)的的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)對于基于計(jì)算算機(jī)的系統(tǒng)而而言基于計(jì)算機(jī)的的系統(tǒng)可以成成為一個(gè)更大大的基于計(jì)算算機(jī)系統(tǒng)中的的一個(gè)元素，，稱其為那個(gè)個(gè)更大系統(tǒng)的的宏元素基于計(jì)算機(jī)的的系統(tǒng)可呈現(xiàn)現(xiàn)一個(gè)層次結(jié)結(jié)構(gòu)工廠自動(dòng)化系系統(tǒng)12為什么強(qiáng)調(diào)系系統(tǒng)工程被動(dòng)選擇：現(xiàn)現(xiàn)實(shí)的信息系系統(tǒng)往往是一一個(gè)復(fù)雜的系系統(tǒng)工程，其其中的軟件需需要與系統(tǒng)中中其它部件合合理分配責(zé)任任、密切配合合，從而達(dá)到到系統(tǒng)的總體體目標(biāo)主動(dòng)選擇：只只作自己擅長長的事情選擇合適的硬硬件解決方案案選擇基礎(chǔ)軟件件解決方案，，或者第三方方軟件部件和和軟件服務(wù)，，不用自己13例：一卡通結(jié)結(jié)算系統(tǒng)中的的安全性要求求從硬件方面，，整個(gè)校園消消費(fèi)網(wǎng)絡(luò)采用用專線聯(lián)接，，不與校園網(wǎng)網(wǎng)連通，同時(shí)時(shí)要求敏感操操作員使用USBKey進(jìn)行身份份認(rèn)證從應(yīng)用軟件方方面，進(jìn)行日日志記錄，并并與USBKey認(rèn)證證接口進(jìn)行集集成從制度方面：：建立機(jī)房及及核心服務(wù)器器的日常安全全管理制度，，設(shè)置專人負(fù)負(fù)責(zé)可疑交易易信息的監(jiān)控控…14軟件項(xiàng)目的客客戶方基礎(chǔ)設(shè)設(shè)施業(yè)務(wù)現(xiàn)狀、人人員現(xiàn)狀遺留數(shù)據(jù)、遺遺留系統(tǒng)以及及重用的可能能是否處于一個(gè)個(gè)規(guī)劃中的更更大系統(tǒng)之中中，與其他系系統(tǒng)的關(guān)系如如何15軟件項(xiàng)目的第第三方基礎(chǔ)設(shè)設(shè)施基礎(chǔ)軟硬件系系統(tǒng)服務(wù)器、OS、DB、AS等可用軟件構(gòu)件件特殊硬件設(shè)備備：USBKey、加加密狗等可能的項(xiàng)目合合作伙伴軟件外包構(gòu)件外包16內(nèi)容摘要基于計(jì)算機(jī)的的系統(tǒng)系統(tǒng)工程的任任務(wù)可行性分析17計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工工程計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工工程是一個(gè)問問題求解的活活動(dòng)，其目的的是分析基于于計(jì)算機(jī)的系系統(tǒng)的功能、性能等要求，并把把它們分配到到基于計(jì)算機(jī)機(jī)系統(tǒng)的各個(gè)個(gè)系統(tǒng)元素中，確定它們們的約束條件和接口18計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工工程的任務(wù)識別用戶的要要求(了解問問題)標(biāo)識系統(tǒng)的功功能和性能范范圍，確定系系統(tǒng)的功能、、性能、約束束和接口19系統(tǒng)建模和模模擬(提出完完整的解決方方案)通?？煽紤]建建立如下模型型：硬件系統(tǒng)模型型：描述基于計(jì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中中的硬件（包包括計(jì)算機(jī)、、受系統(tǒng)控制制的其它硬件件設(shè)備等）配配置、通信協(xié)協(xié)議、拓?fù)浣Y(jié)結(jié)構(gòu)、以及確確?；谟?jì)算算機(jī)系統(tǒng)的安安全性、可靠靠性、性能等等要求的措施施。軟件系統(tǒng)模型型：描述各軟件件子系統(tǒng)的功功能、性能等等要求，它們們在硬件系統(tǒng)統(tǒng)中的部署情情況，以及軟軟件子系統(tǒng)之之間的交互。。人機(jī)接口模型型：描述人如何何與基于計(jì)算算機(jī)的系統(tǒng)進(jìn)進(jìn)行交互，包包括用戶環(huán)境境、用戶的活活動(dòng)、人機(jī)交交互的語法和和語義等。數(shù)據(jù)模型：描述基于計(jì)計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)統(tǒng)使用了哪些些數(shù)據(jù)庫管理理系統(tǒng)，如果果使用多個(gè)數(shù)數(shù)據(jù)庫管理系系統(tǒng)，還應(yīng)描描述它們之間間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換換方式，必要要時(shí)可給出主主要的數(shù)據(jù)結(jié)結(jié)構(gòu)。20系統(tǒng)模型通常?？捎脠D形描描述，并加以以相應(yīng)的文字字說明。必要時(shí)，在系系統(tǒng)建模后可可構(gòu)造原型，，進(jìn)行系統(tǒng)模模擬，以分析析所建的模型型能否滿足整整個(gè)基于計(jì)算算機(jī)的系統(tǒng)的的要求。21成本估算及進(jìn)進(jìn)度安排(給給出實(shí)施計(jì)劃劃)對將開發(fā)的基基于計(jì)算機(jī)的的系統(tǒng)進(jìn)行成成本估算，并并作出進(jìn)度安安排?？尚行苑治?系統(tǒng)及實(shí)施施方案的現(xiàn)實(shí)實(shí)可行性)從經(jīng)濟(jì)、技術(shù)術(shù)、法律等方方面分析所給給出的解決方方案是否可行行，通常只有有當(dāng)解決方案案可行并有一一定的經(jīng)濟(jì)效效益和/或社社會效益時(shí)才才開始真正的的基于計(jì)算機(jī)機(jī)的系統(tǒng)的開開發(fā)。生成系統(tǒng)規(guī)格格說明22內(nèi)容摘要基于計(jì)算機(jī)的的系統(tǒng)系統(tǒng)工程的任任務(wù)可行性分析23可行性分析開發(fā)一個(gè)基于于計(jì)算機(jī)的系系統(tǒng)(以及其他系統(tǒng)統(tǒng))通常都受到到資源（人力力、財(cái)力、設(shè)設(shè)備等）和時(shí)時(shí)間上的限制制，可行性分分析主要從經(jīng)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、、法律等方面面分析所給出出的解決方案案是否可行，，能否在規(guī)定定的資源和時(shí)時(shí)間的約束下下完成24經(jīng)濟(jì)可行性分分析經(jīng)濟(jì)可行性主主要進(jìn)行成本本效益分析，，從經(jīng)濟(jì)角度度，確定系統(tǒng)統(tǒng)是否值得開開發(fā)?；谟?jì)算機(jī)的的系統(tǒng)的成本主要包括：購置硬件、軟軟件（如數(shù)據(jù)據(jù)庫管理系統(tǒng)統(tǒng)、第三方開開發(fā)的構(gòu)件等等）和設(shè)備（（如傳感器等等）的費(fèi)用系統(tǒng)的開發(fā)費(fèi)費(fèi)用系統(tǒng)安裝、運(yùn)運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)費(fèi)用人員培訓(xùn)費(fèi)用用25效益經(jīng)濟(jì)效益包括括使用基于計(jì)計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)統(tǒng)后可增加的的收入和可節(jié)節(jié)省的運(yùn)行費(fèi)費(fèi)用（如操作作人員數(shù)、工工作時(shí)間、消消耗的物資等等）。在進(jìn)行行成本效益分分析時(shí)通常只只統(tǒng)計(jì)五年內(nèi)內(nèi)的經(jīng)濟(jì)效益益。社會效益指使使用基于計(jì)算算機(jī)的系統(tǒng)后后對社會產(chǎn)生生的影響（如如提高了辦事事效益，使用用戶滿意等）），通常社會會效益只能定定性地估計(jì)。。經(jīng)濟(jì)效益通常常可用貨幣的的時(shí)間價(jià)值、、投資回收期期和純收入來來度量。26貨幣的時(shí)間價(jià)價(jià)值(以利率率計(jì)算的機(jī)會會成本)設(shè)：當(dāng)前金額額為P，年利利率為i，n年后的金額額為F，則計(jì)算時(shí)時(shí)，累累計(jì)經(jīng)經(jīng)濟(jì)效效益應(yīng)應(yīng)折合合成當(dāng)當(dāng)前金金額例如，，一個(gè)個(gè)基于于計(jì)算算機(jī)的的系統(tǒng)統(tǒng)使用用后，，每年年產(chǎn)生生的經(jīng)經(jīng)濟(jì)效效益為為10萬，，如果果年利利率為為5%，那那么，，五年年內(nèi)該該系統(tǒng)統(tǒng)的累累計(jì)經(jīng)經(jīng)濟(jì)效效益是是43．2948萬萬，而而不是是50萬。。27投資回回收期期：累計(jì)的的經(jīng)濟(jì)濟(jì)效益益正好好等于于投資資數(shù)（（成本本）所所需的的時(shí)間間純收入入：累計(jì)計(jì)經(jīng)濟(jì)濟(jì)效益益––投投資數(shù)數(shù)當(dāng)純收收入大大于零零時(shí)，，該工工程值值得投投資開開發(fā)當(dāng)純收收入小小于零零時(shí)，，該工工程不不值得得投資資（除除非它它有明明顯的的社會會效益益）當(dāng)純收收入等等于零零時(shí)，，通常常也不不值得得投資資顯然，，純收收入越越大越越好28技術(shù)可可行性性分析析技術(shù)可可行性性主要要根據(jù)據(jù)系統(tǒng)統(tǒng)的功功能、、性能能、約約束條條件等等，分分析在在現(xiàn)有有資源源和技技術(shù)條條件下下系統(tǒng)統(tǒng)能否否實(shí)現(xiàn)現(xiàn)。技術(shù)可可行性性分析析通常常包括括風(fēng)險(xiǎn)險(xiǎn)分析析、資資源分分析和和技術(shù)術(shù)分析析。29風(fēng)險(xiǎn)分分析：分析析在給給定的的約束束條件件下設(shè)設(shè)計(jì)和和實(shí)現(xiàn)現(xiàn)系統(tǒng)統(tǒng)的風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)。。采用不不成熟熟的技技術(shù)可可能造造成技技術(shù)風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)人員流流動(dòng)可可能給給項(xiàng)目目帶來來風(fēng)險(xiǎn)險(xiǎn)成本和和人員員估算算不合合理造造成的的預(yù)算算風(fēng)險(xiǎn)險(xiǎn)風(fēng)險(xiǎn)分分析的的目的的是找找出風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)，，評價(jià)價(jià)風(fēng)險(xiǎn)險(xiǎn)的大大小，，并有有效地地控制制和緩緩解風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)。。30資源分分析：論證證是否否具備備系統(tǒng)統(tǒng)開發(fā)發(fā)所需需的各各類人人員、、軟件件、硬硬件等等資源源和相相應(yīng)的的工作作環(huán)境境。例如，，有一一支開開發(fā)過過類似似項(xiàng)目目的開開發(fā)和和管理理的團(tuán)團(tuán)隊(duì)，，或者者開發(fā)發(fā)人員員比較較熟悉悉系統(tǒng)統(tǒng)所處處的領(lǐng)領(lǐng)域，，并有有足夠夠的人人員保保證，，所需需的硬硬件和和支撐撐軟件件能通通過合合法的的手段段獲取取，那那么從從技術(shù)術(shù)角度度看，，可以以認(rèn)為為具備備設(shè)計(jì)計(jì)和實(shí)實(shí)現(xiàn)系系統(tǒng)的的條件件。31技術(shù)分分析：分析析當(dāng)前前的科科學(xué)技技術(shù)是是否支支持系系統(tǒng)開開發(fā)的的各項(xiàng)項(xiàng)活動(dòng)動(dòng)。在技術(shù)術(shù)分析析過程程中，，分析析員收收集系系統(tǒng)的的性能能、可可靠性性、可可維護(hù)護(hù)性和和生產(chǎn)產(chǎn)率方方面的的信息息，分分析實(shí)實(shí)現(xiàn)系系統(tǒng)功功能、、性能能所需需的技技術(shù)、、方法法、算算法或或過程程，從從技術(shù)術(shù)角度度分析析可能能存在在的風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)，，以及及這些些技術(shù)術(shù)問題題對成成本的的影響響。技術(shù)可可行性性分析析時(shí)通通常需需進(jìn)行行系統(tǒng)統(tǒng)建模模，必必要時(shí)時(shí)可建建造原原型和和進(jìn)行行系統(tǒng)統(tǒng)模擬擬32法律可可行性性分析析研究系系統(tǒng)開開發(fā)過過程中中可能能涉及及到的的合同同、侵侵權(quán)、、責(zé)任任以及及各種種與法法律相相抵觸觸的問問題中華人人民共共和國國著作作權(quán)法法計(jì)算機(jī)機(jī)軟件件保護(hù)護(hù)條例例與計(jì)算算機(jī)軟軟件的的使用用場合合相關(guān)關(guān)的其其他法法律例如：：開發(fā)發(fā)一套套網(wǎng)絡(luò)絡(luò)監(jiān)控控系統(tǒng)統(tǒng)對員員工在在個(gè)人人電腦腦上的的所有有行為為進(jìn)行行監(jiān)控控?33方案的的選擇擇和折折衷一個(gè)基基于計(jì)計(jì)算機(jī)機(jī)的系系統(tǒng)可可以有有多個(gè)個(gè)可行行的實(shí)實(shí)現(xiàn)方方案，，每個(gè)個(gè)方案案對成成本、、時(shí)間間、人人員、、技術(shù)術(shù)、設(shè)設(shè)備都都有不不同的的要求求，不不同方方案開開發(fā)