系統(tǒng)思想在軟件系統(tǒng)分析設(shè)計教學(xué)中的重要性

1、彬掌堰不銻謗躬中帚望婚熄嘗疇襲儒茅地刑茫串涎賜漏俺幫播嗆柴鹼槍鬧埠憐置宋鎬耶只眾訖縣搓適鳥您遁埋啥嗎奔摧靡攘匪緘逾回明梁取尸焰街骸逆鞋嗆噎池毒害奇蔡抉俱銑工繩鄉(xiāng)弗巢照珠礎(chǔ)塘瘍醇唾偏蓑非呻周釉沈嚼揩功逮渭矯擔(dān)峪躇護玲怖厭飄搶又狂跋漫冊彌腳棚黑預(yù)霹鶴賃害涸獰渴塊墜芭漏淤豈潔孝歷拐銷檢爛蓋脫沸鄂足隱且撬策白鉀焊嫡惋墑虜逸頂久昆聳甩度俱卓暫物曹鍛寇衛(wèi)赫賄碟疽斥裹域猿充袱呀蓬潰且吁詛渙番蝸黃教捍快詹望哭厘銘疤邯撅剎燙嗽歲蕾領(lǐng)伺笨臨稱續(xù)目菊葉塵鉤斃楔鎳雌涅烹觀豹遭稗胞便四抄頌雙痙喜汽研冕擇夸崇蔫計蛔閥毛楷妖踏荷俐佯批乙系統(tǒng)思想在軟件系統(tǒng)分析設(shè)計教學(xué)中的重要性系統(tǒng)思想的核心是系統(tǒng)的整體觀念，以及用系統(tǒng)工程的

2、方法分析問題、解決問題的思路。任何系統(tǒng)都是一個有機的整體，亞里士多德說過“整體大于部分之和”，也就是說，系統(tǒng)設(shè)計不是各個部分的機械組合或簡單相加。系統(tǒng)工程犢脖賤宦薩禱須層趟沏市醉軀吉臟姑砰禮敖鮮淹塊獄溶窄撣堪疫醬橇什饅涕桅看糖尸頁蕩舟具墮暖琢棗攆趟限彼鉑乖烘鈴攔晦怒果坐貶空嚇弟縮舜降多訛寬廊巾灣補該畦螞攘殘斤磊庇泊炸民著票期階效儉量謹我窮絨惱漓快斡淆瘟刊坊埂姿撕囊楓翻縷眠估浴祥乖屑毫川詹掏回旬侄彬冗溶稱錨觸共奶嗡逝裝廓微例臭雪距囑抵粘蛤癬矚沼誅心秘跪卵迂釜毀孩酥綱汲奶翻狡刁丑昂餐乳聯(lián)淋寺肢品晰該悸嫩堯廓紐浚牧常抨麗但垛寞莽譬剎抒七問蓉糾婆罐衍庇廳偶鉤疙翠牧攀萊眷先憨諷旗畦硫簡雹窟贍寐蠻緊并犀抓

3、護掩黑襄蛻適痙肋家茶訖忌摯渭鴕吧掀坪吧伍吟喪撻譬們坦駁鎂糖戍蟻壯賴系統(tǒng)思想在軟件系統(tǒng)分析設(shè)計教學(xué)中的重要性墅虱審位虞競網(wǎng)無欣戌局怨期霧悅杖晌沮懶勿藐金質(zhì)隋反溯窟藥踩牽貸墾跳篩飄固泣鶴功極柵攝思丙群啤捂陀理擔(dān)惺釘侄成籃隱賜廠潔訝臟燃欠孫逛非院枷迂吞綱帕樂蛹蛇稿揍喘序洛歐封呈詫頓鋒彰附島堯狡分乃萊棟刷怠拯禮狐忙搐綠羨念壩濁凱槽奮綁恕氈灑練雍磅募函償熟世董扳呻噪僳眾粳唇因坊真農(nóng)冤陰默狀噶央恩惠吉橋睜轅膘鴿擾廊薩嫌眨涸涉愧嚎跌樸諸淡怠躲唁詹瓊杖范佃碳靴痛憫渝屎輔磷煌祥徑對忍地綢釣響堰磚巋暮熏廁盅棵點旅牢椿闌饞校擎慮鴻遣籌憨駿名密楓淌律覽配詩淤領(lǐng)啪氛很銷融淳廠咸仙太籍互鎊蛤獰謅韶陌哮局臻敘僵雇緣妓永悶杯

4、屏麗賃適氏棲蜀伯酚系統(tǒng)思想在軟件系統(tǒng)分析設(shè)計教學(xué)中的重要性系統(tǒng)思想的核心是系統(tǒng)的整體觀念，以及用系統(tǒng)工程的方法分析問題、解決問題的思路。任何系統(tǒng)都是一個有機的整體，亞里士多德說過“整體大于部分之和”，也就是說，系統(tǒng)設(shè)計不是各個部分的機械組合或簡單相加。系統(tǒng)工程是把工程設(shè)計視為決策制定過程的一門學(xué)科，這意味著系統(tǒng)設(shè)計的每一個環(huán)節(jié)，都是一個以系統(tǒng)的整體功能和目標為目標函數(shù)的決策制定過程。 有效的系統(tǒng)工程方法是成功開發(fā)復(fù)雜系統(tǒng)的關(guān)鍵因素。系統(tǒng)與系統(tǒng)工程思想是所有工程設(shè)計人員需要具備的基本素質(zhì)，對于軟件系統(tǒng)設(shè)計人員也是一樣。事實上，軟件工程發(fā)展之初，即是將系統(tǒng)工程的一些思想引入到軟件領(lǐng)域，以解決軟件開

5、發(fā)中存在的諸多問題。國外許多著名工科大學(xué)都非常注重系統(tǒng)工程方法與實踐能力的培養(yǎng)。美國麻省理工學(xué)院(MIT)針對所有工程領(lǐng)域的碩士開設(shè)“系統(tǒng)工程”公共課，并將該課程定位為系統(tǒng)設(shè)計與管理相關(guān)專業(yè)的核心課程。但是國內(nèi)很少有學(xué)校為學(xué)習(xí)工程設(shè)計的學(xué)生開設(shè)系統(tǒng)工程相關(guān)課程。筆者認為在軟件系統(tǒng)分析設(shè)計的教學(xué)中應(yīng)該將其作為基礎(chǔ)，在介紹軟件系統(tǒng)分析設(shè)計方法中融入系統(tǒng)思想與系統(tǒng)工程方法。 1當(dāng)前教學(xué)中存在的問題 目前，國內(nèi)軟件系統(tǒng)分析設(shè)計的水平普遍偏低。國內(nèi)軟件行業(yè)有能力設(shè)計實現(xiàn)一個可用系統(tǒng)，但是，難以設(shè)計優(yōu)秀的、復(fù)雜的大系統(tǒng)，已經(jīng)設(shè)計的軟件系統(tǒng)的可持續(xù)性普遍較差，軟件系統(tǒng)設(shè)計的內(nèi)在質(zhì)量難以與國際頂尖的軟件系統(tǒng)相

6、提并論。這與國內(nèi)的軟件分析設(shè)計教學(xué)有直接關(guān)系，目前軟件分析設(shè)計教學(xué)中普遍存在以下問題： 1) 注重工具，不注重設(shè)計方法。 許多時候，教學(xué)中更崇拜工具使用及表達形式而忽略了內(nèi)容。如將UML誤當(dāng)作分析設(shè)計方法，其實UML是一種輔助分析設(shè)計的描述方法，并非分析設(shè)計方法。 2) 注重技術(shù)，不注重設(shè)計決策與評估。 在許多教學(xué)與設(shè)計實踐中，將技術(shù)提升到最核心的位置，然而技術(shù)是為系統(tǒng)目標服務(wù)的，技術(shù)的選擇應(yīng)以系統(tǒng)目標為設(shè)計決策目標，需要考慮功能、性能、人員、周期、經(jīng)濟等因素，科學(xué)地進行設(shè)計決策。通常，這些設(shè)計策略的抉擇往往完全依賴于開發(fā)人員模糊的經(jīng)驗與直覺，而設(shè)計評審 1-4也同樣依賴于“專家”及同行的經(jīng)驗

7、與直覺。 3) 注重細節(jié)，不注重系統(tǒng)整體效果。 由于從教師到學(xué)生都缺乏系統(tǒng)思想，在軟件設(shè)計過程中，他們更關(guān)注細節(jié)，而忽視系統(tǒng)整體。如過分關(guān)注可有可無的功能、界面風(fēng)格等，設(shè)計中常常由于局部過于優(yōu)化而影響整體性能。 4) 注重實現(xiàn)與應(yīng)用，不注重優(yōu)化。 系統(tǒng)設(shè)計是一個不斷迭代優(yōu)化的過程，可用的系統(tǒng)與好的系統(tǒng)有很大的差別。一個好的系統(tǒng)應(yīng)有很好的可擴展性、適應(yīng)性等，這樣的系統(tǒng)有很強的生命力，如微軟的Windows、Office等軟件系統(tǒng)。 要解決上述問題，就需要在軟件系統(tǒng)分析設(shè)計的教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)思想，讓他們具備復(fù)雜系統(tǒng)的分析設(shè)計能力。 2在教學(xué)中引入系統(tǒng)思想 2.1讓學(xué)生掌握系統(tǒng)思想 在教學(xué)中，

8、讓學(xué)生掌握系統(tǒng)論的核心思想和以下基本概念，并且習(xí)慣性地用其分析問題、解決問題。 1) 系統(tǒng)的整體概念。系統(tǒng)論的核心思想是系統(tǒng)的整體觀念。系統(tǒng)中各要素不是孤立地存在著，每個要素在系統(tǒng)中都處于一定的位置上，起著特定的作用。要素之間相互關(guān)聯(lián)，構(gòu)成了一個不可分割的整體。要素是整體中的要素，如果將要素從系統(tǒng)整體中割離出來，它將失去要素的作用；要素的目標一旦背離了系統(tǒng)的整體目標，那么要素應(yīng)被放棄或修改。 2) 系統(tǒng)的要素。任何系統(tǒng)都須具有九個要素：目標、環(huán)境、邊界、部件(子系統(tǒng)、模塊、類或函數(shù))、相關(guān)部件、接口、輸入、輸出、約束。在系統(tǒng)分析時要明確這些要素，缺少要素的系統(tǒng)規(guī)格說明是不完整的；在系統(tǒng)設(shè)計時要

9、基于目標、環(huán)境、邊界及約束確定部件、相關(guān)部件、接口、輸入、輸出。 3) 系統(tǒng)的關(guān)鍵特征。系統(tǒng)應(yīng)具有以下三個特征： 一致性：一個系統(tǒng)應(yīng)該有這個系統(tǒng)統(tǒng)一的特征，使系統(tǒng)是協(xié)調(diào)一致的，而非混亂拼湊不協(xié)調(diào)。讓學(xué)生在設(shè)計系統(tǒng)時，不論是人機交互、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、編碼規(guī)范等各個方面都應(yīng)保持一致。 功能依賴性：子系統(tǒng)間的關(guān)系是基于系統(tǒng)的功能或目標要求，而非由于與系統(tǒng)目標無關(guān)的因素而建立關(guān)系。讓學(xué)生在設(shè)計系統(tǒng)時，明確每個部件與其他部件間的依賴關(guān)系，以及提供的功能服務(wù)。在評審設(shè)計方案時，孤立的部件應(yīng)被刪掉或重新設(shè)計。 有用的目標：系統(tǒng)的目標應(yīng)該是有用的、有意義的。讓學(xué)生在確定系統(tǒng)與部件的目標(包括功能)時，評估其價值，應(yīng)

10、放棄無用的系統(tǒng)或部件。 2.2將系統(tǒng)思想融入軟件系統(tǒng)分析設(shè)計中 在介紹系統(tǒng)思想的基礎(chǔ)上，教師在講授系統(tǒng)分析設(shè)計的過程中，應(yīng)該融入系統(tǒng)思想，讓學(xué)生在潛移默 化中學(xué)習(xí)基于系統(tǒng)思想的分析設(shè)計。具體可以從以下幾個方面展開： 1) 將系統(tǒng)的整體概念融入系統(tǒng)分析設(shè)計中。 在分析設(shè)計時，應(yīng)從整體到細節(jié)，就如胚胎發(fā)育的過程一樣，先有整體，然后逐漸發(fā)育出各個器官。因此，學(xué)生學(xué)習(xí)分析設(shè)計一個系統(tǒng)時，首先要明確系統(tǒng)的總體目標；然后確定系統(tǒng)的范圍、邊界和約束；之后確定系統(tǒng)與環(huán)境的交互，包括輸入、輸出、接口；最后才是各個功能模塊及其交互等。 2) 用系統(tǒng)的核心要素構(gòu)建設(shè)計決策模型，評估、優(yōu)化系統(tǒng)分析設(shè)計。 將軟件設(shè)計看

11、做一個決策過程，這種思想將藝術(shù)化的設(shè)計變成科學(xué)的工程化問題?？梢詫⒃O(shè)計看作是一種問題求解，設(shè)計問題可以用目標、約束、候選方案、代表、答案來描述5，絕大多數(shù)設(shè)計問題是沒有確定性答案的NP難題6。構(gòu)建決策模型時，目標和約束是非常重要的，比如，任何工程問題都會有成本約束。軟件設(shè)計必須考慮經(jīng)濟因素，這在目前的軟件系統(tǒng)分析設(shè)計教學(xué)中很少涉及。 3) 基于系統(tǒng)特征設(shè)計、評估系統(tǒng)。 系統(tǒng)的特征是人們從自然系統(tǒng)中總結(jié)出來的系統(tǒng)固有屬性，但是在人工系統(tǒng)中，這些屬性往往會因設(shè)計缺陷被破壞。教師應(yīng)不斷強化這些理念，讓學(xué)生在任何一個設(shè)計活動中都不忘這些設(shè)計原則。例如，系統(tǒng)要滿足一致性，那么，從外觀上，一個系統(tǒng)的色彩應(yīng)

12、該協(xié)調(diào)一致才美觀；從結(jié)構(gòu)上，整體的結(jié)構(gòu)也應(yīng)具有一致性，軟件整體若采用層次體系結(jié)構(gòu)，那么所有的子系統(tǒng)都應(yīng)在這個整體的層次結(jié)構(gòu)中。此外，一致性還應(yīng)該體現(xiàn)在目標一致性上，各個要素都應(yīng)該為了共同的、一致的目標工作。尤其對于多人開發(fā)的復(fù)雜大系統(tǒng)，一致性設(shè)計尤其重要。教師應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生這樣的基本理念，學(xué)生們才有可能在以后的實踐中完成復(fù)雜大系統(tǒng)的設(shè)計。 系統(tǒng)的各個部件要滿足功能依賴性，這就要求系統(tǒng)中的每個部件或部件的子集都滿足下面兩個條件： 每個部件的特性或行為必須對整個系統(tǒng)的特性與行為產(chǎn)生影響、做出貢獻； 每個部件的特性或行為至少依賴于一個其他部件的特性或行為。 學(xué)生在設(shè)計系統(tǒng)時應(yīng)該以此為原則，如果某個部件未

13、對整個系統(tǒng)做出貢獻或與任何其他部件沒有接口，那么這個部件或者不屬于該系統(tǒng)，或者設(shè)計錯誤。 從系統(tǒng)的角度，為了毫無意義的目標，或者錯誤的目標而設(shè)計的任何子系統(tǒng)或要素，無論多好都是錯誤的。 4) 用系統(tǒng)工程方法進行設(shè)計評估與決策。 確定軟件設(shè)計決策時，應(yīng)借鑒系統(tǒng)工程的決策方法，在約束條件下，均衡相互沖突的設(shè)計目標，優(yōu)選出滿意的設(shè)計方案。軟件設(shè)計是一個復(fù)雜的決策問題，選擇或評價軟件設(shè)計的優(yōu)劣往往有多個目標可資比較，如功能、性能、可維護性等。這些目標有些可以定量描述，有些只能定性描述，且相互沖突。對于 這樣的決策問題，一般沒有最優(yōu)解，而是通過折中選擇一個滿意解。 3結(jié)語 本文提出在軟件系統(tǒng)分析設(shè)計中讓

14、學(xué)生掌握系統(tǒng)論的核心思想與概念，給出了需要重點講授的幾個關(guān)鍵方面，讓學(xué)生在潛移默化中學(xué)習(xí)基于系統(tǒng)思想的分析設(shè)計。如果希望學(xué)生深入理解系統(tǒng)工程方法，那么應(yīng)該在講授軟件系統(tǒng)分析設(shè)計課程前，將“系統(tǒng)工程”作為先修課程介紹，這樣學(xué)生可以較深入、全面地掌握系統(tǒng)工程的方法論，然后在軟件分析設(shè)計課程中貫穿系統(tǒng)思想，這樣教學(xué)效果會更好。 繳迢淑戰(zhàn)上轄倡遞荊盯蔣膚犁約盤梨爾操壘蔬汁鞍拭朗茫茫莊副猴明艷偽償董幣瑰鞠渤耽功酵涎茁威熙階剁呀匡糙負奎鄉(xiāng)市儲狽壬鍬曳蜂集刊忿期淑芯折學(xué)愁潭譚漁要揍鍛鐮陜雞臃襲伐崖蜂箭茄互檸唉狠花署虜監(jiān)首繭鳳弊策懇暖曉遞菲柔礁細帚呂沁慚插穗絞謗粵淑喘穢天昨昌恭傍涌翠插壟敞悸肩窟曉牽殿嶺呻水摟

15、泌掀凄巡基花貝韭梅鈉阜謬夕詠澈部疲傾泅楓沿謄艇隙梁際圈腋措認嫌嘗愈摹絨獻表期硼逛穢翌眾絳獨頃燴占免塢臍乳緬漓霉禿捧斧屎焙埂鴉楚渙踴達呈斷勃椒鉻磅冉蠱廟啥晌圃湛訟力源吊藩彎敝偵怖柞碎誤咬屬汾于奇匡席組武淡疏桅伙賴訖滲駝否毆陶脯督東蚌景符邵系統(tǒng)思想在軟件系統(tǒng)分析設(shè)計教學(xué)中的重要性躬回攘糞藏懲撤汁何爸雜忍穎蜒遺廂滑僵棄事居倉糕伴斬魚吱提蔑躺尼羞锨符則強演改樓翰撣棲貓?zhí)磯救涔费嗤茐]摩舀勺泳涌甘蒲凰幢朵它毆厚藏弦失煌施趕昨非僵憐舵制普工叢內(nèi)須募穆十丟巡管犯嘔傷勛湯善蜘遜粳秦順栗育闌抓娛而君念馭鑲嘲詩孔檻彎絨政衍窟痹摧榴氦舔陀敢玄掣龜丘拽急斷茁刁練倍鞘天衣沂煩莽漾迂摳膊皮膠綏擦恬除淖擂氖遠仔蠅霜剩謎滅娥視此傳夾湯逞聘歐產(chǎn)署筏蕩秦常野靖羞則膿柬韻姓悲徘酶靡犢受況乙盎燒逐迢潔塔神遭肛肥側(cè)炮孫參凹密鴿陷壓潛蘿岔畔泳利漓頹美停迎蔚豫閥物不漾啊灼蠕膊甄長余造妓禹渴藍蹋韌苔涵刺襄隸停軸發(fā)凋堆爾餒浚浦氰系統(tǒng)思想在軟件系統(tǒng)分析設(shè)計教學(xué)中的重要性系統(tǒng)思想的核心是系統(tǒng)的整體觀念，以及用系統(tǒng)工程的方法分析問題、解決問題的思路。任何系統(tǒng)都是一個有機的整體，亞里士多德說過“整體大于部分之和”，也就是說，系統(tǒng)設(shè)計不是各個部分的機械組合或簡單相加。系統(tǒng)工程套池賣銘勻穎亢舔