資源環(huán)境信息系統(tǒng)(GIS)課件

1、資源環(huán)境信息系統(tǒng)(GIS)資源環(huán)境信息系統(tǒng)(GIS) 系統(tǒng)實施階段的任務，是實現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計階段提出的物理模型，按實施方案完成一個可以實際運行的信息系統(tǒng)，交付用戶使用。系統(tǒng)實施包括資源配置、程序編寫、系統(tǒng)安裝和系統(tǒng)測試。實施管理小組負責系統(tǒng)實施的進度和質(zhì)量管理。9/10/20222 系統(tǒng)實施階段的任務，是實現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計階段提出的物理模型，按實（1）系 統(tǒng) 配 置系統(tǒng)配置包括軟硬件配置、人員組織以及數(shù)據(jù)準備等。9/10/20223（1）系 統(tǒng) 配 置系統(tǒng)配置包括軟硬件配置、人員組織以及數(shù)據(jù)軟硬件購置在規(guī)劃地理信息系統(tǒng)的軟硬件時，需要考慮的主要因素包括：系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量有多大？用戶數(shù)有多少？網(wǎng)絡環(huán)境是什么？

2、投資規(guī)模如何？地理信息系統(tǒng)在整個系統(tǒng)中所處的位置是什么？也就是說，這是一個純粹的地理信息系統(tǒng)還是地理信息系統(tǒng)與其它系統(tǒng)相結(jié)合的綜合信息系統(tǒng)？如果是綜合系統(tǒng)，是以地理信息系統(tǒng)為主體還是以其它的系統(tǒng)為主體？9/10/20224軟硬件購置在規(guī)劃地理信息系統(tǒng)的軟硬件時，需要考慮的主要因素以ESRI公司的產(chǎn)品為例：如果所開發(fā)的系統(tǒng)投資規(guī)模比較小，對系統(tǒng)的功能要求不是很高，可以選用ArcView3.x軟件或MapObjects進行開發(fā)；如要求系統(tǒng)有較強的功能，系統(tǒng)投資規(guī)模較大，可考慮選用ArcGIS軟件進行開發(fā)；如系統(tǒng)數(shù)據(jù)量大，而且要滿足多用戶并發(fā)訪問，則需要配置ArcSDE；如系統(tǒng)是B/S結(jié)構(gòu)，則可選用

3、ArcIMS開發(fā)；如開發(fā)的地理信息系統(tǒng)是綜合系統(tǒng)的一部分，利用MapObjects開發(fā)比較合適。每一種軟件，對硬件的配置有相應的要求，如ArcView 3.x要求主機的基本配置：主頻、內(nèi)存。9/10/20225以ESRI公司的產(chǎn)品為例：9/3/20227硬件配置9/10/20226硬件配置9/3/20228人員組織軟件項目成功的關(guān)鍵是要有高素質(zhì)的軟件開發(fā)人員。然而大多數(shù)軟件產(chǎn)品規(guī)模都很大，以至單個軟件開發(fā)人員無法在給定期限內(nèi)完成開發(fā)工作，因此，必須把多個軟件開發(fā)人員組織起來，分工協(xié)作，共同完成開發(fā)工作。為了成功地完成軟件開發(fā)工作，項目組成員必須以一種有意義且有效的方式彼此交互和通信。如何組織項

4、目組是一個管理問題，管理者必須合理地組織項目組，使項目組有較高生產(chǎn)率，能夠按預定的進度計劃完成所承擔的工作。經(jīng)驗表明，項目組組織的越好，其生產(chǎn)率越高，而且產(chǎn)品質(zhì)量也越高。 9/10/20227人員組織9/3/20229現(xiàn)有的軟件項目組的組織方式很多，常見的有程序設(shè)計小組的組織、主程序員組的組織等。程序設(shè)計小組的規(guī)模以28名成員為宜，通常采用非正式的組織方式，也就是說，雖然名義上有一個組長，但是他和組內(nèi)其他成員完成同樣的任務。在這樣的小組中，由全體討論決定應該完成的工作，并且根據(jù)每個人的能力和經(jīng)驗分配適當?shù)娜蝿?。如果組內(nèi)多數(shù)成員是經(jīng)驗豐富技術(shù)熟練的程序員，那么這種組織方式會非常成功。但如果組內(nèi)多

5、數(shù)成員水平不高，沒有明確的權(quán)威指導開發(fā)工程的進行，最終可能會導致工程失敗。 9/10/20228現(xiàn)有的軟件項目組的組織方式很多，常見的有程序設(shè)計小組的組織、美國IBM公司在1970年代初期開始采用主程序員組的組織方式。主程序員組由主程序員、后備主程序員、編程秘書以及13名程序員組成。在必要的時候，該組還有其他領(lǐng)域的專家（例如，法律專家、財務專家等）協(xié)助。主程序員組的組織方式有不少優(yōu)點，但典型的主程序員組在許多方面是不切實際的。9/10/20229美國IBM公司在1970年代初期開始采用主程序員組的組織方式人員配置 9/10/202210人員配置 9/3/202212（2）程 序 編 寫程序編寫

6、的過程就是利用某種程序設(shè)計語言把詳細設(shè)計編碼成計算機可接受的形式，也是人借助編程語言與計算機通信的過程。應該說，在系統(tǒng)開發(fā)的各個階段中，編程是最容易，也是人們已掌握得較好的一項工作。但編寫一個好的程序需要高水平的編程人員。9/10/202211（2）程 序 編 寫程序編寫的過程就是利用某種程序設(shè)計語言把對于程序好壞的評價，50年代與70年代的觀點有很大不同。50年代計算機內(nèi)存小、速度慢，人們往往把程序的長度和執(zhí)行速度放在重要位置，費盡心機縮短程序長度，減少存儲量，提高速度?，F(xiàn)在情況有了很大的不同，一般認為好程序應具備的最重要條件是可讀性。9/10/202212對于程序好壞的評價，50年代與70

7、年代的觀點有很大不同。50 要使程序的可讀性好，程序員應有一定的寫作能力。他應寫出結(jié)構(gòu)良好、層次分明、思路清晰的程序。 有人說：“對于程序員來說，最重要的不是學習程序設(shè)計語言（FORTRAN、C等），而是英語（日語、漢語）”。程序員在寫程序時應該記?。撼绦虿粌H是給計算機執(zhí)行的，也是供人閱讀的。9/10/202213 要使程序的可讀性好，程序員應有一定的寫作能力。他應寫出結(jié)構(gòu)程序設(shè)計語言 程序設(shè)計語言發(fā)展到今天，先后有幾百種程序設(shè)計語言。大致可分為四代。第一代語言是指與機器緊密相關(guān)的機器語言和匯編語言，其歷史可追溯到第一臺電子計算機問世。因其與硬件操作一一對應，基本上有多少種計算機就有多少種匯編

8、語言。第二代語言是20世紀50年代末至20世紀60年代初先后出現(xiàn)的，它們應用面廣，為人們熟悉和接受，有大量成熟的程序庫。這代語言包括FORTRAN、COBOL、Algol60和BASIC等。9/10/202214程序設(shè)計語言 程序設(shè)計語言發(fā)展到今天，先后有幾百種程序設(shè)計語 第三代語言，也稱結(jié)構(gòu)化程序語言，其特點是直接支持結(jié)構(gòu)化構(gòu)件，并具有很強的過程能力和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)能力。這類語言本身又可細分為三類：通用高級語言（如Pascal、Ada等）、專用語言（如LISP、Prolog等）和面向?qū)ο蟮恼Z言（如C+、Smalltalk、Java等）。 第四代語言實際上就是程序生成器，它能輸入由自然語言書寫的語句

9、，自動產(chǎn)生完整的程序，但目前這方面成功的例子還只限于商業(yè)信息系統(tǒng)的開發(fā)。9/10/202215 第三代語言，也稱結(jié)構(gòu)化程序語言，其特點是直接支持結(jié)構(gòu)化構(gòu)件程序設(shè)計語言的選擇選擇合適的程序設(shè)計語言能減少編碼的工作量，產(chǎn)生易讀、易測試、易維護的代碼。程序設(shè)計語言的選擇應考慮的因素包括：應用領(lǐng)域、算法和計算的復雜性、軟件運行環(huán)境、軟件性能要求、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的復雜性、軟件開發(fā)人員的知識水平等，其中，項目所屬的應用領(lǐng)域常常作為首要的標準。9/10/202216程序設(shè)計語言的選擇選擇合適的程序設(shè)計語言能減少編碼的工作量，程序設(shè)計語言的選擇例如，C語言常用于系統(tǒng)軟件開發(fā)； COBOL迄今仍為商業(yè)信息處理的首選語

10、言； FORTRAN始終占領(lǐng)著工程及科學計算領(lǐng)域的主導地位； 人工智能領(lǐng)域則更多地使用LISP、Prolog等。9/10/202217程序設(shè)計語言的選擇例如，C語言常用于系統(tǒng)軟件開發(fā)；9/3/2在GIS開發(fā)中的程序設(shè)計語言底層開發(fā)通常采用VC+等；組件開發(fā)通常采用VB、Delphi等；WebGIS開發(fā)通常采用Java等；虛擬現(xiàn)實GIS開發(fā)采用VRML等。9/10/202218在GIS開發(fā)中的程序設(shè)計語言9/3/202220編程的技巧和方法70年代以來，人們總結(jié)了使程序簡單、清晰的種種技巧和方法，包括：用結(jié)構(gòu)化方法進行編程設(shè)計；程序中包括說明文檔；良好的程序書寫風格；良好的編程風格。9/10/2

11、02219編程的技巧和方法70年代以來，人們總結(jié)了使程序簡單、清晰的種結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計“結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計”是荷蘭學者Dijkctra提出的，他要求程序設(shè)計者不能隨心所欲地編寫程序，而要按照一定的結(jié)構(gòu)形式來設(shè)計和編寫程序。基本思想：將一個大的程序按功能分割成一些小模塊。開發(fā)方法:自上向下,逐步分解，分而治之。9/10/202220結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計“結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計”是荷蘭學者Dijkctra提結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計的特點各模塊相對獨立、功能單一、結(jié)構(gòu)清晰、接口簡單控制了程序設(shè)計的復雜性提高元件的可靠性縮短開發(fā)周期易于維護和功能擴充具體有兩個方面：一是程序設(shè)計采用自頂向下，逐步細化的原則；二是程序的控制結(jié)構(gòu)由三種

12、基本結(jié)構(gòu)（順序結(jié)構(gòu)；分支選擇結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)）構(gòu)成。9/10/202221結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計的特點9/3/202223順序結(jié)構(gòu)：以各子結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的次序順序控制執(zhí)行。分支選擇結(jié)構(gòu)有兩種，一是If-then-else結(jié)構(gòu)，另一種是case結(jié)構(gòu)。當滿足某個條件時反復執(zhí)行，否則不執(zhí)行（Do-while循環(huán)）。9/10/202222順序結(jié)構(gòu)：以各子結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的次序順序控制執(zhí)行。9/3/2022順序結(jié)構(gòu)Input 請輸入梯形的上底： To M Input 請輸入梯形的下底： To N Input 請輸入梯形的高： To H ? 梯形面積=,Str(M+N)*H/2,10,2) Return9/10/202223順序

13、結(jié)構(gòu)Input 請輸入梯形的上底： To M9/3/選擇結(jié)構(gòu)9/10/202224選擇結(jié)構(gòu)9/3/202226循環(huán)結(jié)構(gòu)9/10/202225循環(huán)結(jié)構(gòu)9/3/202227結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計有以下幾個特點：只有一個入口和一個出口。沒有死語句（永遠執(zhí)行不到的語句）。沒有死循環(huán)（無限制的循環(huán)）。 9/10/202226結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計有以下幾個特點：9/3/202228提供說明文檔程序中的說明文檔可以用注釋語句書寫。程序適當加注釋后，閱讀時就不必再看其他說明材料了。因此，是提高程序可閱讀性的有力手段。程序中的注釋包括文件頭注釋、函數(shù)注釋、程序段注釋和語句注釋。9/10/202227提供說明文檔程序中的說明文

14、檔可以用注釋語句書寫。程序適當加注增加注釋的原則注釋必須與程序一致，否則毫無價值，甚至使人感到莫名其妙，所以，修改程序時。要注意對注釋進行相應的修改。注釋不是重復程序語句，而應提供從程序本身難以得到的信息。對程序段作注釋，而不是對每個語句作注釋。9/10/202228增加注釋的原則9/3/202230文件開頭的注釋模板/* 文件名:* Copyright (c) 1998-1999 *公司技術(shù)開發(fā)部* 創(chuàng)建人:* 日 期:* 修改人:* 日 期:* 描 述:* 版 本:*-*/9/10/202229文件開頭的注釋模板9/3/202231函數(shù)開頭的注釋模板/* 函數(shù)名:* 輸 入: a,b,c*

15、 a-* b-* c-* 輸 出: x-* x 為 1, 表示.* x 為 0, 表示.* 功能描述:* 全局變量:* 調(diào)用模塊:* 作 者:* 日 期:* 修 改:* 日 期:* 版本*/9/10/202230函數(shù)開頭的注釋模板9/3/202232程序段和語句注釋實例初始化控件_comboBox1.Items.Clear() 清空組合框_listBox1.Items.Clear() 清空列表框9/10/202231程序段和語句注釋實例9/3/202233良好的編程風格編程的風格在很大程度上影響著程序的可讀性、可測試性和可維護性。良好的編程風格是在不影響性能的前提下，有效地編排和組織程序，以提

16、高可讀性和可維護性。9/10/202232良好的編程風格編程的風格在很大程度上影響著程序的可讀性、可測良好的編程風格體現(xiàn)在：結(jié)構(gòu)化規(guī)范化簡單化9/10/202233良好的編程風格體現(xiàn)在：9/3/202235結(jié) 構(gòu) 化實質(zhì)是控制編程中的復雜性。除了使用讀者明了的結(jié)構(gòu)化程序部件 ，還包括用公共函數(shù)調(diào)用代替重復出現(xiàn)的表達式等。 9/10/202234結(jié) 構(gòu) 化實質(zhì)是控制編程中的復雜性。除了使用讀者明了的結(jié)構(gòu)化規(guī) 范 化 理解變量的含義是理解程序邏輯的關(guān)鍵。在系統(tǒng)中，涉及的變量、過程、文件很多，編寫程序的人也很多。因此，在編寫程序之前，應對名字做出統(tǒng)一的規(guī)范標準。變量名應顯示說明，同一變量名不要具有多

17、種含義。一個變量在不同程序段中表示不同的含義，即使計算機不混淆，也不便于人的閱讀理解，修改程序時也容易造成錯誤。變量名、文件名、過程名應規(guī)范化，應選用表義性強的名字（相應英文名或縮寫）避免使用臨時變量而使可讀性下降；適當插入括號，使表達式的運算次序清晰直觀，排除二義性；有效使用空格符，以區(qū)別程序的不同意群（例如，注釋與程序、分程序之間等）。9/10/202235規(guī) 范 化 理解變量的含義是理解程序邏輯的關(guān)鍵。在系簡 單 化使用簡單的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，避免使用多維數(shù)組、指針和復雜的表；使用執(zhí)行時間短的算術(shù)運算；避免不同類型的對象混合操作；盡量使用整型運算和布爾表達式；以手工方式簡化算術(shù)和邏輯表達式；直接

18、地反映代碼的意圖。 9/10/202236簡 單 化使用簡單的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，避免使用多維數(shù)組、指針和復雜的DO 14 I = 1, N DO 14 J = 1,N14 V(I , J) = (I/J) * (J/I)DO 5 I = 1，N DO 5 J = 1，N IF（I.EQ.J) THEN V(I , J) = 1.0 ELSE V(I , J) = 0.0 ENDIF 5 CONTINUE 兩個程序比較9/10/202237DO 14 I = 1, N DO 14 J =軟件測試9/10/202238軟件測試9/3/202240在開發(fā)軟件的過程中，人們使用了許多保證軟件質(zhì)量的方法分析、設(shè)

19、計和實現(xiàn)軟件，但難免還會在工作中犯錯誤。這樣，在軟件產(chǎn)品中就會隱藏許多錯誤和缺陷。對于規(guī)模大、復雜性高的軟件更是如此。在這些錯誤中，有些是致命的錯誤，如果不排除，就會導致生命與財產(chǎn)的重大損失。9/10/202239在開發(fā)軟件的過程中，人們使用了許多保證軟件質(zhì)量的方法分析、設(shè)1963年在美國曾發(fā)生了這樣一件事：把一個FORTRAN程序的循環(huán)語句 DO 5 I=1，3 誤寫成 DO 5 I=1.3。 循環(huán)語句被當作了賦值語句，一點之差致使飛往火星的火箭爆炸，造成1000萬美元的損失。這種情況迫使人們必須認真計劃、徹底地進行軟件測試。9/10/2022401963年在美國曾發(fā)生了這樣一件事：把一個F

20、ORTRAN程序什么是軟件測試軟件測試是為了發(fā)現(xiàn)錯誤而執(zhí)行程序的過程。軟件測試在軟件生存期中橫跨兩個階段：通常在編寫出每一個模塊之后就對它做必要的測試（稱為單元測試）。編碼與單元測試屬于軟件生存期中的同一個階段。在結(jié)束這個階段之后，對軟件系統(tǒng)還要進行各種綜合測試，這是軟件生存期的另一個獨立階段，即測試階段。測試只能證明程序有錯誤，而不可能證明程序沒有錯誤。9/10/202241什么是軟件測試軟件測試是為了發(fā)現(xiàn)錯誤而執(zhí)行程序的過程。9/3軟件測試的目的Grenford J.Myers提出以下觀點：測試是程序執(zhí)行過程，目的在于發(fā)現(xiàn)錯誤；一個好的測試用例很可能找到迄今為止尚未發(fā)現(xiàn)的錯誤；一個成功的測

21、試是發(fā)現(xiàn)了至今未發(fā)現(xiàn)的錯誤的測試。E.W.Dijkstra 指出:程序測試能證明錯誤的存在，但不能證明錯誤不存在。測試的目的是發(fā)現(xiàn)程序中的錯誤，是為了證明程序有錯，而不是證明程序無錯。9/10/202242軟件測試的目的Grenford J.Myers提出以下觀點：軟件測試的目的測試的目的是想以最少的時間和人力系統(tǒng)地找出軟件中潛在的各種錯誤和缺陷。測試的附帶收獲是，它能夠證明軟件的功能和性能與需求說明相符合。此外，實施測試收集到的測試結(jié)果數(shù)據(jù)為可靠性分析提供了依據(jù)。把證明程序無錯當作測試目的不僅是不正確的, 完全做不到的，而且對做好測試沒有任何益處，甚至是十分有害的。能夠發(fā)現(xiàn)錯誤的測試是成功的

22、測試，否則是失敗的測試。9/10/202243軟件測試的目的測試的目的是想以最少的時間和人力系統(tǒng)地找出軟件測試者知道軟件怎樣才能發(fā)生故障而導致失敗，并可記錄發(fā)生失敗的多種故障類型測試案例沒有冗余。每個測試案例都有不同的用途，不要重復相同意義的測試案例使用最具有代表性的案例，它能夠高效率揭示所有可能的錯誤每個測試應該能獨立執(zhí)行，不能太復雜，也不會太簡單，它們能夠被組合用于一個測試案例中好的測試應該具有的特性9/10/202244測試者知道軟件怎樣才能發(fā)生故障而導致失敗，并可記錄發(fā)生失敗的軟件錯誤的分類按錯誤的影響和后果分類較小錯誤：只對系統(tǒng)輸出有一些非實質(zhì)性影響。如，輸出的數(shù)據(jù)格式不合要求等。中

23、等錯誤：對系統(tǒng)的運行有局部影響。如輸出的某些數(shù)據(jù)有錯誤或出現(xiàn)冗余。較嚴重錯誤：系統(tǒng)的行為因錯誤的干擾而出現(xiàn)明顯不合情理的現(xiàn)象。比如開出了0.00元的支票，系統(tǒng)的輸出完全不可信賴。嚴重錯誤：系統(tǒng)運行不可跟蹤，一時不能掌握其規(guī)律，時好時壞。非常嚴重的錯誤：系統(tǒng)運行中突然停機，其原因不明，無法軟啟動。最嚴重的錯誤：系統(tǒng)運行導致環(huán)境破壞，或是造成事故，引起生命、財產(chǎn)的損失。9/10/202245軟件錯誤的分類按錯誤的影響和后果分類9/3/202247軟件測試的特點軟件測試的開銷大按照Boehm 的統(tǒng)計，軟件測試的開銷大約占總成本的30%50%。例如：APPOLLO登月計劃，80%的經(jīng)費用于軟件測試。不

24、能進行窮舉測試只有將所有可能的情況都測試到，才有可能檢查出所有的錯誤。但這是不可能的。例如：程序P 有兩個整型輸入量X、Y，輸出量為Z，在32 位機上運行。所有的測試數(shù)據(jù)組(Xi,Yi)的數(shù)目為：232232264。假設(shè)毫秒執(zhí)行次，如要進行完全測試，共需億年。9/10/202246軟件測試的特點軟件測試的開銷大例如：程序P 有兩個整型輸入量例:Windows95有1000萬行代碼 Windows2000有5000萬行代碼， 3000多個工程師，幾百個小團隊。Exchange2000和 Windows2000開發(fā)人員結(jié)構(gòu)Exchange2000Windows2000項目經(jīng)理25人約250人開發(fā)人員140人約1700人測試人員350人約3200人例:Windows95有1000萬行代碼Exchange2 軟件測試的原則嚴格執(zhí)行測試計劃，排除測試的隨意性。測