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復旦大學計算機科學與工程系 軟件工程課程內(nèi)容摘要要基于計算算機的系系統(tǒng)系統(tǒng)工程程的任務(wù)務(wù)可行性分分析2復旦大學學計算機機科學與與工程系系軟軟件工程程課程內(nèi)容摘要要基于計算算機的系系統(tǒng)系統(tǒng)工程程的任務(wù)務(wù)可行性分分析3復旦大學學計算機機科學與與工程系系軟軟件工程程課程所謂基于于計算機機的系統(tǒng)統(tǒng)是指：通過處處理信息息來完成成某些預預定義目目標而組組織在一一起的元元素的集集合或排排列。組成基于于計算機機系統(tǒng)的的元素主主要有：軟件、硬件、人員、數(shù)據(jù)庫庫、文檔檔和規(guī)程程（Procedure）基于計算算機的系系統(tǒng)4復旦大學學計算機機科學與與工程系系軟軟件工程程課程系統(tǒng)元素素軟件指計

2、算機機程序、數(shù)據(jù)結(jié)結(jié)構(gòu)和相相關(guān)的工工作產(chǎn)品品，以實實現(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計算能力力的電子子設(shè)備、支持數(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機械設(shè)備備（如傳傳感器、馬達等等）人員指硬件和和軟件的的用戶和和操作者者5復旦大學學計算機機科學與與工程系系軟軟件工程程課程數(shù)據(jù)庫指通過軟軟件訪問問并持久久存儲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)格說明明、硬復復制手冊冊、聯(lián)機機幫助文文件、Web站站點）。規(guī)程（procedures）指定義每每個系統(tǒng)統(tǒng)元素的的特定

3、使使用或系系統(tǒng)所處處的過程程性語境境的步驟驟。6復旦大學學計算機機科學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)基于計算算機的系系統(tǒng)本身身可以成成為一個個更大的的基于計計算機系系統(tǒng)中的的一個元元素，稱稱其為那那個更大大系統(tǒng)的的宏元素素。這樣，基基于計算算機的系系統(tǒng)可呈呈現(xiàn)一個個層次結(jié)結(jié)構(gòu)。7復旦大學學計算機機科學與與工程系系軟軟件工程程課程工廠自動動化系系統(tǒng)8復旦大學學計算機機科學與與工程系系軟軟件工程程課程內(nèi)容摘要要基于計算算機的系系統(tǒng)系統(tǒng)工程程的任務(wù)務(wù)可行性分分析9復旦大學學計算機機科學與與工程系系軟軟件工程程課程計算機系系統(tǒng)工程程計算機系系統(tǒng)工程程是一個個問題求求解的活活動，其其目的

4、是是分析基基于計算算機的系系統(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計算機系系統(tǒng)的各各個系統(tǒng)統(tǒng)元素中中，確定定它們的的約束條條件和接接口。10復旦大學學計算機機科學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)識別用戶戶的要求求標識系統(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復旦大學學計算機機科學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：描述基基于計算算機系統(tǒng)統(tǒng)中的硬硬件（包包括計算算機、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、拓撲結(jié)結(jié)構(gòu)、以以及確保?；谟嬘嬎銠C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，它們在在硬件系系統(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。人機接口口模型：描述人人如何與與基于計計算機的的系統(tǒng)進進行交互互，包括括用戶環(huán)環(huán)境、用用戶的活活動、人人機交互互的語法法和語義義等。數(shù)據(jù)模型型：描述基基于計算算機的系系統(tǒng)使用用了哪些些數(shù)據(jù)庫庫管理系系統(tǒng)，如如果使用用多個數(shù)數(shù)據(jù)庫管管理系統(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，必必要時可可給出主主要的數(shù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)。12復旦大學學計算機機科學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)的的文字說說明。

6、必要時，在系統(tǒng)統(tǒng)建模后后可構(gòu)造造原型，進行系系統(tǒng)模擬擬，以分分析所建建的模型型能否滿滿足整個個基于計計算機的的系統(tǒng)的的要求。13復旦大學學計算機機科學與與工程系系軟軟件工程程課程成本估算算及進度度安排對將開發(fā)發(fā)的基于于計算機機的系統(tǒng)統(tǒng)進行成成本估算算，并作作出進度度安排?？尚行苑址治鰪慕?jīng)濟、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，通通常只有有當解決決方案可可行并有有一定的的經(jīng)濟效效益和/或社會效效益時才才開始真真正的基基于計算算機的系系統(tǒng)的開開發(fā)。生成系統(tǒng)統(tǒng)規(guī)格說說明14復旦大學學計算機機科學與與工程系系軟軟件工程程課程內(nèi)容摘要要基于計算算機的系系統(tǒng)系統(tǒng)工程程的任務(wù)務(wù)可行性分

7、分析15復旦大學學計算機機科學與與工程系系軟軟件工程程課程可行性分分析開發(fā)一個個基于計計算機的的系統(tǒng)通通常都受受到資源源（人力力、財力力、設(shè)備備等）和和時間上上的限制制，可行行性分析析主要從從經(jīng)濟、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)定的資資源和時時間的約約束下完完成。16復旦大學學計算機機科學與與工程系系軟軟件工程程課程經(jīng)濟可行行性分析析經(jīng)濟可行行性主要要進行成成本效益益分析，從經(jīng)濟濟角度，確定系系統(tǒng)是否否值得開開發(fā)。基于計算算機的系系統(tǒng)的成本主要包括括：購置硬件件、軟件件（如數(shù)數(shù)據(jù)庫管管理系統(tǒng)統(tǒng)、第三三方開發(fā)發(fā)的構(gòu)件件等）和和設(shè)備（如傳感感器等）的費用用系

8、統(tǒng)的開開發(fā)費用用系統(tǒng)安裝裝、運行行和維護護費用人員培訓訓費用17復旦大學學計算機機科學與與工程系系軟軟件工程程課程效益經(jīng)濟效益益包括使使用基于于計算機機的系統(tǒng)統(tǒng)后可增增加的收收入和可可節(jié)省的的運行費費用（如如操作人人員數(shù)、工作時時間、消消耗的物物資等）。在進進行成本本效益分分析時通通常只統(tǒng)統(tǒng)計五年年內(nèi)的經(jīng)經(jīng)濟效益益。社會效益益指使用用基于計計算機的的系統(tǒng)后后對社會會產(chǎn)生的的影響（如提高高了辦事事效益，使用戶戶滿意等等），通通常社會會效益只只能定性性地估計計。經(jīng)濟效益益通?？煽捎秘泿艓诺臅r間間價值、投資回回收期和和純收入入來度量量。18復旦大學學計算機機科學與與工程系系軟軟件工程程課程貨幣的時時

9、間價值值設(shè)：當前前金額為為P，年年利率為為i，n年后的的金額為為F，則則計算時，累計經(jīng)經(jīng)濟效益益應(yīng)折合合成當前前金額例如，一一個基于于計算機機的系統(tǒng)統(tǒng)使用后后，每年年產(chǎn)生的的經(jīng)濟效效益為10萬，如果年年利率為為5%，那么，五年內(nèi)內(nèi)該系統(tǒng)統(tǒng)的累計計經(jīng)濟效效益是432948萬，而而不是50萬。19復旦大學學計算機機科學與與工程系系軟軟件工程程課程投資回收收期：累計的經(jīng)經(jīng)濟效益益正好等等于投資資數(shù)（成成本）所所需的時時間。純收入：累計經(jīng)經(jīng)濟效益益投資數(shù)當純收入入大于零零時，該該工程值值得投資資開發(fā)當純收入入小于零零時，該該工程不不值得投投資（除除非它有有明顯的的社會效效益）當純收入入等于零零時，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復旦大學學計算機機科學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)能能否實現(xiàn)現(xiàn)。技術(shù)可行行性分析析通常包包括風險險分析、資源分分析和技技術(shù)分析析。21復旦大學學計算機機科學與與工程系系軟軟件工程程課程風險分析析：分析在在給定的的約束條條件下設(shè)設(shè)計和實實現(xiàn)系統(tǒng)統(tǒng)的風險險。采用不成成熟的技技術(shù)可能能造成技技術(shù)風險險人員流動動可能給給項目帶帶來風險險成本和人人員估算算不合理理造成的的預算風風險風險分析析的目的的是找出出風險，評價風風險的大大小，并并

11、有效地地控制和和緩解風風險。22復旦大學學計算機機科學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)開開發(fā)所需需的各類類人員、軟件、硬件等等資源和和相應(yīng)的的工作環(huán)環(huán)境。例如，有有一支開開發(fā)過類類似項目目的開發(fā)發(fā)和管理理的團隊隊，或者者開發(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過合法的的手段獲獲取，那那么從技技術(shù)角度度看，可可以認為為具備設(shè)設(shè)計和實實現(xiàn)系統(tǒng)統(tǒng)的條件件。23復旦大學學計算機機科學與與工程系系軟軟件工程程課程技術(shù)分析析：分析當當前的科科學技術(shù)術(shù)是否支支持系統(tǒng)統(tǒng)開發(fā)的的各項活活動。在技術(shù)分分析過程程中，分分析員收

12、收集系統(tǒng)統(tǒng)的性能能、可靠靠性、可可維護性性和生產(chǎn)產(chǎn)率方面面的信息息，分析析實現(xiàn)系系統(tǒng)功能能、性能能所需的的技術(shù)、方法、算法或或過程，從技術(shù)術(shù)角度分分析可能能存在的的風險，以及這這些技術(shù)術(shù)問題對對成本的的影響。技術(shù)可行行性分析析時通常常需進行行系統(tǒng)建建模，必必要時可可建造原原型和進進行系統(tǒng)統(tǒng)模擬24復旦大學學計算機機科學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)開發(fā)過過程中可可能涉及及到的合合同、侵侵權(quán)、責責任以及及各種與與法律相相抵觸的的問題。1990年我國國頒布了了中華華人民共共和國著著作權(quán)法法，其其中將計計算機軟軟件作為為著作權(quán)權(quán)法的保保護對象象。1991年年國務(wù)院院頒布了了

13、計算算機軟件件保護條條例。這兩個個法律文文件是法法律可行行性分析析的主要要依據(jù)。25復旦大學學計算機機科學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基于于計算機機的系統(tǒng)統(tǒng)可以有有多個可可行的實實現(xiàn)方案案，每個個方案對對成本、時間、人員、技術(shù)、設(shè)備都都有不同同的要求求，不同同方案開開發(fā)出來來的系統(tǒng)統(tǒng)在功能能、性能能方面也也會有所所不同。因此要要在多個個可行的的實現(xiàn)方方案中作作出選擇擇。方案評估估的依據(jù)據(jù)是待開開發(fā)系統(tǒng)統(tǒng)的功能能、性能能、成本本、開發(fā)發(fā)時間、采用的的技術(shù)、設(shè)備、風險以以及對開開發(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，為達達到高的的精度就就可能導導致長的的執(zhí)行時時間，為為達到高高可靠性