第3章(基于计算机的系统)课件.ppt
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- 基于 计算机 系统 课件
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1、l基于计算机系统工程的概念l可行性研究l系统模型与模拟l系统规格说明与评审l背景基于计算机系统的引入 计算机作为工具使用l典型应用实例 图图3.1 3.1 工厂自动化系统工厂自动化系统l 这一章讨论与软件项目密切相关的基于计算机的系统及计算机系这一章讨论与软件项目密切相关的基于计算机的系统及计算机系统工程。统工程。工厂自动化系统库存系统信息系统制造系统材料传输系统制造单元数控机床输入/输出设备机器人过程文档数据库硬件软件人系统 基于计算机的系统要素基于计算机的系统要素 系统顶层抽象模型系统顶层抽象模型IPO I O 类似于数学函数。类似于数学函数。P输入输出q定义定义 计算机系统工程是指与构造
2、基于计算机系统有关的过程、方法和技术。它是一种问题求解活动。计算机系统工程师从用户定义的目标和约束条件出发,给出系统功能、性能、接口、设计约束条件和信息结构描述,并将它们分配到各系统要素予以实现。q工作步骤工作步骤理解系统确定系统范围、功能、性能、约束条件寻找解决问题方案(多种)分解功能,分配功能,权衡方案撰写系统分析说明书系统评审3.1 计算机系统工程计算机系统工程计算机系统工程的组成,如下:l硬件工程l软件工程l人机工程l数据库工程第三章第三章 计算机系统工程计算机系统工程l计算机系统离不开硬件及硬件系统。计算机系统离不开硬件及硬件系统。l根据系统需求为根据系统需求为硬件系统硬件系统指派任
3、务,产生指派任务,产生硬件硬件需求需求。l根据根据硬件需求硬件需求设计、制造或选择硬部件或设备。设计、制造或选择硬部件或设备。l考虑硬件系统的功能和性能。考虑硬件系统的功能和性能。l认真考虑认真考虑硬件之间的接口硬件之间的接口、硬件的、硬件的标准化标准化、硬、硬件件成本成本和和维修服务维修服务等因素。等因素。硬件和硬件工程(续)硬件和硬件工程(续)l硬件工程分为硬件工程分为三个阶段三个阶段(如图如图3.2,P88)第一阶段,即定义阶段第一阶段,即定义阶段的任务是:的任务是:1)制定开发计划,经过评审确定项目成本预算和)制定开发计划,经过评审确定项目成本预算和工程进度;工程进度;2)进行详细需求
4、分析,经过评审确定硬件规格说)进行详细需求分析,经过评审确定硬件规格说明。明。第二阶段,即开发阶段第二阶段,即开发阶段的任务是:的任务是:1)设计分析,画出设计原理图;)设计分析,画出设计原理图;2)必要时建造原型并对原型进行测试;)必要时建造原型并对原型进行测试;3)制造分析,画出生产图。)制造分析,画出生产图。第三阶段,即制造阶段第三阶段,即制造阶段的任务是:的任务是:按照质量保证计划和要求生产硬件产品。产品通过按照质量保证计划和要求生产硬件产品。产品通过一定的销售渠道出售,相应的服务机构负责产品维一定的销售渠道出售,相应的服务机构负责产品维修、升级和扩充。修、升级和扩充。l系统对软件提出
5、的功能和性能要求将成为软件系统对软件提出的功能和性能要求将成为软件需求分析的基础。需求分析的基础。l系统的结构都可以用输入系统的结构都可以用输入-处理处理-输出输出(IPO)模模型表示。软件在型表示。软件在IPO模型的模型的各个部分各个部分都起着十都起着十分重要的作用。分重要的作用。l在在IPO模型中,功能是软件执行一系列算法实模型中,功能是软件执行一系列算法实现的。现的。l一个或几个算法的输出数据或控制信息可以作一个或几个算法的输出数据或控制信息可以作为另一个算法的输入。为另一个算法的输入。q软件项目定义阶段软件项目定义阶段的任务的任务 制定软件项目规划;制定软件项目规划;软件需求分析和定义
6、;软件需求分析和定义;确定软件性能和资源约束;确定软件性能和资源约束;为软件要素定义验收标准。为软件要素定义验收标准。q软件开发阶段软件开发阶段的任务是,将系统需求转换成可操作的系的任务是,将系统需求转换成可操作的系统要素,即软件。主要工作有统要素,即软件。主要工作有软件总体结构设计和数据设计(任务是:设计模块结构,定软件总体结构设计和数据设计(任务是:设计模块结构,定义界面并建立数据结构,评审概要设计的质量)义界面并建立数据结构,评审概要设计的质量)过程设计(详细描述软件规格说明中的每一个模块)过程设计(详细描述软件规格说明中的每一个模块)编码(用适当的编成语言对详细描述模块进行编码,生成程
7、编码(用适当的编成语言对详细描述模块进行编码,生成程序)。序)。开发基于计算机软件系统步骤开发基于计算机软件系统步骤q软件工程过程的软件工程过程的最后阶段最后阶段是软件的验证、提交和维护。是软件的验证、提交和维护。软件验证的任务软件验证的任务制定软件测试计划和过程、产生测试文档和测试题制定软件测试计划和过程、产生测试文档和测试题目;目;对软件的每个模块进行单元测试、验证模块的功能对软件的每个模块进行单元测试、验证模块的功能是否符合设计要求;对整个软件进行组装测试;对是否符合设计要求;对整个软件进行组装测试;对测试结果进行评审。测试结果进行评审。q测试通过后,提交软件,运行测试通过后,提交软件,
8、运行/维护。主要工作包括:维护。主要工作包括:对已经生成的记录和内部文档进行整理、分类、存对已经生成的记录和内部文档进行整理、分类、存档;档;开发用户手册,建立适当的配置控制机制;开发用户手册,建立适当的配置控制机制;将软件提交给用户,必要时还应负责把软件安装到将软件提交给用户,必要时还应负责把软件安装到用户环境中用户环境中。软件提交后,软件工程师的工作就从软件构造转向软件提交后,软件工程师的工作就从软件构造转向软件维护。软件维护。q背景背景 任何系统都是由人来使用的。例如,洗衣机任何系统都是由人来使用的。例如,洗衣机等家用电器,计算机(操作系统)。等家用电器,计算机(操作系统)。q人机界面的
9、原则人机界面的原则 解决人机交互的问题,解决人机交互的问题,“人机交互友好人机交互友好”的问题的问题q设计步骤设计步骤q人机对话语言设计,即人机交互媒体。实现人机人机对话语言设计,即人机交互媒体。实现人机对话语言精确的定义语言的语法和语义,实现语对话语言精确的定义语言的语法和语义,实现语言中的每一个动作和命令。例如,操作系统。言中的每一个动作和命令。例如,操作系统。q活动分析。分析人机交互过程,评价人机交互过活动分析。分析人机交互过程,评价人机交互过程中人的活动并根据程中人的活动并根据“活动活动”设计需要计算机执设计需要计算机执行的行的“任务任务”。合理分配活动中,哪些任务由人。合理分配活动中
10、,哪些任务由人完成,哪些任务由机器来完成。完成,哪些任务由机器来完成。设计的步骤(续)设计的步骤(续)q动作定义和设计。活动由一系列动作构成的。根据人机动作定义和设计。活动由一系列动作构成的。根据人机交互活动,精确的定义人机界面的每一个动作的精确内交互活动,精确的定义人机界面的每一个动作的精确内容。这些动作是靠计算机去执行的。容。这些动作是靠计算机去执行的。q用户环境设计。将支撑人机界面的软件和硬件集成起来,用户环境设计。将支撑人机界面的软件和硬件集成起来,构成一个用户环境。除此之外,还要考虑空间、光线、构成一个用户环境。除此之外,还要考虑空间、光线、温度等方面的因素。温度等方面的因素。q原型
11、设计。软件工程师根据用户要求设计原型,然后请原型设计。软件工程师根据用户要求设计原型,然后请用户一起对原型进行评审。以通过评审的原型为基础设用户一起对原型进行评审。以通过评审的原型为基础设计基于计算机系统的人机界面。不借助原型的帮助,软计基于计算机系统的人机界面。不借助原型的帮助,软件工程师很难设计出用户满意的人机界面。件工程师很难设计出用户满意的人机界面。q背景背景q任务步骤任务步骤 调查用户对调查用户对信息需求信息需求和对和对信息处理信息处理的要求;进行可行性论证;提出的要求;进行可行性论证;提出成本预算和工作计划等。成本预算和工作计划等。论证、选择和购置支持数据库系统的硬件和软件。特别是
12、数据库管论证、选择和购置支持数据库系统的硬件和软件。特别是数据库管理系统理系统(DBMS)。数据库设计与实现。根据需求分析和数据分析,产生需求和数据说数据库设计与实现。根据需求分析和数据分析,产生需求和数据说明描述;然后进行逻辑和物理设计;最后进行数据库系统测试。明描述;然后进行逻辑和物理设计;最后进行数据库系统测试。数据库中的数据是按照系统确定的范围和用户的需要收集、整理、数据库中的数据是按照系统确定的范围和用户的需要收集、整理、储存起来的。储存起来的。数据库管理人员是数据库工程的重要组成部分,参与上述步骤。数据库管理人员是数据库工程的重要组成部分,参与上述步骤。综上所述,开发、运行和管理一
13、个数据库系统确实是一项复杂的数据库综上所述,开发、运行和管理一个数据库系统确实是一项复杂的数据库工程。工程。可行性研究的动因可行性研究的动因可行性研究的内容可行性研究的内容包括经济可行性包括经济可行性技术可行性技术可行性法律可行性法律可行性开发方案的选择性。开发方案的选择性。经济可行性研究。进行成本效益分析,评估项目的经济可行性研究。进行成本效益分析,评估项目的开发成本,估算开发成本是否会超过项目预期的全开发成本,估算开发成本是否会超过项目预期的全部利润。分析系统开发对其它产品或利润的影响。部利润。分析系统开发对其它产品或利润的影响。比较项目开发的成本与从所开发系统得到的效益比较项目开发的成本
14、与从所开发系统得到的效益,包包括可定量计算的效益和不可定量计算的效益。即括可定量计算的效益和不可定量计算的效益。即“投入与产出投入与产出”。技术可行性研究的任务技术可行性研究的任务技术可行性内容技术可行性内容风险分析的任务:风险分析的任务:在给定的约束条件下,判断能否在给定的约束条件下,判断能否设计并实现系统所需功能和性能。设计并实现系统所需功能和性能。资源分析的任务:资源分析的任务:论证是否具备系统开发所需的各论证是否具备系统开发所需的各类人员(管理人员和各类专业技术人员)、软件、类人员(管理人员和各类专业技术人员)、软件、硬件资源和工作环境等。硬件资源和工作环境等。技术分析的任务:技术分析
15、的任务:当前的科学技术是否支持系统开当前的科学技术是否支持系统开发的全过程。发的全过程。l可行性研究(续)可行性研究(续)法律可行性研究。研究在系统开发过程中可能设计的各种合同、侵权、法律可行性研究。研究在系统开发过程中可能设计的各种合同、侵权、责任以及各种与法律相抵触的问题。责任以及各种与法律相抵触的问题。开发方案的选择性研究。提出并评价实现系统的各种开发方案。从中开发方案的选择性研究。提出并评价实现系统的各种开发方案。从中选择一种用于软件项目开发。选择一种用于软件项目开发。其中,技术可行性评估是可行性研究的关键。其中,技术可行性评估是可行性研究的关键。可行性研究的目标:可行性研究的目标:应
16、能保证系统开发一定有明显的经济效益和较应能保证系统开发一定有明显的经济效益和较低的技术风险,一定没有各种法律问题以及其他更合理的系统开发低的技术风险,一定没有各种法律问题以及其他更合理的系统开发方案。方案。可行性研究的结果可行性研究的结果可作为系统规格说明的一个附件,可行性研究报可作为系统规格说明的一个附件,可行性研究报告有多种形式,表告有多种形式,表3.1提供的可行性研究报告目录具有一定的普遍提供的可行性研究报告目录具有一定的普遍性。(另外,再看一种形式)性。(另外,再看一种形式)最后最后应将可行性研究报告提交给项目管理部门,项目管理人员对可应将可行性研究报告提交给项目管理部门,项目管理人员
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