【正文】 課程名稱：軟件工程 第 8講 班 級(jí)： 日 期： 教 室： 教學(xué)題目：第 3章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工程 教學(xué)目的：了解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工程的概念，理解可行性研究的基本任務(wù)和步驟、理解成本 /效益分析的方法，了解系統(tǒng)模型、系統(tǒng)規(guī)格說明和評(píng)審。 教學(xué)重點(diǎn)：可行性研究。 教學(xué)難點(diǎn)：成本 /效益分析。 教 具：多媒體教室、電子教案 作 業(yè)： 第 3章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工程 一般地，基于計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)是由硬件、軟件、人、文檔、數(shù)據(jù)庫、過程等系統(tǒng)要素就構(gòu)成的。其中各系統(tǒng)要素間的關(guān)系如圖 301所示。 若不考慮系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能，基于計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)可用輸入 處理 輸出（ IPO）模型表示。其中： I（ Input）指信息的輸入； P（ Process）指對(duì)信息的處理； O（ Output）指信息的輸出。 圖 301 基于計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)的要素及其間的關(guān)系 人 硬件 軟件 文檔 過程 數(shù)據(jù)庫 系統(tǒng) 輸入 輸出 基于計(jì)算機(jī)的系統(tǒng) 第 3章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工程 對(duì)于大型基于計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)，其要素的本身可能也是一個(gè)基于計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)。這時(shí)，系統(tǒng)將具有復(fù)雜的層次結(jié)構(gòu)。 本章主要包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工程的概念、系統(tǒng)的可行性研究、系統(tǒng)建模與模擬、系統(tǒng)規(guī)格說明與評(píng)審等內(nèi)容。 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工程的概念 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工程是用工程、科學(xué)和數(shù)學(xué)的原則與方法研制基于計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)的有關(guān)技術(shù)、方法和過程。 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工程是一種從系統(tǒng)層面上的問題求解活動(dòng)。在開始構(gòu)造一個(gè)新的基于計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)時(shí)： ①計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工程師（系統(tǒng)分析人員和系統(tǒng)開發(fā)人員）首先根據(jù)用戶定義的系統(tǒng)目標(biāo)和約束條件進(jìn)行系統(tǒng)可行性研究和系統(tǒng)需求分析，此時(shí)必須做大量、細(xì)致的研究、論證工作，如有必要，還需建造系統(tǒng)或其中關(guān)鍵部分的原型，以便正確、完整地確定系統(tǒng)的功能需求和性能需求。 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工程的概念 ② 然后，系統(tǒng)工程師將系統(tǒng)功能和性能分配到系統(tǒng)各要素之中。 此時(shí)系統(tǒng)工程師應(yīng)提出多種預(yù)選的方案，之后根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)和約束條件并按照一定的原則設(shè)計(jì)并選擇最佳方案。比如，在成本、進(jìn)度、系統(tǒng)資源、系統(tǒng)性能、支撐環(huán)境等方面進(jìn)行取舍和折衷。 在此基礎(chǔ)上，對(duì)系統(tǒng)需求進(jìn)行分解并分配給硬件、軟件等系統(tǒng)要素，進(jìn)而生成硬件、軟件等系統(tǒng)要素的需求，并分別通過硬件工程、軟件工程、人機(jī)工程、數(shù)據(jù)庫工程等幾個(gè)子工程予以實(shí)現(xiàn)。 硬件工程 ?硬件工程師根據(jù)系統(tǒng)硬件需求設(shè)計(jì)、制造或選擇主機(jī)、外部設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等硬部件或設(shè)備。硬件工程師可通過硬件工程來實(shí)現(xiàn)硬件系統(tǒng)。 ?硬件工程可劃分為硬件定義、硬件設(shè)計(jì)、硬件制造與銷售維修三個(gè)階段。其中 : 硬件定義階段的任務(wù)是：①制定硬件開發(fā)計(jì)劃，確定項(xiàng)目成本和工程進(jìn)度；②進(jìn)行硬件需求分析，給出硬件規(guī)格說明。 硬件設(shè)計(jì)階段的任務(wù)是：①設(shè)計(jì)分析，畫出設(shè)計(jì)圖；②必要時(shí)建造原型（即樣機(jī)）并對(duì)其進(jìn)行測(cè)試；③制造分析，畫出生產(chǎn)圖。 硬件制造與銷售維修階段的任務(wù)是：按照質(zhì)量保證計(jì)劃生產(chǎn)硬件產(chǎn)品并出售，相應(yīng)的服務(wù)機(jī)構(gòu)對(duì)硬件產(chǎn)品進(jìn)行售后服務(wù)。 圖 312 硬件工程 設(shè)計(jì) 分析 建造原型 測(cè)試 制造 分析 制 造 再加工 經(jīng) 銷 評(píng)審 評(píng)審 評(píng)審 評(píng)審 評(píng)審 成本 進(jìn)度 硬件規(guī)格說明 設(shè)計(jì) 草圖 設(shè)計(jì)圖 原型 硬件功能 評(píng)審 維修組織 分析 結(jié)果 設(shè)計(jì) 結(jié)果 制定開 發(fā)計(jì)劃 硬件需 求分析 軟件工程 ?系統(tǒng)工程師在系統(tǒng)的論證階段應(yīng)確定系統(tǒng)對(duì)軟件的功能和性能的要求，這將成為軟件需求分析的基礎(chǔ)。 ?軟件工程師根據(jù)分配給軟件要素的功能和性能進(jìn)行詳細(xì)的需求分析，并進(jìn)行軟件總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在此基礎(chǔ)上應(yīng)盡力尋求可重用軟部件來支持軟件的詳細(xì)設(shè)計(jì)和編碼。 ?基于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的軟件要素中的軟部件由程序、數(shù)據(jù)和文檔組成。按照功能，軟部件可劃分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩類。 系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各要素的控制、交互和通用信息處理等功能； 而應(yīng)用軟件實(shí)現(xiàn)專用信息處理等功能。 軟件工程 ?軟件在基于計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)的 IPO模型的各個(gè)部分都起著重要的作用。其主要作用有： ①實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的輸入和輸出。 系統(tǒng)的輸入信息來自于系統(tǒng)的外部實(shí)體，而系統(tǒng)內(nèi)部某一子系統(tǒng)的輸入可能來自系統(tǒng)外部或內(nèi)部的其他子系統(tǒng)。軟件可提供交互式的人機(jī)界面，實(shí)現(xiàn)提示機(jī)制、數(shù)據(jù)輸入、輸出等人機(jī)交互的邏輯功能，并用軟件驅(qū)動(dòng)程序驅(qū)動(dòng)和控制硬件完成輸入輸出操作。 ②如有必要，軟件可設(shè)置與數(shù)據(jù)庫的接口，支持系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)庫的訪問。 ③軟件通過一系列的算法和操作控制程序使各個(gè)系統(tǒng)要素有條不紊地工作，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能和性能。 圖 313 軟件工程 制定軟件 開發(fā)計(jì)劃 數(shù)據(jù)和 結(jié)構(gòu)分析 過程設(shè)計(jì) 維 護(hù) 評(píng)審 評(píng)審 評(píng)審 評(píng)審 評(píng)審 項(xiàng)目計(jì)劃 需求規(guī)格說明驗(yàn)收測(cè) 試計(jì)劃初步用戶手冊(cè) 概要設(shè)計(jì)規(guī)格說明 集成測(cè)試計(jì)劃 需求分析原型設(shè)計(jì) 原型 軟件 功能 評(píng)審 分析結(jié)果 原型 詳細(xì)設(shè)計(jì)規(guī)格說明 單元測(cè)試計(jì)劃 編碼 程序 源代碼 單元、集成 驗(yàn)收測(cè)試 評(píng)審 測(cè)試過程 測(cè)試報(bào)告 返回到前面 返回到前面 返回到前面 開發(fā) 結(jié)果 提 交 經(jīng) 銷 被修改的 源代碼 被修改 的文檔 用戶 文檔 可運(yùn)行 程序 1．軟件項(xiàng)目定義部分 該部分由制定軟件項(xiàng)目開發(fā)計(jì)劃 、 需求分析 2個(gè)階段組成 ， 主要完成以下 4項(xiàng)任務(wù)： 1） 制定軟件項(xiàng)目計(jì)劃 。 即界定軟件工作范圍 、 進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析 、 提出項(xiàng)目開發(fā)所需資源 、 進(jìn)行成本和進(jìn)度估算 ， 進(jìn)而進(jìn)行可行性論證 ， 生成軟件項(xiàng)目計(jì)劃并經(jīng)過技術(shù)和管理評(píng)審 。 2） 軟件需求分析和定義 。 即確定軟件的功能需求和性能需求 、 詳細(xì)定義軟件系統(tǒng)要素 ，