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正文內(nèi)容

第二章-gis軟件工程概述(編輯修改稿)

2024-11-19 22:22 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 迭代和無間隙特性。系統(tǒng)某個部分常常重復(fù)工作多次,相關(guān)功能在每次迭代中隨之加入演進的系統(tǒng)。無間隙是指在開發(fā)活動,即分析、設(shè)計和編碼之間不存在明顯的邊界。,六、智能模型 智能模型也稱為基于知識的軟件開發(fā)模型,它縱使了上述若干模型,并把專家系統(tǒng)結(jié)合在一起。該模型應(yīng)用基于規(guī)則的系統(tǒng),采用歸納和推理機制,幫助軟件人員完成開發(fā)工作,并使維護在系統(tǒng)規(guī)模說明一級進行。為此,建立了知識庫,為模型、軟件工程知識與特定領(lǐng)域的知識分別存入數(shù)據(jù)庫。以軟件工程知識為基礎(chǔ)的生成規(guī)則構(gòu)成的專家系統(tǒng)與含有應(yīng)用領(lǐng)域知識規(guī)則的其他專家系統(tǒng)相結(jié)合,構(gòu)成了這一應(yīng)用領(lǐng)域軟件的開發(fā)系統(tǒng)。,第三節(jié) GIS軟件工程的生存周期,GIS軟件工程生存周期是指一個GIS軟件從提出開發(fā)要求開始直到該軟件報廢為止的整個時期。把整個生存周期劃分為若干階段,使得每個階段有明確的任務(wù),把規(guī)模大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜和管理復(fù)雜的軟件開發(fā)變得容易控制和管理。,GIS的開發(fā)不僅有其既定的目標(biāo),而且有其階段性。GIS軟件工程整個生存周期劃分為四個階段,一般而言,包括以下四個階段:系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)實施、系統(tǒng)評價及維護。 軟件生存周期的各個階段有不同的劃分。軟件規(guī)模、種類、開發(fā)環(huán)境以及開發(fā)使用的方法都有影響軟件生存周期的劃分。在劃分軟件生存周期的階段時,應(yīng)遵循的基本原則是各階段的任務(wù)應(yīng)盡可能的相應(yīng)獨立,同一階段各項任務(wù)的性質(zhì)盡可能相同,從而降低每個階段任務(wù)的復(fù)雜程度,簡化不同階段之間的聯(lián)系,有得軟件項目開發(fā)組織管理。通常,軟件生存周期包括可行性研究和項目開發(fā)計劃、需求分析、總體設(shè)計、詳細設(shè)計、程序編制、測試、維護等活動,可將這些活動以適當(dāng)方式分配到不同階段去完成。,GIS軟件工程過程沒有規(guī)定一個特定的生存周期模型或軟件開發(fā)方法,各軟件開發(fā)機構(gòu)可為其開發(fā)項目選擇一種生存周期模型,并將軟件工程過程所含的過程、活動和任務(wù)影射到該模型中,也可以選擇和使用軟件開發(fā)方法來執(zhí)行適合于其軟件項目的活動和任務(wù)。 按照工程化的思想進行劃分,GIS軟件工程生存周期包括:前期工程、設(shè)計工程、數(shù)據(jù)工程、工程實施、維護工程等五個階段。以下簡要介紹各個工程階段的情況。,一、前期工程 GIS軟件前期工程階段,包括工程調(diào)研、可行性研究、制定項目計劃、需求分析等子階段。 1.工程調(diào)研 根據(jù)軟件開發(fā)的基本目標(biāo)和技術(shù)要求,對國內(nèi)外相關(guān)項目通過走訪、交談、函件往來、資料檢索等方式進行調(diào)研,確定該領(lǐng)域的GIS軟件的發(fā)展現(xiàn)狀、存在問題,從而為擬開展的軟件工程項目提供有價值的參考資料。,2.可靠性研究和項目開發(fā)計劃 根據(jù)軟件和項目開發(fā)計劃階段必須要回答的問題是“要解決的問題是什么”。這問題有行得通的解決辦法嗎?若有解決問題的辦法,則需要多少費用?需要多少資源?需要多少時間?要回答這些問題,就要進行問題定義、可行性研究,制定項目開發(fā)計劃。 用戶提出一個軟件開發(fā)要求后,系統(tǒng)分析員首先要解決該軟件項目的性質(zhì)是什么,它是數(shù)據(jù)處理問題還是實時控制問題,它是科學(xué)計算問題還是人工智能問題等。還要明確該問題的目標(biāo)是什么,該項目的模型如何等。,在清楚了問題的性質(zhì)、目標(biāo)、規(guī)模后,還要確定問題有沒有行得通的解決辦法。系統(tǒng)分析員要進行壓縮和簡化的需求分析和設(shè)計,也就是在高層次上進行分析和設(shè)計,探索這個問題是否值得去解決,是否有可行的解決辦法。最后要提交可行性研究報告。 經(jīng)過可行性研究后,確定該問題值得去解決,然后制定項目開發(fā)計劃。根據(jù)開發(fā)項目的目標(biāo)、功能、性質(zhì)及規(guī)模,估計項目需要的資源,即需要的計算機硬件資源,需要的軟件開發(fā)工具和應(yīng)用軟件包,需要的開發(fā)人員數(shù)目及層次。還要對軟件開發(fā)費用做出估算,對開發(fā)進度做出估計,制定完成任務(wù)實施計劃。最后,將項目開發(fā)計劃和可行性研究報告一起提交管理部門審查。,3.需求分析 需求分析階段的任務(wù)不是具體的解決問題,而是準(zhǔn)確地確定“軟件系統(tǒng)必須做什么”,確定軟件系統(tǒng)必須具備哪些功能。 用戶了解他們所面對的問題,知道必須做什么,但是通常不能完整、準(zhǔn)確地表達出來,也不知道怎樣用計算機解決他們的問題。而軟件開發(fā)人員雖然知道怎樣用軟件完成人們提出的各種功能要求,但是,對用戶的具體業(yè)務(wù)和需求不完全清楚,這是需求分析階段的困難所在。 系統(tǒng)工程分析員要和用戶密切配合,充分交流各自的理解,充分理解用戶的業(yè)務(wù)流程,完整、準(zhǔn)確地表達出來。這一階段要給出軟件需求說明書。,二、設(shè)計工程,GIS軟件設(shè)計工程階段,包括總體設(shè)計、數(shù)據(jù)庫設(shè)計、模型設(shè)計、詳細設(shè)計等子階段。 1.總體設(shè)計 在總體設(shè)計階段,開發(fā)人員把確定的各項功能需求轉(zhuǎn)換成需要的體系結(jié)構(gòu),在該體系結(jié)構(gòu)中,每個成分都是意義明確的模塊,即每個模塊都和某些功能需求相對應(yīng)。,2.?dāng)?shù)據(jù)庫設(shè)計 數(shù)據(jù)庫設(shè)計是指對于一個給定的應(yīng)用環(huán)境,提供一個確定的最優(yōu)數(shù)據(jù)模型與處理模式的邏輯設(shè)計,以及一個確定數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)與存取方法的物理設(shè)計,建立能反映現(xiàn)實世界信息和信息聯(lián)系,滿足用戶要求,又能被某個DBMS所接受,同時能實現(xiàn)系統(tǒng)目標(biāo)并有效存取數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫,3.應(yīng)用模型設(shè)計 由于GIS軟件具有交叉性、綜合性的特點,所以GIS的應(yīng)用領(lǐng)域相當(dāng)廣泛,而每種類型的GIS應(yīng)用都有自己獨特的特點,這個特點主要體現(xiàn)在應(yīng)用領(lǐng)域模型的構(gòu)建和實現(xiàn)上,所以在進行GIS軟件開發(fā)的分析階段,一項重要的工作是針對擬開發(fā)領(lǐng)域的特殊技術(shù)要求,運用并分析該領(lǐng)域的應(yīng)用模型,設(shè)計實現(xiàn)該應(yīng)用模型的技術(shù)方法。,4.詳細設(shè)計 詳細設(shè)計階段就是為每個模塊完成的功能進行具體描述,要把功能描述轉(zhuǎn)變?yōu)榫_的、結(jié)構(gòu)化的過程描述。即該模塊的控制結(jié)構(gòu)是怎樣的,先做什么,后做什么,有什么樣的條件判定,有些什么重要處理等,并用相應(yīng)的表示工具把這些控制結(jié)構(gòu)表示出來。,三、數(shù)據(jù)工程,GIS軟件數(shù)據(jù)工程階段,包括數(shù)據(jù)預(yù)處理、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理等子階段。 1.?dāng)?shù)據(jù)預(yù)處理 無論用何種方法獲取的原始數(shù)據(jù),都可能存在著數(shù)字化過程中不可避免的引入錯誤,數(shù)字化數(shù)據(jù)與使用格式不一致,各種數(shù)據(jù)來源的比例尺和投影不統(tǒng)一,各幅地圖數(shù)據(jù)之間的不匹配,以及地圖比例尺之間、地圖比例尺與數(shù)字化儀的長度單位之間不一致,因此必須通過數(shù)據(jù)預(yù)處理,才能獲得凈化的數(shù)據(jù)文件,使采集的數(shù)據(jù)符合規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)。,2.?dāng)?shù)據(jù)采集 建立GIS的第一步就是將空間實體的圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)輸入到地理數(shù)據(jù)庫中,這就是GIS的數(shù)據(jù)采集。GIS的數(shù)據(jù)采集需進行四方面的工作,即野外數(shù)據(jù)的采集、圖形數(shù)據(jù)的采集、屬性數(shù)據(jù)的采集和圖形數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的連接。野外數(shù)據(jù)的采集主要有三種:GPS方法、攝影測量方法和測量法。地圖數(shù)據(jù)是GIS主要的信息源,對它的采集主要是指對地圖進行數(shù)字化,主要有兩種方式,即手扶跟蹤數(shù)字化和掃描數(shù)字化。屬性數(shù)據(jù)的采集方法通常有六種。,3.?dāng)?shù)據(jù)處理 數(shù)據(jù)處理工作包括格式轉(zhuǎn)換、圖形單元的修改與增刪、圖幅拼接、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、幾何糾正、數(shù)據(jù)編輯處理、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及拓?fù)潢P(guān)系的自動生成等數(shù)據(jù)庫建立前的工作。,四、工程實施,GIS軟件工程實施階段,包括程序編制、測試、試運行等子階段。 1.程序編制 程序編制階段就是把每個模塊的控制結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成計算機可接受的程序代碼, 即寫成以某特定程序設(shè)計語言表示的“源程序清單”。編寫出的程序應(yīng)是結(jié)構(gòu)好,清晰易讀,并且與設(shè)計相一致。,2.測試 測試分為模塊測試、組裝測試、確認(rèn)測試。模塊測試是查找各模塊在功能和結(jié)構(gòu)上存在的問題。組裝測試是將各模塊按一定順序組裝起來進行測試,主要是查找各模塊之間接口上存在的問題。確認(rèn)測試是按軟件需求說明書上的功能逐項進行的,發(fā)現(xiàn)不滿足用戶需求的問題,決定開發(fā)的軟件是否合格、能否交付用戶使用等。,3.試運行 試運行是保證最終交付給用戶的軟件質(zhì)量的重要手段,GIS軟件試運行應(yīng)由系統(tǒng)開發(fā)人員和用戶共同進行,在試運行過程中要進行正確性完善和適應(yīng)性完善。試運行的時間應(yīng)視系統(tǒng)的規(guī)模和復(fù)雜程度而定,一般為1~3個月。,五、維護工程,GIS軟件維護工程階段,包括數(shù)據(jù)庫維護、軟硬件維護等方面。 1.?dāng)?shù)據(jù)庫維護 GIS軟件中的數(shù)據(jù)隨著應(yīng)用規(guī)模的日益擴大而迅速變化,不但基礎(chǔ)地理信息, 而且其他所有專題信息均需要經(jīng)常地進行維護和更新。應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的規(guī)模和實際需求,建立系統(tǒng)的數(shù)據(jù)維護更新機制,規(guī)定系統(tǒng)數(shù)據(jù)維護更新的周期,使系統(tǒng)的所有數(shù)據(jù)均相對地始終處于最新的狀態(tài)。,2.軟件維護和硬件維護 軟件維護是軟件生存周期中時間最長的階段。已交付的軟件投入正式使用后,便進入軟件維護階段,它可以持續(xù)幾年甚至幾十年。軟件運行過程中可能由于各方面的原因,需要對它進行修改。其原因可能是運行中發(fā)現(xiàn)了軟件隱含的錯誤而需要修改;也可能是為了適應(yīng)變化了的軟件工作環(huán)境而需要做適當(dāng)變更;也可能是因為用戶業(yè)務(wù)發(fā)生變化而需要擴充和增強軟件的功能等。 同樣,也應(yīng)建立系統(tǒng)硬件設(shè)備的日常維護制度,根據(jù)設(shè)備的使用說明進行及時的維護,以保證設(shè)備完好和系統(tǒng)的正常運行。但當(dāng)設(shè)備的處理能力達不到要求,或者設(shè)備本身已經(jīng)過時、淘汰,或者設(shè)備損壞,買不到零配件,或者不
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