第3章基于计算机的系统.ppt

第三章 基于计算机的系统工程 基于计算机系统工程的概念 可行性研究 系统模型与模拟 系统规格说明与评审 背景－基于计算机系统的引入 计算机作为工具使用 典型应用实例 图3.1 工厂自动化系统 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。 定义 计算机系统工程是指与构造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。 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 计算机系统工程的组成，如下： 硬件工程 软件工程 人机工程 数据库工程 3.1.1 硬件和硬件工程(简介) 计算机系统离不开硬件及硬件系统。 根据系统需求为硬件系统指派任务，产生硬件需求。 根据硬件需求设计、制造或选择硬部件或设备。 考虑硬件系统的功能和性能。 认真考虑硬件之间的接口、硬件的标准化、硬件成本和维修服务等因素。 硬件和硬件工程（续） 硬件工程分为三个阶段(如图3.2,P88)第一阶段，即定义阶段的任务是：1）制定开发计划，经过评审确定项目成本预算和工程进度；2）进行详细需求分析，经过评审确定硬件规格说明。第二阶段，即开发阶段的任务是：1）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；3）制造分析，画出生产图。第三阶段，即制造阶段的任务是：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。 3.1.2 软件和软件工程 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。 系统的结构都可以用输入-处理-输出(IPO)模型表示。软件在IPO模型的各个部分都起着十分重要的作用。 在IPO模型中，功能是软件执行一系列算法实现的。 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。 软件项目定义阶段的任务 制定软件项目规划； 软件需求分析和定义； 确定软件性能和资源约束； 为软件要素定义验收标准。 软件开发阶段的任务是，将系统需求转换成可操作的系统要素，即软件。主要工作有 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） 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，生成程序）。 软件工程过程的最后阶段是软件的验证、提交和维护。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目； 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；对测试结果进行评审。 测试通过后，提交软件，运行/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、存档； 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维护。 3.1.3 人机工程 背景 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）。 人机界面的原则 解决人机交互的问题，“人机交互友好”的问题 设计步骤 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，实现语言中的每一个动作和命令。例如，操作系统。 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“活动”设计需要计算机执行的“任务”。合理分配活动中，哪些任务由人完成，哪些任务由机器来完成。 设计的步骤（续） 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容。这些动作是靠计算机去执行的。 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、温度等方面的因素。 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。 3.1.4 数据库工程 背景 任务步骤 调查用户对信息需求和对信息处理的要求；进行可行性论证；提出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。特别是数据库管理系统(DBMS)。 数据库设计与