第02讲 计算机系统工程.ppt

第二章 计算机系统工程 软件工程课件 第二章 计算机系统工程 2.1 基于计算机的系统 2.2 计算机系统工程 2.3 系统分析与结构设计 2.4 可行性研究 2.5 其他系统描述方法  某些元素的一个集合或排列，这些元素被组织起来以实现某种方法，过程或借助处理信息进行控制。基于计算机系统的系统元素： 计算机系统的系统元素 软件 — 计算机程序、数据结构、相关文档 硬件 — 电子计算设备（如CPU， 存储器）和外部机电设备（如传感器、马达等） 人 — 硬件和软件的用户 数据库 — 一个大型的有组织的信息集合 文档 — 手册、表格和其它用以描述系统使用和操作的信息 过程 — 定义每一种系统元素的特定使用步骤，或系统驻留的过程性环境 计算机系统的层次结构 基于计算机的系统本身可以成为一个更大的基于计算机系统中的一个元素，并称为那个更大系统的宏元素。例如： 2.2 计算机系统工程 计算机系统工程是一个问题求解活动，目的是揭示、分析所期望的功能，并把它们分配到各个单独的系统元素中去。 系统工程师的任务是： 与用户合作确认用户的目标和约束 导出功能、性能、接口、设计约束和信息结构的表示 将它们分配到每一个系统元素中 系统工程的实施 识别用户要求 评价系统的可行性 进行经济分析和技术分析 把功能分配给硬件、软件、人、数据库和其它系统元素 建立成本和进度限制 生成系统规格说明，形成所有后续工程的基础 识别用户要求 系统工程的第一步就是识别用户要求 分析员必须考虑以下问题： 功能和性能 可靠性和质量 总的系统目标 为此，必须了解系统应解决的问题，这些问题是如何提出的 设想这些问题如何解决才能满足要求 了解问题的结构 对同一功能，可以分配给不同的系统元素。为了选取一种最有效的分配方案，应对每一方案使用一组权衡准则进行评价。 此外，还要考虑： 成本与进度限制 制造需求 市场与竞争情况 有效的技术 将来可能的扩充  为选取最有效的分配方案，使用一组权衡准则进行评价 项目考虑 商业考虑 技术分析 生产评估 人员问题 环境界面 法律考虑 项目考虑 在预估的成本与进度范围内所选的系统配置能否实现？ 与成本与进度估算相关的风险有哪些？ 商业考虑 所选的系统配置是最可能有效益的解决方案吗？ 能否成功地占领市场？ 最终的报偿是否能表明所冒的开发风险是值得的？ 技术分析 是否具备开发所有系统元素的技术实力？ 能否确保功能和性能得到满足？ 能否对这种系统配置进行充分的维护？ 是否具备技术资源？ 与技术相关的风险有哪些？ 生产评估 生产工具与设备是否有效？ 必需的过程是否短缺？ 是否充分地实施了质量保证？ 人员问题 开发人员是否得到培训？ 是否存在政治问题？ 用户是否了解这个系统将要做什么？ 环境界面 所提交的系统配置与系统的外部环境的接口是否合适？ 机器与机器、人与机器之间的通信是否以智能方式处理？ 系统分析和结构设计 法律考虑 这种配置是否会引入违法的责任风险？ 对责任问题是否给予了足够的保护？ 是否存在潜在的破坏问题？ 一旦将功能和性能分配给每一个系统元素，系统工程师将通过硬件工程、软件工程、人类工程和数据库工程等建立相应系统元素的需求模型，确定其功能和性能范围，接口要求。  计算机系统工程师选择硬件元件的某种组合以构成基于计算机系统的硬件元素 通过硬件需求分析，为硬件的所有元件确定精确的功能、性能和接口需求。以及设计约束条件（如尺寸，环境）及测试准则。 设计一个初步的硬件配置方案，包括通信协议、拓扑结构等。 确定质量需求，包括安全性、可靠性、可用性等方面的质量标准。 软件与软件模型 为实现要求的功能和性能，必须制作或获取一系列软件部件 软件元素分为两类 通过软件需求分析，确认分配给软件的功能和性能。 按照功能分解的结果，提出软件系统分解为一系列子系统的构想，描述各子系统的功能和性能要求，以及各子系统之间的交互。 各子系统在硬件系统中的部署情况。 人类工程 是应用从心理学和方法论导出的知识来确定和设计高质量HCI(人机界面:human-computer interface)的多学科活动 根据分配给人的各项活动，建立人员活动（任务）网络图，描述人机交互的环境。 根据用户分类和每一类用户的特点，针对用户要求的每一个动作和机器产生的每一个动作，建立“对话”方式构想。 设计用户界面原型，将硬件、软件和其他系统元素组合起来形成简化的用户环境，模拟和评价人机交互的所有步骤。 数据库和数据库模型 数据库工程（包括数据库分析、设计和实现） 对于使用数据库的系统，信息仓库往往是所有功能的核心 系统工程师建立数据库模型： 定义数据库中包含的信息，查询的类型，数据存取的方式和数据库的容量等。 如果使用多个数据库管理系统，还要描述它们之间的数据转换方式和必要的数据结