软件工程讲义_第05章 系统工程.ppt

现代软件工程 第二部分 软件工程实践 涉及的问题 如何由系统工程迈向高效的软件工程? 什么是需求工程?做好需求分析的基本思想是什么? 如何创建分析模型?它包含哪些元素? 什么是设计工程?做好设计的基本思想是什么? 创建架构、接口和构件级设计都用到了哪些概念、模型和方法？ 什么样的策略适用于软件测试？ 设计高效的测试用例有哪些方法？ 哪些方法和策略可以用来评定分析和设计模型、源代码及测试用例的质量？ 第5章 系统工程 主要内容 基于计算机的系统 系统工程层次结构 业务过程工程概述 产品工程概述 系统建模 小结 系统工程 软件工程从系统工程演变而来。相比以前只专注于软件个体的情况，系统工程关注各种要素的分析、设计，并将其组织成系统，这里的系统可以是产品、服务、信息转换或控制技术。 系统工程过程在不同的应用领域有不同的表现形式：当工作集中于某业务企业时，业务过程工程就会发挥作用；而关注产品生产的过程称为产品工程。 系统工程 无论是业务过程工程还是产品工程，都试图将规则带入到基于计算机的系统的开发中。尽管二者有不同的应用领域，但是它们都力求将软件融入其中。即业务过程工程与产品工程都为计算机软件开辟了发展的空间，同时，在软件应用与基于计算机的系统的其他要素之间建立了紧密的联系。 基于计算机的系统 基于计算机的系统可定义为组织在一起通过处理信息来实现预定目标的要素集合或排列。 这里的目标可以是支持某些商业运作，也可以是开发一种可以销售并产生商业价值的产品。为了达到这个目标，基于计算机的系统利用各种各样的系统要素。 系统要素 软件：计算机程序、数据结构和一些相关的工作产品，用以实现所需的逻辑方法、规程或控制。 硬件：提供计算能力的电子设备，支持数据流的互连设备，支持外部功能的机电设备。 人员：软件、硬件的使用者和操作员。 数据库：一个大型有组织的信息集合体，可以通过软件访问并持久存储。 文档：对系统使用和操作进行描述的信息。 规程：定义每个系统要素或其外部相关流程的具体使用步骤。 基于计算机的系统 基于计算机的系统的复杂特征在于，组成一个系统的要素还可以表示更大系统中的一个宏要素。宏要素是指基于计算机的系统，它作为更大的基于计算机的系统的一部分 系统工程师的任务是根据系统总的层次结构为一个特定系统定义要素。 系统工程层次结构 不管其所关注领域，系统工程师围绕一系列自顶向下、自底向上的方法遍历图5-1所示的层次。 系统工程层次结构 系统工程层次结构 以略微形式化的方式来看，这种全局视图WV由一个领域集合组成(Di)，它们各自都是一个系统或是大系统中的子系统。 WV={D1,D2,D3,…,Dn} 每个领域都由特定要素(Ej)组成，各自在完成某领域或其组成部分目标的过程中扮演一些角色。 Di={E1,E2,E3,…,Em} 最后，每种要素通过完成特定功能的构件(CK)来实现。 Ej={C1,C2,C3,…,CK} 在软件范畴中，一个构件可以是一段计算机程序、一个可复用的计算机构件、一个模块、一个类或对象，甚至还可以是一个编程语言语句。 系统建模 系统建模是系统工程过程中的重要要素。无论重点在全局视图上还是在局部视图上，工程师都要建立如下模型： 定义在所考虑视图中满足需要的过程。 描述过程行为和该行为所依据的假设。 明确定义模型的外在和内在输入。 描述有助于工程师理解视图的全部联系。 建立系统模型，工程师需要考虑许多制约因素。 系统建模制约因素 假设 简化 限制 约束 偏好 系统仿真 许多基于计算机的系统都通过交互方式与现实世界交流。即现实世界的事件都是通过组成计算机系统的硬件和软件来监控，基于这些事件，系统对机器、过程、甚至引发这些事件的人进行控制。 许多交互型控制的机器或过程必需具有极高的可靠性要求，一旦系统崩溃将会造成巨大的经济和人员损失。出于这个原因，通过系统建模和模拟工具来消除建立交互系统时可能造成的意外。 业务过程工程概述 业务过程工程(BPE)的目标是定义一个能有效利用信息进行业务活动的体系。 在业务目标和目的的环境中，必须分析和设计如下3种不同的架构 数据架构 应用架构 技术基础设施 为了建立系统架构模型，定义了层次化的业务过程工程活动，如图5-2所示。 业务过程工程层次图 产品工程概述 产品工程的目的是将用户期望的已定义的一组能力转变成真实产品。为了达到这个目的，产品工程——类似于业务过程工程——必须给出架构和基础设施。这个架构包括四个不同的系统构件：软件、硬件、数据（数据库）以及人员。 产品工程层次图，如图5-3所示。 产品工程层次图 系统建模 由于一个系统可以在不同抽象层次上表现，因此系统模型在本质上倾向于分级或分层。在层次的顶端，展示完整的系统模型，展现