系统工程与需求工程方法.ppt

第4章 系统工程与需求工程方法 教学内容： 系统、系统思维、系统工程 系统分析员角色及要求 计算机系统工程 需求获取方法 重点掌握： 系统思维、需求获得方法 1 4.1.1 系统的概念 系统：一个相互联系的有机整体。系统：一个相互联系的有机整体。 (Patching, 1990） 由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合成的、具有 特定功能的有机整体。本身是所从属的更大系统的组成部 分。（辞海） 系统工程：运用先进科学方法，对“系统”的规划、研究 、设计、制造、实验和使用等进行组织管理的技术。（外 来语，辞海） 系统思维：一种把以广义的观点看待问题的方法，试图同 时考虑一个问题的所有方面，而某一时刻集中关注的是组 成问题各部分之间相互联系。(Checkland, 1981) 4.1 系统思维方法 2 自然系统与设计系统 自然系统 人 有形系统无形系统 消化系统 免疫系统 感官系统 精神系统 能力系统 设计系统 烟叶发酵控制系统 发酵 室 热源 蒸汽 温湿度 检测 调节 装置 执行 机构 烟包 管道 风机 锅炉 热电阻变送器 湿度变送器 可编程调节器 控制模型 电动调节阀 3 1.突发性 系统不是简单的堆积，有机组合具有更多的属性。这种显 示出单一组成部分所不具有的新属性，称为突发性。 系统的特点 自然系统 人 有形系统无形系统 消化系统 免疫系统 感官系统 精神系统 能力系统 设计系统 烟叶发酵控制系统 发酵 室 热源 蒸汽 温湿度 检测 调节 装置 执行 机构 烟包 管道 风机 锅炉 热电阻变送器 湿度变送器 可编程调节器 控制模型 电动调节阀 4 2.层次性 系统是一种由子系统组成的层次结构。 每个子系统是具有明确定义输入和输出的独立系统，但又是 大系统的一个组成部分。 系统的特点 人 有形系统无形系统 生物系统社会系统 设计系统 烟叶发酵控制系统 发酵 室 热源 蒸汽 温湿度 检测 调节 装置 执行 机构 香烟生产系统 工业控制系统 5 3.信息传递 为了激发子系统相互协作并实现一定目标，它们之间一定要有 信息传递。 信息传递形式:系统之间 (内部之间)、来自环境 (外部输入到 系统)、发往环境 (从系统输出到外部) 系统的特点 烟叶发酵 过程 自动调节 算法与运算 控制思想与模型 过程参数 （温度、湿度） 检测与转换 执行 机构 外部环境 6 4.自控制 大部分的系统表现出某些自管理性的控制形式。如： 烟叶发酵系统的调节器 人类对疾病的免疫系统 v如果没有控制任其它们的组件独立工作，许多系统最终会趋 于某种限制性的功能状态，如死亡或失去控制。 v但是，系统组件之间的联系会限制系统的功能表现。 系统的特点 7 5.分解 系统可以被划分为较小组成部分。 v基于这个特点，允许系统分析员: 把一个系统划分为小的可管理的子系统； 某一时刻关注某一区域； 集中于与一组使用者有关的组成部分； 不同的时间内建立不同的组成部分。 系统的特点 8 6.模块化 v模块化 把系统划分为相对合理大小模块的过程 模块化简化了系统设计 v藕合性 子系统之间的关联程度 v内聚性 一个系统实现一个单一功能的内部联系程度 系统的特点 9 系统的总体描述 v一个系统一定有现实的目标或存在的理由。 v一个系统有若干个自我控制或管理的组成部分。 v一个系统是由子系统以层次结构组成的。 v系统内活动的组成部件通过消息实现信息传递。 v系统能与其所处的环境进行消息传递。 v一个系统通常有在其管理机制下所消耗或转换的资源 。 v系统有区别与简单组装的整体性 v不同类型的系统服务与不同的目标。 10 系统分类 自然系统和设计系统。一个组织、一只动物、一个经 济系统、世界和宇宙等是一个自然系统；一台计算机、 空调/发动机和一个数学分支等是设计系统。 社会和文化系统和人类活动系统。如一个家庭、社区 、国家和社会等属于社会和文化系统；一场运动会属于 人类活动系统。 开放的和封闭的系统。一个开放的系统经由它的系统 边界通过输入和输出与其所处的环境实现交互；一个封 闭的系统没有与其所处的环境实现交互，所以它是完全 自包含的。 静止的和动态的系统。一个静止的系统是一个内部状 态没有变化的系统；一个动态的系统通过实现内部状态 的改变 对内部的事件和其所处环境的变化做出反应。 11 稳定的不稳定的系统。一个稳定的系统表现为动态平衡，或 通过状态改变对内部和外部事件做出反应，但改变是非常微 小的或返回到一个接近于以前的状态；一个不稳定的系统对 内部和外部的反应是不确定的、不可预期的或大多时候 比例 失调。 自适应和非自适应的系统（或活动的和非活动的系统）。一 个自适应或活动的系统是一个能回应环境变化和外部干预事 件的系统；一个非自适应或非活动的系统是对环境变化和外 部干预事件不能做出回应的系统。 永久性的和临时性的系统。一个永久性的系统是一个持续一 个明显时间段（比如几年）的系统；一个临时性的系统是一 个持续时间很有限的系统。如：一个银行的会计系统 12 系统生命周期： 自系统产生到消亡（淘汰）的阶段描述，过程。 13 4.1.2 系统思维 一种把以广义的观点看待问题的方法，试图同时考虑 一个问题的所有方面，而某一时刻集中关注的是组成问题各 部分之间相互联系。(Checkland, 1981) 是看待一个整体的原则 是看待内部联系和模式的框架 是区别于不同知识个体的通用原则 14 开发生产 销售发货服务 计划 采购 进货 过程控制l 计算机辅助制造 销售管理 市场调查 推广 定价 另外: 财务系统 通用分类账模块 应收账目模块 应付账目模块 预算模块 人力资源系统 工资子系统 考勤子系统 绩效考核子系统 个人职业规划子系统 通信 办公自动化子系统 分组工作子系统 电子会议子系统 预测 计算机辅助设计 储运 仓库管理 咨询 投诉处理 问题分析 一般性企业管理系统总貌 15 系统化的思维能力要求: 具有面对复杂性和系统分解这种复杂性的能力； 具有抽象思维的能力，也就是建立表示现实世界模型的 能力； 具有不断质疑模型和假设适合性的批判精神 具有能检查模型运行情况（或许需要被抛弃）的实验方 法。 系统化的思维能力不是天生的但是可以学习的。 16 系统思维从回答下面问题开始 v要解决的准确问题或要分析的形势是什么？ v必须知道的现实情况是哪些？ v从哪里找和怎么找信息？ v必须克服的困难有哪些？ v认清形势所要遵循的步骤是什么？ v必须考虑的其它因素还有哪些？ 17 系统思维的技巧 以整体入手，进而抽象化模型化的系统； 识别目标，目标是必须努力追求的系统性能且必须确定合 适的性能指标，应该检查系统的运行情况，保证它们达到 预期的功能和性能的目标。 将问题分解为层次结构的系统和子系统，每个系统和子系 统是可以理解、建模和管理的，识别每个系统的输入和输 出，以便能理解、定义和建模它们与其所处环境之间的交 互方式； 因为没有一个系统是完全正确的，能反应一个不断变化世 界的发杂性，所以要准备好试验不同的系统模型直到找到 一个最合适的。 18 系统思维时应注意的问题： 系统不能与现实世界等同对待。 人类活动不能被充分地模型化且无法很好地反应不适合的 控制水平 问题分解要适当，不易过零碎 很少有纯机械或机械性的系统，特别是包含人的系统 只有具有很成熟的管理机制的高度合适的系统才能处理大 范围输入和运行条件的情况 非生物系统没有自我繁衍的能力，它们直到消亡都不会繁 衍后代 一个系统保留太长时间是有害的。 必须领会到系统分析时没有完全正确的答案； 19 4.1.3 系统分析员 1. 系统分析员职责 v研究使用单位的存在问题和需要，理解组织（使用单位）的 目标、结构和业务过程； v确定利用信息技术的优势，改进使用单位工作的最佳方法； v帮助系统用户和管理者定义新的或增强的系统的需求 v评估系统实现的可选择方案;如： 自己开发 委托开发 合作开发 购买商品化系统 v对自我开发的项目，确定要依靠分析员和开发人员的团队. 20 2. 系统分析员的能力 v分析能力 v技术能力 v管理能力 v沟通能力 21 （1）分析能力 v系统思维 理解概念 理解效益 系统思维过程的应用 v使用单位的相关领域知识 v识别问题、分析问题和解决问题 2. 系统分析员的能力 22 （2）技术能力 v最新的开发技术和知识 v最新的通信技术 v硬件和软件 v数据库 v系统开发工具 vWeb开发 v决策支持系统 v知识更新 2. 系统分析员的能力 23 （3）管理能力 v资源管理 v项目管理 v风险管理 v变更管理 2. 系统分析员的能力 24 （4）沟通能力 v访问、聆听、提问沟通技能 v表达能力 书面（正式或非正式的） 口头（电话或面对面） 可视化（符号或图形） v独立工作和团队协作 v激励和领导高效率的团队 2. 系统分析员的能力 25 计算机系统 由硬件、软件、人、过程、数据、文档组成的系统。 输入系统系统 过程过程 硬件硬件 软件软件 文档文档 人人 数据库数据库 输出 4.2 计算机系统工程方法（简介） 26 计算机系统工程 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、分析是一个问题求解活动，目的是揭示、分析 所基于计算机的系统的功能、性能等要求，并把它们分配所基于计算机的系统的功能、性能等要求，并把它们分配 到基于计算机系统的各个单独的系统元素中去，确定它们到基于计算机系统的各个单独的系统元素中去，确定它们 的约束条件和接口。的约束条件和接口。 主要工作任务：主要工作任务： 1.1.识别用户的要求。识别用户的要求。 2.2.系统建模和模拟。系统建模和模拟。 3.成本估算及进度安排。 4.可行性分析。 5.生成系统规格说明。 27 4.3 需求调查方法 需求获取的调查方法： v访谈和倾听 v问卷调查 v收集和研究现有文档 v观察工作流程 需求工程是提供适当的机制以了解用户想要什么、分析需要 、评价可行性、协商合理的解决方案、无歧义地规约解决方 案、确认方案以及它们被转换到可运行系统时对管理的需求 。需求工程可分为需求获取、需求分析与协商、系统建模、 系统规约、需求验证和需求管理6个步骤。 28 1. 访谈和倾听 可以收集事实、意见和思想。 v访谈前 要作好计划，准备一个访谈要点， 即问题列表。 问题应该是开放式的问题，即允许被访 问者以自己觉得合适的方式来回答。一定 要避免提出强制性问题、引导性问题和偏 见性问题。 29 访谈过程中： v要注意观察身体语言和感情流露，帮助准确理解； v要坦诚，并创造和谐的环境； v要告诉被访问者调查内容的用途； v以自己的理解复述被访者的回答； v保持中立和探究态度，收集不同的观点； v切忌威胁性问题，时刻领会调查不是评价或批评； v要使用清晰和准确的语言，不要使用过于专业术语； v避免冗长和复杂的问题，及时中止不必要的访谈； v不要用“你们”对一组人提问等； v大部分时间是倾听和记录。 30 优点是可以通过当面沟通获得比较准确的需求。 缺点是需要被访者有专门的时间，成本较高；也可能被被 访者有所顾忌而有所保留。 31 2. 问卷调查 设计调查表分发调查表回收调查表 分析调查表 问题的次序 重要的放前面； 相似的放在一起； 注意被调查者的群体意向； 有争议的问题留在最后。 调查表的格式 根据调查的目的设计格式； 给被调查者充分的自由； 允许附加回答； 风格要前后一致； 调查表设计风格 32 例：出版系统调查表 编号提出问题 1您在哪个部门门工作？ 2出版业务业务 流程是什么？ 3您每日都处处理那些文件、数据、报报表？ 4工作中手工处处理特别别麻烦烦的事情是什么？ 5工作中手工处处理什么问题问题 解决不了？影响效率的问题问题 有 哪些？ 6您认为认为 提高工作效率，节节省工作时间时间 ，减轻轻工作强度可 采取哪些办办法？ 调查表分发方法 组织小组 邮件 电话 电子邮件 网页 34 调查表的优缺点 v优点 匿名，意见比较充分 调查范围大 成本低 快速 容易收集、列表、分 析 v缺点 反馈率可能会比 较低 会损失一些难以 表达的信息 没法收集模糊或 不完整的回答 需要较长的准备 时间 数据信息比较“凌 乱” 35 3.收集和研究现有业务文档 跟踪项目由来的历史，收集和研究描述问题的文档。 定量数据文档，如报告、文件、财务报告、相关 网站、过程手册和电子邮件等 定性数据文档，如备忘、过程手册、规章制度、 相关网站公告、公司新闻等。 36 收集和研究业务文档的优缺点 v优点 成本很低 信息稳定 v缺点 范围有限 可能找不到最有意义的文档 很大程度上存在分析员的个人 偏见 难以获得新数据 37 4.观察工作流程 全程跟踪系统涉及的各个环节，发现系统中的所 有要素和要素间的关系，收集各种文档资料。 最好的方法是跟班。 38 观察方法的优缺点 优点： v高度可靠； v准确地看到所发生的 情况； v成本也相对低； v可以对工作进行实时 测量 缺点： v被观察时的工作状态可 能与平时会不同； v难以观察到较大难度或 需要长时间的工作； v不易于做计划； v经常会被中断 39 本章小结 v一方面软件作为计算机系统的一个组成部分而存在，在可 行性分析时要把