软件工程第2章可行性分析.ppt

第二章可行性研究 2 1可行性研究的任务2 2可行性研究过程2 3系统流程图2 4数据流图2 5数据字典2 6成本 效益分析 可行性研究 开发一个基于计算机的系统通常都受到资源 人力 财力 设备等 和时间上的限制 可行性分析主要从经济 技术 法律等方面分析所给出的解决方案是否可行 能否在规定的资源和时间的约束下完成 开始 问题定义 可性行研究 可行否 项目实施计划 终止项目的建议 结束 Y N 问题的定义与可性行研究 Who What Why 有用的软件 3W 可行性研究 目的 用最小的代价在尽可能短的时间内确定问题是否能够解决 不是解决问题 而是确定问题是否值得去解决 可行性研究的目的 说明该软件开发项目的实现在技术上 经济上和社会条件上的可行性 评述为合理地达到开发目标可能选择的各种方案 GB8567 88 计算机软件产品开发文件编制指南 2 1可行性研究的任务 GB8566 88 计算机软件开发规范 中指出 可行性研究的主要任务是 了解客户的要求及现实环境 从技术 经济和社会因素等三方面研究并论证本软件项目的可行性 编写可行性研究报告 制定初步项目开发计划 可行性研究的最根本任务是 对以后的行动方针提出建议 可行性研究的内容 1 技术可行性 2 经济可行性 3 操作可行性 4 社会可行性 法律可行性 5 抉择 经济可行性 度量系统解决方案的性能价格比 考虑的问题 成本 效益分析 开发 运行的成本 效益 有形成本 效益无形成本 效益价值和成本的关系质量与价值 成本的关系价值 成本的均衡 技术可行性分析 技术可行性主要根据系统的功能 性能 约束条件等 分析在现有资源和技术条件下系统能否实现 技术可行性分析通常包括风险分析 资源分析和技术分析 风险分析 分析在给定的约束条件下设计和实现系统的风险 采用不成熟的技术可能造成技术风险人员流动可能给项目带来风险成本和人员估算不合理造成的预算风险风险分析的目的是找出风险 评价风险的大小 并有效地控制和缓解风险 资源分析 论证是否具备系统开发所需的各类人员 软件 硬件等资源和相应的工作环境 例如 有一支开发过类似项目的开发和管理的团队 或者开发人员比较熟悉系统所处的领域 并有足够的人员保证 所需的硬件和支撑软件能通过合法的手段获取 那么从资源角度看 可以认为具备设计和实现系统的条件 技术分析 分析当前的科学技术是否支持系统开发的各项活动 在技术分析过程中 分析员收集系统的性能 可靠性 可维护性和生产率方面的信息 分析实现系统功能 性能所需的技术 方法 算法或过程 从技术角度分析可能存在的风险 以及这些技术问题对成本的影响 技术可行性分析时通常需进行系统建模 必要时可建造原型和进行系统模拟 社会可行性 法律可行性 开发项目是否会在社会上或政治上引起侵权 破坏或其它责任问题 法律可行性分析 研究系统开发过程中可能涉及到的合同 侵权 责任以及各种与法律相抵触的问题 1990年我国颁布了 中华人民共和国著作权法 其中将计算机软件作为著作权法的保护对象 1991年国务院颁布了 计算机软件保护条例 这两个法律文件是法律可行性分析的主要依据 操作可行性 用户使用可能性时间进度可行性组织和文化上的可行性 方案的选择和折衷 一个基于计算机的系统可以有多个可行的实现方案 每个方案对成本 时间 人员 技术 设备都有不同的要求 不同方案开发出来的系统在功能 性能方面也会有所不同 因此要在多个可行的实现方案中作出选择 方案评估的依据是待开发系统的功能 性能 成本 开发时间 采用的技术 设备 风险以及对开发人员的要求等 由于系统的功能和性能受到多种因素的影响 某些因素之间相互关联和制约 如 为达到高的精度就可能导致长的执行时间 为达到高可靠性就会导致高的成本等等 因此 在必要时应进行折衷 可行性分析的结论 可以立即开始进行需要推迟到某些条件 例如资金 人力 设备等 落实之后才能开始进行需要对开发目标进行某些修改之后才能开始进行因为某种原因 如 技术不成熟 经济上不合算等 不能进行 2 2可行性研究过程 1 复查系统规模和目标2 研究目前正在使用的系统3 导出新系统的高层逻辑模型4 进一步定义问题5 导出和评价供选择的解法6 推荐行动方针7 草拟开发计划8 书写文档提交审查 2 3系统流程图 系统流程图是概括地描绘物理系统的传统工具 作用 以概括的形式描述现有的和未来的系统 它的基本思想是用图形符号以黑盒子形式描绘组成系统的每个部件 程序 文档 数据库 人工过程等 系统流程图表达的是数据在系统各部件之间流动的情况 而不是对数据进行加工处理的控制过程 因此尽管系统流程图的某些符号和程序流程图的符号形式相同 但是它却是物理数据流图而不是程序流程图 基本符号 以概括的方式抽象地描绘一个实际系统所用符号 具体地描绘一个物理系统所用符号系统符号 举例 计算机售书系统流程图 结束 学生 购书发票 到书库领书 购书单 终端 审查并开发票 1 1 学生各学期用书数据库 购书单 2 2 教材存量数据库 2 4数据流图DFD DataFlowDiagram是分析员和用户沟通的工具 是设计的出发点 一种图形化技术 它描绘信息流和数据从输入移动到输出的过程中所经受的变换 在数据流图中没有任何具体的物理部件 它只是描绘数据在软件中流动和被处理的逻辑过程 是系统逻辑功能的图形表示 数据流图从数据传递和加工的角度出发 刻画数据流从输入到输出的移动和变换过程 由于它能够清晰地反映系统必须完成的逻辑功能 所以它已经成为需求分析阶段中功能建模最常用的工具 数据流图四种基本符号 数据加工 数据变换 数据源点或终点 外部实体 数据流 数据存储文件 或 或 或 图5工资计算系统的顶层 0层 数据流图 返回 1 数据的源点或终点数据的源点或终点用于反映数据流图与外部实体之间的联系 表示图中的输入数据来自哪里或处理结果送向何处 如图中的人事部门 后勤部门是工资系统中数据的源点 而职工和银行则是工资系统中数据的终点 2 数据流数据流是数据在系统中 包括数据处理之间 数据处理和数据存储之间以及数据处理和数据的源点或终点之间 的传送通道 数据流符号的箭头指明了数据的流动方向 如图中的出勤表 业绩表 水电扣款表 工资条及工资存款清单等均为数据流 在数据流图中 除了连接加工和数据存储的数据流以外 其他的数据流在图中都对应一个惟一的名字 3 加工加工也称为数据处理 是对系统中的数据流进行的某些操作或变换 图中每个加工都要有对应的名称 最常见的名称是由一个表明具体动作的动词和一个表明处理对象的名词构成的 如计算应发工资 打印工资清单等 4 数据存储在数据流图中用于保存数据的数据文件被称为数据存储 它可以是数据库文件或任何其他形式的数据组织 流向数据存储的数据流可理解为向文件写入数据或对文件进行查询 流出数据存储的数据流可理解为从文件中读取数据或得到查询结果 数据流与加工之间的关系在数据流图中 可以有两个以上的数据流进入同一个加工 也可以有两个以上的数据流从同一个加工中流出 这样的多个数据流之间往往存在一定的关系 为了表示这些数据流之间的关系 需要在数据流图中给这些数据流对应的加工加上一定的标记符号 在下表中列出了加工中常见的几种关系的表示方法 表中以从加工流入或流出两个数据流为例 数据流图几种附加符号 数据流图的层次结构 为了表达数据处理过程的数据加工情况 需要采用层次结构的数据流图 按照系统的层次结构进行逐步分解 并以分层的数据流图反映这种结构关系 能清楚地表达和容易理解整个系统 面对复杂的系统 分层描绘 首先用一张高层次的数据流图描绘系统总体概貌 表明系统的关键功能 然后分别把每个关键功能扩展到适当的详细程度 画在单独的一页纸上 这种分层次的描绘方法便于阅读者按从抽象到具体的过程逐步深入地了解一个复杂的系统 数据流模型的建立方法对于一个复杂的系统来说 可能存在着几十个甚至成百上千个加工 若要在一个数据流图中清楚地描述出整个系统加工的过程是很困难的 而采用对数据流图进行分层的方法则可以很好地解决这个问题 按照结构化分析方法中 自顶向下 逐步分解 的思想 可以先将整个系统看作是一个加工 它的输入数据和输出数据表明了系统和外部环境的接口 从而首先画出系统的顶层数据流图 为了能够清楚地表明系统加工的详细过程 接着从顶层数据流图出发 逐层地对系统进行分解 每分解一次 系统中加工的数量就随之增加 每个加工的功能描述也越来越具体 重复这种分解 直至得到系统的底层数据流图 底层数据流图中的所有加工都应是不可再分解的 最简单的 原子加工 通过分解过程中得到的这一组分层数据流图 由顶层 中间层和底层数据流图共同构成 就可以十分清晰地描述出整个系统所有加工的详细情况 分层的数据流图 下面以某单位工资管理系统为例 来介绍一下分层数据流模型的建立方法 1 建立顶层数据流图任何系统的顶层数据流图都只有一个 用于反映目标系统所要实现的功能及与外部环境的接口 顶层数据流图中只有一个代表整个系统的加工 数据的源点和终点对应着系统的外部实体 表明了系统输入数据的来源和输出数据的去向 工资管理系统的顶层数据流图如图5所示 2 数据流图的分层细化首先按照系统的功能 对顶层数据流图进行分解 生成第一层数据流图 如例子中的工资计算系统可划分为计算工资 打印工资清单和工资转存三个加工 其中 计算工资完成单位职工工资计算 生成工资清单的功能 打印工资清单完成工资条的打印功能 工资转存完成生成职工工资存款清单并将其发送到银行的功能 对划分得到的加工应进行编号 此外 在标出数据流和划分加工的同时 还要在图中画出涉及的数据存储 图6工资计算系统第一层数据流图 对第一层数据流图中的加工继续分解 则可得到第二层数据流图 如图7所示 若数据流图中的加工还可继续细化 则重复以上分解过程 直到获得系统的底层数据流图 工资计算系统的第三层数据流图如图8所示 图7工资计算系统的第二层数据流图 a 计算工资 子数据流图 b 工资转存 子数据流图 图8工资计算系统的第三层数据流图 建立数据流模型的原则建立数据流模型要遵循以下的原则 1 每个加工至少应有一个输入数据流 反映被处理数据的来源 和一个输出数据流 反映加工的结果 2 数据流图中各构成元素的名称必须具有明确的含义且能够代表对应元素的内容或功能 3 对数据流图中某个加工进行细化生成的下层数据流图 称为其上层图的子图 应保证分层数据流图中任意对应的父图和子图的输入 输出数据保持一致 4 在数据流图中 应按照层次给每个加工编号 用于表明该加工所处的层次及上 下层的父图与子图的关系 编号的规则为 顶层加工不用编号 第二层加工的编号为1 2 n 第三层加工的编号为1 1 1 2 2 1 n 1 n 2 等 依次类推 如编号1 2表明该加工处于第三层数据流图中 序号为2 该图是对上层数据流图中编号为1的加工进行细化得到的子图 5 在父图中不要出现子图中涉及的局部数据存储文件 通常除底层数据流图中需标明所有数据存储外 为了保持画面的整洁 各中间层数据流图只需显示处于加工之间的接口文件即可 6 数据流图只能由四种基本符号组成 是实际业务流程的客观映象 用于说明系统应该 做什么 而不需要指明系统 如何做 7 数据流图的分解速度应保持适中 通常一个加工每次可分解为2 4个子加工 最多不要超过七个 因为过快的分解会增加用户对系统模型理解的难度 便于实现 便于使用 采用逐步细化的扩展方法 可避免一次引入过多的细节 有利于控制问题的复杂度 用一组图代替一张总图 方便用户及软件开发人员阅读 分层DFD图的优点 举例 1 电梯控制系统 见书P71 74 2 学生购买教材系统 画数据流图的步骤 1 先找出系统的数据源点与终点 它们是外部实体 由它们来确定系统与外界的接口 2 是画顶层图 通常把整个系统当作一个大的加工 并标明系统的输入与输出 以及数据的源点与终点 系统从学生接受购书单 经处理后把领书单返回给学生 使学生可凭领书单到书库领书 对脱销的教材 系统则用缺书单的形式通知给书库 新书进库后也由书库将进书通知返回给系统 3 画分层DFD图 把系统分解为销售和采购两大加工 如图所示 显然 外部项学生应与销售子系统联系 保管员应与采购子系统联系 且两个子系统之间也存在两项数据联系 其一是缺书登记表 由销售子系统把脱销的教材传给采购子系统 其二是进书通知 直接由采购子系统将教材入库信息通知销售子系统 同时 对于销售子系统来说 它还需要对教材存量表进行操作 即对售出的教材要在原存量中减去售出的数量 而对于新购的教材还要写到教材存量表中 所以该文件执行的读写操作 应用双箭头表示 继续分解 就可以获得第三层的数据流图 我们可以从第1层的销售子系统扩展而成 教材销售子系统 1 3登记并开领书单 1 2开发票 1 1审查有效性 1 4登记缺书 1 5补售教材 采购 学生 学生 暂缺书单 补售书单 第3层 F1书号单价数量 审查有效性时 首先要核对购书单上的内容是否与学生用书表F3相符 还要通过售书登记F4检查学生已否购买过这些教材 若发现购书单中有学生不用或买重了的教材 便发出无效书单 只有将通过了审查的教材保留在有效构书单中 开发票加工符号 按购书单的内容查对教材存量表 F1 把可供应的教材写入发票 在F4中登记后开领书单并发给学生 对数量不足或全缺的教材写入暂缺书单并登记到缺书登记表 F2 中 等待接到进书通知后再补售给学生 补售的手续及数据流图和第一次购书相同 请大家注意 在上一层DFD中 采购是系统内部的一个加工符号 但本图却是处于销售子系统之外的一个外部实体 从图中可以看出 该销售子系统将被分解为5个子加工 编号从1 1 1 5 涉及到4个数据文件 分别用F1 F4来表示 外部项 第2层 缺书单 2 3修改教材库存和待购量 销售 保管员 由销售子系统建立起来的缺书登记表 首先按书号汇总后登入待购教材表 然后再按出版社分别统计制成缺书单并送给书库保管员作为采购教材的依据 另外 在汇总缺书要再次核查教材存量表 而且 分出版社统计时还要参阅教材一览表 从该文件中可以知道这些缺书是何处出版的 新书入库后 要及时修改教材存量表和待购教材表中的有关教材数量 同时把进书信息通知销售子系统 使销售人员能通知缺书的学生补售教材 2 2按出版社统计缺书 2 1按书号汇总缺书 采购子系统 从图中可以看出 该采购子系统将被分解为3个子加工 编号从2 1 2 3 涉及到4个数据文件 分别用F1 F2和F5 F6 以上三层 4张的DFD图 一起组成了教材购销系统的分层DFD图 从分析中大家可以得知 愈到下层 加工愈细 第三层就有8个加工 大都是足够简单的 基本加工 可以不用再进行分解了 1 为数据流 或数据存储 命名 1 名字应代表整个数据流 或数据存储 的内容 而不是仅仅反映它的某些成分 2 不要使用空洞的 缺乏具体含义的名字 如 数据 信息 输入 之类 3 如果在为某个数据流 或数据存储 起名字时遇到了困难 则很可能是因为对数据流图分解不恰当造成的 应该试试重新分解 看是否能克服这个困难 画分层DFD的指导原则1 注意数据流图中成分的命名 2 为处理命名 1 通常先为数据流命名 然后再为与之相关联的处理命名 这样命名比较容易 而且体现了人类习惯的 由表及里 的思考过程 2 名字应该反映整个处理的功能 而不是它的一部分功能 3 名字最好由一个具体的及物动词加上一个具体的宾语组成 应该尽量避免使用 加工 处理 等空洞笼统的动词作名字 4 通常名字中仅包括一个动词 如果必须用两个动词才能描述整个处理的功能 则把这个处理再分解成两个处理可能更恰当些 5 如果在为某个处理命名时遇到困难 则很可能是发现了分解不当的迹象 应考虑重新分解 画分层DFD的指导原则1 注意数据流图中成分的命名 画分层DFD的指导原则2 注意父图和子图的平衡 所谓的平衡 就是指父图和子图的输入和输出数据应分别保持一致 画分层DFD的指导原则3 区分局部文件和局部外部项 局部外部项 局部文件 画分层DFD的指导原则 4 掌握分解的速度 一般来说 每一个加工每次可分为2 4个子加工 最多不得超过7个 5 遵守加工编号规则 顶层加工不编号 第二层的加工编号为1 2 3 n号 第三层编号为1 1 1 2 1 3 n 1 n 2 等号 依此类推 2 5数据字典 DD DataDictionary 数据流图和数据字典共同构成系统的逻辑模型 没有数据字典数据流图就不严格 然而没有数据流图数据字典也难于发挥作用 数据字典的任务是 对于数据流图中出现的所有被命名的图形元素在字典中作为一个词条加以定义 使得每一个图形元素的名字都有一个确切的解释 数据字典的内容 一般说来 数据字典应该由下列4类元素的定义组成 1 数据流 2 数据流分量 即数据元素 3 数据存储 4 处理 数据流名 说明 简要介绍作用 即它产生的原因和结果 数据流来源 即该数据流来自何方 数据流去向 去向何处 数据流组成 数据结构 每个数据量流通量 数据量 流通量 1 数据流词条的描述 数据流名 发票说明 用作学生已付书款的依据数据流来源 来自加工 审查并开发票 数据流去向 流向加工 开领书单 数据流组成 学号 姓名 书号 单价 总价 书费合计 数据元素名 类型 数字 离散值 连续值 文字 编码类型 长度 取值范围 相关的数据元素及数据结构 2 数据元素词条的描述 3 数据文件词条的描述 数据文件名 简述 存放的是什么数据 输入数据 输出数据 数据文件组成 数据结构 存储方式 顺序 直接 关键码 存取频率 加工名 加工编号 反映该加工的层次简要描述 加工逻辑及功能简述输入数据流 取值范围 相关的数据元素及数据结构 4 加工逻辑词条的描述 名称 外部实体名简要描述 什么外部实体有关数据流 数目 5 外部实体词条描述 数据字典定义符号 被定义为 与 x a b 则表示x由a和b组成 x a b 则表示x由a或由b组成 或 重复 x a 则表示x由0个或多个a组成 可选 表示在两个 之间的内容为词条的注释 m n 重复 x 3 a 8 则表示x中至少出现3次a 最多出现8次 注释符 x a 则表示a在x中出现 也可不出现 例 存折格式 数据字典的建立1 建立数据字典的方法 1 手工建立 分别将数据字典中每一个条目按照规定的格式写在卡片上 由专人负责管理和维护 为了便于查找 通常可将卡片分类 按条目的名称或编号进行排序 2 自动建立 利用现有的数据字典建立程序 通过按照指定格式输入各类条目的内容 由计算机自动建立相应的数据字典 且通常这类工具软件还能够对建立好的数据字典进行完整性 一致性检查 以及进行日常的管理和维护工作 如由美国密执安大学开发的PSL PSA系统就是这类软件的杰出代表 2 建立数据字典的原则 1 所有定义必须严密 精确 不能存在二义性 2 书写格式应简洁且严格 3 应可方便地实现对所需条目的按名查阅 4 应便于修改和更新 注 加工说明 ProcessSpecification 加工说明组成 加工说明描述工具 描述把输入数据流变换为输出数据流的加工过程 是加工说明的主体 对数据流图的每一个基本加工 必须有一个基本加工逻辑说明 基本加工逻辑说明必须描述基本加工如何把输入数据流变换为输出数据流的加工规则 加工逻辑说明必须描述实现加工的策略而不是实现加工的细节 加工逻辑说明中包含的信息应是充足的 完备的 有用的 无冗余的 加工逻辑说明 自然语言 结构化形式 1 结构化语言 商店业务处理系统中 检查发货单 if发货单金额超过 500thenif欠款超过了60天then在偿还欠款前不予批准else 欠款未超期 发批准书 发货单else 发货单金额未超过 500 if欠款超过60天then发批准书 发货单及赊欠报告else 欠款未超期 发批准书 发货单 2 判定表 如果数据流图的加工需要依赖于多个逻辑条件的取值 使用判定表来描述比较合适 以 检查发货单 为例 3 判定树 判定树也是用来表达加工逻辑的一种工具 有时侯它比判定表更直观 检查发货单 金额 500 金额 500 欠款 60天 不发出批准书 欠款 60天 发出批准书 发货单 欠款 60天 发出批准书 发货单及赊欠报告 欠款 60天 发出批准书 发货单 2 6成本 效益分析 成本 效益分析的目的 从经济角度分析开发一个特定的新系统是否划算 从而帮助客户组织的负责人正确地作出是否投资于这项开发工程的决定 2 6 1成本估计 人力成本估计 软件开发成本主要表现为人力消耗 乘以平均工资则得到开发费用 估算技术 1 代码行技术2 任务分解技术3 自动估计成本技术 代码行技术 根据经验和历史数据估计实现一个功能需要的源程序行数 用每行代码的平均成本乘以行数就可以确定软件的成本 每行代码的平均成本主要取决于软件的复杂程度和工资水平 代码行技术是比较简单的定量估算方法 当有以往开发类似工程的历史数据可供参考时 这个方法是非常有效的 具体计算方法见10 2 1章节 任务分解技术 首先把软件开发工程分解为若干个相对独立的任务 再分别估计每个单独的开发任务的成本 最后累加起来得出软件开发工程的总成本 估计每个任务的成本时 通常先估计完成该项任务需要用的人力 以人月为单位 再乘以每人每月的平均工资而得出每个任务的成本 具体计算方法见10 2 1章节 自动估计成本技术 采用自动估计成本的软件工具可以减轻人的劳动 并且使得估计的结果更客观 但是 采用这种技术必须有长期搜集的大量历史数据为基础 并且需要有良好的数据库系统支持 2 6 2成本 效益分析的方法 成本 效益分析的第一步是估计开发成本 运行费用和新系统将带来的经济效益 然后从经济角度判断这个系统是否值得投资 运行费用取决于系统的操作费用 操作员人数 工作时间 消耗的物资等 和维护费用 系统的经济效益等于因使用新系统而增加的收入加上使用新系统可以节省的运行费用 2 6 2成本 效益分析的方法 注意 总的效益和生命周期的长度有关 所以应该合理地估计软件的寿命 投资是现在进行的 效益是将来获得的 不能简单地比较成本和效益 应该考虑货币的时间价值 成本 效益分析使用的几个概念 货币的时间价值投资回收期纯收入投资回收率 效益经济效益包括使用基于计算机的系统后可增加的收入和可节省的运行费用 如操作人员数 工作时间 消耗的物资等 在进行成本效益分析时通常只统计五年内的经济效益 社会效益指使用基于计算机的系统后对社会产生的影响 如提高了办事效益 使用户满意等 通常社会效益只能定性地估计 经济效益通常可