电力系统应用软件培训课程.ppt

NorthChinaElectricPowerUniversity 4 2020 高亚静Email commoncat 电力系统应用软件第1章 电气与电子工程学院 SchoolofElectricalandElectronicsEngineering 目录 第1章电力系统应用软件引论 第2章电力企业应用软件 第3章电力系统科研应用软件 第4章电力系统应用软件上机 第5章结束语 第1章电力系统应用软件引论 1 1软件概述1 1 1软件的发展历程1 1 2数据结构1 1 3算法及其评价方法1 2软件工程1 2 1软件工程定义1 2 2软件危机1 2 3软件质量1 2 4软件体系结构 1 1软件概述 1 1 1软件的发展历程计算机 电脑的学名为电子计算机 是由早期的电动计算器发展而来的电子子数字计算机晶体管电子计算机集成电路计算机规模集成电路和超大规模集成电路计算机 智能 计算机微型电子计算机世界上第一台个人电脑由IBM于1980年推出 1 1软件概述 1 1 1软件的发展历程计算机分类 从计算机的类型 运行方式 构成器件 操作原理 应用状况等划分 计算机有多种分类从数据表示来说 计算机可分为数字计算机 模拟计算机以及混合计算机三类数字计算机按构成器件划分 有机械计算机和机电计算机 现用的电子计算机 正在研究的光计算机 量子计算机 生物计算机 神经计算机等等 电子计算机就其规模或系统功能而言 可分为巨型 大型 中型 小型 微型计算机和单片机 1 1软件概述 1 1 1软件的发展历程计算机构成 计算机 硬件 软件把没有安装任何软件的计算机称为裸机硬件计算机系统中所使用的电子线路和物理设备 是看得见 摸得着的实体 如中央处理器 CPU 存储器 外部设备 输入输出设备 I O设备 及总线 1 1软件概述 1 1 1软件的发展历程软件对能使计算机硬件系统顺利和有效工作的程序集合的总称 程序总是要通过某种物理介质来存储和表示的 它们是磁盘 磁带 程序纸 穿孔卡等 但软件并不是指这些物理介质 而是指那些看不见 摸不着的程序本身 可靠的计算机硬件如同一个人的强壮体魄 有效的软件如同一个人的聪颖思维 计算机软件系统分为系统软件和应用软件两部分 系统软件 系统软件是负责对整个计算机系统资源的管理 调度 监视和服务 1 1软件概述 1 1 1软件的发展历程应用软件是指各个不同领域的用户为各自的需要而开发的各种应用程序 软件的发展史第一代软件 1946 1953 第一代软件是用机器语言编写的 机器语言是内置在计算机电路中的指令 由0和1组成 不同的计算机使用不同的机器语言 程序员必须记住每条及其语言指令的二进制数字组合 在这个时代的末期出现了汇编语言 它使用助记符 一种辅助记忆方法 采用字母的缩写来表示指令 表示每条机器语言指令 相对于机器语言 用汇编语言编写程序就容易多了 1 1软件概述 1 1 1软件的发展历程第二代软件 1954 1964 开始使用高级程序设计语言 简称高级语言 相应地 机器语言和汇编语言称为低级语言 编写 高级语言的指令形式类似于自然语言和数学语言不仅容易学习 方便编程 也提高了程序的可读性 第三代软件 1965 1970 分时 操作系统用作输入 输出设备的计算机终端的出现 使用户能够直接访问计算机 而不断发展的系统软件则使计算机运转得更快 结构化程序设计理念逐渐确立起来 数据库技术 软件危机 软件工程 1 1软件概述 1 1 1软件的发展历程第四代软件 1971 1989 结构化程序设计技术 Pascal Modula 2 Basic C语言 多媒体计算机 多用途的应用程序 电子制表软件 文字处理软件和数据库管理软件 第五代软件 1990 Microsoft公司 面向对象的程序设计方法 万维网 WorldWideWeb Microsoft公司的Windows操作系统占有显著优势 他的Word成了最常用的文字处理软件 Word Excel Access和其他应用程序绑定在一个程序包中 称为office软件 1 1软件概述 计算机语言主要有机器语言 0 和 1 组成的二进制汇编语言 以符号代表指令 高级语言 半高级语言 面向对象自然语言 人类使用的语言可以分为四个级别语言一级 机器语言和汇编语言二级 面向过程C和Pascal三级 面向对象的C 四级 VB Delphi PowerBuilder等 1 1软件概述 1 1 2数据结构数据中的一个 个体 数据结构中讨论的基本单位数据结点数据结构表结构树结构图结构存储结构存储结点 结点 空白结点或空结点 自由结点数据结构运算 1 1软件概述 1 1 3算法及其评价方法算法为了解决某类问题而规定的一个有限长的操作序列程序形式描述形式算法评价正确性可读性健壮性高效率与低存储量 1 2软件工程 1 2 1软件工程定义应用较多的定义 专门研究有关软件的设计 生产和管理方面的规律 提出相应的理论和技术 作为软件开发的依据和规范 用来指导软件生产的科学鲍姆 B W Boehm 定义 运用现代科学技术知识来设计并构造计算机程序及为开发 运行 维护这些程序所必须的相关文件资料1983年IEEE的软件工程定义 软件工程是开发 运行 维护和修复软件的系统方法 其中软件的定义为 计算机程序 方法 规则 相关的文档资料以及计算机运行时所必需的数据 1 2软件工程 软件生存周期 即以需求为触发点 提出软件开发计划的那一刻开始直到软件在实际应用中完全报废为止可以认为是一个完整的软件生存周期 软件生存期的六个阶段制定计划 需要做什么 要如何去做 需求分析和定义 用户要的是什么 软件设计 概要设计和详细设计程序编写 对应在详细设计里所描述的算法软件测试 找出 BUG 运行维护 救火 1 2软件工程 1 2 2软件危机软件危机指软件生产发展到一定阶段 因其开发方式落后而不能满足社会对软件功能和性能日益增长的需求而表现出的尖锐矛盾 软件危机的表现形式开发成本高 风险大开发周期过长 效益回收晚用户不能参与 软件的功能和性能难达需要软件不能很好地适应需求变化而作相应的修改软件的维护量大软件的定制比较困难软件的更新与升级复杂软件的可重用性差 1 2软件工程 1 2 3软件质量可用性 指熟悉 操作 准备输入和解释程序输出所需工作量的大小正确性 指程序满足其规格说明和完成任务目标的程度 可靠性 指程序在要求的精度下 能够完成其规定的功能和期望程度 效率 指程序完成其功能所需的计算资源和程序代码的多少完备性 指对非授权人访问软件或者数据的行为的控制程度 1 2软件工程 1 2 3软件质量可维护性 指找到并改正程序中的一个错误所需付出的代价的大小适应性 指修改一个运行程序所需工作量的大小可移植性 指将一个程序从一个硬件系统环境搬移到另一个硬件系统环境所需的工作量大小可重用性 指程序或程序的一部分能够在另一个相关应用程序中被重用的可能性 可互操作性 指将一个系统耦合到另一个系统所需工作量大小 1 2软件工程 软件因应用场合和作用的不同可以分为系统软件应用软件事务处理软件分析软件实时软件科学计算软件固化软件办公软件娱乐游戏软件智能软件工具软件可重用软件类型 1 2软件工程 软件工程是由方法 语言 工具和过程四个关键要素组成的庞大复杂的体系结构 软件发展和概念通常所指的程序程序与说明书程序与文档现代软件工程意义上 软件是指完成一定功能的计算机程序 方法 规则 相应文档以及程序运行时所必需的数据的总称 1 2软件工程 软件开发模型 是指软件开发全部过程 活动和任务的结构框架 软件开发包括需求 设计 编码和测试等阶段 有时也包括维护阶段 边做边改模型 瀑布模型 有自上而下 相互衔接的固定次序原型开发模型 逐步调整原型满足客户的要求增量模型 逐个构件地交付产品螺旋模型 制定计划 风险分析 实施工程 客户评估演化模型 分批循环开发喷泉模型 生存期各阶段可相互重叠和多次反复混合模型 几种不同模型组合智能模型 需要四代语言 4GL 的支持 1 2软件工程 软件的测试静态测试法 不在计算机上进行测试而采用人工和计算机辅助分析的手段进行检测的方法 动态测试法 利用计算机来运行相关软件产品进行的测试 一般而言我们说的软件测试是指动态测试 可分为白盒测试和黑盒测试 白盒测试 功能测试 测试人员要了解程序的内部结构和处理过程 测试的主旨就是检查处理过程的细节有无出错 黑盒测试 结构测试 是最贴近用户使用角度的测试 它把软件产品看作是一个封闭的盒子 以功能为中心 测试软件的各项功能是否达到设计时的要求 1 2软件工程 影响软件质量的因素人员过程 软件需求 开发环节 测试 管理技术软件质量特性功能性 适合性 准确性 互操作性 依从性 安全性 可靠性 成熟性 容错性 易恢复性 易使用性 易理解性 易学习性 易操作性 效率 时间特性 资源特性 可维护性 易分析性 易更改性 稳定性 易测试性 可移植性 适应性 易安排性 一致性 易替换性 1 2软件工程 1 2软件工程 提高软件质量的技术避错技术 在开发过程中不让差错潜入软件中的技术容错技术 对某些无法避免的差错 使其影响减至最小的技术1 2 4软件体系结构软件体系结构是在高层次上定义软件的组织 并定义如何将系统分解为若干单元的方法 以及这些单元之间的相互作用分层式体系结构就是按层组织软件的一种软件体系结构 其中的每层软件都建立在低一层的软件层上位于同一层上的软件系统或子系统 具有同等的通用度下层的软件比上层的软件更具通用性一个层次可视为同等通用档次的一组 子 系统 1 2软件工程 在分层式体系结构最高层为应用系统层 可包容诸多应用系统次高层是构件系统层 可包括多个构件系统 用于建立应用系统应用系统建立在构件系统层之上四层体系结构最高层是应用系统层次高层是业务专门化层第三层是中间层最底层是系统软件层 操作系统等 本章小结 计算机系统是由硬件和软件组成软件由从属到被视为产品现代软件的真正意义是指计算机运行所必须的各种程序 数据和相关文档 包括系统软件和应用软件电力系统应用软件的特点具有专业性 要开发出电力系统应用软件需要学习电力系统相关专业知识数学算法 电力系统专业应用软件多以潮流计算为核心的与电力系统科