SE03计算机系统工程课件

1、Software Engineering 第三章第三章 基于计算机的系统工程基于计算机的系统工程 q基于计算机系统工程的概念基于计算机系统工程的概念 q计算机系统工程计算机系统工程 q可行性研究可行性研究 q系统模型与模拟系统模型与模拟 q系统规格说明与评审系统规格说明与评审 基于计算机的系统元素基于计算机的系统元素 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 基于计算机的系统元素基于计算机的系统元素 计算机程序、数据结构、相关文档。计算机程序、数据结构、相关文档。 电子计算设备（如电子计算设备（如CPUCPU、存储器）和外、存储器）和外 部机电设备（如传

2、感器、马达等）。部机电设备（如传感器、马达等）。 硬件和软件的用户。硬件和软件的用户。 一个大型的有组织的信息集合。一个大型的有组织的信息集合。 手册、表格和其它用以描述系统使用和手册、表格和其它用以描述系统使用和 操作的信息。操作的信息。 定义每一种系统元素的特定使用步骤，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。或系统驻留的过程性环境。 基于计算机的系统本身可以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，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。并称为那个更大系统的宏元素。 基于计算机的系统元素基于计算机的系统元素 3

3、.1 3.1 是一个问题求解活动，目的是揭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。独的系统元素中去。 v与用户合作确认用户的目标和约束与用户合作确认用户的目标和约束 v导出功能、性能、接口、设计约束和信息结导出功能、性能、接口、设计约束和信息结 构的表示构的表示 v将它们分配到每一个系统元素中将它们分配到每一个系统元素中 q通过硬件工程、软件工程、人机工程和数据库工通过硬件工程、软件工程、人机工程和数据库工 程等子项目予以实现。程等子项目予以实现。 硬件和硬件工程硬件和硬件工程 基于计算机的系统需要计

4、算机硬件的支撑基于计算机的系统需要计算机硬件的支撑 q 计算机系统工程师根据系统需求为硬件系统指派任务，产计算机系统工程师根据系统需求为硬件系统指派任务，产 生硬件需求。生硬件需求。 q 硬件工程师根据硬件需求设计、制造或选择硬部件或设备，硬件工程师根据硬件需求设计、制造或选择硬部件或设备， 如主机、通用或专用外部设备、网络与通信设备等。如主机、通用或专用外部设备、网络与通信设备等。 q 为了建造一个高质量的、用户满意的硬件系统，硬件工程为了建造一个高质量的、用户满意的硬件系统，硬件工程 师必须认真考虑硬件系统功能和性能，硬件之间的接口、师必须认真考虑硬件系统功能和性能，硬件之间的接口、 硬件

5、的标准化、硬件成本和维修服务等因素。硬件的标准化、硬件成本和维修服务等因素。 q 硬件工程师按照质量保证计划和要求生产硬件产品并实现硬件工程师按照质量保证计划和要求生产硬件产品并实现 硬件系统。硬件系统。 q 产品通过一定的销售渠道出售，相应的服务机构负责产品产品通过一定的销售渠道出售，相应的服务机构负责产品 维修、升级和扩充。维修、升级和扩充。 硬件和硬件工程硬件和硬件工程 硬件和硬件工程硬件和硬件工程 软件和软件工程软件和软件工程 q为实现要求的功能和性能，必须制作或获取一系为实现要求的功能和性能，必须制作或获取一系 列软件部件列软件部件。 q软件元素分为两类软件元素分为两类 v应用软件：

6、用来实现信息处理的功能应用软件：用来实现信息处理的功能 v系统软件：完成使应用软件能与其它系统元素交互的系统软件：完成使应用软件能与其它系统元素交互的 控制功能控制功能 软件和软件工程软件和软件工程 人机工程人机工程 q人机工程是应用从心理学和方法论导出的知识来确人机工程是应用从心理学和方法论导出的知识来确 定和设计高质量定和设计高质量HCIHCI的多学科活动。的多学科活动。 q人机工程过程包括以下步骤：人机工程过程包括以下步骤： 分析人机交互过程，评价人机交互过分析人机交互过程，评价人机交互过 程中人的活动，根据程中人的活动，根据“活动活动”设计计算机的设计计算机的“任任 务务”。 根据人机

7、交互活动，定义人机根据人机交互活动，定义人机 界面每一个动作的精确内容。界面每一个动作的精确内容。 数据库工程数据库工程 q在某些以信息处理为核心的基于计算机的系统中，在某些以信息处理为核心的基于计算机的系统中， 信息的存取常常是系统工作的枢纽。信息的存取常常是系统工作的枢纽。 q数据库系统是基于计算机系统的重要组成部分，数据库系统是基于计算机系统的重要组成部分， 它将有关的硬件、软件、数据和数据库管理人员它将有关的硬件、软件、数据和数据库管理人员 组合起来为用户提供信息服务。组合起来为用户提供信息服务。 q开发一个数据库系统是一项复杂、庞大的软件工开发一个数据库系统是一项复杂、庞大的软件工

8、程项目，人们也常称之为数据库工程。程项目，人们也常称之为数据库工程。 数据库工程的任务数据库工程的任务 (1)可行性论证可行性论证 调查用户的信息需求和对信息处理的要求，进行可行性调查用户的信息需求和对信息处理的要求，进行可行性 论证，提出成本预算和工作计划等论证，提出成本预算和工作计划等 (2)论证、选择和购置支持数据库系统的硬件、软件和网络论证、选择和购置支持数据库系统的硬件、软件和网络 环境，特别是数据库管理系统环境，特别是数据库管理系统(DBMS) (3)数据库设计与实现。数据库设计与实现。 软件工程师和数据库管理员根据用户对数据库系统的要软件工程师和数据库管理员根据用户对数据库系统的

9、要 求进行需求分析和数据分析，产生需求说明和数据说明。求进行需求分析和数据分析，产生需求说明和数据说明。 q 以需求说明和数据说明为基础进行概念设计产生依赖用以需求说明和数据说明为基础进行概念设计产生依赖用 户的数据库概念模型；户的数据库概念模型； q 以概念模型为基础进行逻辑设计，产生依赖于以概念模型为基础进行逻辑设计，产生依赖于DBMS的的 逻辑模型；逻辑模型； q 以逻辑模型为基础进行物理设计产生一个完整的、可实以逻辑模型为基础进行物理设计产生一个完整的、可实 现的数据库。现的数据库。 数据库工程的任务数据库工程的任务 (4)数据库的数据数据库的数据 q 按照系统确定的范围和用户的需要收

10、集、整理、储存起来按照系统确定的范围和用户的需要收集、整理、储存起来 的。的。 q 数量大、类型多数量大、类型多(含数字、文字、图形、图象、声音等含数字、文字、图形、图象、声音等)、 关系复杂关系复杂(数据之间有一对一、一对多，多对多的对应关数据之间有一对一、一对多，多对多的对应关 系系)、需要及时补充、修改和更新等特点。、需要及时补充、修改和更新等特点。 q 数据的存储应有利于数据的查询、修改并尽量减少数据的数据的存储应有利于数据的查询、修改并尽量减少数据的 冗余。冗余。 (5)数据库管理人员数据库管理人员 数据库工程的重要组成部分，负责管理数据库资源，收数据库工程的重要组成部分，负责管理数

11、据库资源，收 集和确定用户需求，参与数据库系统的论证、设计与实现，集和确定用户需求，参与数据库系统的论证、设计与实现， 参与数据的收集、整理、分类和储存，负责数据库的管理参与数据的收集、整理、分类和储存，负责数据库的管理 和维护，并为用户提供培训和有关资料等等。和维护，并为用户提供培训和有关资料等等。 3.2 可行性研究可行性研究 q问题定义阶段需要解决的问题是问题定义阶段需要解决的问题是“该系统项目要该系统项目要 解决的问题是什么解决的问题是什么”； q可行性分析是要决定可行性分析是要决定“做还是不做做还是不做”； q需求分析是要决定需求分析是要决定“目标系统必须做什么，不做目标系统必须做什

12、么，不做 什么什么”。 问题定义问题定义 问题定义问题定义 确定系统开发确定系统开发 项目必须完成项目必须完成 的目标的目标 。其关。其关 键问题是：键问题是： “要解决什么要解决什么 问题？问题？” 含义含义 主要主要 内容内容 问题的背景、总体要问题的背景、总体要 求与目标、类型范围、求与目标、类型范围、 用户对系统的要求、用户对系统的要求、 开发的条件、项目成开发的条件、项目成 本与进度约束、环境本与进度约束、环境 要求等要求等 问题定义报告问题定义报告 应包括内容应包括内容 项项 目目 名名 称称 使使 用用 方方 法法 对对 问问 题题 的的 概概 括括 定定 义义 项项 目目 的的

13、 目目 标标 项项 目目 的的 规规 模模 教师教学网络测评系统教师教学网络测评系统 q问题提出问题提出 某校在校生近某校在校生近90009000人，每学期在期末都要进行一人，每学期在期末都要进行一 次对教师的教学质量测评，要求所有学生都要参次对教师的教学质量测评，要求所有学生都要参 加。以前测评的方式都是手工操作，由教务处发加。以前测评的方式都是手工操作，由教务处发 出书面问卷调查表，每个同学填写完成后交回到出书面问卷调查表，每个同学填写完成后交回到 教务处。然后教务处再使用手工的方法对问卷进教务处。然后教务处再使用手工的方法对问卷进 行统计汇总，最后得出学生对每一位教师的总体行统计汇总，最

14、后得出学生对每一位教师的总体 评价。这种方法一方面浪费了大量的财力、人力，评价。这种方法一方面浪费了大量的财力、人力， 另一方面统计繁琐且容易出错。考虑到现在学校另一方面统计繁琐且容易出错。考虑到现在学校 校园网已经建成，为节省开支，提高效率，学校校园网已经建成，为节省开支，提高效率，学校 决定开发一套基于校园网的决定开发一套基于校园网的教师教学网络测评教师教学网络测评 系统系统 教师教学网络测评系统教师教学网络测评系统 q问题分析问题分析 系统分析人员经过与学校教务部门及各相关单位进行充分的系统分析人员经过与学校教务部门及各相关单位进行充分的 调查后，了解了该项目的一些背景资料与基本要求。教

15、师测调查后，了解了该项目的一些背景资料与基本要求。教师测 评分两大部分，一是师德测评；二是教学质量测评。师德测评分两大部分，一是师德测评；二是教学质量测评。师德测 评有评有4 4项指标，教学质量测评有项指标，教学质量测评有1414项指标。系统要实现的目项指标。系统要实现的目 标是：标是： v所有学生在指定时间内在指定机房的计算机上完成对任课教师所有学生在指定时间内在指定机房的计算机上完成对任课教师 的测评打分，测评过程全部采用选择的方法，不需要输入任何的测评打分，测评过程全部采用选择的方法，不需要输入任何 信息信息 v所有的测评数据保存在学校中心服务器上，有较为严格的安全所有的测评数据保存在学

16、校中心服务器上，有较为严格的安全 措施措施 v系统能对所有的数据进行统计汇总，得出每一位教师的测评结系统能对所有的数据进行统计汇总，得出每一位教师的测评结 果，并能进行排序、输出。果，并能进行排序、输出。 v 系统开发的大体费用在系统开发的大体费用在1.21.2万元左右，开发周期大约万元左右，开发周期大约6 6个人月。个人月。 教师教学网络测评系统教师教学网络测评系统 q问题定义报告问题定义报告 根据以上分析，形成如下的问题定义报告：根据以上分析，形成如下的问题定义报告： 案例文档之一案例文档之一系统定义报告系统定义报告 用户单位用户单位：XXXX学校教务处学校教务处 负责人负责人：XXXXX

17、X 开发单位开发单位：XXXX学校软件系学校软件系 分析员分析员：XXXXXX 项目名称项目名称：基于校园网的教学质量测评系统：基于校园网的教学质量测评系统 问题概述问题概述：教师教学质量测评每学期必须进行一次，原有的：教师教学质量测评每学期必须进行一次，原有的 手工方法存在资源浪费、效率极低、结果不准确等问题。手工方法存在资源浪费、效率极低、结果不准确等问题。 ( (其它的相关说明其它的相关说明) ) 项目目标项目目标：开发一个效率高且相对通用的教师教学网络测评：开发一个效率高且相对通用的教师教学网络测评 系统。系统。 项目规模项目规模：开发成本大约：开发成本大约1.21.2万元，开发周期约

18、万元，开发周期约6 6个人月。个人月。 可行性研究可行性研究：建议进行一周，费用不超过：建议进行一周，费用不超过500500元。元。 可行性研究可行性研究 q柳传志曾说：柳传志曾说：“没钱赚的事我们不干；有钱赚但没钱赚的事我们不干；有钱赚但 投不起钱的事不干；有钱赚也投得起钱但没有可投不起钱的事不干；有钱赚也投得起钱但没有可 靠的人选，这样的事也不干。靠的人选，这样的事也不干。” q可行性研究的目的可行性研究的目的 用用最小的代价最小的代价在尽可能短的时间内确定问题是否在尽可能短的时间内确定问题是否 能够解决。可行性研究的目的能够解决。可行性研究的目的不是解决问题不是解决问题，而，而 是是确定

19、问题是否值得解决确定问题是否值得解决。 可行性研究的任务可行性研究的任务 qGB8566-88GB8566-88计算机软件开发规范计算机软件开发规范中指出：中指出： 可行性研究的可行性研究的主要任务主要任务是是“了解客户的要求及现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。告，制定初步项目开发计划。” 可行性研究的任务可行性研究的任务 可行性研究的任务可行性研究的任务 2.2.经济可经济可 行性行性 4.4.社会因社会因

20、素的考虑素的考虑 分析成本分析成本 收益与短期效收益与短期效 益益长远利长远利 益这两个方面益这两个方面 。 要作出投资的要作出投资的 估算和系统投估算和系统投 入运行后可能入运行后可能 获得的经济效获得的经济效 益或可节约的益或可节约的 费用估算费用估算 。 分析利用现有的技分析利用现有的技 术能否实现，能否术能否实现，能否 解决系统中的技术解决系统中的技术 难题，所开发的系难题，所开发的系 统能否达到所要求统能否达到所要求 的功能和性能，系的功能和性能，系 统对技术人员的要统对技术人员的要 求，现有的技术人求，现有的技术人 员能否胜任，开发员能否胜任，开发 所需要的软件与硬所需要的软件与硬

21、 件能否如期得到等件能否如期得到等 1.1.技术可行性技术可行性 主要考主要考 虑的是虑的是 市场、市场、 政策与政策与 法律方法律方 面的问面的问 题题 3.3.法律可法律可 行性行性 5.5. 开开 发发 方方 案案 的的 选选 择择 技术可行性分析技术可行性分析 q在进行技术可行性分析时，一个重要的内容是对在进行技术可行性分析时，一个重要的内容是对 现有系统绘制现有系统绘制系统流程图系统流程图。 q系统流程图中所用的符号与程序设计语言中的程系统流程图中所用的符号与程序设计语言中的程 序流程图所用的符号类似。但系统流程图与程序序流程图所用的符号类似。但系统流程图与程序 流程图不同：流程图不

22、同： v系统流程图表达的是系统流程图表达的是信息在系统中各个部件信息在系统中各个部件 之间的之间的流动流动情况；情况； v而程序流程图表达的是程序对信息进行而程序流程图表达的是程序对信息进行加工加工 处理处理的的控制控制过程。过程。 经济可行性分析经济可行性分析 经济经济 可行可行 性分性分 析析 1. 成本分析成本分析 2.2.效益分析效益分析 办公成本办公成本 人员成本人员成本 资源成本资源成本 最难准最难准 确核算确核算 如果从经济可行性的角度分析如果从经济可行性的角度分析 得出纯收入小于或等于零的结得出纯收入小于或等于零的结 论，则这个项目是不能投资的论，则这个项目是不能投资的 经济可

23、行性分析 典型环境下各个开发阶段需要使用的人力的百分比典型环境下各个开发阶段需要使用的人力的百分比 4040 2020 2525 1010 5 5 0 0 1010 2020 3030 4040 5050 6060 7070 8080 9090 100100 可行性研究可行性研究需求分析需求分析设计设计编码编码综合测试综合测试 短期效益短期效益VS长远效益长远效益 q短期利益容易把握，风险较低。国内公司短期利益容易把握，风险较低。国内公司 经常出现一窝蜂现象。经常出现一窝蜂现象。 q长远利益难以把握，风险较大。能为了长长远利益难以把握，风险较大。能为了长 远利益不惜短期亏损的人，要么是雄心勃远

24、利益不惜短期亏损的人，要么是雄心勃 勃的将帅之才，要么是勃的将帅之才，要么是“纸上谈兵纸上谈兵”、 “眼高手底眼高手底”的那一类庸人。的那一类庸人。 社会因素的考虑社会因素的考虑 q社会环境至少包括市场和政策：社会环境至少包括市场和政策： v市场因素市场因素 市场分未成熟的市场、成熟的市场和将要消亡的市场。市场分未成熟的市场、成熟的市场和将要消亡的市场。 涉足未成熟的市场要冒很大的风险，要尽可能准确地涉足未成熟的市场要冒很大的风险，要尽可能准确地 估计潜在的市场有多大？自己能占多少份额？多长时估计潜在的市场有多大？自己能占多少份额？多长时 间能实现？间能实现？ 挤进成熟的市场，虽然风险不高，但

25、油水也不多。挤进成熟的市场，虽然风险不高，但油水也不多。 将要消亡的市场就别进去了。将要消亡的市场就别进去了。 v法律政策因素法律政策因素 是否存在地方保护政策，使竞争不公平。是否存在地方保护政策，使竞争不公平。 政策是否会干预企业的正当行为政策是否会干预企业的正当行为 。 有无版权纠纷。有无版权纠纷。 可行性研究的过程可行性研究的过程 确定确定系统的系统的 规模和目标规模和目标 分析现有系分析现有系 统统 设计新系统设计新系统 的高层模型的高层模型 评审系评审系 统模型统模型 导出和评价导出和评价 供选择的方案供选择的方案 执定行执定行 动方案动方案 草拟开草拟开 发计划发计划 书写文档书写

26、文档 提交审查提交审查 分析员分析员 是否符合系统目标是否符合系统目标 用户或客户用户或客户 可行性研究的工具可行性研究的工具系统流程图系统流程图 q可行性分析时需分析现有系统和设计新系统，常可行性分析时需分析现有系统和设计新系统，常 用系统流程图来描述。用系统流程图来描述。 q系统流程图的基本作用：系统流程图的基本作用： v以黑箱方式描述系统各部件（如人工处理、程以黑箱方式描述系统各部件（如人工处理、程 序、数据库、图表等），它描述了信息在系统序、数据库、图表等），它描述了信息在系统 各部件之间各部件之间的流动情况，它不对信息在系统中的流动情况，它不对信息在系统中 的加工进行描述。的加工进行

27、描述。 系统流程图的基本符号系统流程图的基本符号 符符 号号名称名称含含 义义 处理处理能改变数据或数据位置的加工或部件能改变数据或数据位置的加工或部件 输 入输 入 / / 输出输出 广义的不指明具体设备的输入与输出广义的不指明具体设备的输入与输出 连接连接 在同一页上指明转到图的另一部分或从图的另一在同一页上指明转到图的另一部分或从图的另一 部分转来部分转来 换页连换页连 接接 指转到另一页或从另一页转来指转到另一页或从另一页转来 数据流数据流连接其他符号，指明数据的流动方向连接其他符号，指明数据的流动方向 文档文档 通常表示打印输出通常表示打印输出 系统流程图的基本符号系统流程图的基本符

28、号 联机存储联机存储任何种类的联机存储任何种类的联机存储 磁盘磁盘 磁盘的输入磁盘的输入/ /输出，也表示存储在磁盘上的数据输出，也表示存储在磁盘上的数据 库或文件库或文件 人工输入人工输入在脱机情况下人工输入数据，如填写表格在脱机情况下人工输入数据，如填写表格 人工操作人工操作人工完成的操作，如在表格上的签名人工完成的操作，如在表格上的签名 通信链路通信链路通过通信链路传送数据通过通信链路传送数据 系统流程图的基本符号系统流程图的基本符号 显示器或显示器或 终端机终端机 磁带磁带 系统流程图实例系统流程图实例项目申报管理系统项目申报管理系统 成本效益分析成本效益分析 q成本成本/ /效益分析

29、的目的是从经济角度评价开发一个效益分析的目的是从经济角度评价开发一个 新的软件项目是否可行。新的软件项目是否可行。 q成本成本/ /效益分析首先是估算将要开发的系统的开发效益分析首先是估算将要开发的系统的开发 成本，然后与可能取得的效益进行比较和权衡。成本，然后与可能取得的效益进行比较和权衡。 q效益分有形效益和无形效益两种。效益分有形效益和无形效益两种。 v有形效益可以用货币的有形效益可以用货币的时间价值时间价值、投资回收期投资回收期、 纯收入纯收入等指标进行度量；等指标进行度量； v无形效益主要从性质上、心理上进行衡量，很无形效益主要从性质上、心理上进行衡量，很 难直接进行量的比较。难直接

30、进行量的比较。 方案选择方案选择 q系统分析任务完成后，系统工程师开始研究问题系统分析任务完成后，系统工程师开始研究问题 求解方案。求解方案。 v将一个大的复杂系统分解为若干个子系统；将一个大的复杂系统分解为若干个子系统； v精确地定义子系统的界面、功能和性能；精确地定义子系统的界面、功能和性能； v给出各子系统之间的关系。给出各子系统之间的关系。 q系统分解和实现的方案不是唯一的。每种方案对系统分解和实现的方案不是唯一的。每种方案对 成本、时间、人员、技术、设备等都有一定的要成本、时间、人员、技术、设备等都有一定的要 求。不同方案开发出来的系统在系统功能、性能求。不同方案开发出来的系统在系统

31、功能、性能 方面会有很大差异。方面会有很大差异。 方案选择：成本方案选择：成本 q各个方案的成本各个方案的成本 研究成本、设计成本、设备成本、程序编码成本、研究成本、设计成本、设备成本、程序编码成本、 测试和评审成本、系统运行和维护成本、测试和评审成本、系统运行和维护成本、 系统退役成本、系统退役成本、 q在开发系统所用总成本不变的情况下，由于系统开在开发系统所用总成本不变的情况下，由于系统开 发各阶段所用成本分配方案的不同会对系统的功能发各阶段所用成本分配方案的不同会对系统的功能 和性能产生相当大的影响。和性能产生相当大的影响。 方案选择：方案选择：过程过程 q功能、功能、 性能、性能、 成

32、本成本 q技术、技术、 设备、设备、 风险风险 对开发人对开发人 员的要求员的要求 方案选择：折衷方案选择：折衷 q折衷是系统工程折衷是系统工程 的重要、重复概的重要、重复概 念。念。 q折衷过程也是系折衷过程也是系 统论证和选择、统论证和选择、 确定系统开发方确定系统开发方 案的过程。案的过程。 q图形显示系统的图形显示系统的 画面清晰度、显画面清晰度、显 示响应时间和成示响应时间和成 本之间的关系见本之间的关系见 右图。右图。 可行性分析的阶段性成果可行性分析的阶段性成果 q可行性研究报告可行性研究报告 q项目开发计划书项目开发计划书 q 3.3 系统模型与模拟系统模型与模拟 q系统工程师

33、将基于计算机的系统功能和性能分系统工程师将基于计算机的系统功能和性能分 解，定义若干个子系统及其界面之后，开始建解，定义若干个子系统及其界面之后，开始建 立系统模型，为需求分析和设计阶段的工作奠立系统模型，为需求分析和设计阶段的工作奠 定基础。定基础。 q输入处理输出输入处理输出(IPO)结构是系统建模的基结构是系统建模的基 础，它将基于计算机的系统转换成一个信息变础，它将基于计算机的系统转换成一个信息变 换模型。换模型。 q系统通过硬件、软件对现实世界的对象、事件系统通过硬件、软件对现实世界的对象、事件 和过程进行管理和控制。和过程进行管理和控制。 q系统建立之前人们很难理解和预测系统的性能

34、、系统建立之前人们很难理解和预测系统的性能、 效率和行为。效率和行为。 系统模型：结构图系统模型：结构图 q系统工程师用结构模板开发系统模型。系统工程师用结构模板开发系统模型。 q它由用户界面处理、输入、处理和控制、输出、它由用户界面处理、输入、处理和控制、输出、 维护和自测试五部分组成。维护和自测试五部分组成。 q结构模板能帮助分析人员按照系统工程和软件工结构模板能帮助分析人员按照系统工程和软件工 程的建模技术自顶向下、由粗到细地建立基于计程的建模技术自顶向下、由粗到细地建立基于计 算机系统的系统模型。算机系统的系统模型。 用户界面处理用户界面处理 处理和控制功能处理和控制功能 维护和自测试

35、维护和自测试 输输 入入 处处 理理 输输 出出 处处 理理 结构模板结构模板 系统总体结构关系图系统总体结构关系图(ACD)(ACD) q系统总体结构关系图系统总体结构关系图 (ACD)位于系统模型图的位于系统模型图的 最顶层。定义系统的组成，最顶层。定义系统的组成， 定义各子系统引用和生成定义各子系统引用和生成 的信息，建立了系统与系的信息，建立了系统与系 统运行环境之间的信息界统运行环境之间的信息界 面。通过界面对系统进行面。通过界面对系统进行 测试和维护，完成系统与测试和维护，完成系统与 外部实体间各种数据和控外部实体间各种数据和控 制信息的通信。制信息的通信。 qACD的有向边表示系

36、统的有向边表示系统 的信息流和控制流、圆角的信息流和控制流、圆角 方框表示系统或子系统，方框表示系统或子系统， 方框表示外部实体，即系方框表示外部实体，即系 统信息的生产者和消费者。统信息的生产者和消费者。 系统结构规格说明系统结构规格说明 q系统结构字典系统结构字典 v定义系统结构图中的每个信息项。信息项的定义系统结构图中的每个信息项。信息项的 类型、信息源和流向目标可以从结构流图中类型、信息源和流向目标可以从结构流图中 提取。提取。 v信息项的通信路径表示信息的迁移方式。信息项的通信路径表示信息的迁移方式。 v结构流图的有向边仅仅描述系统的数据流和结构流图的有向边仅仅描述系统的数据流和 控

37、制流，而没有描述该数据流或控制流与其控制流，而没有描述该数据流或控制流与其 他因素的关系。他因素的关系。 q结构互连图和对应的规格说明描述系统信息的结构互连图和对应的规格说明描述系统信息的 传送方式，如电的方式、光的方式或机械方式传送方式，如电的方式、光的方式或机械方式 等等。等等。 模型模型 模型是现实系统的描述，是现实系统的抽象和简化模型是现实系统的描述，是现实系统的抽象和简化 q模型必须反映现实系统的本质和实际模型必须反映现实系统的本质和实际 q模型必须由现实系统的有关元素组成模型必须由现实系统的有关元素组成 q模型必须反映这些元素之间的关系模型必须反映这些元素之间的关系 q模型应尽可能

38、简单、易修改模型应尽可能简单、易修改 q模型应指明系统的约束条件模型应指明系统的约束条件 q用户必须参与和确认模型开发用户必须参与和确认模型开发 模型的分类模型的分类 q物理模型与数学模型物理模型与数学模型 v物理模型物理模型 由物理元素构成，称形象模型。由物理元素构成，称形象模型。 v数学模型数学模型 由数学符号、逻辑符号、数字、图表、图由数学符号、逻辑符号、数字、图表、图 形等组成，称抽象模型。形等组成，称抽象模型。 v随着计算机图形学、图象学及多媒体技术的随着计算机图形学、图象学及多媒体技术的 发展与应用，在基于计算机的系统上不仅可以发展与应用，在基于计算机的系统上不仅可以 处理抽象模型

39、，而且还可以模拟和展示形象模处理抽象模型，而且还可以模拟和展示形象模 型。型。 模型的分类模型的分类 q 静态模型和动态模型静态模型和动态模型 v静态模型与时间参数无关静态模型与时间参数无关 v动态模型依赖于时间参数动态模型依赖于时间参数 q 确定模型和随机模型确定模型和随机模型 v确定模型确定模型 参数不含随机变量，确定模型的一组输入量参数不含随机变量，确定模型的一组输入量 经模型处理得到一组唯一确定的输出结果经模型处理得到一组唯一确定的输出结果 线性规划模型、动态规划模型等是确定模型。线性规划模型、动态规划模型等是确定模型。 v随机模型随机模型 参数包括随机变量，随机模型的输入变量，参数包

40、括随机变量，随机模型的输入变量， 经模型处理后得到的输出结果是随机的经模型处理后得到的输出结果是随机的 排队模型、计算机中断处理模型等是随机模排队模型、计算机中断处理模型等是随机模 型型 系统模拟系统模拟 q借助于计算机系统描述某个实际系统或抽象系统借助于计算机系统描述某个实际系统或抽象系统 中某个行为的特征称中某个行为的特征称模拟模拟。如用计算机系统模拟。如用计算机系统模拟 另一个计算机系统，模拟飞行器仪器舱的环境，另一个计算机系统，模拟飞行器仪器舱的环境， 模拟企业经济管理系统等等。模拟企业经济管理系统等等。 q系统模拟的系统模拟的目的目的：借助计算机系统模拟开发系统：借助计算机系统模拟开

41、发系统 的某些特征，提前实验时间、增加实验的机会、的某些特征，提前实验时间、增加实验的机会、 降低实验的成本。降低实验的成本。 q随着计算机技术、仿真技术的发展及应用，系统随着计算机技术、仿真技术的发展及应用，系统 模拟广泛地应用、并取得了显著的社会和经济效模拟广泛地应用、并取得了显著的社会和经济效 益。益。 计算机系统模拟计算机系统模拟 q能够反映系统配置的动态特性，提供系统能够反映系统配置的动态特性，提供系统真实的真实的 结果结果，有利于评审。，有利于评审。 q能够综合与系统有关的全部因素，能够能够综合与系统有关的全部因素，能够再现再现系统系统 运行的结果。运行的结果。 q能够能够突出突出

42、与系统有关的与系统有关的重要因素重要因素，忽略次要的因，忽略次要的因 素素 q容易实现、理解、操作和修改。容易实现、理解、操作和修改。 q主要步骤主要步骤 v分析问题、确定分析问题、确定 模拟的目标模拟的目标 v建立模型建立模型 v运行模型并分析运行模型并分析 模拟结果模拟结果 v修改模型修改模型(如有必如有必 要要) v撰写模拟文档撰写模拟文档 系统建模与模拟系统建模与模拟 3.4 系统规格说明及评审系统规格说明及评审 q系统规格说明系统规格说明：描述基于计算机系统的功能、性：描述基于计算机系统的功能、性 能和支配系统开发的能和支配系统开发的各种约束条件各种约束条件，是硬件工程、，是硬件工程

43、、 软件工程、数据库工程和人机工程的基础，指明软件工程、数据库工程和人机工程的基础，指明 了各子系统在整个系统中的地位和作用，并描述了各子系统在整个系统中的地位和作用，并描述 了系统输入了系统输入/输出数据和控制信息。输出数据和控制信息。 系统规格说明目录系统规格说明目录 引言引言 A.文档的范围和目的文档的范围和目的 B.概述概述 1.目标目标 2.约束约束 功能和数据描述功能和数据描述 A.系统结构系统结构 1.结构关系图结构关系图 2.结构关系图描述结构关系图描述 子系统描述子系统描述 A.子系统子系统N的结构图规格说明的结构图规格说明 1.结构流图结构流图 2.系统模型说明系统模型说明 3.性能问题性能问题 4.设计约束条件设计约束条件 5.分配系统部件分配系统部件 B.结构字典结构字典 C.结构连结图和说明结构连结图和说明 系统建模和模拟结果系统建模和模拟结果 A.用于模拟的系统模型用于模