2%-第02章系统工程

1、软件工程第2章 系统工程1复旦大学计算机科学与工程系 软件工程课程什么是系系统系统(ISO)：一组组或一系系列相关关的元素素人、产品(硬件和和软件)及过程程（设备备、装备备、材料料和规程程），其行为为满足运运转需要要并且为为产品生生存周期期的维持持提供支支撑软件密集集系统(Software-IntensiveSystem)Software+ Hardware +HumanActivities计算机软软件只是是其中的的一环仅仅软件件这一部部分也是是由密集集交互的的多种软软件组成成的多种应应用软件件、操作作系统、中间件件等2复旦大学学计算机机科学与与工程系系软软件工程程课程系统的例例子国美电器器的

2、销售售系统在若干城城市的若若干门店店、具有有合作关关系的家家电企业业一套行之之有效的的销售模模式：处处理上游游和下游游的关系系计算机系系统：校校园一卡卡通硬件设备备：服务务器、刷刷卡器、一卡通通网络、IC卡卡软件系统统：结算算软件、银行接接口、查查询系统统规程/人人员：设设计与一一卡通相相关办理理、消费费、挂失失、充值值、结算算等制度度和流程程，设置置相应的的岗位和和职责系统分析析和规划划：合理理规划各各软硬件件部件、规程、人员的的目标、需求，使各部部分相互互配合形形成完整整的3复旦大学学计算机机科学与与工程系系软软件工程程课程系统工程程系统工程程：关注注目标系系统各种种相关要要素的分分析、设

3、设计，并并将其组组织成有机的系统有机：像像生命体体一样，各个部部分密切切配合、有序演演化，达达到系统统的总体体目标系统工程程与软件件工程系统工程程更加广广泛，软软件工程程源于系系统工程程任何软件件的开发发都处于于一个更更大的系系统之中中，因此此软件开开发必须须先从了了解软件件所处的的系统全全局视图图4复旦大学学计算机机科学与与工程系系软软件工程程课程内容摘要要基于计算算机的系系统系统工程程的任务务可行性分分析5复旦大学学计算机机科学与与工程系系软软件工程程课程内容摘要要基于计算算机的系系统系统工程程的任务务可行性分分析6复旦大学学计算机机科学与与工程系系软软件工程程课程所谓基于于计算机机的系统

4、统是指：通过处处理信息息来完成成某些预预定义目目标而组组织在一一起的元元素的组组合对于用户户而言有有意义的的是可以以达到预预期目标标的系统统(完整整的软硬硬件解决决方案)而不是是单一软软件组成基于于计算机机系统的的元素主主要有：软件、硬件、人员、数据库库(及其其它系统统软件)、文档档和规程程(Procedure)基于计算算机的系系统7复旦大学学计算机机科学与与工程系系软软件工程程课程系统元素素软件指计算机机程序、数据结结构和相相关的工工作产品品，以实实现所需需要的逻逻辑方法法、规程程或控制制硬件指提供计计算能力力的电子子设备、支持数数据流的的互连设设备(如网络交交换器、电信设设备）和和提供外外

5、部世界界功能的的电子机机械设备备（如传传感器、马达等等）人员指硬件和和软件的的用户和和操作者者8复旦大学学计算机机科学与与工程系系软软件工程程课程数据库指通过软软件访问问并持久久存储的的大型的的有组织织的信息息集合文档指描绘系系统的使使用和/或操作作的描述述性信息息(如模模型、规规格说明明、硬复复制手册册、联机机帮助文文件、Web站站点)规程（procedures）指定义每每个系统统元素的的特定使使用或系系统所处处的过程程性语境境的步骤骤9复旦大学学计算机机科学与与工程系系软软件工程程课程计算机软软件与系系统计算机软软件一般般位于整整个系统统的核心心位置不同的计计算机信信息系统统具有不不同的特

6、特点一般应用用软件系系统只要要求标准准硬件(PC、服务器器等)配配置，因因此往往往只需要要关注软软件本身身嵌入式软软件系统统中存在在复杂的的软硬件件交互：例如工工业控制制系统需需要直接接控制多多种硬件件设备、手机终终端软件件需要考考虑手机机的配置置情况等等随着软硬硬件技术术的发展展，软硬硬件的边边界不断断变化不断增强强的硬件件指令支支持USBKey、加密密狗等硬硬件解决决了许多多软件很很难解决决的问题题10复旦大学学计算机机科学与与工程系系软软件工程程课程系统的层层次结构构任何系统统都处在在一个更更大的系系统之中中，形成成系统的的层次结结构校园一卡卡通系统统包括基基础网络络、结算算系统、银行接

7、接口系统统、消费费终端等等子系统统一卡通系系统处于于整个学学校系统统(教务务、财务务、学工工)之之中学校系统统属于整整个高等等教育系系统乃至至社会系系统的一一环我们在某某个项目目中关注注的具体体系统总总是有确确定的边边界，例例如对于于结算系系统项目目而言：已知：消消费终端端可以将将基本消消费信息息通过一一卡通网网络发送送过来、银行接接口系统统支持银银行系统统的联机机圈存操操作当前系统统任务：根据消消费及圈圈存信息息记录更更新各学学生账户户信息11复旦大学学计算机机科学与与工程系系软软件工程程课程基于计算算机的系系统结构构对于基于于计算机机的系统统而言基于计算算机的系系统可以以成为一一个更大大的

8、基于于计算机机系统中中的一个个元素，称其为为那个更更大系统统的宏元元素基于计算算机的系系统可呈呈现一个个层次结结构工厂自动动化系统统12复旦大学学计算机机科学与与工程系系软软件工程程课程为什么强强调系统统工程被动选择择：现实实的信息息系统往往往是一一个复杂杂的系统统工程，其中的的软件需需要与系系统中其其它部件件合理分分配责任任、密切切配合，从而达达到系统统的总体体目标主动选择择：只作作自己擅擅长的事事情选择合适适的硬件件解决方方案选择基础础软件解解决方案案，或者者第三方方软件部部件和软软件服务务，不用用自己13复旦大学学计算机机科学与与工程系系软软件工程程课程例：一卡卡通结算算系统中中的安全全

9、性要求求从硬件方方面，整整个校园园消费网网络采用用专线联联接，不不与校园园网连通通，同时时要求敏敏感操作作员使用用USB Key进行行身份认认证从应用软软件方面面，进行行日志记记录，并并与USBKey认认证接口口进行集集成从制度方方面：建建立机房房及核心心服务器器的日常常安全管管理制度度，设置置专人负负责可疑疑交易信信息的监监控14复旦大学学计算机机科学与与工程系系软软件工程程课程软件项目目的客户户方基础础设施业务现状状、人员员现状遗留数据据、遗留留系统以以及重用用的可能能是否处于于一个规规划中的的更大系系统之中中，与其其他系统统的关系系如何15复旦大学学计算机机科学与与工程系系软软件工程程课

10、程软件项目目的第三三方基础础设施基础软硬硬件系统统服务器、OS、DB、AS等等可用软件件构件特殊硬件件设备：USB Key、加加密狗等等可能的项项目合作作伙伴软件外包包构件外包包16复旦大学学计算机机科学与与工程系系软软件工程程课程内容摘要要基于计算算机的系系统系统工程程的任务务可行性分分析17复旦大学学计算机机科学与与工程系系软软件工程程课程计算机系系统工程程计算机系系统工程程是一个个问题求求解的活活动，其其目的是是分析基基于计算算机的系系统的功能、性能等要求，并把它它们分配配到基于于计算机机系统的的各个系统元素素中，确定定它们的的约束条件件和接口18复旦大学学计算机机科学与与工程系系软软件

11、工程程课程计算机系系统工程程的任务务识别用户户的要求求(了解问题题)标识系统统的功能能和性能能范围，确定系系统的功功能、性性能、约约束和接接口19复旦大学学计算机机科学与与工程系系软软件工程程课程系统建模模和模拟拟(提出完整整的解决决方案)通常可考考虑建立立如下模模型：硬件系统统模型：描述基基于计算算机系统统中的硬硬件（包包括计算算机、受受系统控控制的其其它硬件件设备等等）配置置、通信信协议、拓扑结结构、以以及确保保基于计计算机系系统的安安全性、可靠性性、性能能等要求求的措施施。软件系统统模型：描述各各软件子子系统的的功能、性能等等要求，它们在在硬件系系统中的的部署情情况，以以及软件件子系统统

12、之间的的交互。人机接口口模型：描述人人如何与与基于计计算机的的系统进进行交互互，包括括用户环环境、用用户的活活动、人人机交互互的语法法和语义义等。数据模型型：描述基基于计算算机的系系统使用用了哪些些数据库库管理系系统，如如果使用用多个数数据库管管理系统统，还应应描述它它们之间间的数据据转换方方式，必必要时可可给出主主要的数数据结构构。20复旦大学学计算机机科学与与工程系系软软件工程程课程系统模型型通常可可用图形形描述，并加以以相应的的文字说说明。必要时，在系统统建模后后可构造造原型，进行系系统模拟拟，以分分析所建建的模型型能否满满足整个个基于计计算机的的系统的的要求。21复旦大学学计算机机科学

13、与与工程系系软软件工程程课程成本估算算及进度度安排(给出实施施计划)对将开发发的基于于计算机机的系统统进行成成本估算算，并作作出进度度安排。可行性分分析(系统及实实施方案案的现实实可行性性)从经济、技术、法律等等方面分分析所给给出的解解决方案案是否可可行，通通常只有有当解决决方案可可行并有有一定的的经济效效益和/或社会效效益时才才开始真真正的基基于计算算机的系系统的开开发。生成系统统规格说说明22复旦大学学计算机机科学与与工程系系软软件工程程课程内容摘要要基于计算算机的系系统系统工程程的任务务可行性分分析23复旦大学学计算机机科学与与工程系系软软件工程程课程可行性分分析开发一个个基于计计算机的

14、的系统(以及其他他系统)通常都受受到资源源（人力力、财力力、设备备等）和和时间上上的限制制，可行行性分析析主要从从经济、技术、法律等等方面分分析所给给出的解解决方案案是否可可行，能能否在规规定的资资源和时时间的约约束下完完成24复旦大学学计算机机科学与与工程系系软软件工程程课程经济可行行性分析析经济可行行性主要要进行成成本效益益分析，从经济济角度，确定系系统是否否值得开开发。基于计算算机的系系统的成本主要包括括：购置硬件件、软件件（如数数据库管管理系统统、第三三方开发发的构件件等）和和设备（如传感感器等）的费用用系统的开开发费用用系统安装装、运行行和维护护费用人员培训训费用25复旦大学学计算机

15、机科学与与工程系系软软件工程程课程效益经济效益益包括使使用基于于计算机机的系统统后可增增加的收收入和可可节省的的运行费费用（如如操作人人员数、工作时时间、消消耗的物物资等）。在进进行成本本效益分分析时通通常只统统计五年年内的经经济效益益。社会效益益指使用用基于计计算机的的系统后后对社会会产生的的影响（如提高高了办事事效益，使用户户满意等等），通通常社会会效益只只能定性性地估计计。经济效益益通常可可用货币币的时间间价值、投资回回收期和和纯收入入来度量量。26复旦大学学计算机机科学与与工程系系软软件工程程课程货币的时时间价值值(以利利率计算算的机会会成本)设：当前前金额为为P，年年利率为为i，n年

16、后的的金额为为F，则则计算时，累计经经济效益益应折合合成当前前金额例如，一一个基于于计算机机的系统统使用后后，每年年产生的的经济效效益为10万，如果年年利率为为5%，那么，五年内内该系统统的累计计经济效效益是432948万，而而不是50万。27复旦大学学计算机机科学与与工程系系软软件工程程课程投资回收收期：累计的经经济效益益正好等等于投资资数（成成本）所所需的时时间纯收入：累计经经济效益益投资数当纯收入入大于零零时，该该工程值值得投资资开发当纯收入入小于零零时，该该工程不不值得投投资（除除非它有有明显的的社会效效益）当纯收入入等于零零时，通通常也不不值得投投资显然，纯纯收入越越大越好好28复旦

17、大学学计算机机科学与与工程系系软软件工程程课程技术可行行性分析析技术可行行性主要要根据系系统的功功能、性性能、约约束条件件等，分分析在现现有资源源和技术术条件下下系统能能否实现现。技术可行行性分析析通常包包括风险险分析、资源分分析和技技术分析析。29复旦大学学计算机机科学与与工程系系软软件工程程课程风险分析析：分析在在给定的的约束条条件下设设计和实实现系统统的风险险。采用不成成熟的技技术可能能造成技技术风险险人员流动动可能给给项目带带来风险险成本和人人员估算算不合理理造成的的预算风风险风险分析析的目的的是找出出风险，评价风风险的大大小，并并有效地地控制和和缓解风风险。30复旦大学学计算机机科学

18、与与工程系系软软件工程程课程资源分析析：论证是是否具备备系统开开发所需需的各类类人员、软件、硬件等等资源和和相应的的工作环环境。例如，有有一支开开发过类类似项目目的开发发和管理理的团队队，或者者开发人人员比较较熟悉系系统所处处的领域域，并有有足够的的人员保保证，所所需的硬硬件和支支撑软件件能通过过合法的的手段获获取，那那么从技技术角度度看，可可以认为为具备设设计和实实现系统统的条件件。31复旦大学学计算机机科学与与工程系系软软件工程程课程技术分析析：分析当当前的科科学技术术是否支支持系统统开发的的各项活活动。在技术分分析过程程中，分分析员收收集系统统的性能能、可靠靠性、可可维护性性和生产产率方面面的信息息，分析析实现系系统功能能、性能能所需的的技术、方法、算法或或过程，从技术术角度分分析可能能存在的的风险，以及这这些技术术问题对对成本的的影响。技术可行行性分析析时通常常需进行行系统建建模，必必要时可可建造原原型和进进行系统统模拟32复旦大学学计算机机科学与与工程系系软软件工程程课程法律可行行性分析析研究系统统开发过过程中可可能涉及及到的合合同、侵侵权