计算机软件开发基础

需求分析

1软件工程七条基本原理用分阶段的生命周期计划严格管理坚持进行阶段评审实行严格的产品控制采用现代程序设计技术结果应能清楚地审查开发小组人员少而精承认不断改进软件工程实践的必要性2一、软件生命周期各个阶段任务需求分析、定义系统总体设计系统编程系统测试系统维护3瀑布模型

需求分析7%系统设计6%软件编程7%软件测试13%软件维护67%用户要求分析报告系统设计报告源程序测试报告更改要求UAMATMMPUTPUAMPA系统分析员M项目管理员P程序员T高级程序员U用户4瀑布模型的特点瀑布模型具有顺序性和依赖性,即后一阶段的工作必须在前一阶段的工作完成后才能开始。把逻辑设计与物理设计清楚地划分开，是瀑布模型的重要指导思想。瀑布模型强调的是优质，即每一步都循序渐进，及早消除隐患，从而保证软件质量。它的致命缺点在于只有做出精确的需求分析，才能取得预期的结果。由于各种客观、主观的原因，需求分析往往不很精确，常常给日后的开发带来隐患。5原型模型——样品模型原型模型的主要思想：先借用已有系统作为原型模型，通过“样品”不断改进，使得最后的产品就是用户所需要的。原形模型的特点：(1）开发人员和用户在“原型”上达成一致。这样一来，可以减少设计中的错误和开发中的风险，也减少了对用户培训的时间，而提高了系统的实用、正确性以及用户的满意程度。（2）缩短了开发周期，加快了工程进度。（3）降低成本。原型模型的缺点：当告诉用户，还必须重新生产该产品时，用户是很难接受的。这往往给工程继续开展带来不利因素。

6快速原型模型

分析原型样品模型设计编程测试使用修改与改进在系统分析与设计中，采用交互式，反复修改与不断改进的方式进行。还有的把原型模式嵌套在瀑布模型中运用。7螺旋模型螺旋模型将工程划分为4个主要活动：制定计划、风险分析、实现工程和用户评价。4个活动螺旋式地重复执行，直到最终得到用户认可的产品。制定计划：确定软件目标,选定实施方案,弄清项目开发限制条件。风险分析:分析可选方案,分析识别风险,研究解决化解风险的办法。实现工程:实施软件产品的开发。用户评价:对当前工作结果进行评价，提出改进产品的建议。螺旋模型的缺点:很难让用户确信这种演化方法的结果是可以控制的.8其他模型智能模型也称基于知识的软件开发模型，它与专家系统结合在一起。该模型应用基于规则的系统，采用归纳和推理机制，帮助软件人员完成开发工作，并使维护在系统规格说明一级进行。该模型在实施过程中要建立知识库，将模型本身、软件工程知识与特定领域的知识分别存人数据库。以软件工程知识为基础的生成规则构成的专家系统与含应用领域知识规则的其他专家系统相结合，构成这一应用领域软件的开发系统。面向对象生存周期模型其主导思想是：在整个软件开发过程中将面向对象技术贯穿于整个生存周期。当然，还要结合传统开发模式中好的、已被无数成功开发活动证明是可行的经验和技术。9二、软件工程管理软件工程项目管理的任务软件人员组织与管理软件配置管理软件知识产权保护10⒈软件工程项目管理的任务软件工程项目管理所涉及的范围覆盖了整个软件工程过程。它管理的任务是：根据项目合同书的要求，制定项目计划和工程进度安排、监督和检查项目实施过程、保证工程满足要求的质量标准、分析确定并排除风险、在规定的期限和预算成本内完成项目。包括：

项目计划和进度安排

项目追踪和质量保证成本估算风险分析11⒉软件人员组织与管理人员是软件工程项目最重要、也是最为活跃的资源因素。如何组织得更加合理，如何管理得更加有效，从而最大限度地发挥这一重要的资源潜力，对于成功地完成软件工程项目至关重要。项目组的组织结构

程序设计小组的组织形式

软件项目的管理

12⒊软件配置管理软件配置管理是人们在软件工程实践过程中总结出的一套管理办法和原则。软件配置管理将伴随整个软件生存周期。软件配置管理和基线配置管理的任务13三、软件需求分析需求分析从系统需求入手，从用户观点出发建立系统用户模型。用户模型从概念上全方位表达系统需求及系统与用户的相互关系。系统分析在用户模型的基础上，建立适应性强的独立于系统实现环境的逻辑结构。分析阶段独立于系统实现环境，可以保证建立起来的系统结构具有相对的稳定性，便于系统维护、移植或扩充。在分析阶段，系统的逻辑结构应从以下三方面全面反映系统的功能与性能：（1）信息。完整描述系统中所处理的全部信息；（2）行为。完全描述系统状态变化所需处理或功能；（3）表示。详细描述系统的对外接口与界面。

14需求分析、定义任务是：收集、分析、理解、确定用户的要求；然后把用户的要求精确、完整地描述表达出来。目的：要回答“要解决什么问题？”，既系统”做什么？“。

它要规定项目必须满足的总目标；确定项目的可行性；拟定完成项目各个目标的策略，制定项目资源成本和进度。分两步骤：可行性研究：制定软件开发计划进行需求分析阶段结果，产生出：可行性报告、软件计划、需求说明书151、软件需求定义的任务理解和表达用户要求，制定软件开发计划，编写要求说明书。收集、理解、明确用户的要求，明确系统做什么？建立系统的逻辑模型，写出开发计划和需求分析报告。16确定对系统的综合要求系统功能要求

找出系统必须完成的所有功能。系统性能要求例如，联机系统的响应时间，系统需要的存储容量以及后援存储，重新启动和安全性等问题。运行要求对系统运行环境的要求。例如，什么样的硬件环境？采用哪种DBMS？OS平台是什么？需要什么样的外存储器和数据通信接口等。将来可能提出的要求为系统将来可能的扩充和修改预做准备。17软件需求定义的工作流程

系统定义用户要求软件功能

范围功能说明书软件计划软件定义软件功能费用、资源进度182、需求分析过程基本过程示意图沿数据流回溯用户复查细化数据流图修改开发计划书写文档资料审查和复审19需求分析的基本过程

用户分析员程序员软件开发计划软件需求说明书分析追踪数据流图用户复查细化数据流图无补充修改需要分解不要分解有补充修改交换意见作出贡献20书写文档资料在软件生命周期的各个阶段，作为阶段成果的组成部分——文档资料，其作用如何强调都不过份。本阶段应完成4份文档资料：系统规格说明描述目标系统的概貌、功能要求、性能、运行及将来可能提出的要求。用户系统描述从用户角度描述系统，类似一份用户手册初稿。数据要求包括DD、数据结构的层次框图等。修改的开发计划包括成本估计、进度计划表、资源使用计划等。21文档资料文档资料是软件必不可少的重要组成部分。实际上，软件的文档资料是开发组织和用户的之间权利和义务的合同书，是系统管理者、总体设计者向开发人员下达的任务书，是系统维护人员的技术指导手册，是用户的操作说明书。缺乏必要的文档资料或者文档资料不合格，将给软件开发和维护带来许多严重的困难和问题。22说明需求说明书主要内容：概述开发系统的意义、目的、背景及技术术语；现性系统的概况业务流程、范围、存在的问题等；需求说明功能描述信息描述：DFD、DD、DS、IPO、接口等性能描述运行环境系统限制用户系统描述系统功能和性能的描述使用系统的主要步骤和方法系统用户的责任等23审查和复审分析阶段最后一步是按结束标准对该阶段的工作成果进行正式的技术审查和管理审查。243、需求分析的图形工具图形工具在描述复杂关系时比文字叙述要优越。在系统需求分析过程中为了准确描述需求，常采用一些简单的描述工具，例如数据流程图（DFD）、数据字典（DD）、结构化语言、判定表和判定树等。25数据流图DFD数据流图（DFD——DataFlowDiagram）以图形的方式表达数据处理系统中信息的变换和传递过程。它有四种基本符号：SPX数据源及数据终点加工

对数据进行的加工或变换，指向加工的数据流是输入数据；离开的是输出数据。数据流

具有名字且有流向的数据文件

存放数据的场所26举例——宾馆管理系统

客人预订登录房管客人信息库可售房库售出房库客帐库公安预付款财务IDD27数据流图的结构一个实际问题的数据加工流程是非常复杂的。如果绘制在一个平面图上就显的太乱了。因此，通常采用分层次结构。把一个复杂的问题，分解为一些相互独立的子问题，再绘出分层DFD。28结构图分层举例

宾馆管理DFD/L0顶层图第2层图DFD/L1ADCE第3层图DFD/L2.2DFD/L2.1A1A2A3E1E2B29结构图分层举例采用用户容易理解的图形工具从全局认识系统,采用自顶向下,逐级分析的方式销售MIS销售MIS经营库存财务1）2）3）销售MIS经营库存财务市场分析统计分析客户档案盘点结存订货管理工资核算采购计划工资核算成本核算面向用户,强调逻辑而非实现(在该阶段,不考虑系统的实现问题)以获取分离数据和加工为动机(这点很重要)。结构图分层举例30数据字典DD（DataDirectory）DD对数据流程图中出现的所有元素给出逻辑定义;即给出DFD中的数据流、加工和文件、及及数据项等的详细解释。数据字典的条目解释通常采用规范的定义形式：

客帐=帐号+房租+IDD费+餐饮费+洗衣费+娱乐费+日期+经办人内容

数据流：编号、名称、简述、别名、构成、来源、去向、流量数据项目：编号、名称、简述、别名、类型、长度、位数数据文件：编号、名称、简述、别名、构成、关键字、存取要求处理编号、名称、简述、别名、处理条件、I/O内容、处理逻辑31编写DD的要求一致性、无冗余与DFD相互引用DD的建立和维护是件细致而又复杂的工作。大的数据处理系统在DD上投入的工作量是相当大的。一般采用计算机进行DD的自动管理，包括：建立新的条目定义、修改、查询操作等。DD中收集的信息不容许有多重定义的现象（即最小冗余度）。32判定表采用判定树能把加工逻辑表示的更加清楚。判定树中纵向各列给出的是不同的条件，横向各行则表示在任何条件下相应的处理。例如：条件结帐时间12点前12~18点18点后处理不收费收半费收全费

33判定树判定树比判定表更家直观，它用来描述具有多个条件的数据加工更容易被用户接受。树状的分枝表示多种不同的条件。例如，结帐时间=？12点前12~18点间18点后不收费收半费收全费下一页34教学课时分配表

章次教

学

内

容总课时第1阶段确定设计方向8第2阶段可行性分析16第3阶段概要设计16第4阶段详细设计24第5阶段编写代码32第6阶段软件测试12第7阶段编写项目文档16第8阶段项目展示8合计13235第1阶段确定设计方向（1周）【教学目的和要求】

复习前期学习的基础知识和基本技能，熟悉C#、Java、ASP.NET、网页设计等编程环境。根据所学重点和所掌握内容的侧重点，选择合适的设计方向和题目。【教学重点和难点】重点：选择合适的设计方向和题目难点：选择合适的设计方向和题目【主要内容】1.1选题意义1.2主要内容1.3拟实施步骤36第2阶段可行性分析（2周）【教学目的和要求】通过对项目的主要内容和配套条件，从技术、经济、工程等方面进行调查研究和分析比较，并对项目建成以后可能取得的财务、经济效益及社会环境影响进行预测，从而提出该项目是否值得投资和如何进行建设的咨询意见，为项目决策提供依据的一种综合性的系统分析方法。【教学重点和难点】重点：方案的研究论证难点：方案的研究论证深度【主要内容】

2．1可行性研究报告2．1．1引言2．1．2可行性研究的前提2．1．3对现有系统的分析2．1．4所建议的系统可选择的其他系统方案投资及效益分析社会因素方面的可能性2．2项目开发计划2．2．1引言2．2．2项目概述2．2．3实施计划2．2．4支持条件2．2．5专题计划要点37第一节活塞式空压机的工作原理第二节活塞式空压机的结构和自动控制第三节活塞式空压机的管理复习思考题单击此处输入你的副标题，文字是您思想的提炼，为了最终演示发布的良好效果，请尽量言简意赅的阐述观点。第六章活塞式空气压缩机

piston-aircompressor压缩空气在船舶上的应用：

1.主机的启动、换向；

2.辅机的启动；

3.为气动装置提供气源；

4.为气动工具提供气源；

5.吹洗零部件和滤器。

排气量:单位时间内所排送的相当第一级吸气状态的空气体积。单位：m3/s、m3/min、m3/h第六章活塞式空气压缩机

piston-aircompressor空压机分类：按排气压力分：低压0.2～1.0MPa；中压1～10MPa；高压10～100MPa。按排气量分：微型<1m3/min；小型1～10m3/min；中型10～100m3/min；大型>100m3/min。第六章活塞式空气压缩机

piston-aircompressor第一节活塞式空压机的工作原理容积式压缩机按结构分为两大类：往复式与旋转式两级活塞式压缩机单级活塞压缩机活塞式压缩机膜片式压缩机旋转叶片式压缩机最长的使用寿命-

----低转速（1460RPM），动件少（轴承与滑片），润滑油在机件间形成保护膜，防止磨损及泄漏，使空压机能够安静有效运作；平时有按规定做例行保养的JAGUAR滑片式空压机，至今使用十万小时以上，依然完好如初，按十万小时相当于每日以十小时运作计算，可长达33年之久。因此，将滑片式空压机比喻为一部终身机器实不为过。滑(叶)片式空压机可以365天连续运转并保证60000小时以上安全运转的空气压缩机1.进气2.开始压缩3.压缩中4.排气1.转子及机壳间成为压缩空间，当转子开始转动时，空气由机体进气端进入。2.转子转动使被吸入的空气转至机壳与转子间气密范围，同时停止进气。3.转子不断转动，气密范围变小，空气被压缩。4.被压缩的空气压力升高达到额定的压力后由排气端排出进入油气分离器内。4.被压缩的空气压力升高达到额定的压力后由排气端排出进入油气分离器内。1.进气2.开始压缩3.压缩中4.排气1.凸凹转子及机壳间成为压缩空间，当转子开始转动时，空气由机体进气端进入。2.转子转动使被吸入的空气转至机壳与转子间气密范围，同时停止进气。3.转子不断转动，气密范围变小，空气被压缩。螺杆式气体压缩机是世界上最先进、紧凑型、坚实、运行平稳，噪音低，是值得信赖的气体压缩机。螺杆式压缩机气路系统：

A

进气过滤器

B

空气进气阀

C

压缩机主机

D

单向阀

E

空气/油分离器

F

最小压力阀

G

后冷却器

H

带自动疏水器的水分离器油路系统：

J

油箱

K

恒温旁通阀

L

油冷却器

M

油过滤器

N

回油阀

O

断油阀冷冻系统：

P

冷冻压缩机

Q

冷凝器

R

热交换器

S

旁通系统

T

空气出口过滤器螺杆式压缩机涡旋式压缩机

涡旋式压缩机是20世纪90年代末期开发并问世的高科技压缩机，由于结构简单、零件少、效率高、可靠性好，尤其是其低噪声、长寿命等诸方面大大优于其它型式的压缩机，已经得到压缩机行业的关注和公认。被誉为“环保型压缩机”。由于涡旋式压缩机的独特设计，使其成为当今世界最节能压缩机。涡旋式压缩机主要运动件涡卷付，只有磨合没有磨损，因而寿命更长，被誉为免维修压缩机。

由于涡旋式压缩机运行平稳、振动小、工作环境安静，又被誉为“超静压缩机”。

涡旋式压缩机零部件少，只有四个运动部件,压缩机工作腔由相运动涡卷付形成多个相互封闭的镰形工作腔，当动涡卷作平动运动时，使镰形工作腔由大变小而达到压缩和排出压缩空气的目的。活塞式空气压缩机的外形第一节活塞式空压机的工作原理一、理论工作循环（单级压缩）工作循环：4—1—2—34—1吸气过程

1—2压缩过程

2—3排气过程第一节活塞式空压机的工作原理一、理论工作循环（单级压缩）

压缩分类：绝热压缩：1—2耗功最大等温压缩：1—2''耗功最小多变压缩：1—2'耗功居中功＝P×V（PV图上的面积）加强对气缸的冷却，省功、对气缸润滑有益。二、实际工作循环（单级压缩）1.不存在假设条件2.与理论循环不同的原因：1）余隙容积Vc的影响Vc不利的影响—残存的气体在活塞回行时，发生膨胀，使实际吸气行程（容积）减小。Vc有利的好处—

（1）形成气垫，利于活塞回行；（2）避免“液击”（空气结露）；（3）避免活塞、连杆热膨胀，松动发生相撞。第一节活塞式空压机的工作原理表征Vc的参数—相对容积C、容积系数λv合适的C：低压0.07-0.12

中压0.09-0.14

高压0.11-0.16

λv＝0.65—0.901）余隙容积Vc的影响C越大或压力比越高，则λv越小。保证Vc正常的措施：余隙高度见表6-1压铅法—保证要求的气缸垫厚度2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理2）进排气阀及流道阻力的影响吸气过程压力损失使排气量减少程度，用压力系数λp表示：保证措施：合适的气阀升程及弹簧弹力、管路圆滑畅通、滤器干净。λp

（0.90-0.98）2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理3）吸气预热的影响由于压缩过程中机件吸热，所以在吸气过程中，机件放热使吸入的气体温度升高，使吸气的比容减小，造成吸气量下降。预热损失用温度系数λt来衡量（0.90-0.95）。保证措施：加强对气缸、气缸盖的冷却，防止水垢和油污的形成。2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理4）漏泄的影响内漏：排气阀（回漏）；外漏：吸气阀、活塞环、气缸垫。漏泄损失用气密系数λl来衡量（0.90-0.98）。保证措施：气阀的严密闭合，气缸与活塞、气缸与缸盖等部件的严密配合。5）气体流动惯性的影响当吸气管中的气流惯性方向与活塞吸气行程相反时，造成气缸压力较低，气体比容增大，吸气量下降。保证措施：合理的设计进气管长度，不得随意增减进气管的长度，保证滤器的清洁。2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理上述五条原因使实际与理论循环不同。4）漏泄的影响5）气体流动惯性的影响1）余隙容积Vc的影响2）进排气阀及流道阻力的影响3）吸气预热的影响2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理3.排气量和输气系数理论排气量Vt----单位时间内活塞所扫过的气缸容积。