计算机系统工程

1、2020/9/16,云南财贸学院计算机科学系 肖平,1,Email: ,计算机系统工程,2020/9/16,2,某些元素的一个集合 或排列 这些元素被组织起来 以实现某种方法，过 程或借助处理信息进 行控制,基于计算机的系统,2020/9/16,云南财贸学院计算机科学系 肖平,3,基于计算机系统的系统元素,2020/9/16,云南财贸学院计算机科学系 肖平,4,系统元素,软件 计算机程序、数据结构、相关文档 硬件 电子计算设备（如CPU， 存储器）和外部机电设备（如传感器、马达等） 人 硬件和软件的用户,2020/9/16,云南财贸学院计算机科学系 肖平,5,数据库 一个大型的有组织的信息集合

2、 文档 手册、表格和其它用以描述系统使用和操作的信息 过程 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,2020/9/16,云南财贸学院计算机科学系 肖平,6,系统的层次结构,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，并称为那个更大系统的宏元素,2020/9/16,云南财贸学院计算机科学系 肖平,7,工厂自动化系统,2020/9/16,云南财贸学院计算机科学系 肖平,8,计算机系统工程,计算机系统工程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独的系统元素中去。,2020/9/16,云南财贸学院计算机科学系 肖平,9,系统工程师的

3、任务,与用户合作确认用户的目标和约束 导出功能、性能、接口、设计约束和信息结构的表示 将它们分配到每一个系统元素中,2020/9/16,云南财贸学院计算机科学系 肖平,10,计算机系统工程师选择硬件元件的某种组合以构成基于计算机系统的硬件元素 硬件工程过程可以分为三个阶段 计划和定义阶段 设计和样机实现阶段 生产、销售和售后服务阶段,硬件和硬件工程,2020/9/16,云南财贸学院计算机科学系 肖平,11,2020/9/16,云南财贸学院计算机科学系 肖平,12,2020/9/16,云南财贸学院计算机科学系 肖平,13,软件与软件工程,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 软件

4、元素分为两类 应用软件用来实现信息处理的功能 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,2020/9/16,云南财贸学院计算机科学系 肖平,14,2020/9/16,云南财贸学院计算机科学系 肖平,15,2020/9/16,云南财贸学院计算机科学系 肖平,16,人类工程,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HCI的多学科活动 人类工程过程包括以下步骤 （1）活动分析 环境交互及划分任务,进行任务分析（2）语义分析和设计 动作精确定义，“对话”设计,2020/9/16,云南财贸学院计算机科学系 肖平,17,( 3 ) 语法和词法设计 各个动作和命令的形式，硬件与软件实现

5、( 4 ) 用户环境设计 将硬件、软件和其它系统生成元素组合起来形成用户环境 ( 5 ) 原型 从人的角度出发来评价HCI,2020/9/16,云南财贸学院计算机科学系 肖平,18,数据库和数据库工程,数据库工程（包括数据库分析、设计和实现） 对于使用数据库的系统，信息仓库往往是所有功能的核心 数据库工程的应用是在数据库的信息域定义完成之后,2020/9/16,云南财贸学院计算机科学系 肖平,19,系统工程师的作用是 定义数据库中包含的信息 处理查询的类型 数据存取的方式 数据库的容量等 数据分析和设计是基本的软件工程活动,2020/9/16,云南财贸学院计算机科学系 肖平,20,系统分析的目

6、标,识别用户要求 评价系统的可行性 进行经济分析和技术分析 把功能分配给硬件、软件、人、数据库和其它系统元素 建立成本和进度限制 生成系统规格说明，形成所有后续工程的基础,2020/9/16,云南财贸学院计算机科学系 肖平,21,需求识别,系统分析过程的第一步就是识别用户要求 分析员必须考虑以下问题： 功能和性能 可靠性和质量 总的系统目标,2020/9/16,云南财贸学院计算机科学系 肖平,22, 成本与进度限制 制造需求 市场与竞争情况 有效的技术 将来可能的扩充,2020/9/16,云南财贸学院计算机科学系 肖平,23,系统分析的任务,因此 识别希望的功能和性能范围 确定系统的功能、性能

7、、约束和接口 将功能赋予一个或多个系统元素（即软件、硬件、人等） 提出一些候选方案并做评价,2020/9/16,云南财贸学院计算机科学系 肖平,24,项目考虑 商业考虑 技术分析 生产评估,对同一功能，可以分配不同的系统元素 为选取最有效的分配方案，使用一组权衡准则进行评价,人员问题 环境界面 法律考虑,2020/9/16,云南财贸学院计算机科学系 肖平,25,1、项目考虑,在预估的成本与进度范围内所选的系统配置能否实现？ 与成本与进度估算相关的风险有哪些？,2020/9/16,云南财贸学院计算机科学系 肖平,26,2、商业考虑,所选的系统配置是最可能有效益的解决方案吗？ 能否成功地占领市场？

8、 最终的报偿是否能表明所冒的开发风险是值得的？,2020/9/16,云南财贸学院计算机科学系 肖平,27,3、技术分析,是否具备开发所有系统元素的技术实力？ 能否确保功能和性能得到满足？ 能否对这种系统配置进行充分的维护？ 是否具备技术资源？ 与技术相关的风险有哪些？,2020/9/16,云南财贸学院计算机科学系 肖平,28,4、生产评估,生产工具与设备是否有效？ 必需的过程是否短缺？ 是否充分地实施了质量保证？,2020/9/16,云南财贸学院计算机科学系 肖平,29,5、人员问题,开发人员是否得到培训？ 是否存在政治问题？ 用户是否了解这个系统将要做什么？,2020/9/16,云南财贸学院

9、计算机科学系 肖平,30,6、环境界面,所提交的系统配置与系统的外部环境的接口是否合适？ 机器与机器、人与机器之间的通信是否以智能方式处理？,2020/9/16,云南财贸学院计算机科学系 肖平,31,7、法律考虑,这种配置是否会引入违法的责任风险？ 对责任问题是否给予了足够的保护？ 是否存在潜在的破坏问题？,2020/9/16,云南财贸学院计算机科学系 肖平,32,1 可行性研究的任务 2 可行性研究的步骤 3 系统流程图 4 数据流图 5 数据字典 6 成本/效益分析 7 小结,可行性研究,2020/9/16,云南财贸学院计算机科学系 肖平,33,1 可行性研究的任务,从软件开发到运行与维护

10、时期各个阶段的工作很多。但是，一个软件是否值得开发，需要多长的开发时间和多少投资，都要在开发前预选研究，才能减少失误。这就是计划时期的主要任务。,2020/9/16,云南财贸学院计算机科学系 肖平,34,确定该问题有没有可行的解决办法，探索这个问题是否值得去解决，是否有可行的解决办法，最后要提交可行性研究报告。然后制定项目开发开发计划。 （1）技术可行性 开发的风险 资源的有效性 技术 开发人员在评估技术可行性时，一旦估计错误，将会出现灾难性后果。 （2）经济可行性 （3）操作可行性 （4）社会可行性 目的：就是用最小的代价在尽可能短的时间内确定该项目是否能够开发，是否值得去开发。,2020/

11、9/16,云南财贸学院计算机科学系 肖平,35,2 可行性研究的步骤,可行性研究从消化系统目标与范围的说明开始，到提出关于新系统的推荐方案为止，通常要经过下列的步骤： 2.1复查系统规模和目标 分析员对有关人员进行调查访问，仔细阅读和分析有关的材料，对项目的规模的目标进行定义和确认，清晰地描述项目的一切限制和约束，确保分析员正在解决的问题确实是要解决的问题。,2020/9/16,云南财贸学院计算机科学系 肖平,36,2.2研究目前正在使用的系统,正在运行的系统可能是一个人工操作的系统，也可能是旧的计算机系统，要开发一个新的计算机系统来代替现有的系统。因此，现有的是信息的重要来源，要研究它的基本

12、功能，存在什么问题，运行现有系统需要多少费用，对新系统有什么新的功能要求，新系统运行时能否减少使用费用等等。 应该收集、研究、分析现有系统的文档资料，实地考察现有系统，在考察的基础上，访问有关人员，然后描绘现有系统的高层系统流程图，与有关人员一起审查该系统流程图是否正确。这个系统流程图反映了现有系统的基本功能和处理流程。,2020/9/16,云南财贸学院计算机科学系 肖平,37,2.3导出新系统的高层逻辑模型,根据对现有系统的分析研究，逐渐明确了新系统的功能、处理流程以及所受的约束，然后使用建立模型的工具数据流图（DFD-Date Flow Diagram）和数据字典（DD）来描述数据在系统中

13、的流动和处理情况。注意，现在还不是软件需求分析阶段，不是完整、详细地描述，只是概括地描述高层的数据处理和流动。,2020/9/16,云南财贸学院计算机科学系 肖平,38,2.4重新定义问题,再访用户，修改DFD图，并对说明做必要的补充与修改。 第三、四步工作要反复进行，直到得出准确的说明和系统逻辑模型为止。 对当前系统进行调查和研究，可能是了解一个陌生系统应用领域最快的方法。新系统是从当前系统脱胎出来的，但又不是全盘照搬。分析员在调查中必须抓住关键，防止在不重要的细节上花费过多的时间。,2020/9/16,云南财贸学院计算机科学系 肖平,39,2.5导出和评价选择的解法,分析员建立了新系统的高

14、层逻辑模型之后，要从技术角度出发，提出实现高层逻辑模型的不同方案，即导出若干较高层次的物理解法。根据技术可行性、经济可行性、社会可行性对各种方案进行评估，去掉行不通的解法，就得到了可行的解法。,2020/9/16,云南财贸学院计算机科学系 肖平,40,2.6 推荐行动（可行、建议）方针,根据上述可行性研究的结果，应该决定该项目是否值得去开发。若值得开发，那么可行的解决方案是什么，并且说明该方案可行的原因和理由。该项目是否值得开发的主要因素是从经济上看是否合算，这就要求分析员对推荐的可行方案进行成本-效益分析。,2020/9/16,云南财贸学院计算机科学系 肖平,41,2.7 草拟开发计划,工程

15、进度、开发人员、各种资源、使用时间、估计成本、进度情况等。,2020/9/16,云南财贸学院计算机科学系 肖平,42,2.8 书写文档提交审查,将上述可行性研究过程的结果写成相应的文档，即可行性研究报告，提请用户的使用部门仔细审查，从而决定该项目是否值得进行开发，是否接受可行的实现方案。,2020/9/16,云南财贸学院计算机科学系 肖平,43,3 系统流程图,例子 学生购买学校教材的手续是：先找系办公室开一证明，凭证明找教材科的会计开购书发票，向出纳员交付书款，然后到书库找保管员领书。用系统流程图表示人工销售教材的物理模型。 这是一个纯人工操作的系统，信息流始于学生，又终于学生。,2020/

16、9/16,云南财贸学院计算机科学系 肖平,44,2020/9/16,云南财贸学院计算机科学系 肖平,45,计算机售书系统的系统流程图、教材购销系统的流程图。,2020/9/16,云南财贸学院计算机科学系 肖平,46,系统中增加了对暂缺教材的统计与采购工作。假如在教材销售系统的可行性分析中，分析员向教材科推荐采用上图所示的教材购销系统，就应把这个图加到可行性论证报告中，供教材科研究决定。,2020/9/16,云南财贸学院计算机科学系 肖平,47,可行性研究,问题识别 市场调查 分析准备 环境分析 物理分析 功能分析,信息分析 动态分析 确立系统方案，作出各种估算 模型评审,2020/9/16,云

17、南财贸学院计算机科学系 肖平,48,问题的初步认识,了解系统应解决的问题，这些问题使如何提出的 设想这些问题如何解决才能满足要求 了解问题的结构,2020/9/16,云南财贸学院计算机科学系 肖平,49,市场调查,了解市场对待开发软件的需求情况 调查市场上已有的类似软件系统的功能、性能、价格情况,2020/9/16,云南财贸学院计算机科学系 肖平,50,分析准备,确立分析计划 规定由谁参加分析作业，任务分配 对参加分析的人员进行必要的培训,2020/9/16,云南财贸学院计算机科学系 肖平,51,环境分析,明确系统的目的和限制条件 使用单位的状况、经营方针和组织机构 使用单位的计算机利用情况

18、相关的硬件、软件及其它接口部分 用户的操作环境及操作要求 习惯、法律、制度上对软件的制约 开发能具备的基数条件和设备条件,2020/9/16,云南财贸学院计算机科学系 肖平,52,物理分析,了解实际业务活动状况，特别对一些活动要点进行分析 明确在这些要点之间什么东西在流动，如何进行流动 对物理流量进行分析 对其模型化，得到实际业务系统（当前系统）的物理模型,2020/9/16,云南财贸学院计算机科学系 肖平,53,功能分析,决定系统应具备的功能 (工作域) 分析功能的结构：功能展开和功能分配 分析各功能之间的关系，整理它们之间传递的信息 利用数据流图，描述信息在系统流动与处理的情况,2020/

19、9/16,云南财贸学院计算机科学系 肖平,54,信息分析,调查系统的输入、输出、保存信息 明确信息的结构及各信息之间的关系 调查各信息的信息量 调查各种报表和文件的格式 建立粗略的数据词典，定义系统中使用的数据,2020/9/16,云南财贸学院计算机科学系 肖平,55,动态分析,系统内每一部分有几种状态 各种状态转换的条件 同步产生的条件与同步后状态的变化,2020/9/16,云南财贸学院计算机科学系 肖平,56,确立系统方案，进行各种估算,粗略地估算成本 估算可能取得的效益 提出可能需要的资源，包括人员、硬件、软件等 提出大概的进度安排,2020/9/16,云南财贸学院计算机科学系 肖平,5

20、7,模型评审,将目标系统的逻辑模型提出管理部分与用户进行评审 复查问题定义、工程规模和系统目标,2020/9/16,云南财贸学院计算机科学系 肖平,58,成本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。 6.1成本估计 6.2成本/效益分析的方法,6成本/效益分析,2020/9/16,云南财贸学院计算机科学系 肖平,59,6.1成本估计,1、代码行技术 2、任务分解技术 3、自动估计成本技术,2020/9/16,云南财贸学院计算机科学系 肖平,60,成本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。效益分有形效益和无形效益两种。有形效益可以用货

21、币和时间价值、投资回收期、纯收入等指标进行度量；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。系统的经济效益等于因使用新和系统而增加的收入加上使用新系统可以节省的运行费用。运行费用包括操作人员人数、工作时间、消耗的物资等。,2020/9/16,云南财贸学院计算机科学系 肖平,61,6.2成本/效益分析的方法,1、货币的时间价值 2、投资回收期 3、纯收入 4、投资回收率,2020/9/16,云南财贸学院计算机科学系 肖平,62,货币的时间价值,成本估算的目的是对项目投资。经过成本估算后，得到项目开发对需要的费用，该费用就是项目的投资。项目开发后，应得相应的效益，有多少效益才合算？这就要考虑货币的时间价值。 设年利率为i，现存入P元，n年后得钱数为F，若不计复利则 FP*（1n*i） 若计复利则： FP*(1+i)n F就是P元在n年后的价值。,2020/9/16,云南财贸学院计算机科学系 肖平,63,例子,例：某计算机系统投入使用后，5年内每年可节约人民币2500元。假设系统的投资额为5000元，试计算其效益。 分析：表面上看，5年共节约2500*5=12500元，扣除投资