軟件工程——02系統(tǒng)的需求分析及可行性分析

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1、 2009 BUPT TSEG軟件工程模型與方法 Models & Methods of Software Engineering第三章 系統(tǒng)需求分析與可行性分析修佳鵬 2 2009 BUPT TSEG 北京郵電大學(xué)北京郵電大學(xué) 通信軟件工程中心通信軟件工程中心本章內(nèi)容本章內(nèi)容u3.1 基于計算機(jī)系統(tǒng)的系統(tǒng)分析u3.2 可行性分析u3.3 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)建模u3.4 系統(tǒng)流程圖u3.5 系統(tǒng)分析總結(jié)3 2009 BUPT TSEG 北京郵電大學(xué)北京郵電大學(xué) 通信軟件工程中心通信軟件工程中心3.1 基于計算機(jī)系統(tǒng)的系統(tǒng)分析基于計算機(jī)系統(tǒng)的系統(tǒng)分析u本節(jié)內(nèi)容u3.1.1 計算機(jī)系統(tǒng)工程u3.1.2

2、系統(tǒng)需求識別4 2009 BUPT TSEG 北京郵電大學(xué)北京郵電大學(xué) 通信軟件工程中心通信軟件工程中心3.1.1 計算機(jī)系統(tǒng)工程計算機(jī)系統(tǒng)工程uWebster定義的計算機(jī)系統(tǒng)是：元素的集合或排列，這些元素被組織在一起，以便通過處理外部信息完成某些預(yù)定的目標(biāo) 。這些系統(tǒng)元素是：軟件：指程序、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和相關(guān)文檔。硬件：指提供計算能力的電子設(shè)備和提供外部功能的機(jī)電設(shè)備（傳感器、馬達(dá)等）。人員：指使用硬件和軟件的用戶和其他人員。文檔：指手冊、表格和其他表示系統(tǒng)使用和操作的描述性信息。數(shù)據(jù)庫：指系統(tǒng)所具有的信息模型，是系統(tǒng)中對信息具有存取功能的一個主要部分。過程：指定義每一種系統(tǒng)元素的特定使用步驟或使

3、用環(huán)境。 5 2009 BUPT TSEG 北京郵電大學(xué)北京郵電大學(xué) 通信軟件工程中心通信軟件工程中心3.1.1計算機(jī)系統(tǒng)工程計算機(jī)系統(tǒng)工程u計算機(jī)系統(tǒng)工程是一個問題求解活動，目的是揭示、分析所期望的功能、性能、接口和約束條件，并把它們分配到各個系統(tǒng)元素中去。u計算機(jī)的系統(tǒng)工程包括：硬件工程、軟件工程、人機(jī)工程和數(shù)據(jù)庫工程，每一項(xiàng)工程的作用就是明確和細(xì)化系統(tǒng)的功能和性能的范圍和內(nèi)容，產(chǎn)生一個能與其他系統(tǒng)元素適當(dāng)集成的可操作的系統(tǒng)元素。 6 2009 BUPT TSEG 北京郵電大學(xué)北京郵電大學(xué) 通信軟件工程中心通信軟件工程中心硬件工程硬件工程7 2009 BUPT TSEG 北京郵電大學(xué)北京郵

4、電大學(xué) 通信軟件工程中心通信軟件工程中心軟件工程軟件工程8 2009 BUPT TSEG 北京郵電大學(xué)北京郵電大學(xué) 通信軟件工程中心通信軟件工程中心3.1.2 系統(tǒng)需求識別系統(tǒng)需求識別u系統(tǒng)分析目標(biāo)識別用戶要求；進(jìn)行技術(shù)分析并進(jìn)行評價；把功能分配給系統(tǒng)元素；建立成本和進(jìn)度限制；生成系統(tǒng)規(guī)格說明（包括軟件和硬件）。u可通過回答以下問題協(xié)助完成系統(tǒng)分析過程 系統(tǒng)的總體目標(biāo)是什么？系統(tǒng)所期望的功能和性能是什么？系統(tǒng)的可靠性和質(zhì)量要求是什么？成本與進(jìn)度限制如何？有無軟硬件制造和購買的需求？有效的技術(shù)方案有哪些？將來系統(tǒng)可能有哪些擴(kuò)充？9 2009 BUPT TSEG 北京郵電大學(xué)北京郵電大學(xué) 通信軟件

5、工程中心通信軟件工程中心3.2 可行性分析可行性分析u本節(jié)內(nèi)容：u3.2.1 可行性分析的任務(wù)和步驟u3.2.2 經(jīng)濟(jì)可行性分析u3.2.3 技術(shù)可行性分析10 2009 BUPT TSEG 北京郵電大學(xué)北京郵電大學(xué) 通信軟件工程中心通信軟件工程中心為什么要進(jìn)行可行性分析為什么要進(jìn)行可行性分析u影響系統(tǒng)開發(fā)的因素有哪些？時間因素資源因素成本和利潤的因素技術(shù)條件和能力的因素u系統(tǒng)分析和可行性分析的目的是明確系統(tǒng)是否值得做，避免投資損失衡量軟件系統(tǒng)是否值得做的標(biāo)準(zhǔn)：能否帶來經(jīng)濟(jì)效益、企業(yè)效益或社會效益。援引柳傳志的一段話：“沒錢賺的事我們不干；有錢賺但投不起錢的事不干；有錢賺也投得起錢但沒有可靠的

6、人選，這樣的事也不干。”11 2009 BUPT TSEG 北京郵電大學(xué)北京郵電大學(xué) 通信軟件工程中心通信軟件工程中心3.2.1 可行性分析的任務(wù)和步驟可行性分析的任務(wù)和步驟u首先，針對項(xiàng)目確定問題域并對問題域進(jìn)行概要的分析和研究，初步確定項(xiàng)目的規(guī)模、約束和限制條件。u其次，針對問題域中的關(guān)鍵和核心問題進(jìn)行簡要的需求分析，抽象出問題域的邏輯結(jié)構(gòu)，并構(gòu)建邏輯模型。u最后從邏輯模型出發(fā)，通過小規(guī)模的設(shè)計和技術(shù)實(shí)現(xiàn)論證，探索出若干種可供選擇的解決方案，并對每種方案進(jìn)行可行性方面的論證。u可行性分析主要集中在以下四個方面：經(jīng)濟(jì)可行性分析技術(shù)可行分析法律可行性分析實(shí)施方案的選擇12 2009 BUPT

7、TSEG 北京郵電大學(xué)北京郵電大學(xué) 通信軟件工程中心通信軟件工程中心3.2.2 經(jīng)濟(jì)可行性分析經(jīng)濟(jì)可行性分析u軟件開發(fā)為何要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)方面的分析？軟件開發(fā)需要有投資，有投資就需要有收益。目的是從經(jīng)濟(jì)角度評價一個新項(xiàng)目是否可行、是否劃算，從而幫助投資人或者用戶正確地做出是否投資于這個項(xiàng)目的開發(fā)決策。 u如何進(jìn)行經(jīng)濟(jì)可行性的分析？成本/效益分析是對軟件的開發(fā)成本和可能取得的效益進(jìn)行權(quán)衡比較。 短期/長遠(yuǎn)利益分析而是從另一種角度來評價成本和效益之間的關(guān)系。 13 2009 BUPT TSEG 北京郵電大學(xué)北京郵電大學(xué) 通信軟件工程中心通信軟件工程中心軟件成本的估算方法軟件成本的估算方法u軟件開發(fā)體現(xiàn)為

8、最終可運(yùn)行的軟件系統(tǒng)以及相應(yīng)的開發(fā)過程，為此有以下估算軟件成本的方法：u代碼行技術(shù)每行代碼的成本代碼行數(shù)；代碼行數(shù)：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和歷史數(shù)據(jù)估計；每行代碼成本：根據(jù)軟件復(fù)雜度和開發(fā)人員工資估計；u功能點(diǎn)技術(shù)以軟件功能作為測量依據(jù)；功能點(diǎn)測量法；u任務(wù)分解技術(shù)將整個開發(fā)過程分解為幾個獨(dú)立的任務(wù)；評估每個任務(wù)的成本，再求和得到整個系統(tǒng)的成本；每個任務(wù)成本每人月平均成本人月數(shù)；14 2009 BUPT TSEG 北京郵電大學(xué)北京郵電大學(xué) 通信軟件工程中心通信軟件工程中心軟件成本的估算方法軟件成本的估算方法u經(jīng)驗(yàn)估算模型根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出軟件成本估算模型，軟件規(guī)模（例如LOC）作為模型的輸入；不同的項(xiàng)目需要

9、對模型參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整；uCOCOMO模型Barry Boehm在軟件工程經(jīng)濟(jì)學(xué)中介紹的軟件估算模型，稱為COCOMO（Constructive Cost MOdel），該模型為分層模型，分為基本模型、中級模型和高級模型。 u軟件方程式：多變量模型15 2009 BUPT TSEG 北京郵電大學(xué)北京郵電大學(xué) 通信軟件工程中心通信軟件工程中心軟件成本的估算方法軟件成本的估算方法u軟件的其他成本估算：u除了以上主要的軟件開發(fā)成本之外，還必須考慮支撐軟件開發(fā)所必需的市場、銷售和行政等項(xiàng)的開支，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)有如下內(nèi)容需要考慮：辦公室房租、現(xiàn)場開發(fā)住宿費(fèi)等。辦公用品，如桌、椅、書柜、照明電器、空調(diào)等。計算機(jī)

10、、打印機(jī)、網(wǎng)絡(luò)等硬件設(shè)備。電話、傳真等通訊設(shè)備以及通訊費(fèi)用。資料費(fèi)。辦公消耗，如水電費(fèi)、打印復(fù)印費(fèi)等。行政人員的工資。差旅費(fèi)、國內(nèi)外出差補(bǔ)貼等。做市場調(diào)查、可行性分析、需求分析的交際費(fèi)用。公司人員培訓(xùn)費(fèi)用。產(chǎn)品宣傳費(fèi)用。如果用Internet作宣傳，則要考慮建設(shè)Web站點(diǎn)的費(fèi)用。 16 2009 BUPT TSEG 北京郵電大學(xué)北京郵電大學(xué) 通信軟件工程中心通信軟件工程中心軟件開發(fā)的效益度量軟件開發(fā)的效益度量u貨幣的時間價值：由于任何軟件項(xiàng)目大都是投資在前，取得效益在后，因此要考慮到貨幣的時間價值。設(shè)年利率為i，現(xiàn)存入P元，若計復(fù)利則 n年后貨幣價值為反之，若n年能收入F元，那么這些錢的現(xiàn)值是

11、niPF)1 ( niFP)1 ( 17 2009 BUPT TSEG 北京郵電大學(xué)北京郵電大學(xué) 通信軟件工程中心通信軟件工程中心軟件開發(fā)的效益度量軟件開發(fā)的效益度量u例如：某企業(yè)花20萬引進(jìn)信息化系統(tǒng)后，每年節(jié)省9.6萬元的人力成本，若該軟件生命周期為5年，銀行年利率5%，請計算其節(jié)約的成本的當(dāng)前價值是多少？u解：u因?yàn)椋簎所以：第n年節(jié)約成本當(dāng)前價值=第n年節(jié)約成本/(1+0.05)nniFP)1 ( 18 2009 BUPT TSEG 北京郵電大學(xué)北京郵電大學(xué) 通信軟件工程中心通信軟件工程中心軟件開發(fā)的效益度量軟件開發(fā)的效益度量u投資回收期：就是使累計的經(jīng)濟(jì)效益等于最初的投資費(fèi)用所需的時

12、間。投資回收期越短，就能越快獲得利潤。 設(shè)上例中的投資回收期為N，則：（N-2）*8.29=20-17.85N=2.259年u純收入：就是在整個生存期之內(nèi)系統(tǒng)的累計經(jīng)濟(jì)效益（折合成現(xiàn)在值）與投資之差。純收入 0 說明值得投資純收入 = 0 等于把資金存入銀行純收入 0 說明不值得投資上例中的純收入為：41.563-20=21.563萬元19 2009 BUPT TSEG 北京郵電大學(xué)北京郵電大學(xué) 通信軟件工程中心通信軟件工程中心軟件開發(fā)的效益度量軟件開發(fā)的效益度量u投資回收率：設(shè)想把數(shù)量等于投資額的資金存入銀行，每年年底從銀行回收的錢等于系統(tǒng)每年預(yù)期可以獲得的效益，在時間等于系統(tǒng)壽命時，正好把

13、在銀行中的存款全部取完。這個假想的年利率就等于投資回收率。P F1(1+j) + F2(1+j)2 + +Fn(1+J)n其中，P是現(xiàn)在的投資額；Fi是第i年年底的效益（i1,2,n）；n是系統(tǒng)的使用壽命，j是投資回收率。20 2009 BUPT TSEG 北京郵電大學(xué)北京郵電大學(xué) 通信軟件工程中心通信軟件工程中心3.2.3 技術(shù)可行性分析技術(shù)可行性分析u技術(shù)可行性分析主要考慮以下幾項(xiàng)內(nèi)容：開發(fā)風(fēng)險：在給定的限制范圍內(nèi)，能否設(shè)計出系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)必須的功能和性能？資源可用性：是否有充足的熟練技術(shù)人員可以支配？其他必要的資源（軟件和硬件）對建造系統(tǒng)可用么？技術(shù)條件：相關(guān)的技術(shù)條件是否能夠支持系統(tǒng)的開

14、發(fā)？u最終得出一個在技術(shù)層面上的決策基礎(chǔ)：可行，還是不可行！21 2009 BUPT TSEG 北京郵電大學(xué)北京郵電大學(xué) 通信軟件工程中心通信軟件工程中心技術(shù)可行性分析的機(jī)制技術(shù)可行性分析的機(jī)制uBlanchard和Fabrycky定義了在系統(tǒng)的技術(shù)可行性分析中使用建模方法的一組標(biāo)準(zhǔn)： 能動態(tài)地表示系統(tǒng)的配置并能進(jìn)行評估，要求配置項(xiàng)很容易理解和操縱、并且與現(xiàn)實(shí)操作足夠接近。模型應(yīng)該盡可能全面的包括所有相關(guān)的因素，并且應(yīng)體現(xiàn)結(jié)果的可重復(fù)性。模型應(yīng)該關(guān)注那些關(guān)鍵問題的因素，并且抑制和回避那些不重要的因素。模型設(shè)計應(yīng)該足夠簡單，以允許快速實(shí)現(xiàn)。模型設(shè)計應(yīng)該易于修改和/或擴(kuò)展。22 2009 BUPT

15、 TSEG 北京郵電大學(xué)北京郵電大學(xué) 通信軟件工程中心通信軟件工程中心3.3 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)建模系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)建模u本節(jié)內(nèi)容：u3.3.1 構(gòu)建系統(tǒng)級體系結(jié)構(gòu)u3.3.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的規(guī)格說明定義u3.3.3 分配與權(quán)衡23 2009 BUPT TSEG 北京郵電大學(xué)北京郵電大學(xué) 通信軟件工程中心通信軟件工程中心3.3.1 構(gòu)建系統(tǒng)級體系結(jié)構(gòu)構(gòu)建系統(tǒng)級體系結(jié)構(gòu)u每個基于計算機(jī)的系統(tǒng)可用輸入-處理-輸出（IPO）的結(jié)構(gòu)來為信息的變換和處理建模，在附加經(jīng)常使用的用戶界面處理和維護(hù)自測試處理特性，構(gòu)成了系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)模板。u通過創(chuàng)建一個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型，為后期的需求分析和設(shè)計奠定了基礎(chǔ)，同時也是技術(shù)可行性分析建

16、模的主要方法。 24 2009 BUPT TSEG 北京郵電大學(xué)北京郵電大學(xué) 通信軟件工程中心通信軟件工程中心體系結(jié)構(gòu)語境圖體系結(jié)構(gòu)語境圖ACDu最高層的系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)叫做體系結(jié)構(gòu)語境圖ACD。u語境圖建立了待實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境之間的信息邊界：定義了系統(tǒng)使用信息的所有外部生產(chǎn)者；系統(tǒng)創(chuàng)建消息的所有外部消費(fèi)者；所有通過界面通信或完成維護(hù)和自測的實(shí)體；25 2009 BUPT TSEG 北京郵電大學(xué)北京郵電大學(xué) 通信軟件工程中心通信軟件工程中心構(gòu)建構(gòu)建ACD實(shí)例描述實(shí)例描述u分類帶傳送系統(tǒng)（CLSS）u分類站處設(shè)置PC程序軟件，能夠通過掃描輸入帶上的產(chǎn)品的條形碼，根據(jù)系統(tǒng)存儲的產(chǎn)品分類信息對產(chǎn)品

17、進(jìn)行分類，并結(jié)合傳送帶的速度，對分類控制器硬件進(jìn)行控制，對產(chǎn)品進(jìn)行分類。此外，程序還可以與中央工廠自動化主機(jī)進(jìn)行通信；并與分類站操作人員進(jìn)行交互，支持信息查詢和故障診斷。26 2009 BUPT TSEG 北京郵電大學(xué)北京郵電大學(xué) 通信軟件工程中心通信軟件工程中心CLSS的的ACD27 2009 BUPT TSEG 北京郵電大學(xué)北京郵電大學(xué) 通信軟件工程中心通信軟件工程中心CLSS的的AFD體系結(jié)構(gòu)流程圖28 2009 BUPT TSEG 北京郵電大學(xué)北京郵電大學(xué) 通信軟件工程中心通信軟件工程中心AFD的擴(kuò)展的擴(kuò)展u最初的AFD中的每個圓角矩形又可被擴(kuò)展為另一個專門描述它的體系結(jié)構(gòu)模板。u每個

18、子系統(tǒng)的說明描述和在子系統(tǒng)間流動的所有數(shù)據(jù)的定義構(gòu)成了系統(tǒng)規(guī)約的重要元素 。 29 2009 BUPT TSEG 北京郵電大學(xué)北京郵電大學(xué) 通信軟件工程中心通信軟件工程中心3.3.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的規(guī)格說明定義系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的規(guī)格說明定義u結(jié)構(gòu)圖的規(guī)格說明（ADS）給出了每個子系統(tǒng)的信息、各個子系統(tǒng)之間的信息流以及每個子系統(tǒng)的“系統(tǒng)模塊描述”。 u規(guī)格說明還可能具有一個“結(jié)構(gòu)詞典”，即在規(guī)格說明中出現(xiàn)的每一個信息項(xiàng)的清單，以及每個信息項(xiàng)的說明。例如AFD中的“部分號碼”的說明如下： 信息項(xiàng)名稱信息項(xiàng)名稱部分號碼部分號碼信息項(xiàng)說明信息項(xiàng)說明產(chǎn)品類型前綴產(chǎn)品類型前綴+ +數(shù)字標(biāo)識數(shù)字標(biāo)識+ +成本類型成本類

19、型類型（數(shù)據(jù)或控制）類型（數(shù)據(jù)或控制）數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)來源（外部實(shí)體或子系統(tǒng)）來源（外部實(shí)體或子系統(tǒng)）條碼閱讀器控制子系統(tǒng)條碼閱讀器控制子系統(tǒng)去處（外部實(shí)體或子系統(tǒng)）去處（外部實(shí)體或子系統(tǒng)）數(shù)據(jù)庫訪問子系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫訪問子系統(tǒng)通信路徑（名稱）通信路徑（名稱）內(nèi)部軟件接口內(nèi)部軟件接口30 2009 BUPT TSEG 北京郵電大學(xué)北京郵電大學(xué) 通信軟件工程中心通信軟件工程中心3.3.3 分配與權(quán)衡分配與權(quán)衡31 2009 BUPT TSEG 北京郵電大學(xué)北京郵電大學(xué) 通信軟件工程中心通信軟件工程中心3.4 系統(tǒng)流程圖系統(tǒng)流程圖u本節(jié)內(nèi)容：u3.4.1 符號u3.4.2 示例u3.4.3 分層32 2009

20、BUPT TSEG 北京郵電大學(xué)北京郵電大學(xué) 通信軟件工程中心通信軟件工程中心3.4.1 符號符號33 2009 BUPT TSEG 北京郵電大學(xué)北京郵電大學(xué) 通信軟件工程中心通信軟件工程中心3.4.2 示例示例34 2009 BUPT TSEG 北京郵電大學(xué)北京郵電大學(xué) 通信軟件工程中心通信軟件工程中心3.4.3 分層分層u如果系統(tǒng)比較復(fù)雜，可以采用流程圖分層次地描述系統(tǒng)。u高層的系統(tǒng)流程圖描述系統(tǒng)總體概貌，定義其中的關(guān)鍵功能。u對每個關(guān)鍵功能再進(jìn)一步擴(kuò)展為獨(dú)立的流程圖。35 2009 BUPT TSEG 北京郵電大學(xué)北京郵電大學(xué) 通信軟件工程中心通信軟件工程中心3.5 系統(tǒng)分析總結(jié)系統(tǒng)分析

21、總結(jié)u本節(jié)內(nèi)容：u3.5.1 系統(tǒng)規(guī)格說明書u3.5.2 可行性分析報告36 2009 BUPT TSEG 北京郵電大學(xué)北京郵電大學(xué) 通信軟件工程中心通信軟件工程中心3.5.1 系統(tǒng)規(guī)格說明書系統(tǒng)規(guī)格說明書u系統(tǒng)規(guī)格說明書描述了系統(tǒng)的功能和性能，以及管理該系統(tǒng)開發(fā)的一些限制條件。這個規(guī)格說明書定義了每個被分配的系統(tǒng)元素，給軟件開發(fā)人員指明了軟件系統(tǒng)在整個計算機(jī)系統(tǒng)中的位置和作用，并用體系結(jié)構(gòu)圖描述了各子系統(tǒng)在整個大系統(tǒng)中所起到的作用，除此之外系統(tǒng)規(guī)格說明書還描述了系統(tǒng)的輸入/輸出（數(shù)據(jù)和控制）信息。 37 2009 BUPT TSEG 北京郵電大學(xué)北京郵電大學(xué) 通信軟件工程中心通信軟件工程中心3.5.2 可行性分析報告可行性分析報告