1、第3章 系統(tǒng)工程基礎(chǔ)與可行性研究,3.1 基于計(jì)算機(jī)的系統(tǒng) 3.2 系統(tǒng)需求識(shí)別 3.3 可行性研究與分析 3.4 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)建模 3.5 系統(tǒng)定義與評(píng)審 3.6 小結(jié),3.1 基于計(jì)算機(jī)的系統(tǒng),3.1.1 基于計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)概述 基于計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)將一組元素組織起來(lái)，以實(shí)現(xiàn)某種方法、過(guò)程或利用處理信息進(jìn)行控制。圖3.1給出了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)。 軟件,是指計(jì)算機(jī)程序、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和描述所需邏輯方法、過(guò)程或控制的文檔； 硬件,是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中提供計(jì)算能力的物理電子設(shè)備；人指硬件和軟件的操作員和用戶(hù)； 數(shù)據(jù)庫(kù),是一個(gè)大型的有組織信息的集合，它通過(guò)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)加工與存取，是系統(tǒng)功能的一個(gè)主要部分； 文

2、檔,是指手冊(cè)、表格和其他用以描述系統(tǒng)使用和操作的描述性信息； 過(guò)程,一系列步驟，定義每種元素特定的使用步驟或系統(tǒng)的主流過(guò)程性環(huán)境。,圖3.1 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及其元素,“系統(tǒng)”是元素的集合。同時(shí)，系統(tǒng)的概念又是一個(gè)遞歸的概念。一個(gè)系統(tǒng)可能包含有大量的元素，而自身又充當(dāng)其他的、更大的系統(tǒng)的元素，如圖3.2所示。,3.1.1 基于計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)概述,圖3.2 系統(tǒng)的系統(tǒng),3.1.1 基于計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)概述,系統(tǒng)工程師(系統(tǒng)分析員)的職責(zé) 分析客觀需求，設(shè)計(jì)、選擇適當(dāng)?shù)脑夭⒍x其間的關(guān)系和設(shè)計(jì)、建造特定的系統(tǒng)。作為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分析員，關(guān)心的是基于分析設(shè)計(jì)、基于計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)。 形式化方法來(lái)表示系統(tǒng)工程 整體視圖

3、(WV)包含若干個(gè)領(lǐng)域(Di),它們本身可以是一個(gè)系統(tǒng)或者是系統(tǒng)的系統(tǒng)： WV=D1，D2，D3 ，Dn 每個(gè)領(lǐng)域由若干個(gè)特定的元素(Ej)構(gòu)成，每個(gè)元素代表了完成領(lǐng)域的實(shí)體和目標(biāo)： Di = E1，E2，E3 ，Em 最后，刻劃每個(gè)元素，組成元素的是實(shí)現(xiàn)(完成)元素功能的技術(shù)構(gòu)件(C)： Ei = C1，C2，C3，Ck,3.1.1 基于計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)概述,計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工程概念 一個(gè)問(wèn)題求解活動(dòng)，通過(guò)和用戶(hù)的協(xié)商揭示并分析客觀的功能需求，把整體需求化整為零，分配給計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的各個(gè)元素去完成。 系統(tǒng)分析員從界定目標(biāo)與約束條件開(kāi)始，導(dǎo)出針對(duì)本系統(tǒng)的功能、性能、接口、環(huán)境、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的表示，并據(jù)此選擇

4、必要的元素，進(jìn)行功能分配、設(shè)計(jì)元素間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。也就是針對(duì)用戶(hù)的需求進(jìn)行基于計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。具體的硬件工程、軟件工程、人機(jī)工程和數(shù)據(jù)庫(kù)工程的作用就是細(xì)化功能和性能的范圍，產(chǎn)生一個(gè)能夠和其他元素適當(dāng)集成的可操作的系統(tǒng)元素。,3.1.2 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工程,1. 硬件和硬件工程 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工程師選擇某種硬件元素的組合構(gòu)成基于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件元素。在選擇硬件元素時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮以下特性： (1) 從集成化的角度考慮，對(duì)各種元件打包形成單獨(dú)的構(gòu)件塊。 (2) 各個(gè)元件/構(gòu)件塊之間盡量采用標(biāo)準(zhǔn)接口。 (3) 性能、成本、有效性相對(duì)地比較容易確定。 (4) 盡量提供多種可供權(quán)衡選擇的硬件方案。 計(jì)算機(jī)硬件工程是

5、在幾十年以來(lái)電子設(shè)計(jì)和電子工程的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。硬件工程的過(guò)程可以劃分為計(jì)劃與定義，設(shè)計(jì)和樣機(jī)實(shí)現(xiàn)，生產(chǎn)、銷(xiāo)售和售后服務(wù)三個(gè)階段。,3.1.2 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工程,2. 軟件和軟件工程 在系統(tǒng)工程中，功能和性能的分配 一般把部分功能和性能要求分配給軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。在某種情況下，可以把功能看作是一個(gè)順序的數(shù)據(jù)處理過(guò)程，對(duì)性能不作顯式定義。在另一些情況下，可以把功能看作是對(duì)內(nèi)部各個(gè)系統(tǒng)元素的協(xié)調(diào)和對(duì)其他并發(fā)程序的控制，而性能則顯式定義為響應(yīng)和等待時(shí)間。 軟件的功能和性能實(shí)現(xiàn) 軟件工程師必須獲取或者開(kāi)發(fā)一系列的軟件部件。與硬件不同的是，軟件部件很難標(biāo)準(zhǔn)化。應(yīng)盡量采用可復(fù)用構(gòu)件是選擇軟件部件的第一原則。,3

6、.1.2 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工程,軟件元素一般由程序、數(shù)據(jù)和文檔組成，包括系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩類(lèi)。 IPO (輸入處理輸出)模型表示 輸入：軟件可以從外部實(shí)體或系統(tǒng)內(nèi)的其他元素接收輸入信息，軟件還能夠用于建立數(shù)據(jù)庫(kù)接口，使程序能夠存取預(yù)先存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)； 處理：針對(duì)接收到的源數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)完成系統(tǒng)需求所必需的處理； 輸出：形成數(shù)據(jù)或信息并輸出到其他系統(tǒng)元素、宏元素或外部對(duì)象。 軟件工程三個(gè)階段（回想第一章），分別如圖3.3、圖3.4、圖3.5所示。,3.1.2 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工程,圖3.3 軟件工程的定義階段,3.1.2 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工程,圖3.4 軟件工程的開(kāi)發(fā)階段,3.1.2 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工程,圖3.5 軟件工程的

7、運(yùn)行維護(hù)階段,3.1.2 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工程,3. 人與人機(jī)工程(人機(jī)交互工程) 系統(tǒng)是否具有明顯的“用戶(hù)友好性”，是評(píng)價(jià)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)質(zhì)量?jī)?yōu)劣的指標(biāo)之一。 “人”是重要的元素 組成人元素的元件包括：人的記憶和知識(shí)表示、思維和推理、直觀感覺(jué)、人的對(duì)話構(gòu)造等等。 人類(lèi)工程學(xué) 是應(yīng)用心理學(xué)和方法論導(dǎo)出的知識(shí)來(lái)確定和設(shè)計(jì)高質(zhì)量人機(jī)對(duì)話界面(HCI，Human Conversation Interface)的多學(xué)科活動(dòng)。人機(jī)工程過(guò)程包括：,3.1.2 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工程,(1) 活動(dòng)分析：對(duì)分配給人的每一項(xiàng)活動(dòng)，在與其他系統(tǒng)生成元素進(jìn)行交互的環(huán)境中進(jìn)行評(píng)價(jià)。活動(dòng)還要?jiǎng)澐殖扇蝿?wù)，并在以后對(duì)它們進(jìn)一步分析。 (2)

8、語(yǔ)義分析和設(shè)計(jì)：對(duì)用戶(hù)要求的每一個(gè)動(dòng)作和機(jī)器產(chǎn)生的每一個(gè)動(dòng)作的精確含義進(jìn)行定義，并進(jìn)行能夠傳遞正確語(yǔ)義的對(duì)話設(shè)計(jì)。 (3) 語(yǔ)法和詞法設(shè)計(jì)：標(biāo)識(shí)與描述各個(gè)動(dòng)作和命令的特定形式，然后設(shè)計(jì)每一動(dòng)作或命令的硬件與軟件實(shí)現(xiàn)。 (4) 用戶(hù)環(huán)境設(shè)計(jì)：將硬件、軟件和其他系統(tǒng)生成元素組合起來(lái)形成用戶(hù)環(huán)境。環(huán)境包括物理設(shè)備以及人機(jī)對(duì)話界面。 (5) 原型：利用原型能夠形式化的定義HCI，能夠使用戶(hù)積極的參與而不是被動(dòng)的評(píng)價(jià)HCI。應(yīng)當(dāng)重復(fù)地使用原型化方法運(yùn)行和評(píng)價(jià)所有的人機(jī)工程。,3.1.2 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工程,4. 數(shù)據(jù)庫(kù)與數(shù)據(jù)庫(kù)工程 數(shù)據(jù)庫(kù)工程是一門(mén)技術(shù)學(xué)科，它的應(yīng)用是在數(shù)據(jù)庫(kù)的信息域定義完成之后。 對(duì)于使用

9、數(shù)據(jù)庫(kù)的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)(例如幾乎所有的商業(yè)軟件)，數(shù)據(jù)庫(kù)往往作為信息倉(cāng)庫(kù)成為所有功能的核心。 對(duì)于不使用數(shù)據(jù)庫(kù)的系統(tǒng)中，也要進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)。 數(shù)據(jù)庫(kù)工程的目標(biāo)：明確加工對(duì)象和輸出結(jié)果的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)特征。,3.1.2 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工程,3.2 系統(tǒng)需求識(shí)別,3.2.1 系統(tǒng)分析的目標(biāo) 系統(tǒng)需求分析是一組稱(chēng)為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工程的活動(dòng)，它著眼于所有的系 統(tǒng)生成元素，由硬件、軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)方面的工程師共同參加。系統(tǒng)分析 的目標(biāo)包括： (1) 識(shí)別出用戶(hù)的需求。 (2) 評(píng)價(jià)系統(tǒng)的可行性。 (3) 進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析和技術(shù)分析。 (4) 在明晰總體需求的前提下，將要實(shí)現(xiàn)的功能分配給硬件、軟件、人、數(shù)據(jù)庫(kù)和其他的系統(tǒng)元素

10、。 (5) 預(yù)測(cè)成本、進(jìn)行進(jìn)度設(shè)計(jì)。 (6) 生成系統(tǒng)規(guī)格說(shuō)明，用作所有后繼工程的基礎(chǔ)。,識(shí)別用戶(hù)的真正需求是系統(tǒng)分析的第一步。分析人員應(yīng)當(dāng)注意弄清楚下列問(wèn)題： (1) 用戶(hù)所期望的功能和性能。 (2) 對(duì)于可靠性和質(zhì)量提出的問(wèn)題有哪些？ (3) 總的系統(tǒng)目標(biāo)是什么？ (4) 成本、資源和進(jìn)度有哪些限制和約束？ (5) 可能會(huì)有哪些擴(kuò)充需求？ (6) 有哪些有效的技術(shù)可供使用？ (7) 制造的需求是什么？市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)情況如何？,3.2.2 系統(tǒng)分析過(guò)程,3.3 可行性研究與分析,就商業(yè)軟件來(lái)說(shuō)，只要不限定資源與時(shí)間，總是可行的。但這里要考慮的是：“在指定的目標(biāo)和滿(mǎn)足質(zhì)量、時(shí)間、成本約束條件前提下，

11、問(wèn)題有沒(méi)有可行解”。 暫時(shí)不必考慮“如何解”的問(wèn)題。 主要從四個(gè)方面考慮可行性： 1) 經(jīng)濟(jì)可行性：進(jìn)行投入/產(chǎn)出分析，確定系統(tǒng)有無(wú)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。 2) 技術(shù)可行性：在預(yù)定的時(shí)間與成本限制下，對(duì)待開(kāi)發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行功能、性能和限制條件的分析，確定在當(dāng)前已經(jīng)擁有的資源環(huán)境中，存在有多大的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。 3) 法律可行性：確認(rèn)待開(kāi)發(fā)系統(tǒng)是否存在有涉及侵權(quán)、妨礙和責(zé)任問(wèn)題。 4) 對(duì)不同的方案進(jìn)行評(píng)估抉擇。,在進(jìn)行技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)分析時(shí)，要考慮： (1) 開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)：在預(yù)定的限制范圍約束下，能否設(shè)計(jì)出系統(tǒng)并實(shí)現(xiàn)其功能與性能。 (2) 評(píng)價(jià)資源的有效性：人力、可復(fù)用構(gòu)件、軟/硬件環(huán)境三個(gè)層次的資源是否具備。 (3) 相關(guān)的技

12、術(shù)發(fā)展能否支持這一系統(tǒng)。 對(duì)于法律可行性進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí) 涉及的面也比較廣，它包括合同、責(zé)任、侵權(quán)以及其他一些技術(shù)人員常常不了解的險(xiǎn)境。必要時(shí)可以請(qǐng)法律顧問(wèn)來(lái)參與評(píng)價(jià)。,3.3 可行性研究與分析,可行性研究的結(jié)果是形成一個(gè)單獨(dú)的“可行性報(bào)告”，其中最主要的內(nèi)容是： (1) 項(xiàng)目的背景：?jiǎn)栴}描述、實(shí)現(xiàn)環(huán)境和限制條件等。 (2) 管理概要與建議：重要的研究結(jié)果(結(jié)論)、說(shuō)明、勸告和影響等。 (3) 推薦的方案(不止一個(gè))：候選系統(tǒng)的配置與選擇最終方案的原則。 (4) 簡(jiǎn)略的系統(tǒng)范圍描述：分配元素的可行性。 (5) 經(jīng)濟(jì)可行性分析結(jié)果：經(jīng)費(fèi)概算和預(yù)期的經(jīng)濟(jì)效益等。 (6) 技術(shù)可行性(技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià))：技術(shù)

13、實(shí)力分析、已有的工作及技術(shù)基礎(chǔ)和設(shè)備條件等等。 (7) 法律可行性分析結(jié)果描述。 (8) 可用性評(píng)價(jià)：匯報(bào)用戶(hù)的工作制度和人員的素質(zhì)，確定人機(jī)交互功能界面需求。 (9) 其他項(xiàng)目相關(guān)的問(wèn)題：如可能會(huì)發(fā)生的變更等等。,3.3 可行性研究與分析,經(jīng)濟(jì)可行性的結(jié)論通過(guò)投入/產(chǎn)出分析得出，同時(shí)重視“貨幣時(shí)間效果”影響。 整個(gè)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益 有形效益：采用新系統(tǒng)后增加的收入再加上使用新系統(tǒng)后節(jié)約的運(yùn)行費(fèi)用。 無(wú)形效益：包括用戶(hù)滿(mǎn)意度、更高的質(zhì)量等等，很難直接度量。,3.3.1 效益度量方法,度量經(jīng)濟(jì)效益時(shí)，一般從投入/產(chǎn)出比、成本回收時(shí)間和純收入三個(gè)角度來(lái)考慮。在計(jì)算過(guò)程中，必須充分考慮到貨幣的時(shí)間價(jià)值

14、問(wèn)題。 (1) 貨幣的時(shí)間價(jià)值：由于利率的存在，貨幣的時(shí)間價(jià)值是能夠準(zhǔn)確估算的。假設(shè)年利率為i，現(xiàn)在投入P元，則n年后能夠得到： F = P(1+i)n 這就是P元錢(qián)在n年后的價(jià)值。反之，假設(shè)n年后能收入F元，則其當(dāng)前價(jià)值是： P=F/(1+i)n 例：假設(shè)購(gòu)置一套應(yīng)用軟件投資20萬(wàn)元，預(yù)計(jì)可使用5年，每年直接經(jīng)濟(jì)效益9.6萬(wàn)元，年利率為5%，試計(jì)算投入/產(chǎn)出比。 解：考慮到貨幣的時(shí)間價(jià)值，5年的總體收入應(yīng)當(dāng)逐年按照上式計(jì)算，并非為恒定的9.6萬(wàn)元。15年中，每年的收入折算到當(dāng)前的數(shù)據(jù)如表3.1所示。,3.3.1 效益度量方法,表3.1 貨幣的時(shí)間價(jià)值,根據(jù)上表所列數(shù)據(jù)，本軟件投入/產(chǎn)出比為:

15、 41.5630/20 = 2.0785,3.3.1 效益度量方法,(2) 投資回收期：根據(jù)上例，兩年后收入17.8513萬(wàn)元，尚欠2.15萬(wàn)元沒(méi)有收回成本，在第三年還需要：2.15/8.2928 = 0.259(年)，故投資回收期為2.259年。 (3) 純收入: 根據(jù)上面的計(jì)算結(jié)果，5年純收入為 41.563020 = 21.5630 萬(wàn)元 注:只有當(dāng)純收入大于0時(shí)，開(kāi)發(fā)軟件才有真正的效益。,3.3.1 效益度量方法,有了正確的效益度量方法，就能夠進(jìn)行成本 效益分析。除經(jīng)濟(jì)效益之外，非經(jīng)濟(jì)效益也應(yīng)當(dāng)適當(dāng)考慮。下面以一個(gè)管理信息系統(tǒng)軟件為例，分析其可能的成本效益。信息管理系統(tǒng)可能的效益表如表

16、3.2所示。,3.3.2 成本 效益分析,表3.2 信息管理系統(tǒng)可能的效益表,3.3.2 成本 效益分析,表3.2 信息管理系統(tǒng)可能的效益表,3.3.2 成本 效益分析,表3.2 信息管理系統(tǒng)可能的效益表,上表中，CR = 降低成本；ER = 減少錯(cuò)誤；IF = 增加靈活性；IS = 增加活動(dòng)速度； MC = 改進(jìn)管理計(jì)劃和控制。,3.3.2 成本 效益分析,新系統(tǒng)的效益和系統(tǒng)的工作過(guò)程有關(guān) 如果以一個(gè)CAD系統(tǒng)為例，想要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)可行性分析判定，分析員就要對(duì)現(xiàn)行的人工設(shè)計(jì)系統(tǒng)和待開(kāi)發(fā)的CAD系統(tǒng)定義可度量的特性。 例如，選擇產(chǎn)生最終詳細(xì)圖紙的時(shí)間t-draw作為一個(gè)可度量量，而且經(jīng)分析得知，C

17、AD系統(tǒng)產(chǎn)生的時(shí)間縮減比為1/4。為進(jìn)一步對(duì)效益進(jìn)行量化，確定下面的數(shù)據(jù)：,3.3.2 成本 效益分析,t-draw：平均繪圖時(shí)間 = 4小時(shí) c: 每個(gè)繪圖小時(shí)的成本 = 20元 n: 每年繪圖總數(shù)量=8000 p: CAD系統(tǒng)中已完成繪圖的百分比=60% 根據(jù)上述設(shè)定數(shù)據(jù)，計(jì)算每年節(jié)省費(fèi)用的估算值，即所得到的因節(jié)省了繪圖時(shí)間而得的效益為 節(jié)約的繪圖費(fèi)用 = 縮減比t-drawncp = 96 000元/年,3.3.2 成本 效益分析,技術(shù)分析的目的 提交系統(tǒng)的技術(shù)可行性評(píng)估，說(shuō)明為完成系統(tǒng)功能、達(dá)到系統(tǒng)性能指標(biāo)要采取什么樣的技術(shù)、存在哪些技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)并判定這些技術(shù)問(wèn)題對(duì)于成本有什么影響。 技術(shù)

18、可行性分析方法 模型化方法(包括數(shù)學(xué)模型和物理模型)是一種有效的方法。 模型化過(guò)程示意（如圖3.6）,3.3.3 技術(shù)分析,圖3.6 模型化過(guò)程示意,3.3.3 技術(shù)分析,為了對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)分析而使用模型時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意遵循下面的準(zhǔn)則： (1) 模型應(yīng)當(dāng)表現(xiàn)出待評(píng)估系統(tǒng)構(gòu)成的動(dòng)態(tài)特性，其操作盡量接近真實(shí)的結(jié)果。 (2) 模型應(yīng)當(dāng)包括系統(tǒng)中所有的元素并保證其可靠性。 (3) 模型中要突出表現(xiàn)與現(xiàn)實(shí)問(wèn)題最相關(guān)的因素，在初期對(duì)次要問(wèn)題要謹(jǐn)慎地回避。以便簡(jiǎn)化模型。 (4) 模型力求簡(jiǎn)單。對(duì)過(guò)于復(fù)雜的模型可以分解為一組相對(duì)簡(jiǎn)單的模型，其中一個(gè)模型的輸出可以是另一個(gè)的輸入。對(duì)一個(gè)特定系統(tǒng)元素的評(píng)估應(yīng)當(dāng)獨(dú)立于其

19、他元素。 (5) 對(duì)模型要進(jìn)行一系列的試驗(yàn)，使其盡可能的不斷接近系統(tǒng)的目標(biāo)。,3.3.3 技術(shù)分析,應(yīng)當(dāng)在滿(mǎn)足功能、性能、環(huán)境、可擴(kuò)充性需求的前提下，將各個(gè)系統(tǒng)功能與其必要的一些性能和接口特性一起，分配給一個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)元素。不同的分配方式也就對(duì)應(yīng)著系統(tǒng)的不同的實(shí)現(xiàn)方案?？梢园凑粘杀?、進(jìn)度等約束條件，在若干可能的方案中擇優(yōu)推薦。 例如：以一個(gè)繪圖系統(tǒng)為例，它的主要功能是進(jìn)行三維轉(zhuǎn)換。在對(duì)候選方案進(jìn)行初步設(shè)計(jì)之后，發(fā)現(xiàn)基于不同的分配方案，可能的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案有如下幾種： (1) 完全由軟件實(shí)現(xiàn)三維轉(zhuǎn)換。 (2) 簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)換(平移、比例變換等)利用具有圖形轉(zhuǎn)換功能的硬件(如特殊的圖形卡)實(shí)現(xiàn)；復(fù)雜的轉(zhuǎn)換

20、(投影、透視、消隱等)由軟件包實(shí)現(xiàn)。 (3) 采用圖形工作站，全部三維轉(zhuǎn)換功能均由硬件完成。,3.3.4 方案制定與評(píng)估,3.4 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)建模,3.4.1 建立系統(tǒng)結(jié)構(gòu)流程圖 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模板 結(jié)合IPO結(jié)構(gòu)模型，再加上用戶(hù)界面處理和系統(tǒng)維護(hù)與自測(cè)試兩個(gè)系統(tǒng)特性，就能夠構(gòu)成基于五個(gè)范疇域的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模板，如圖3.7所示。系統(tǒng)分析人員把預(yù)定的各個(gè)元素分配到模板內(nèi)的五個(gè)處理區(qū)域，就形成了方案。,圖3.7 抽象的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模板,實(shí)例：傳送帶分類(lèi)系統(tǒng)（CLSS，conveyor line sorting system） CLSS將沿傳送帶移動(dòng)的盒子進(jìn)行分類(lèi)。每一個(gè)盒子由一個(gè)包含零件號(hào)的條形碼來(lái)標(biāo)識(shí)，并在傳

21、送帶末端分送到六個(gè)箱子中的一個(gè)。這些盒子要通過(guò)一個(gè)由條形碼閱讀器及一臺(tái)PC所組成的分類(lèi)站。分類(lèi)站的PC連接到一個(gè)分流器上，它把盒子分送到不同的箱子中。盒子以隨機(jī)的順序通過(guò)且其間的距離相同。傳送帶以每分鐘英尺的速度移動(dòng)。如下圖所示：,3.4.1 建立系統(tǒng)結(jié)構(gòu)流程圖,結(jié)構(gòu)環(huán)境圖(ACD，Architecture Context Diagram) 位于層次結(jié)構(gòu)的頂層。ACD本身還定義了一些外部實(shí)體，包括系統(tǒng)輸入信息的產(chǎn)生者、系統(tǒng)輸出信息的使用者以及通過(guò)接口進(jìn)行通信或?qū)嵤┚S護(hù)與自測(cè)試的所有實(shí)體。,圖3.8 關(guān)于CLSS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)環(huán)境圖,3.4.1 建立系統(tǒng)結(jié)構(gòu)流程圖,結(jié)構(gòu)流程圖(AFD，Archite

22、cture Flow Diagram) 對(duì)圖3.8中的五個(gè)矩形區(qū)域部分進(jìn)行詳細(xì)分析，細(xì)化這個(gè)結(jié)構(gòu)環(huán)境圖，能夠完成傳輸線分類(lèi)系統(tǒng)規(guī)定的功能的各個(gè)專(zhuān)門(mén)子系統(tǒng)，并在ACD定義的環(huán)境中加以標(biāo)識(shí)，如圖3.9所示。 專(zhuān)門(mén)子系統(tǒng)定義在從ACD導(dǎo)出的結(jié)構(gòu)流程圖(AFD)中。信息流穿越ACD的各個(gè)區(qū)域，可用于引導(dǎo)系統(tǒng)工程師開(kāi)發(fā)AFD。AFD給出了各個(gè)專(zhuān)門(mén)子系統(tǒng)和重要的數(shù)據(jù)與控制信息流，把每一個(gè)子系統(tǒng)劃分到結(jié)構(gòu)模板中定義的五個(gè)區(qū)域的某一個(gè)中。在這一步，每個(gè)子系統(tǒng)可以包含一個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)元素。,3.4.1 建立系統(tǒng)結(jié)構(gòu)流程圖,圖3.9 關(guān)于CLSS的結(jié)構(gòu)流程圖,第一步得到的AFD是AFD層次結(jié)構(gòu)的頂層模板，其中的每一

23、個(gè)圓角矩形表示的元素都可以分解、擴(kuò)充成為另一個(gè)更加詳細(xì)的結(jié)構(gòu)模板。每一個(gè)系統(tǒng)的AFD都可以用作后繼工程子系統(tǒng)的開(kāi)始點(diǎn)，如圖3.10所示。,3.4.1 建立系統(tǒng)結(jié)構(gòu)流程圖,圖3.10 自頂向下建立結(jié)構(gòu)流程圖的層次結(jié)構(gòu),小結(jié)： 如上所述，從基本的功能性能需求出發(fā)，系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)建模過(guò)程如下： ）構(gòu)筑頂層的結(jié)構(gòu)環(huán)境模型； ）再按照結(jié)構(gòu)模板將高層ACD逐級(jí)分解形成AFD； ）如此自頂向下逐層細(xì)化，將逐步構(gòu)建起應(yīng)用系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)模型。,3.4.1 建立系統(tǒng)結(jié)構(gòu)流程圖,利用逐步細(xì)化的結(jié)構(gòu)流程圖，能夠分層次地利用結(jié)構(gòu)模板描述各個(gè)子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與信息流動(dòng)情況。但是，還需要進(jìn)一步的為各個(gè)子系統(tǒng)及它們之間的信息加以定

24、義。AFD的規(guī)格說(shuō)明(ADS)給出了有關(guān)每個(gè)子系統(tǒng)的信息和各個(gè)子系統(tǒng)之間的信息流；對(duì)每個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行“系統(tǒng)模塊描述”，詳細(xì)說(shuō)明每一個(gè)子系統(tǒng)的功能、處理對(duì)象與方法和其他子系統(tǒng)如何接口。 同時(shí)，還包括了一個(gè)“結(jié)構(gòu)字典”，對(duì)于子系統(tǒng)中的每一個(gè)信息項(xiàng)的類(lèi)型、組成、來(lái)源、去處和傳輸方式進(jìn)行了說(shuō)明。這樣，詳細(xì)的文字描述結(jié)合明晰的結(jié)構(gòu)字典，將各個(gè)子系統(tǒng)的功能、數(shù)據(jù)、接口情況表述的十分清楚，形成了對(duì)系統(tǒng)的初步認(rèn)識(shí)。表3.3是規(guī)格說(shuō)明中對(duì)“零件號(hào)”數(shù)據(jù)項(xiàng)進(jìn)行詳細(xì)描述的一個(gè)例子。,3.4.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的規(guī)格說(shuō)明定義,表3.3 結(jié)構(gòu)字典條模樣例,3.4.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的規(guī)格說(shuō)明定義,3.5 系統(tǒng)定義與評(píng)審,3.5.1

25、系統(tǒng)定義文檔模板 下面是一個(gè)推薦用來(lái)描述、定義系統(tǒng)的文檔大綱?？梢怨┪覀?cè)谧飨到y(tǒng)定義時(shí)參考使用。 1 引言 1.1 文檔的范圍和目的 1.2 概述 1.2.1 目標(biāo) 1.2.2 約束條件 2 功能和數(shù)據(jù)描述 2.1 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)(結(jié)構(gòu)環(huán)境圖ACD) 2.2 ACD描述說(shuō)明,3 子系統(tǒng)描述 3.1 子系統(tǒng)N的體系結(jié)構(gòu)圖定義 3.1.1 體系結(jié)構(gòu)流程圖AFD 3.1.2 系統(tǒng)模塊描述 3.1.3 性能問(wèn)題描述 3.1.4 設(shè)計(jì)約束 3.1.5 系統(tǒng)構(gòu)件分配 3.2 體系結(jié)構(gòu)字典 3.3 結(jié)構(gòu)互連圖及其描述 4 系統(tǒng)模型化和模擬結(jié)果 4.1 用于模擬的系統(tǒng)模型 4.2 模擬結(jié)果 4.3 特殊的性能問(wèn)題討論,3.5.1 系統(tǒng)定義文檔模板,5 項(xiàng)目問(wèn)題 5.1 項(xiàng)目開(kāi)發(fā)成