信息系统项目-信息系统集成专业技术知识讲义.ppt

1信息系统项目管理师辅导课程2北京理工大学计算机学院徐进23.信息系统集成专业技术知识3.1信息系统建设 3.1.1基本概念 3.1.2 软件工程方法和技术3.2软件过程模型3.3软件分析方法3.3.1结构化分析方法3.3.2 面向对象分析方法3.4软件设计方法3.4.1结构化设计 3.4.2面向对象设计33.1信息系统建设信息系统集成定义根据信息产业部1999年1047号文件计算机信息系统集成资质管理办法（试行）中定义,计算机信息系统集成是指从事计算机应用系统工程和网络系统工程的总体策划、设计、开发、实施、服务及保障。3.1.1基本概念4信息系统的特点以满足用户需求为根本出发点是综合的、高技术含量的系统工程最终交付物时完整系统，而不是产品系统包括技术、管理、商务活动，技术是核心，管理商务是保障5信息系统集成的分类信息系统集成包括两大类：设备系统集成也称“硬件系统集成”、“系统集成”，或简称“弱电系统集成”，区别于机电设备安装类的强点集成。应用系统集成（Application System Integration）应用系统集成也称“行业信息化解决方案集成”。指提供符合业务需求和管理需求的系统技术解决方案和运维方案。6设备集成包括：智能建筑系统集成（Intelligent Building System Integration），指搭建建筑主体内的智能化管理系统。如：综合布线技术、楼宇自控技术、网络互联技术、多媒体应用技术、安防技术等。计算机网络系统集成（Computer Network System Integration）指利用综合布线和计算机网络技术，将分散在不同地点的电脑设备及功能的集成。安防系统集成（Security System Integration）指搭建机构或组织内部的安全防范管理系统。如：门襟系统、楼宇对讲系统、防盗监控报警系统、停车管理系统、远程会议系统等。7信息系统集成技术信息系统技术与软件工程从信息系统集成的分类可以看出，信息系统集成所涉及的专业技术非常广泛，除了包括多种学科的专业技术之外，还包括管理学科的技术和方法。从信息系统集成的开发过程来看，主要涉及技术是软件工程和网络技术。83.1.2 软件工程方法和技术1基本概念2软件过程管理3软件需求分析概述4软件设计概述5软件测试6软件维护7软件质量保证及评价体系91基本概念软件工程的定义软件工程方法和技术是计算机学科的重要部分。按照IEEE93对软件工程定义：第一，软件工程是将系统的、严格约束的、可量化的方法应用于软件的开发、运行和维护，即将工程化应用于软件。第二，软件工程是在一中所述方法的研究。10软件工程定义中给出的4个要点软件工程的性质是系统的、严格约束的、可量化的方法软件工程作用的范围是用于软件的开发、运行和维护的全过程软件工程的目标是工程化应用于软件软件工程的趋势是软件工程方法的不断发展和研究11软件工程的内容包括：工程部分：包括软件项目的招标、投标、合同、实施、监督、验收、推广，等方面来研究，以经济管理科学的理论为依据，研究软件工程的规划策略和经济收益等工程问题。技术部分：软件项目的分析、设计、编码、测试、维护等技术方法。依据软件技术理论，以高效、健壮、可复用、可维护的软件为目标。研究软件体系结构、组成成分，以及构造方式，等。管理部分：软件项目开发的人员组织、过程控制、进度风险分析和质量保证体系等方面，以科学性、合理性、高效可行、及可测量性为目标，来研究工程项目管理。12软件开发生命周期（Systems Development Life Cycle）是软件的产生直到报废的存活期。与人类相同，任何软件都会经历同样的生命周期。13软件过程 软件过程(Software Procedure)是指软件生存周期所涉及的一系列相关过程。过程是活动的集合；活动中包括完成软件项目的各项任务的；每个任务都要运用软件开发方法和技术实施软件系统。活动的执行按照基本的规律，在一定的条件下，可以是顺序的、重复的、并行的、嵌套的等不同的形式，这些形式属于过程模型(本章过面论述)。142软件过程管理研究的热点主要包括：1）软件过程模型的分析和建立，包括：软件过程的合理性、可实施性，以及形式描述和可验证。2）软件过程管理的体系，包括：软件过程定义的概念、内容、策略、方法等，主要的软件过程管理体系：RUP（Rational Unified Process)统一过程PSP(Personal Software Process)个体软件过程3）软件过程改进和评估体系CMM（Capability Maturity Model for Software，SW-CMM）软件能力成熟度模型体系CMMI（Capability Maturity Model Integration）能力成熟度模型集成体系，CMMI/SPCA双模认证（软件能力成熟度与软件过程能力）评估体系。15RUP（Rational Unified Process)Rational公司提出的软件按开发过程模型。是一个面向对象软件工程的通用业务流程。RUP的目标：为确保在可预计的时间安排和预算内开发出满足最终用户需求的高品质的软件。RUP 过程模型：横轴是时间轴，分为反复迭代的四个阶段：初始阶段、细化阶段、构造阶段和发布阶段纵轴是工作流轴，包括六个核心工作流程和三个核心支撑工作流程16RUP 核心工作流包括：业务建模工作流需求工作流分析设计工作流实现工作流测试工作流发布工作流RUP 核心支撑工作流包括：环境工作流项目管理工作流配置与变更管理工作流17RUP的6项经验迭代式开发。允许在过程中，不断适应需求的变化，通过不断细化来加深对问题的理解。管理需求。提供如何提取系统功能和约束条件，并将其文档化。基于构件的体系结构。使系统成为可构造、可复用，系统应该尽量采用构件式结构。可视化建模。采用UML对软件系统建模，提供软件文档控制及管理能力。验证软件质量。软件质量评估是事先进行的并贯穿在整个过程所有活动中的必需任务，要统一组织和管理控制软件变更。给出了如何控制、跟踪及监控对系统过程中的修改工作，以确迭代过程进行。18PSP个体软件过程PSP(Personal Software Process)个体软件过程，是由美国Carnegie Mellon大学软件工程研究所开发的，是用于软件开发中，控制和管理个人工作方式的一种软件过程体系。PSP给出了个体软件过程的原则，并可应用到任何软件工程任务之中。PSP提供了度量和分析工具，帮助软件开发者做出准确的计划；确定为改善产品质量所采取的步骤；建立度量个体软件过程改善的基准；确定过程的改变对软件开发者能力的影响。19PSP过程体系框架1）个体度量过程PSP0中规定了建立个体过程基线，包括在计划、开发以及后置处理三个阶段中，制定开发时间、选定缺陷类型标准、度量缺陷限值、排除缺陷限值等。PSP0.1增加了编码标准、程序规模度量和过程改善建议三个关键过程域。2）个体规划过程PSP1是个体计划方法，用自己的历史数据预测程序的大小和需要的开发时间，并使用线性回归方法计算估计参数，确定置信区间以评价预测的可信程度。PSP1.1增加了对任务和进度的规划。203）个体质量管理过程PSP2是个体质量管理，建立程序缺陷的检测表，按照检测表进行设计复查和代码复查（也称“代码走查”），便于尽早发现软件缺陷，减小修复代价。PSP2.1给出设计过程和设计模板，介绍设计方法。4）个体循环过程PSP3PSP3是延伸个体过程达到大规模的生产过程的方法，采用螺旋式上升过程，即迭代增量式开发方式，分解大型系统的程序，对每个分解模块按照PSP2.1所描述的过程开发，并逐步集成完整软件产品。21软件过程改进和评估体系CMM（Capability Maturity Model for Software，SW-CMM，简称CMM）软件能力成熟度模型，是由美国Carnegie Mellon大学的软件工程研究所（简称SEI）受美国国防部委托，于1991年研究制定的。初始的目的是为了评价美国国防部的软件合同承包组织的能力，因为在软件企业应用进取得了较大的成功，所以在全世界范围内被广泛使用。CMM的核心 CMM的是这对软件开发全过程管理和控制，使其更加科学化、标准化。作为一种评价软件承包能力，并且，帮助其改善软件质量的方法。CMM的核心是软件开发过程的管理工程能力的提高与评估。22CMM的体系的主要内容：能力等级能力等级特点特点关键过程域关键过程域KPA第一级第一级 基本级基本级软软件件过过程程混混乱乱而而无无序序,几几乎乎没没有有过过程程定定义义,完完全全依依靠靠的的个个人人的的才才能能和和经经验验来来实实施系统施系统,反应式的管理方式。反应式的管理方式。第二级第二级 可重复级可重复级建建立立了了基基本本的的项项目目管管理理机机制制，对对项项目目进进度度和和费费用用有有必必要要的的跟跟踪踪,能能够够利利用用以以前类似的项目经验，重复开发过程。前类似的项目经验，重复开发过程。需需求求管管理理,项项目目计计划划,项项目目跟跟踪踪和和监监督督,软软件件子子合合同同管管理理,软软件件配配置置管管理理,软软件件质质量量保保障障第三级第三级 定义级定义级 制制定定了了软软件件工工程程化化标标准准化化和和文文档档标标准准化化,并在软件开发过程中得以实施。并在软件开发过程中得以实施。过过程程定定义义,过过程程焦焦点点,培培训训,集集成成管管理理,软软件件产产品品工工程程,组组间协调间协调,专家审评专家审评第四级第四级 管理级管理级收收集集软软件件过过程程和和产产品品质质量量的的详详细细度度量量,对对软软件件过过程程和和产产品品质质量量有有定定量量的的理理解解和控制。和控制。定定量量的的软软件件过过程程管管理理和和产产品质量管理品质量管理第五级第五级 优化级优化级软软件件过过程程的的量量化化反反馈馈和和新新的的思思想想和和技技术促进过程的不断改进。术促进过程的不断改进。缺缺陷陷预预防防,过过程程变变更更管管理理和和技术变更管理技术变更管理2323软件配置管理软件配置管理软件配置项（SCISoftwareConfigurationItem）：分类特性举例环境类软件开发或维护环境编辑器、编译器、文档工具等定义类需求分析与定义阶段得到的工作产品需求规格说明书、开发计划、设计和测试标准、验收计划设计类设计阶段得到的产品设计规格说明、程序规格说明、用户界面设计标准、用户手册编码类编码及单元测试后产品源代码、目标代码、单元测试数据及结果测试类系统测试后得到的产品系统测试数据、测试结果、操作手册、安装手册维护类进入维护后所得到的产品以上任何需要变更的配置项24CMM关键过程域和考核标准KPA是CMM实现每级目标的关键过程域(Key Process Area)KPA统一考核标准：确定目标：给出准确的目标，若满足了某个级别的所有KPA要求，则表明达到了该级别的能力。实施保证：必须采取的活动，包括制定企业范围的政策和高层管理的责任。实施能力：前提条件，包括资源保证、人员培训等。必须采取措施满足这些条件后，才有可能执行KPA的活动。执行活动：执行KPA的角色和步骤。包括计划、执行、及执行跟踪等。度量分析：对过程度量和度量分析，确定执行活动的状态，以及执行活动的有效性。实施验证：验证执行活动是否与所建立的过程一致。组织评审、审计及质量保证活动。25CMMI（Capability Maturity Model Integration）能力成熟度模型集成，是SEI在2000年发布的CMM的新版本。在CMM基础上，整合了Software CMM、Systems Eng-CMM、People CMM和Acquisition CMM，建立起除软件开发外，软件系统工程中诸多因素处理能力的标准和评价体系。CMMI主要内容 软件能力成熟度模型CMM 2.0草案、系统工程能力成熟度模型、软件采购能力成熟度模型、集成产品和过程开发等。CMMI的KPA增加至 25个，目标105个，关键实践485条。CMMI的基本目标解决大型软件项目过程改进难度增大问题可实施软件过程的并行化与多学科组合提高过程改进的效益26CMM评估评估机构及人员要求：必须由SEI授权的合作机构，由SEI授权的主任评估师进行评估。遵守SEI发布的评估需求和评估方法；若进行双模式SPCA（软件过程能力和软件能力成熟度）评估，必须得到信息产业部和国家认证认可委员会的批准，评估过程遵守国家发布的SPCA评估方法。申请评估企业的一般条件 要求企业的项目或产品活动应能覆盖所申请CMM/CMMI等级的要求；SPCA评估，要求企业成立5年以上，软件开发人员20人以上，评估项目和人员覆盖率达到70以上27实施CMM到评估的基本流程：CMM/CMMI培训成立软件过程组织、软件质量保证组织建立和完善过程管理体系试点实施推广并制度化参加预评估参加、准备最终评估持续改进283软件需求分析概述软件需求分析是软件生命周期中必不可少的重要的部分，是软件开发成败的关键，占整个工程一半以上的工作量。需求分析 用经过证实的有效原理、方法，通过合适的工具和记号，系统地描述待开发产品或系统的行为特征及相关约束。需求分析过程 包括：需求获取、建立需求模型、编写软件需求规格说明（Software Requirement Specification，SRS）及一致性验证。需求分析的内容 包括：功能性需求、非功能性需求29软件的非功能性需求过程需求：交付需求、实现方法需求、标准需求等产品需求：可用性、性能需求、可靠性需求、可移植性需求、可重用性需求、安全性需求等外部需求：法规需求、费用需求、互操作性需求等需求模型 模型是描述现实问题的一种手段，它能抽象和简化地反映实际产品或系统的外部特征和本质。不同的方法学有不同的模型表示。因此，它是软件工程方法学研究的主要内容之一。（本章后面论述）30Kruchten在1995年提出了4+1试图模型，从五个不同的侧面来表达系统。逻辑视图开发视图进程视图物理视图场景最终用户功能需求编程人员软件元素管理系统运行特性、非功能性需求系统实施的拓扑、系统安装逻辑视图和开发视图属于静态结构表达进程视图和物理视图是从系统的动态结构老表达的。314软件设计概述软件设计，在软件生命周期中处于技术核心的位置，将完成软件系统实现意义的工程表示。软件设计阶段任务：数据设计，用数据结构组织处理数据元素之间的逻辑关系体系结构设计，定义软件的主要结构、构造元素、及之间的关系、限制和约束接口设计，描述软件内部、软件和协作系统之间的通信，数据流或控制流构件逻辑设计，对软件结构的构造元素，进行软件算法过程的描述，为编码提供依据32软件设计的方法和技术软件设计方法是软件工程中，软件技术的汇集焦点。它汇集了操作系统、数据库技术、网络技术、软件体系结构，以及算法设计、界面设计等，几乎涵盖了计算机学科的所有技术和方法。不同的方法学对应不同的设计方法和技术，例如：结构化设计方法和面向对象的设计方法。（本章后面分别论述）335软件测试软件测试的目标为了发现软件中的错误，努力产生好的测试案例软件测试的评价能成功发现软件错误的测试才是好的测试能揭示软件错误的案例才是好的案例软件测试的基本原则测试应符合软件的功能及性能需求测试要有计划地进行测试应该从小规模开始，逐步到大规模的测试测试不可能穷举，只能尽量充分覆盖测试应该由软件开发人员和独立测试组共同完成34软件测试的三个阶段单元测试阶段，验证程序控制结构的分支，尽量覆盖所有可能的错误集成测试阶段，在单元测试的基础上验证程序以及测试程序构造问题高阶测试，也叫做“确认性测试”，是对已经通过集成测试并可运行的程序进行的测试确认性测试集成测试单元测试编码设计需求分析验证需求分析验证设计验证编码可行性分析系统维护测试v模型35软件测试的策略软件测试的不同阶段对应不同测试策略单元测试策略，包括：程序中常见错误的测试、单元测试规程，等策略集成测试策略，包括：自顶向下的测试、自底向上的测试、回归测试、烟雾测试，等策略高阶测试策略，包括：测试、测试、恢复测试、安全测试、应力测试、性能测试等策略36软件测试技术黑盒测试技术，为证实软件运行功能，通过功能的操作执行发现和寻找错误白盒测试技术，为证实软件内部的执行规约，在程序内部发现和寻找错误软件测试方法和工具结构化测试方法和工具，是针对结构化程序语言程序的测试方法，以及结构化程序设计语言环境的软件测试工具。面向对象测试方法，针对面向对象程序语言程序的测试方法，以及面向对象程序设计语言环境的软件测试工具。376软件维护基本概念软件维护是指对已经提交用户使用的软件系统或软件产品的修改是软件生命周期中必然经历的阶段任何软件系统或产品存都存在缺陷，这是软件基本性质决定的：软件是人工过程为主的知识密集型产品，软件开发者对解决问题的理解总是有误差的与软件操作相关的环境和需求是会变化的软件解决的现实问题本身是存在不确定性因素的软件开发的方法和技术本身是存在局限性的38软件维护的基本类型改正性维护：交付使用的软件暴露的错误隐患适应性维护：更新业务以及硬件系统或软件环境升级完善性维护：原有功能或性能在使用中发现短缺预防性维护：系统未来的扩充、维护、移植改正性维护20%适应性维护25%完善性维护50%其它4种维护的比例：39软件维护的任务及过程设置专门的维护确认审批机构，减少由于随意修改造成的系统结构混乱建立合理的维护管理流程及严格的维护文档，包括：申请、审批、问题报告、维护计划、实施结果进行维护活动的评审，对维护所带来的成本开销给出定量的分析407软件质量保证及评价体系软件质量定义按国际标准ISO/8042-1994对软件质量定义：能满足明确需求的软件实体，所具有能力的特性总合。按照国家GB/T 11457-2006软件工程术语中定义软件质量为：软件产品中能满足给定需要的性质和特性的总体软件具有所期望的各种属性的组合程度顾客和用户觉得软件满足其综合期望的程度确定软件在使用中将满足顾客预期要求的程度41软件质量模型质量模型是质量特性结构的表达，业界认同的软件质量模型有几种：Bohm质量模型，1976年由Bohm等提出软件质量分层模型McCall质量模型，1979年由McCall等人提出的软件质量模型ISOIEC9126-1：2001，给出的软件质量模型42软件质量可移植性可用性可维护性可靠性效率人类工程可测性可理解性可修改性设备独立性自包含性正确性完备性健壮性一致性可计测性设备效率可存取性通信性自描述性结构化性简单清晰性可扩充性Bohm质量模型43产品修正产品转移产品运行可维护性可测试性灵活性互联性可移植性复用性正确性可靠性易用性效率完整性McCall质量模型44外部质量和内部质量功能性易用性可靠性效率可维护性可移植性使用质量生产性有效性安全性满意度ISOIEC9126-1：2001质量模型45软件质量保证体系ISO9001是适用于所有工程质量保证标准。ISO9000-3是在软件过程中质量保证体系使用的子集。标准中给出的软件质量保证体系。主要内容包括：管理职责、质量体系、合同评审、设计控制、文件和资料控制、采购、顾客提供产品的控制、产品标识和可追溯性、过程控制、检验和试验、检验/测量和试验设备的控制、检验和试验状态、不合格品的控制、纠正和预防措施、搬运/贮存/包装/防护和交付、质量记录的控制、内部质量审核、培训、服务、统计系统等20多项。46软件评审软件评审是软件质量保证的重要措施根据GB/T 12504-1990计算机软件质量保证计划规范软件评审包括：1）软件需求评审，产品对应需求的适合性，在软件需求分析结束后进行。2）概要设计评审，软件设计的总体结构、外部接口、部件分配、数据结构以及各主要部件之间的接口等方面的适合性，在软件概要设计结束后进行。3）详细设计评审，评价软件设计的每一个基本部件的功能、算法和过程描述各方面的适合性，在软件详细设计结束后进行。474）软件验证和确认评审，评价软件验证与确认计划中使用方法的适合性与完整性，在软件验证与确认计划完成后进行。5）功能检查，验证所开发软件满足需求的情况，在软件提交前对软件进行。6）物理检查，验证程序和文档的一致性并是否做好了交付准备，在软件验收前进行。7）综合检查，验证代码和设计文档的一致性、接口规格说明的一致性、设计实现和功能需求的一致性、功能需求和测试描述的一致性。在软件验收时，用户或用户委托专家，进行抽样的方式检查。8）管理评审，计划执行情况定期管理评审，必须由独立评审机构或授权的第三方主持进行。48软件的检查和走查方式软件检查，是针对软件产品的某一局部，目标是检测和发现软件产品的异常情况记录下来并提交软件走查，是对软件产品发现异常或缺陷并改进的过程，可以在同事之间相互进行，评价产品实现的运行效果，发现问题，改进方案。49软件质量评价ISO/IEC1458给出了软件质量评价标准，主要内容包括：软件评价的管理：测试计划的编制指南评价过程控制开发人员的评价过程顾客的评价过程评价者的评价过程合同协议评价模块评价50开发人员的评价过程，包括：软件质量指示器,评价过程的要求；对组织的要求(数据收集的反馈方式和途径)；项目的要求(如确定质量要求、确定内部和外部质量度量等)；以及对质量分析、策划、质量控制和质量评价的要求。顾客的评价过程，评价的目标包括：用户的文件、课程和培训；用于产品开发的软件工程过程；产品历史运作情况；可执行软件产品本身(如通过黑盒测试或原型评价)。评价者的评价过程，定义了供方自己的质量控制部门或第三方机构对软件产品质量的评价过程。软件产品的购买者或使用者，也可以独立进行评价。51评价供方、需方和评价者的相互关系、职责,以及相互达成合同协议的性质。评价模块，包括6项内容：模块的范围，模块引用文件,模块的定义，模块所使用文件、收集的数据和计算的度量值，解释测量结果的信息，应用程序要求的资源(如硬件、软件、人员的技能和资格及工作量)。52评价的五项活动：评价需求的分析评价规范制定评价的设计(包括评价计划)评价实施评价结果记录533.2开发过程模型经典过程模型经典过程模型传统软件开发模型传统软件开发模型演化模型演化模型面向对象开发模型面向对象开发模型形式化方法模型形式化方法模型 (智能模型智能模型)增量模型增量模型螺旋模型螺旋模型喷泉模型喷泉模型构件集成模型构件集成模型瀑布模型瀑布模型快速原型模型快速原型模型转换模型转换模型净室模型净室模型54要点：要点：系统工程方法学系统工程方法学基于软件过程基于软件过程 系统过程贯穿于开发生命周期系统过程贯穿于开发生命周期 不同的过程，对应不同的系统开发活动不同的过程，对应不同的系统开发活动555555瀑布模型瀑布模型需求分析软件设计编码测试维护模型要点：模型要点：阶段的顺序性阶段的顺序性 推迟实现的观点推迟实现的观点 严格严格文档是保证质量的手段文档是保证质量的手段带来的问题：带来的问题：过程基本不可迭代过程基本不可迭代 需求在开始的不确定性需求在开始的不确定性 错误到最后才能发现错误到最后才能发现 开发进程呈现塞阻状态开发进程呈现塞阻状态可行性研究问题定义56原型模型原型模型 带来的问题：带来的问题：系统分析组织仓促系统分析组织仓促用户不宜理解进度用户不宜理解进度先入为主而系统设计，可能不是最佳设计先入为主而系统设计，可能不是最佳设计听取用户意见建造修改原型测试运行原型原型过程示意：575757增量模型增量模型 分析设计编码测试分析设计编码测试分析设计编码测试分析设计编码测试增量2增量3增量4增量1第1个增量的发布第2个增量的发布第3个增量的发布第4增量的发布模型要点：模型要点：瀑布和原型模型相结合瀑布和原型模型相结合强调版本升级强调版本升级每版本开发遵循顺序过程每版本开发遵循顺序过程 585858风险分析累计费用制定阶段 计划评审约定模型螺旋模型螺旋模型 模型要点：模型要点：统一了瀑布模型与原型模型统一了瀑布模型与原型模型 与增量模型相似，更强调风险分析与增量模型相似，更强调风险分析风险分析风险分析风险分析原型1原型2原型3运行原型软件需求需求有效性产品设计设计有效性验证操作概念需求阶段计划开发计划确定目标选择方案设定条件运行验收测试集成测试详细设计单元测试编码系统集成测试计划评估方案明确风险排除风险开发验证595959喷泉模型喷泉模型 演化维护确认实现设计分析模型要点：模型要点：体现认识事物的循环迭代性体现认识事物的循环迭代性强调开发活动之间的无间隙性强调开发活动之间的无间隙性 无明显的活动阶段划分无明显的活动阶段划分适用于面向对象的开发过程适用于面向对象的开发过程60构件集成模型构件集成模型 构件库问题域识别构件查找构件生成构件组装系统查到构件未查到构件模型要点：模型要点：基于面向对象的构件方法基于面向对象的构件方法 立足于软件复用性立足于软件复用性 形成统一开发过程形成统一开发过程RUPRUP 采用统一建模语言采用统一建模语言616161需求明确或有先例的项目需求明确或有先例的项目 瀑布模型瀑布模型需求不明确或与客户难以沟通的项目需求不明确或与客户难以沟通的项目 原型模型原型模型规模大且时间紧的项目规模大且时间紧的项目 增量模型增量模型带有突破性技术的项目带有突破性技术的项目 螺旋模型螺旋模型采用面向对象方法开发的项目采用面向对象方法开发的项目 喷泉模型喷泉模型明显复用潜力的项目明显复用潜力的项目 构件模型构件模型 项目情况项目情况适用模型适用模型项目适应模型的一般规律项目适应模型的一般规律623.3系统分析方法返回目录系统分析的基本概念系统分析的基本概念“系统分析”也叫“需求分析”或“问题定义”系统分析是在可行性分析阶段之后的一个重要的阶段 系统分析阶段，定义系统的功能、数据、行为的规约，及与其他系统的接口约束。63 建立分析模型建立分析模型 在当前物理模型的基础上，建立分析模型在当前物理模型的基础上，建立分析模型 完成完成“软件需求规格说明软件需求规格说明”（Software Requirement Specification，SRS）在在SRSSRS中，定义软件的功能，信息，表示软件的中，定义软件的功能，信息，表示软件的行为行为 需求验证需求验证 与用户达成共识，编写测试计划和测试案例与用户达成共识，编写测试计划和测试案例需求分析需求分析的任务和步骤的任务和步骤64行业知识学习访问用户考察现场定制调研计划组织调研整理调研问题陈述建立当前系统物理模型建立未来系统逻辑模型多次反复的过程编制需求规格说明开发系统原型系统分析步骤示意65需求规格说明需求规格说明:(主要内容)1.引言 1.1编写目的 1.2项目背景 1.3定义 1.4参考资料2.任务概述 2.1目标 2.2运行环境 2.3条件与限制3.数据描述 3.1数据字典(或数据库描述)3.2数据采集4.功能需求 4.1功能划分 4.2功能描述5.性能描述 5.1数据精确度 5.2时间特性 5.3适应性6.运行需求 6.1用户界面 6.2硬件接口 6.3软件接口 6.4故障处理7.其它需求需求分析阶段的产品需求分析阶段的产品663.3.13.3.1 结构化分析方法结构化分析方法（Structured Analysis)Structured Analysis)SASA是面向数据流的分析方法，在是面向数据流的分析方法，在2020世纪世纪9090年年代被广泛应用。代被广泛应用。SASA方法适合于开发数据处理类型的软件，是方法适合于开发数据处理类型的软件，是需求分析阶段的描述工具。需求分析阶段的描述工具。SASA方法的主要思想是：以数据的输入输出流方法的主要思想是：以数据的输入输出流向，确认其加工（或处理），从粗到细，逐向，确认其加工（或处理），从粗到细，逐层分解。层分解。67数据流图数据流图(Data Flow Diagram DFD)(Data Flow Diagram DFD)外部实体外部实体外部实体外部实体变换1变换3变换2变换4数据存储输入数据中间数据中间数据中间数据输入数据输出数据输出数据输入输出变换加工说明：输入：输出：加工：结构化分析方法和工具结构化分析方法和工具68数据流结构化数据流结构化Ff1f41f43f45f42f46f3f2f4f5f6f7ABABXXYYZZ69名称：别名：何处使用/如何使用：内容描述：补充信息：数据字典数据字典作用：描述各个数据项约束作用：描述各个数据项约束数据字典内容和形式：数据字典内容和形式：70系统分析建模示例系统分析建模示例家庭安全系统问题陈述：家庭安全系统问题陈述：系统由房主在安装时配置，通过系统控制窗口和键盘系统由房主在安装时配置，通过系统控制窗口和键盘功能与房主交互进行。系统可以监控所有连接的传感器。功能与房主交互进行。系统可以监控所有连接的传感器。在安装过程中，每个传感器可以设置编号和类型，系在安装过程中，每个传感器可以设置编号和类型，系统的启动和关闭必须有主人密码控制；传感器事件发生时，统的启动和关闭必须有主人密码控制；传感器事件发生时，软件激活系统上的警报器，在设定的时间延时后，软件自软件激活系统上的警报器，在设定的时间延时后，软件自动拨打设定的电话号码，并提供位置信息和事件性质，电动拨打设定的电话号码，并提供位置信息和事件性质，电话号码将每隔话号码将每隔2020秒重拨一次，直至电话接通。秒重拨一次，直至电话接通。系统运行时，系统控制窗口显示提示信息和系统状态。系统运行时，系统控制窗口显示提示信息和系统状态。通过键盘可以控制系统运行。通过键盘可以控制系统运行。71例：家庭安全系统控制面板例：家庭安全系统控制面板 SAFEHOME01报警检查火情离开驻留紧急旁路准备未就绪装备 电源 关闭 离开 驻留 最大 测试 旁路 立即 编码 警声 准备就绪 123456789*0#72从问题陈述，分析从问题陈述，分析SafeHome系统顶层系统顶层DFD控制面板控制面板 传感器传感器SafeHome系统系统控制面板控制面板 显示显示 警告警告电话线电话线用户命令用户命令 和数据和数据传感器传感器 状态状态显示信息显示信息警告类型警告类型电话号电话号73SafeHome 第一层第一层DFD控制面板控制面板传感器传感器处理处理用户用户输入输入控制面板控制面板 显示显示 警告警告电话线电话线用户命令用户命令 和数据和数据传感器传感器 状态状态显示信息显示信息警告类型警告类型电话号信号电话号信号配置配置系统系统监控监控传感传感器器处理处理口令口令激活激活或失或失效效系统系统显示显示信息信息和和状态状态传感器信息传感器信息配置信息配置信息正确的正确的ID信息信息配置数据配置数据配置数据配置数据配置请求配置请求启动停止启动停止口令口令激活激活/失效信息失效信息74 监控传感器的精化监控传感器的精化DFD评定评定输出输出配置信息配置信息显示显示格式格式化化产生产生警告警告信号信号读读传感传感器器拨打拨打电话电话传感器状态传感器状态传感器传感器ID类型类型,位置位置传感器信息传感器信息警告类型警告类型警告数据警告数据电话号电话号配置数据配置数据电话号信号电话号信号传感器传感器ID类型类型,位置位置75 从从60年代出现年代出现 Simula 60语言以来，形成了体现语言以来，形成了体现类和对象两个基本概念的程序设计语言；类和对象两个基本概念的程序设计语言；70年代年代诞生的诞生的Smalltalk语言，真正确立了面向对象程序语言，真正确立了面向对象程序设计语言的地位。设计语言的地位。80年代面向对象的分析和设计年代面向对象的分析和设计方法才正式出现。方法才正式出现。面向对象分析和设计方法的起源面向对象分析和设计方法的起源 伴随着软件界对于结构化方法引起的越来越多伴随着软件界对于结构化方法引起的越来越多的争议，以及面向对象程序设计越发广泛的应用的争议，以及面向对象程序设计越发广泛的应用和成熟，产生了面向对象分析和设计方法。和成熟，产生了面向对象分析和设计方法。3.3.23.3.2 面向对象分析方法面向对象分析方法76面向对象方法的基本概念和原则面向对象方法的基本概念和原则(1)(1)思想方法思想方法从现实世界中客观存在的从现实世界中客观存在的事物事物出发，以问题域出发，以问题域中的中的事物事物为中心，建立和表达系统。为中心，建立和表达系统。将事物的将事物的特征特征和和系统责任系统责任抽象表示为系统的抽象表示为系统的对对象象，作为系统的基本，作为系统的基本构成单位构成单位。(2)4(2)4个基本概念个基本概念类和对象类和对象消息和封装消息和封装继承继承多态和动态绑定多态和动态绑定77类和对象类和对象在在外外部部世世界界中中，相相同同属属性性和和操操作作的的对对象象属属于于一一个个类，对象是类的一个实例；类，对象是类的一个实例；在在机机器器空空间间中中，类类是是一一个个可可复复用用的的模模板板，而而对对象象是复用出来的独立可执行程序块；是复用出来的独立可执行程序块；数数据据抽抽象象是是在在数数据据对对象象上上定定义义相相关关的的属属性性和和必必要要的的操操作作；过过程程抽抽象象是是定定义义某某功功能能到到责责任任实实体体；而而这这一一实实体体要要有有必必要要的的属属性性和和执执行行这这一一功功能能的的一一些些列操作；列操作；对象包括对象包括实体对象实体对象和和无形对象无形对象；78封装和消息封装和消息隐隐藏藏类类的的内内部部属属性性和和操操作作的的执执行行，只只留留下下外外部部可可见见的的操操作作界界面面。避避免免外外界界错错误误地对内部进行修改，造成不良影响；地对内部进行修改，造成不良影响；对对象象只只通通过过消消息息来来请请求求其其他他的的对对象象执执行行自自身身的的操操作作；消消息息必必须须直直接接发发给给指指定定的的对对象象，消消息息中中包包括括请请求求执执行行操操作作的的必必要要信息；信息；接接收收消消息息的的对对象象是是消消息息的的执执行行者者，在在执执时也可以向其他对象发出时也可以向其他对象发出请求请求。79类和子类类和子类类可以有子类，子类继承父类，形成类类可以有子类，子类继承父类，形成类的层次结构；的层次结构；继承的概念与现实意义相同，子类继承继承的概念与现实意义相同，子类继承父类的全部属性和操作，并允许有自己父类的全部属性和操作，并允许有自己的属性和操作；的属性和操作；继承可以有多重继承；继承可以有多重继承；继承有传递性；继承有传递性；继承的重要作用在于源代码的复用。继承的重要作用在于源代码的复用。80学生学生姓名姓名年龄年龄研究生研究生导师导师研究方向研究方向本科生本科生班级班级专业专业继承：继承：81继承层次：继承层次：运输工具运输工具轮船轮船车辆车辆飞机飞机卡车卡车轿车轿车82人员人员姓名姓名年龄年龄研究生研究生导师导师研究方向研究方向职工职工部门部门职务职务在职研究生在职研究生多继承：多继承：83多态性多态性在继承关系的类层次结构中，定义同名操作，在继承关系的类层次结构中，定义同名操作，形成同一操作的多种形态，按同一个消息响形成同一操作的多种形态，按同一个消息响应不同的行为。即应不同的行为。即“多态性多态性”。多态性更强地体现了信息隐蔽的原则，实现多态性更强地体现了信息隐蔽的原则，实现接口的独立封装。接口的独立封装。多态性的实现机制：多态性的实现机制：静态联编静态联编编译直接确定连接的软件成分编译直接确定连接的软件成分 动态联编动态联编编译不确定连接的软件成分，执编译不确定连接的软件成分，执行时根据定义的实体再确定需要的连接的软行时根据定义的实体再确定需要的连接的软件成分件成分 84动态联编：动态联编：静态联编：静态联编：图形图形坐标坐标移动（）移动（）点点移动（）移动（）矩形矩形长长宽宽移动（）移动（）圆圆半径半径移动（）移动（）多态性：多态性：图形图形字符型坐标字符型坐标数字型坐标数字型坐标移动（）移动（）移动（）移动（）Virtue可使用统一图形移动接口，采用移动（）的动态联编可使用统一图形移动接口，采用移动（）的动态联编85面向对象方法的优势面向对象方法的优势以更接近人类认识世界的思维的方式来建立问以更接近人类认识世界的思维的方式来