软件工程实验内容.docx

1、软件工程实验内容传统软件工程实验内容项目- 1软件项目计划本项目学习目标本项目是传统软件工程的计划阶段。通过本项目的学习，使学生理解系统所要解决的问题并给出系统定义，掌握可行性研究的内容和步骤，在掌握系统流程图建立技术的基础上画出系统流程图，在经济可行性分析的基础上培养学生掌握成本/效益分析的能力。阅读本项目后，应具备如下能力： 弄清系统所要解决的问题并给出系统定义 认识到可行性研究的必要性 能准确阐述可行性研究的内容 熟练掌握可行性研究的步骤 掌握系统流程图建立的技术并能画出系统流程图 熟练掌握成本/效益分析的能力本项目学习要点 系统目标与范围的说明 可行性研究的内容与步骤 成本效益分析撰写

2、可行性研究报告任务1 问题定义需解决的主要问题 你知道软件开发第一个阶段最主要的任务是什么吗？那就是要弄清用户需要计算机解决问题的根本所在，以及项目所需的资源和经费。你知道具体这阶段完成后要生成一个什么样的文档及怎么书写这个文档吗？完成本任务后你自然就知道了。任务目标 学生能独立撰写系统目标与范围的说明书。完成任务的途径 通过一个教材购销系统的简单实例，来说明如何给出系统的需求陈述，并通过这一实例的系统目标与范围的说明书来阐述这一文档的书写方法。问题定义(Problem Definition)是计划时期的第一个阶段。其目的是弄清用户需要计算机解决的问题根本所在，以及项目所需的资源和经费。该阶段

3、的主要任务是在向用户调查的基础上，编写一个叫做“系统目标与范围的说明”(Statement of Scope and Objectives)的文档。这个说明经用户同意后，就可作为下一步工作 可行性研究的依据。上述说明书中的第2、3两项是密切相关的，只有清楚地了解当前工作中存在的问题，才能深刻理解用户对新系统的目标。多数用户因受到计算机知识的限制，难于准确和恰如其分地提出新系统的目标。为了弥补这一不足，分析员除要认真听取用户代表的介绍外，还应通过阅读资料、现场观察、甚至亲自参加操作等方法，尽快弄清要解决问题的领域和环境，避免因一知半解，把次要和表面的问题误作为用户要解决的根本问题。项目范围应指出

4、解决这一项目所需的投资范围。在问题定义阶段，对投资的估计当然是粗略的，但至少能使用户心中有数。在可行性研究阶段，对项目的目标与范围还允许修改。说明书应由用户和分析员共同审查，并对含糊不清及分析员理解错误的地方逐项进行修改。如果用户和分析员一致同意说明书的内容，且同意把工作继续下去，就可以转入下一个阶段 可行性研究了。任务2 可行性研究你知道一个项目是不是值得开发应该从哪些方面进行研究吗？要想进行这些可行性研究就得先研究当前系统的工作流程，你知道要建立什么模型吗？要从经济上可行就得进行成本效益分析，那么如何进行分析呢？可行性研究的步骤是什么呢？要想知道这些就必须得完成此任务。需解决的主要问题 可

5、行性研究的重要意义 系统流程图 成本效率分析 可行性研究的内容与方法 可行性研究的步骤及相关技术任务目标 熟知可行性研究的重要性。完成任务的途径 通过身边的例子来说明软件开发可行性研究的重要性，同时提出可行性研究有经济可行性、组织上的可行性、社会可行性、法律可行性及进度计划的可行性等研究。活动1 可行性研究的重要性可行性研究是抽象和简化了的系统分析和设计的全过程，它的目标是用最小代价尽快确定问题是否能够解决，以避免盲目投资带来的巨大浪费。无论做任何一件事情都要进行可行性研究，如是没有研究可行性就盲目地去做，那么事情成功的可能性就难以预料。例如，对于孩子的培养问题，家长不能擅自给孩子定方向，如让

6、孩子唱歌，可孩子不具备这个天赋，即使下再大的功夫最终也还是以失败而告终，这是技术可行性不充分；有的人认为做买卖能赚钱，拿着自己家仅有的生活费去做买卖，可到头来血本未归，这也说明了技术上是不可行的。有人想发财，认为贩毒能赚钱，结果蹲进了监狱做了牢，这在法律上是不可行的；有人认为某个项目能赚钱，就是缺少资金支持，结果虽说有能力、有技术赚到钱，但没有钱也做不成，这在经济上是不可行的。社会上出现了许多不合理或是不和谐的事情，如果制定一条法律，对于违反法律的人要给予严惩，但这可能会造成运行上的不可行。对于一个软件也是如此，如要开发一个软件也一定要研究其经济上的可行性，软件开发需要多少投资，多长时间能收回

7、成本，最后能取得多少经济效益，是我们在开发这个软件前必须要考虑的问题。此外还要研究技术上的可行性、组织上的可行性、社会可行性、法律可行性及进度计划的可行性等。活动2 系统流程图活动内容v 系统流程图的概念v 系统流程图使用的图形符号v 系统流程图的作用v 系统流程图的正确画法举例活动目标v 学生能正确地画出系统流程图1. 系统流程图的概念系统流程图是用来描述系统物理模型的一种传统工具。在进行可行性研究时需要了解和分析现有的系统，并以概括的形式表达对现有系统的认识。系统流程图的基本思想是用图形符号以黑盒子形式描绘系统里面的每个部件(程序，文件，数据库，表格，人工过程等)，表达的是部件的信息流程。

8、2. 系统流程图的作用系统流程图的作用可以概括如下：（1）建立系统流程图的过程是系统分析员全面了解系统业务处理概况的过程，它是系统分析员作进一步分析的依据。（2）系统流程图是系统分析员、管理人员、业务操作人员相互交流的工具。（3）系统分析员可直接在系统流程图上模拟出可以实现计算机处理的部分。（4）可利用系统流程图来分析业务流程的合理性。 活动小结主要阐述了系统流程图的概念，系统流程图在软件开发中的位置及重要作用，它所使用的图形符号，它是建立当前系统物理模型的主要工具，在传统的软件开发方法中，通过当前系统的系统流程图可以导出软件需求分析的数据流图，从而建立主要的分析模型。活动3成本效益分析活动内

9、容v 在可行性分析过程中，最为重要的是经济可行性，而经济可行性的研究中最为重要的是进行成本效益分析，本活动就是为解决此问题展开的。活动目标v 学生能够对一个要开发的软件进行成本估计，再进行收益的分析，最后给出成本效益分析。v 学生能独立完成软件成本估计、投资回收期的计算、投资回收率的计算及纯收入的计算。完成活动的途径首先提出系统成本的估计方法，说明系统成本包括有形成本和无形成本两部分，然后进行软件开发成本的估计，接下来进行效益分析，最后给出投资回收期、投资回收率及纯收入的计算。1. 系统成本 通过估计新系统所需的成本和可能产生的效益，便可从经济上衡量这个项目的开发价值。这一分析在可行性研究中占

10、有重要的地位。系统成本包括开发成本，同时也包括运行维护成本。后者包括使用中的物资消耗，占用的操作和维护人员数量，以及围绕这一项目的人员训练等费用。在计划时期，对成本的计算只能是估计值。估算的方法在本活动中给出。2. 软件成本估计为了使开发项目能够在规定时间内完成且不超过预算，成本估计和管理是关键。成本估计是软件费用管理的核心，也是软件工程管理中最困难、最易出错的问题之一。1974年，wolverton把成本估计方法分为5种，在Boehm在他的著作中，进一步把它们分为7种。本书把主要的成本估计方法归并为“自顶向下估计”、“自底向上估计”和“算法模型(algorithmic model)估计”三类

11、，下文将依次介绍前两种方法并举例加以说明，对于第三种方法将在项目10中介绍。 成本估计使用的方法R.W.WolvertonB.W.Boehm自顶向下成本估计自底向上成本估计相似与差异估计法比率估计法标准值估计法自顶向下成本估计自底向上成本估计类别估计专家判断算法模型估计Parkinson法削价取胜法（1）自顶向下成本估计这类方法着眼于软件的整体。首先估算出总的开发成本，然后在项目内部进行成本分配。因这类估计通常仅由少数上层(技术与管理)人员参加，所以属于“专家判断”的性质。这些专家依靠从前的经验，把将要开发的软件与过去开发过的软件进行“类比”，借以估计新的开发所需要的工作量和成本。自顶向下估计

12、的缺点是，对开发中某些局部的问题或特殊困难容易低估，甚至没有考虑到。如果所开发的软件缺乏可以借鉴的经验，在估计时就可能出现较大的误差。当参加估计的专家人数较多时，可采用特尔斐(Delphi)法来汇集他们的意见。特尔斐法的传统作法是：把系统定义文件或规格说明发给各位专家，各自单独进行成本估计，填入成本估计表。然后由协调人综合专家意见，将摘要通知大家，并开始新的一轮估计。这种估计要反复多次，直到专家们的意见接近一致为止。特尔斐法的指导思想是：用各自填表代替相互讨论。这样既避免了对立意见的直接交锋，又可保持各专家独立发表意见；对个别专家与众不同的估计，协调人应单独与之讨论，并请他说明理由。也有人主张

13、，对于重大的分歧，必要时可召集专家们开会讨论，但不要公开对立双方的姓名。（2）自底向上成本估计与自顶向下估计相反，自底向上估计不是从整体开始，而是从一个个任务单元开始，其具体作法是，先将开发任务分解为许多子任务，子任务又分成子子任务，直到每一任务单元的内容都足够明确为止。然后把各个任务单元的成本估计出来，汇合成项目的总成本。由于各任务单元的成本可交给该任务的开发人员去估计，得出的结果通常比较实际。这种方法也有缺点。由于具体工作人员往往只注意到自己范围内的工作，对综合测试、质量管理和项目管理等涉及全局的花费可能估计不足，甚至完全忽视。因此，就会有可能使成本估计偏低。（3）算法模型估计算法模型就是

14、资源模型，是成本估计的又一有效工具。由于任何资源模型都是根据历史数据导出的，所以比较客观，计算结果的重复性也好，即不论什么时候使用模型，都能得出同样的结果。算法模型估计的关键是要选好适用的模型。模型估计法常与自顶向下估计或自底向上估计结合使用。这部分内容将在项目10中讨论。3. 货币的时间价值计算分析员在进行成本效益分析的时候必须认识到，投资是现在进行的，效益是将来获得的。因此，不能简单地比较成本和效益，应该考虑货币的时间价值。通常用利率的形式表示货币的时间价值。假设年利率为，如果存入银行P元，则n年后可以得到的钱数为：这也就是P元钱在n年后的价值。反之，如果n年后能收入F元钱，那么这些钱的现

15、在价值是：4.投资回收期与投资回收率的计算投资回收期是衡量一个开发工程价值的经济指标。投资回收期就是积累的经济效益等于最初的投资所需要的时间。投资回收期越短，就能越快获得利润。因此，这项工程也就越值得投资。5.纯收入的计算工程的纯收入是衡量工程价值的另一项经济指标。纯收入就是在整个生存周期之内系统的累计经济效益(折合成现在值)与投资之差。活动4 可行性研究的内容活动内容：v 主要讲述软件开发的投资必要性、技术可行性、组织可行性、经济可行性、社会可行性、开发方案的可行性和法律上的可行性活动目标：v 通过调研对于一个软件是否可以开发进行可行性研究，最后要给出开发与否的判定。软件投资项目可行性研究的

16、内容及侧重点因与所应用领域差异很大，但一般应包括以下内容： 1投资必要性。主要根据市场调查及预测的结果，以及有关的产业政策等因素，论证软件投资的必要性。在投资必要性的论证上，一是要做好投资环境的分析，对构成投资环境的各种要素进行全面的分析论证，二是要做好市场研究，包括市场供求预测，竞争力分析、价格分析及营销策略论证。 2技术可行性。主要从软件实施的技术角度合理设计技术方案，并进行比较和评价。技术可行性分析包括以下几项。）风险分析：在给出的限制范围内，能否设计出系统，并实现必要的功能和性能。此外还要对项目的市场风险、财务风险、组织风险、法律风险、经济及社会风险等风险因素进行评价，制定回避风险的对

17、策，为项目全过程的风险管理提供依据。）资源分析：研究开发系统的人员是否存在问题，可用于建立系统的其他资源，如硬件、软件等是否具备。）技术分析：相关技术的发展是否支持这个系统。 3组织可行性。制定合理的软件实施进度计划、设计合理的组织机构、选择经验丰富的管理人员、建立良好的协作关系、制定合适的培训计划等，保证项目顺利完成。 4经济可行性。经济可行性有两种测试：（）收益预期值是否大于项目的开发成本？（2）在开发期间是否有足够的现金流量对项目投资？尽管软件项目已经得到初步的批准，最后的批准还通常需要一个全面的开发成本和预期财务收益的分析。一个新系统或通过节省成本、或是增加营业收入而必须增加收益。软件

18、项目经济可行性的确定需要一个全面的成本效益分析。5社会可行性。主要分析项目对社会的影响，包括政治体制、方针政策、经济结构、法律道德、宗教民族、妇女儿童及社会稳定性等。 6开发方案的可行性：提出系统实现的各种方案并进行评价之后，从中选择一种最优秀的方案。7法律上的可行性：是指在系统开发过程中可能涉及的各种合同、侵权、责任以及各种与法律相抵触的问题。当然，对于可行性研究最根本的是对以后的行动路线提出建议，如果问题没有可行的解决方案，应该建议停止这项工程的开发；如果问题值得解决，应该推荐一个较好的解决方案，并且为工程制定一个初步的计划；如果项目值得开发，但还缺少必要的条件，则只能是延迟开发。 活动测

19、评 可行性要从哪些方面进行研究？活动5 可行性研究的步骤及相关技术活动内容：v 弄清可行性研究的8个步骤及相关的技术活动目标：v 通过对当前系统调研与研究，画出当前系统的系统流程图v 根据系统流程图导出目标系统的逻辑模型v 结合给出几种可供选择的方案进行成本效益分析，最后给出推荐方案的选择v 准确制定项目计划的按排可行性研究过程由下述8个步骤组成。以问题定义中所给出的例子为例加以说明。1. 澄清系统规模和目标分析员应访问用户的关键人员，仔细阅读和分析它们的有关资料，以便进一步复查确认系统的目标和规模，改正含糊不清的叙述，清晰地描述对系统目标的一切限制和约束，确保解决问题的正确性，即保证分析员正

20、在解决的问题确实是用户要解决的问题。例如，首先通过访问书库管理员、学生、教学秘书、会计来进一步验证上一阶段写出的“关于教材购销系统目标与范围的说明书”的正确性。分析员通过对人工销售教材和教材采购进行调查与研究，并指出原来人工操作中出现的问题，从而确定新系统的目标与范围。既要自动完成教材销售的全过程自动化，同时又要完成教材缺货时如何进行统计缺书和进行教材订购，这是新系统不可以忽略的。2. 研究目前正在使用的系统通过阅读、分析和研究现有系统的文档资料，及时地观察，必要时可以实际参与到工作流程中，总结现有系统的优点与不足，从而得出新系统的雏形。这是了解一个陌生应用领域的最快方法。例如，了解任何应用领

21、域的快速有效的方法，都要研究现有的系统。通过访问具体处理教材销售和采购的人员，可以知道处理教材购销系统的大致工作流程。开始时把教材购销系统先看作一个黑盒子，系统流程图描绘了处理教材购销系统事务的大致过程。教材购销系统的大致工作过程是：学生要在教材科购书，首先填写购书单，系统会对购书单进行有效性验证，只有这本书应该买（本学期开设了这门课），并且没有买过（第一次买）则可通过验证，这时如果书库有足够量的书，则系统给学生开一个领书单，如果虽然通过了验证但书库没有书则系统生成一个缺书单给书库管理员，由书库管理员组织进书。进书后书库管理员则会填写一个进书单交给系统，通知系统新书到了。3. 导出新系统的高层

22、逻辑模型系统流程图很好地描绘了当前系统的工作流程，但是，在这样的图中把“做什么”和“怎样做”这两类不同范畴的知识混在一起了。我们的目标不是一成不变地复制现有的人工系统，而是开发一个能完成同样功能的新系统。因此，应该着重描绘系统的逻辑功能。删除图中表示的有关具体实现方法的信息，对其进行抽象。4. 进一步确定系统规模和目标信息系统的逻辑模型实质上表达了分析员对新系统的看法。那么用户是否也有同样的看法呢？分析员应该和用户一起再次复查问题定义，再次确定工程规模、目标和约束条件，并修改已发现的错误。可行性研究的前四个步骤实质上构成一个循环：分析员定义问题，导出一个试探性的逻辑模型，在此基础上再次定义问题

23、，再次分析，再次修改。重复这个循环直至得到的逻辑模型完全符合系统目标为止。对于教材购销系统，现在分析员要再次访问系统相关者，讨论的焦点是图2.7所示的数据流图，它代表了到现在为止系统分析员对所要开发的系统的认识。通过仔细分析和讨论数据流图，能够及时发现并纠正分析员对系统的误解，补充被他忽视了的内容。分析员现在对教材购销系统的认识已经比问题定义阶段深入多了，根据现在的认识，可以更准确地确定系统规模和目标。如果系统规模有较大变化，则应及时报告给客户，以便做出新的决策。5. 导出和评价供选择的方案分析员从系统的逻辑模型出发，导出若干较高层次的解决方案可供比较和选择。选择解法的一个常用方法是从数据流图

24、出发，设想几种划分自动化边界的模式，并且为每种模式设想一个系统。从技术、经济、操作等方面进行分析比较，并估算开发成本、运行费用和纯收入。在此基础上对每个可能的系统方案进行成本效益分析。在分析供选择的解法时，首先考虑的是技术上的可行性。显然，从技术角度看不可能实现的方案是没有意义的。但是，技术可行性只是必须考虑的一个方面，还必须能同时通过其他检验，这种方案才是可行的。接下来考虑操作可行性。例如，在对学生开放的公共计算机房内运行教材购销系统显然是不合适的，这样做是不安全的。因此，必须为教材购销系统单独购置一台计算机及必要的外部设备，并且放在一间专用的房间里。最后，必须考虑经济可行性问题，即“效益大

25、于成本吗？”。因此，分析员必须对已经通过了技术可行性和操作可行性检验的解决方案再进行成本效益分析。为了给客户提供在一定范围内进行选择的余地，分析员应该至少提出3种类型的供选择方案：低成本系统、中等成本系统和高成本系统。而这种类型的划分依赖于自动化边界的确定，即自动化水平的低、中和高。如果把本教材购销系统的采购部分去掉，而将采购部分作为手工部分，这样就可大大减少开发成本，这是一种低成本的解决方案。这种方案虽然减少了开发成本，但降低了自动化的水平。如果选择中等成本的解决方案，建议复制现有系统的功能：不仅要完成教材的销售，而且还要完成采购部分，在销售部分不仅可以正常的销售，同时对于不合格的购书单进行

26、处理，并且对于缺的书，在采购部门到书后能及时通知学生完成补售工作。对于采购部分不仅要完成缺书的统计，还要完成进书的处理工作。对上述中等成本方案进行了完整的成本效益分析，从分析结果可以看出，该解决方案是比较合理的，经济上是可行的。最后，考虑一种成本更高的方案：建立一个中央数据库，为开发完整的管理信息系统做好准备，并且把教材购销系统作为该系统的一个子系统。这样做开发成本大约将增加到10 万元，然而从教材购销这项应用中获得的经济效益并不变。因此，如果仅考虑这一项，投资是不划算的。但是，将来其他应用系统（例如，教学管理，物资管理，人力资源管理）能以较低成本实现，而且这些子系统能集成为一个完整的系统。如

27、果校长对这个方案感兴趣，可以针对它完成更详尽的可行性研究（大约需要用1万元）。6. 推荐最佳方案在推荐一个最佳方案时应清楚地考虑下面几点： (1)本项目的开发价值； (2)推荐这个方案的理由；对于教材购销系统低成本方案虽然可以实现，但从实用的角度看缺少采购这一部分，略显不足；高成本的系统从长远的角度看是合理的，但需要投更多的资金，考虑经济上暂时有些资金缺乏，所以目前不可取；从已经确定的系统规模和目标来看，显然中等成本的方案是最好的。7. 草拟开发计划应该为推荐的最佳方案草拟一份开发计划。把系统生命周期划分成阶段，有助于制定出相对合理的计划。当然，在这样的早期开发阶段，制定出的开发计划是比较粗略

28、的。 项目小结在问题定义之后进行可行性的研究。通过可行性研究可以知道问题有无可行的解，进而避免人力、物力和财力上的浪费。可行性研究所需的成本占总工程成本的5一10。可行性研究的目的是用最小的代价在尽可能短的时间内确定问题是否能够解决。也就是说可行性研究的目的是确定问题是否值得去解，而不是解决问题，可行性研究是进一步压缩简化了的系统分折和设计的过程，也就是说在较高层次上以较抽象的方式进行设计的过程。本项目主要介绍了可行性研究的任务、步骤和系统流程图，对于成本效益分析也作了介绍。项目- 2结构化分析本项目学习目标通过本项目的学习使学生掌握需求分析的任务与步骤；掌握识别系统需求的相关技术方法；重点掌

29、握分析建模工具的使用方法。阅读本项目后，应具备如下能力： 分析建模工具的运用能力。 识别系统需求的技术应用能力。 结合案例独立建模。 学会用结构化分析技术解决实际问题的能力。本项目学习要点 分析建模工具的运用 结构化分析过程任务1需求分析的任务与步骤需解决的主要问题 需求分析的任务与步骤。任务目标 通过本任务学习掌握需求分析的主要任务及步骤完成任务的途径 说明需求分析的重要性，同时提出需求分析的任务，结合案例给出需求分析的4个步骤。活动 需求分析的任务活动内容：v 需求分析的任务活动目标：v 熟知需求分析的任务和分析模型建立的重要性v 了解需求说明的准确性与一致性的重要意义准确、完整和规范化的

30、软件需求是软件开发成功的关键。软件项目中4060的问题都是在需求阶段埋下的祸根。在产品需求分析过程中出现的方法和步骤上的失误，包括信息收集不全、功能不明确、需求文档不完善等，都可能造成软件开发中的困难。那么，需求分析要完成什么任务，如何来进行需求分析呢?需求分析阶段要解决的问题，是让用户和开发者共同明确将要开发的是一个什么样的系统。具体而言，需求分析主要有两个任务：第一是通过对问题及其环境的理解、分析和综合，建立分析模型(Analysis Model)；第二是在完全弄清用户对软件系统的确切要求的基础上，用“软件需求规格说明书”(Software Requirement Specificatio

31、n，SRS，以下简称需求说明)把用户的需求表达出来。1建立分析模型一般地说，现实世界中的系统不论表面上怎样杂乱无章，总可以通过分析与归纳从中找出一些规律，再通过“抽象”建立起系统的模型。分析模型是描述软件需求的一组模型。由于用户群体中的各个用户往往会从不同的角度阐述他们对原始问题的理解和对目标软件的需求，因此，有必要为原始问题及其目标软件系统建立模型。这种模型一方面用于精确地记录用户对原始问题和目标软件的描述；另一方面，它也将帮助分析人员发现用户需求中的不一致性，排除不合理的部分，挖掘潜在的用户需求。这种模型往往包含问题及其环境所涉及的信息流、处理功能、用户界面、行为模型及设计约束等。它是形成需求说明、进行软件设计与实现的基础。2编写需求说明 “需求说明”应该具有准确性和一致性。因为它是连接计划时期和开发时期的桥梁，也是软件设计的依据。任何含混不清、前后矛盾或者一个微小的错漏，都可能导致误解或铸成系统的大错，在纠正时将付出巨大的代价。 “需求说明”应该具有清晰性和没有二义性。因为它是沟通用户和系统分析员思想的媒介，双方要用它来表达对于需要计算机解决问题的共同理解。如果在需求说明中使用了用户不