第二章 可行性研究

數(shù)學(xué)計算機學(xué)院計算機

劉富祥Email:liufx@TELo)《軟件工程》SoftwareEngineering第二章可行性研究2．1可行性研究的任務(wù)2．2可行性研究的步驟2．3系統(tǒng)流程圖2．4數(shù)據(jù)流圖2．5數(shù)據(jù)字典2．6成本/效益分析2．7小結(jié)第二章可行性研究

某些元素的一個集合或排列這些元素被組織起來以實現(xiàn)某種方法，過程或借助處理信息進行控制基于計算機的系統(tǒng)基于計算機系統(tǒng)的系統(tǒng)元素系統(tǒng)元素軟件—計算機程序、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、相關(guān)文檔硬件—電子計算設(shè)備（如CPU，存儲器）和外部機電設(shè)備（如傳感器、馬達等）人—硬件和軟件的用戶數(shù)據(jù)庫—一個大型的有組織的信息集合文檔—手冊、表格和其它用以描述系統(tǒng)使用和操作的信息過程—定義每一種系統(tǒng)元素的特定使用步驟，或系統(tǒng)駐留的過程性環(huán)境系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)基于計算機的系統(tǒng)本身可以成為一個更大的基于計算機系統(tǒng)中的一個元素，并稱為那個更大系統(tǒng)的宏元素工廠自動化系統(tǒng)計算機系統(tǒng)工程計算機系統(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，并把它們分配到各個單獨的系統(tǒng)元素中去。系統(tǒng)工程師的任務(wù)與用戶合作確認(rèn)用戶的目標(biāo)和約束導(dǎo)出功能、性能、接口、設(shè)計約束和信息結(jié)構(gòu)的表示將它們分配到每一個系統(tǒng)元素中

計算機系統(tǒng)工程師選擇硬件元件的某種組合以構(gòu)成基于計算機系統(tǒng)的硬件元素硬件工程過程可以分為三個階段計劃和定義階段設(shè)計和樣機實現(xiàn)階段生產(chǎn)、銷售和售后服務(wù)階段硬件和硬件工程

軟件與軟件工程為實現(xiàn)要求的功能和性能，必須制作或獲取一系列軟件部件軟件元素分為兩類?應(yīng)用軟件用來實現(xiàn)信息處理的功能?系統(tǒng)軟件完成使應(yīng)用軟件能與其它系統(tǒng)元素交互的控制功能

人類工程是應(yīng)用從心理學(xué)和方法論導(dǎo)出的知識來確定和設(shè)計高質(zhì)量HCI的多學(xué)科活動人類工程過程包括以下步驟（1）活動分析──環(huán)境交互及劃分任務(wù),進行任務(wù)分析

（2）語義分析和設(shè)計──動作精確定義，“對話”設(shè)計(3)語法和詞法設(shè)計──

各個動作和命令的形式，硬件與軟件實現(xiàn)

(4)用戶環(huán)境設(shè)計──

將硬件、軟件和其它系統(tǒng)生成元素組合起來形成用戶環(huán)境(5)原型──

從人的角度出發(fā)來評價HCI數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)庫工程數(shù)據(jù)庫工程（包括數(shù)據(jù)庫分析、設(shè)計和實現(xiàn)）對于使用數(shù)據(jù)庫的系統(tǒng)，信息倉庫往往是所有功能的核心數(shù)據(jù)庫工程的應(yīng)用是在數(shù)據(jù)庫的信息域定義完成之后

系統(tǒng)工程師的作用是

定義數(shù)據(jù)庫中包含的信息處理查詢的類型數(shù)據(jù)存取的方式數(shù)據(jù)庫的容量等數(shù)據(jù)分析和設(shè)計是基本的軟件工程活動系統(tǒng)分析的目標(biāo)識別用戶要求評價系統(tǒng)的可行性進行經(jīng)濟分析和技術(shù)分析把功能分配給硬件、軟件、人、數(shù)據(jù)庫和其它系統(tǒng)元素建立成本和進度限制生成系統(tǒng)規(guī)格說明，形成所有后續(xù)工程的基礎(chǔ)需求識別系統(tǒng)分析過程的第一步就是識別用戶要求分析員必須考慮以下問題：

?功能和性能

?可靠性和質(zhì)量?總的系統(tǒng)目標(biāo)

?成本與進度限制

?制造需求

?市場與競爭情況

?有效的技術(shù)

?將來可能的擴充系統(tǒng)分析的任務(wù)因此識別希望的功能和性能范圍確定系統(tǒng)的功能、性能、約束和接口將功能賦予一個或多個系統(tǒng)元素（即軟件、硬件、人等）提出一些候選方案并做評價

項目考慮商業(yè)考慮技術(shù)分析生產(chǎn)評估對同一功能，可以分配不同的系統(tǒng)元素為選取最有效的分配方案，使用一組權(quán)衡準(zhǔn)則進行評價人員問題環(huán)境界面法律考慮1、項目考慮在預(yù)估的成本與進度范圍內(nèi)所選的系統(tǒng)配置能否實現(xiàn)？與成本與進度估算相關(guān)的風(fēng)險有哪些？2、商業(yè)考慮所選的系統(tǒng)配置是最可能有效益的解決方案嗎？能否成功地占領(lǐng)市場？最終的報償是否能表明所冒的開發(fā)風(fēng)險是值得的？3、技術(shù)分析是否具備開發(fā)所有系統(tǒng)元素的技術(shù)實力？能否確保功能和性能得到滿足？能否對這種系統(tǒng)配置進行充分的維護？是否具備技術(shù)資源？與技術(shù)相關(guān)的風(fēng)險有哪些？4、生產(chǎn)評估生產(chǎn)工具與設(shè)備是否有效？必需的過程是否短缺？是否充分地實施了質(zhì)量保證？5、人員問題開發(fā)人員是否得到培訓(xùn)？是否存在政治問題？用戶是否了解這個系統(tǒng)將要做什么？6、環(huán)境界面所提交的系統(tǒng)配置與系統(tǒng)的外部環(huán)境的接口是否合適？機器與機器、人與機器之間的通信是否以智能方式處理？

7、法律考慮這種配置是否會引入違法的責(zé)任風(fēng)險？對責(zé)任問題是否給予了足夠的保護？是否存在潛在的破壞問題？2．1可行性研究的任務(wù)從軟件開發(fā)到運行與維護時期各個階段的工作很多。但是，一個軟件是否值得開發(fā)，需要多長的開發(fā)時間和多少投資，都要在開發(fā)前預(yù)選研究，才能減少失誤。這就是計劃時期的主要任務(wù)。

確定該問題有沒有可行的解決辦法，探索這個問題是否值得去解決，是否有可行的解決辦法，最后要提交可行性研究報告。然后制定項目開發(fā)開發(fā)計劃。（1）技術(shù)可行性①開發(fā)的風(fēng)險②資源的有效性③技術(shù)④開發(fā)人員在評估技術(shù)可行性時，一旦估計錯誤，將會出現(xiàn)災(zāi)難性后果。（2）經(jīng)濟可行性（3）操作可行性（4）社會可行性目的：就是用最小的代價在盡可能短的時間內(nèi)確定該項目是否能夠開發(fā)，是否值得去開發(fā)。2.2可行性研究的步驟可行性研究從消化《系統(tǒng)目標(biāo)與范圍的說明》開始，到提出關(guān)于新系統(tǒng)的推薦方案為止，通常要經(jīng)過下列的步驟：2.2.1復(fù)查系統(tǒng)規(guī)模和目標(biāo)分析員對有關(guān)人員進行調(diào)查訪問，仔細閱讀和分析有關(guān)的材料，對項目的規(guī)模的目標(biāo)進行定義和確認(rèn)，清晰地描述項目的一切限制和約束，確保分析員正在解決的問題確實是要解決的問題。2.2.2研究目前正在使用的系統(tǒng)正在運行的系統(tǒng)可能是一個人工操作的系統(tǒng)，也可能是舊的計算機系統(tǒng)，要開發(fā)一個新的計算機系統(tǒng)來代替現(xiàn)有的系統(tǒng)。因此，現(xiàn)有的是信息的重要來源，要研究它的基本功能，存在什么問題，運行現(xiàn)有系統(tǒng)需要多少費用，對新系統(tǒng)有什么新的功能要求，新系統(tǒng)運行時能否減少使用費用等等。應(yīng)該收集、研究、分析現(xiàn)有系統(tǒng)的文檔資料，實地考察現(xiàn)有系統(tǒng)，在考察的基礎(chǔ)上，訪問有關(guān)人員，然后描繪現(xiàn)有系統(tǒng)的高層系統(tǒng)流程圖，與有關(guān)人員一起審查該系統(tǒng)流程圖是否正確。這個系統(tǒng)流程圖反映了現(xiàn)有系統(tǒng)的基本功能和處理流程。2.2.3導(dǎo)出新系統(tǒng)的高層邏輯模型根據(jù)對現(xiàn)有系統(tǒng)的分析研究，逐漸明確了新系統(tǒng)的功能、處理流程以及所受的約束，然后使用建立模型的工具――數(shù)據(jù)流圖（DFD-DateFlowDiagram）和數(shù)據(jù)字典（DD）來描述數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中的流動和處理情況。注意，現(xiàn)在還不是軟件需求分析階段，不是完整、詳細地描述，只是概括地描述高層的數(shù)據(jù)處理和流動。2.2.4重新定義問題再訪用戶，修改DFD圖，并對《說明》做必要的補充與修改。第三、四步工作要反復(fù)進行，直到得出準(zhǔn)確的《說明》和系統(tǒng)邏輯模型為止。對當(dāng)前系統(tǒng)進行調(diào)查和研究，可能是了解一個陌生系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域最快的方法。新系統(tǒng)是從當(dāng)前系統(tǒng)脫胎出來的，但又不是全盤照搬。分析員在調(diào)查中必須抓住關(guān)鍵，防止在不重要的細節(jié)上花費過多的時間。2.2.5導(dǎo)出和評價選擇的解法分析員建立了新系統(tǒng)的高層邏輯模型之后，要從技術(shù)角度出發(fā)，提出實現(xiàn)高層邏輯模型的不同方案，即導(dǎo)出若干較高層次的物理解法。根據(jù)技術(shù)可行性、經(jīng)濟可行性、社會可行性對各種方案進行評估，去掉行不通的解法，就得到了可行的解法。2.2.6推薦行動（可行、建議）方針根據(jù)上述可行性研究的結(jié)果，應(yīng)該決定該項目是否值得去開發(fā)。若值得開發(fā)，那么可行的解決方案是什么，并且說明該方案可行的原因和理由。該項目是否值得開發(fā)的主要因素是從經(jīng)濟上看是否合算，這就要求分析員對推薦的可行方案進行成本-效益分析。2.2.7草擬開發(fā)計劃工程進度、開發(fā)人員、各種資源、使用時間、估計成本、進度情況等。2.2.8書寫文檔提交審查將上述可行性研究過程的結(jié)果寫成相應(yīng)的文檔，即可行性研究報告，提請用戶的使用部門仔細審查，從而決定該項目是否值得進行開發(fā)，是否接受可行的實現(xiàn)方案。2．3系統(tǒng)流程圖例子學(xué)生購買學(xué)校教材的手續(xù)是：先找系辦公室開一證明，憑證明找教材科的會計開購書發(fā)票，向出納員交付書款，然后到書庫找保管員領(lǐng)書。用系統(tǒng)流程圖表示人工銷售教材的物理模型。這是一個純?nèi)斯げ僮鞯南到y(tǒng)，信息流始于學(xué)生，又終于學(xué)生。

開購書證明購書證明開購書發(fā)票發(fā)票收書費領(lǐng)書單發(fā)書學(xué)生學(xué)生計算機售書系統(tǒng)的系統(tǒng)流程圖、教材購銷系統(tǒng)的流程圖。

學(xué)生發(fā)書補購?fù)ㄖ彆鴨?/p>

領(lǐng)書單審查并開發(fā)票發(fā)票收書費發(fā)票收訖開領(lǐng)書單各班學(xué)生用書表教材存量表缺書登記缺書統(tǒng)計缺書單書庫采購缺書

系統(tǒng)中增加了對暫缺教材的統(tǒng)計與采購工作。假如在教材銷售系統(tǒng)的可行性分析中，分析員向教材科推薦采用上圖所示的教材購銷系統(tǒng)，就應(yīng)把這個圖加到可行性論證報告中，供教材科研究決定。2．4數(shù)據(jù)流圖

數(shù)據(jù)流圖是軟件系統(tǒng)邏輯模型的一種圖形表示（graphicrepresentation）。任何軟件系統(tǒng)（或計算機系統(tǒng)）從根本上來說，都是對數(shù)據(jù)進行加工（processing）或變換（transform）的工具，如圖就是一個高度抽象了的軟件系統(tǒng)的邏輯模型。它表示，輸入信息通過軟件系統(tǒng)的加工，變換為系統(tǒng)的輸出信息.加工/變換數(shù)據(jù)流圖數(shù)據(jù)流圖中的主要圖形元素描述銀行取款過程的數(shù)據(jù)流圖數(shù)據(jù)流與數(shù)據(jù)加工之間的關(guān)系分層數(shù)據(jù)流圖在多層數(shù)據(jù)流圖中，頂層流圖僅包含一個加工，它代表被開發(fā)系統(tǒng)。它的輸入流是該系統(tǒng)的輸入數(shù)據(jù)，輸出流是系統(tǒng)所輸出數(shù)據(jù)底層流圖是指其加工不需再做分解的數(shù)據(jù)流圖，它處在最底層中間層流圖則表示對其上層父圖的細化。它的每一加工可能繼續(xù)細化，形成子圖。計算機售書系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流圖

學(xué)生學(xué)生購書單無效書單1審查并2領(lǐng)書單發(fā)票各班學(xué)生用書表教材存量表2．5數(shù)據(jù)字典DFD中含有許多數(shù)據(jù)。字典的作用，就是對DFD中的每一個數(shù)據(jù)規(guī)定一個定義條目，以保持?jǐn)?shù)據(jù)在系統(tǒng)中的一致性。當(dāng)用戶或軟件人員想了解某一數(shù)據(jù)的含義時，查一查字典就清楚了。它是DFD必不可少的輔助資料，對DFD起著注解的作用。數(shù)據(jù)字典(DD)數(shù)據(jù)字典（DataDictionary，簡稱DD）就是用來定義數(shù)據(jù)流圖中的各個成分的具體含義的，它以一種準(zhǔn)確的、無二義性的說明方式為系統(tǒng)的分析、設(shè)計及維護提供了有關(guān)元素的一致的定義和詳細的描述。它和數(shù)據(jù)流圖共同構(gòu)成了系統(tǒng)的邏輯模型，是需求規(guī)格說明書的主要組成部分。

數(shù)據(jù)字典是為分析人員查找數(shù)據(jù)流圖中有關(guān)名字的詳細定義而服務(wù)的，因此也像普通字典一樣，要把所有條目按一定的次序排列起來，以便查閱。數(shù)據(jù)字典有以下四類條目：數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)項、數(shù)據(jù)存儲、基本加工。數(shù)據(jù)項是組成數(shù)據(jù)流和數(shù)據(jù)存儲的最小元素。源點、終點不在系統(tǒng)之內(nèi)，故一般不在字典中說明。數(shù)據(jù)字典的內(nèi)容數(shù)據(jù)詞典數(shù)據(jù)詞典與數(shù)據(jù)流圖配合，能清楚地表達數(shù)據(jù)處理的要求詞條描述——對于在數(shù)據(jù)流圖中每一個被命名的圖形元素，均加以定義，其內(nèi)容有:名字，別名或編號，分類，描述，定義，位置，其它，等（1）數(shù)據(jù)流詞條描述數(shù)據(jù)流名：說明：簡要介紹作用即它產(chǎn)生的原因和結(jié)果數(shù)據(jù)流來源：來自何方數(shù)據(jù)流去向：去向何處數(shù)據(jù)流組成：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)量流通量：數(shù)據(jù)量，流通量（2）數(shù)據(jù)元素詞條描述數(shù)據(jù)元素名：類型：數(shù)字（離散值，連續(xù)值），文字（編碼類型）長度：取值范圍：相關(guān)的數(shù)據(jù)元素及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：（3）數(shù)據(jù)文件詞條描述數(shù)據(jù)文件名：簡述：存放的是什么數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)：輸出數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)文件組成：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲方式：順序，直接，關(guān)鍵碼存取頻率：（4）加工邏輯詞條描述加工名：加工編號：反映該加工的層次簡要描述：加工邏輯及功能簡述輸入數(shù)據(jù)流：輸出數(shù)據(jù)流：加工邏輯：簡述加工程序，加工順序（5）源點及匯(終)點詞條描述名稱：外部實體名簡要描述：什么外部實體有關(guān)數(shù)據(jù)流：數(shù)目：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的描述

符號

含義

舉例＝被定義為＋與

x=a＋b[...,...]或[...|...]或

x=[a,b]，x=[a|b]{...}或m{...}n重復(fù)

x={a}，x=3{a}8(...)可選

x=(a)“...”基本數(shù)據(jù)元素

x=“a”.. 連結(jié)符

x=1..9存折格式存折＝戶名＋所號＋帳號＋開戶日＋性質(zhì)＋（印密）＋1{存取行}50戶名＝2{字母}24所號＝“001”..“999”帳號＝“00000001”..“99999999”開戶日＝年＋月＋日性質(zhì)＝“1”..“6”注：“1”表示普通戶，“5”表示工資戶等印密＝“0”注：印密在存折上不顯示存取行＝日期＋（摘要）＋支出＋存入＋余額＋操作＋復(fù)核數(shù)據(jù)字典——發(fā)票名字：發(fā)票

數(shù)據(jù)流別名：購書發(fā)票描述：學(xué)生交書款后的依據(jù)定義：發(fā)票＝學(xué)號＋姓名＋{書號＋單價＋數(shù)量＋總價}＋書費合計位置：輸出到打印機備注：多聯(lián)

數(shù)據(jù)字典——各班學(xué)生用書表

名字：各班學(xué)生用書表

數(shù)據(jù)文件別名：描述：由系提供的準(zhǔn)確姓名的數(shù)字定義：各班學(xué)生用書表＝{系編號＋專業(yè)和班編號＋年級＋{書號}}位置：各班學(xué)生用書表以數(shù)據(jù)庫的形式存放在磁盤中備注：按系、專業(yè)和班編號從小到大排列

數(shù)據(jù)字典——數(shù)量名字：數(shù)量

數(shù)據(jù)項別名：購書量描述：各班學(xué)生用書表中的每個學(xué)生的購書數(shù)定義：數(shù)量＝0{數(shù)字}7位置：各班學(xué)生用書表中備注：取值正整數(shù)

數(shù)據(jù)字典的實現(xiàn)1.手工建立：數(shù)據(jù)字典的內(nèi)容用卡片形式存放按四類條目規(guī)范的格式印制卡片。在卡片上分別填寫各類條目的內(nèi)容。先按圖號順序排列，同一圖號的所有條目按數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)項、數(shù)據(jù)存儲和加工的順序排列。同一圖號的同一類條目（如數(shù)據(jù)流卡片）可按名字的字典順序存放，加工一般按編號順序存放。同一成分在父圖和子圖都出現(xiàn)時，則只在多父圖上定義。建立索引目錄。數(shù)據(jù)字典的實現(xiàn)2.利用計算機輔助建立并維護編制一個“字典生成與管理和程序”，可以按規(guī)定的格式輸入各類條目，能對字典條目增、刪、改，能打印出各類查詢報告和清單，能進行完整性、一致性檢查等等。利用已有的數(shù)據(jù)庫開發(fā)工具，針對數(shù)據(jù)字典建立一個數(shù)據(jù)庫文件，可將數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)項、數(shù)據(jù)存儲可行性研究問題識別市場調(diào)查分析準(zhǔn)備環(huán)境分析物理分析功能分析信息分析動態(tài)分析確立系統(tǒng)方案，作出各種估算模型評審問題的初步認(rèn)識了解系統(tǒng)應(yīng)解決的問題，這些問題使如何提出的設(shè)想這些問題如何解決才能滿足要求了解問題的結(jié)構(gòu)市場調(diào)查了解市場對待開發(fā)軟件的需求情況調(diào)查市場上已有的類似軟件系統(tǒng)的功能、性能、價格情況分析準(zhǔn)備確立分析計劃規(guī)定由誰參加分析作業(yè)，任務(wù)分配對參加分析的人員進行必要的培訓(xùn)環(huán)境分析明確系統(tǒng)的目的和限制條件使用單位的狀況、經(jīng)營方針和組織機構(gòu)使用單位的計算機利用情況相關(guān)的硬件、軟件及其它接口部分用戶的操作環(huán)境及操作要求習(xí)慣、法律、制度上對軟件的制約開發(fā)能具備的基數(shù)條件和設(shè)備條件物理分析了解實際業(yè)務(wù)活動狀況，特別對一些活動要點進行分析明確在這些要點之間什么東西在流動，如何進行流動對物理流量進行分析對其模型化，得到實際業(yè)務(wù)系統(tǒng)（當(dāng)前系統(tǒng)）的物理模型功能分析決定系統(tǒng)應(yīng)具備的功能(工作域)分析功能的結(jié)構(gòu)：功能展開和功能分配分析各功能之間的關(guān)系，整理它們之間傳遞的信息利用數(shù)據(jù)流圖，描述信息在系統(tǒng)流動與處理的情況信息分析調(diào)查系統(tǒng)的輸入、輸出、保存信息明確信息的結(jié)構(gòu)及各信息之間的關(guān)系調(diào)查各信息的信息量調(diào)查各種報表和文件的格式建立粗略的數(shù)據(jù)詞典，定義系統(tǒng)中使用的數(shù)據(jù)動態(tài)分析系統(tǒng)內(nèi)每一部分有幾種狀態(tài)各種狀態(tài)轉(zhuǎn)換的條件同步產(chǎn)生的條件與同步后狀態(tài)的變化確立系統(tǒng)方案，進行各種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資源，包括人員、硬件、軟件等提出大概的進度安排模型評審將目標(biāo)系統(tǒng)的邏輯模型提出管理部分與用戶進行評審復(fù)查問題定義、工程規(guī)模和系統(tǒng)目標(biāo)成本－效益分析的目的是從經(jīng)濟角度評價開發(fā)一個新的軟件項目是否可行。2.6.1成本估計

2.6.2成本/效益分析的方法

2．6成本/效益分析

2.6.1成本估計1、代碼行技術(shù)2、任務(wù)分解技術(shù)3、自動估計成本技術(shù)成本－效益分析首先是估算將要開發(fā)的系統(tǒng)的開發(fā)成本，然后與可能取得的效益進行比較和權(quán)衡。效益分有形效益和無形效益兩種。有形效益可以用貨幣和時間價值、投資回收期、純收入等指標(biāo)進行度量；無形效益主要從性質(zhì)上、心理上進行衡量，很難直接進行量的比較。系統(tǒng)的經(jīng)濟效益等于因使用新和系統(tǒng)而增加的收入加上使用新系統(tǒng)可以節(jié)省的運行費用。運行費用包括操作人員人數(shù)、工作時間、消耗的物資等。2.6.2成本/效益分析的方法1、貨幣的時間價值2、投資回收期3、純收入4、投資回收率貨幣的時間價值成本估算的目的是對項目投資。經(jīng)過成本估算后，得到項目開發(fā)對需要的費用，該費用就是項目的投資。項目開發(fā)后，應(yīng)得相應(yīng)的效益，有多少效益才合算？這就要考慮貨幣的時間價值。設(shè)年利率為i，現(xiàn)存入P元，n年后得錢數(shù)為F，若不計復(fù)利則F＝P*（1＋n*i）若計復(fù)利則：F＝P*(1+i)^nF就是P元在n年