家庭保安系统案例.ppt
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1、家庭保安系统的分析与设计,第一部分 需求获取与需求分析,这里以“家庭保安系统”为例,简要说明初步需求的获取过程。假设用户的原始需求描述如下:,根据家庭保安市场的增长趋势,我们希望建立一种基于微处理器的家庭保安系统,它能够识别异常事件并采取相应的报警措施。这些异常事件有:非法进入、火灾、水淹,等等。当传感器一旦探测出相应的异常事件时,系统应自动用电话向监控中心报警。此外,系统应允许户主对其行为实施程序式控制。,“家庭保安系统”初步需求的获取(2),为进行初步的需求分析,这里采用开发方和用户方组成联合小组的方法。为此,联合小组应制定工作制度:每次会议开始前必须有确定的议程,小组成员必须针对议程进行
2、充分准备并应形成文字。联合小组会议首先应明确问题的范围、问题与环境的关系,并就开发软件产品的必要性达成共识。,“家庭保安系统”初步需求的获取(3),之后的会议,小组负责人要求每位参加者根据负责的范围列出应用问题及环境中有关的对象、对象的操作及对象间的关系。如市场营销人员列出控制面板、电话机、监控中心等对象和用户编程控制、电话拨号、报警等操作;负责传感器的用户可能列举烟雾传感器、门窗监视器、警报器等对象。,“家庭保安系统”初步需求的获取(4),接着,将对这些列举的对象和操作进行更详细的讨论和描述,比如,详细地描述接收传感器事件、用户编程控制、电话报警等操作等。之后,用户可能提出一些约束条件。比如
3、,造价不应超过3000元,对传感器事件的响应时间不得超过1秒,事件必须按优先级顺序进行处理等等。会后,小组负责人应对这些信息加以整理并形成文档,该文档应能反映“家庭保安系统”的全貌。,“家庭保安系统”初步需求的获取(4),之后,根据“家庭保安系统”的特点,将联合小组分成两个小组,并行处理用户编程控制和传感器检测两个子系统,以便使子问题的软件需求进一步细化,这时可能又会增加新对象、新操作、新约束条件。在子系统的需求基本明确并形成文档后,还应就子系统的整合及需求验证标准等进行初步的讨论。最后,初步需求分析应形成结论性文档。比如,经过初步的需求分析,“家庭保安系统”的部分初步需求文档如下:,“家庭保
4、安系统”的部分初步需求文档(1),“家庭保安系统”的软件允许用户在安装时进行系统配置,实施对传感器的监控并通过控制面板与户主进行信息交互。系统开机后,软件系统负责显示系统当前的工作状态,接收并处理户主的命令。当系统处于配置状态,软件系统允许户主进行配置操作。配置操作包括:指定每一传感器的种类和编号;设置开、关机密码;指定报警电话号码;指定报警延迟和电话重拨延迟时间(以秒为单位)。,“家庭保安系统”的部分初步需求文档(2),当系统处于监视状态时,软件系统即开始对所有传感器实施监控。当软件系统接收到传感器发出的数据后,判别是否出现异常事件,如果是,则经过指定的延迟时间即开始拨报警电话号码,拨号操作
5、将按照重拨延迟反复进行,直至电话接通。此时软件系统负责向监控中心报告异常事件发生的地点、时间和性质。,“家庭保安系统”的部分初步需求文档(3),以上文档没有包括约束条件、测试标准等方面的内容。初步需求文档将是后续详细需求分析的基础。在此基础上,就可以采用某种需求分析方法进行详细的需求分析。,图1“家庭保安系统”顶级数据流图,警报类别,显示信息,电话拨号音频,传感数据,用户命令,家庭保安系统,控制面板,传感器,显示器,电话机,警报器,数据流图,图2“家庭保安系统”1级数据流图,警报类别,电话拨号音频,传感信息,配置数据,传感数据,配置数据,原口令,口令有效/口令无效,口令,配置数据,配置命令,显
6、示信息,启动/停止时的显示信息,口令有效,启动/停止命令,用户命令,配置信息,控制面板,用户命令处理,系统配置,口令核对,信息显示,启动/停止处理,显示面板,传感器监测,传感器,警报器,电话机,图3“家庭保安系统”2级数据流图:对“传感器监测”的分解,传感器ID,类别传感数据(内部表示),传感数据,报警信息,电话拨号音频,配置数据,报警类别,电话号码,传感信息,配置信息,读取传感数据,生成报警信号,异常数据判别,电话拨号,过程规格说明举例“设置口令”子功能,1参数:口令;类别:字符串2处理步骤:1)检查系统是否已有口令。若有,则验证用户输入口令的有效性。如果有效,则显示提示信息要求输入新口令;
7、否则,显示失败信息并退出。2)检查口令长度是否合法。如果非法,则显示提示信息要求重新输入。3)要求用户再次键入合法口令,以便用户确认和记忆。如果两次键入的口令不符,则返回。4)将确认后的口令按某种加密方法转换为另一字符串存放于系统配置文件中。显示成功信息并退出。3约束条件:在上述1)、2)、3)步骤中,用户重试的机会不超过3次。,第二部分软件设计,SD方法的设计过程和有关概念,SD方法能方便地将数据流图转换为软件结构,其过程分为五步:1 确定信息流的类型;2 划定流界;3 将数据流图映射为程序结构;4 提取层次控制结构;5 通过设计复审和使用启发式策略进 一步精化所得到的结构。,1)变换流,变
8、换流 在基本系统模型(即顶级数据流图)中信息通常以“外部世界”所具有的形式进入系统,经过处理后又以这种形式离开系统。,输入流,外部表示,内部表示,信息,时间,图3 信息流,输出流,变换流,1)变换流,图4 典型的变换流变换流的特点是:经过变换B的数据流一部分先经过变换C到达变换E,然后另一部分经过变换D到达E;即C和D是顺序结构。,2)事务流,事务流单个数据项称为事务(transaction)沿传入路径(也称接受通道)进入系统,由外部形式变换为内部形式后到达事务中心,事务中心根据数据项计值结果从若干动作路径中选定一条继续执行。可见它是一个选择结构。,事务中心,T,B,事务,C,A,图5 事务流
9、,图6 面向数据流 的设计,1 变换分析,下面以“家庭保安系统”的传感器监测子系统为例说明变换分析的各个步骤。步骤一、复审基本系统模型 基本系统模型指顶级DFD和所有由外部提供的信息。这一设计步骤是对系统规格说明书和软件需求规格说明书进行评估。这两个文档描述软件界面上信息的流程和结构。,图6“家庭保安系统”的顶级数据流图,警报类别,家庭保安系统软件,控制面板,显示器,警报器,电话线,传感器,用户命令,显示信息,传感数据,电话拨号音频,图7“家庭保安系统”的第一级DFD,电话拨号音频,配置数据,配置 数据,配置数据,用户命令处理,显示信息和状态,传感器监测,系统配置,控制面板,显示器,警报器,电
10、话线,传感器,配置信息,配置 命令,启动/停止命令,原口令,有效口令,传感器信息,报警类别,传感数据,显示 信息,用户命令,口令,启动/停止系统和状态,启动或停止消息,口令核对,用户交互子系统,1.变换分析,步骤二、复审和精化软件数据流图 这一步主要是对软件需求规格说明书中的分析模型进行精化,直至获得足够详细的DFD。例如,由“传感器监测子系统”的第一级(图6的局部)和第二级DFD进一步推导出第三级数据流图,此时,每个变换对应一个独立的功能,可以用一个具有较高内聚度的模块实现,至此已有足够的信息可用于设计“传感器监测子系统”的程序结构,精化过程亦可结束。,图8“传感器监测子系统”的第二级DFD
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