張?zhí)焘?/p>

（呼倫貝爾學(xué)院，內(nèi)蒙古呼倫貝爾，021008）

基于軟件工程的系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)

張?zhí)焘?/p>

（呼倫貝爾學(xué)院，內(nèi)蒙古呼倫貝爾，021008）

隨著我國信息技術(shù)的迅猛發(fā)展軟件工程的應(yīng)用也逐漸廣泛，軟件工程這一“高深莫測”的知識體系與民眾的生活也產(chǎn)生了日漸密切的聯(lián)系，而以工程的形勢進行計算機軟件開發(fā)能更經(jīng)濟更高效的解決軟件開發(fā)過程中的問題。文章對軟件工程的概念和原則進行了闡述，并以數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)為例，探究了基于軟件工程的數(shù)據(jù)庫設(shè)計技術(shù)，為廣大軟件工程相關(guān)人員更進一步了解軟件工程提供借鑒。

系統(tǒng)設(shè)計；系統(tǒng)開發(fā)；軟件開發(fā)流程

軟件工程涉及方面廣泛（程序設(shè)計語言，數(shù)據(jù)庫，軟件開發(fā)工具，系統(tǒng)平臺，標準，設(shè)計模式），其具有多重特性（可修改性、有效、可靠、可理解、可維護、可重用、可適應(yīng)、可移植、可追蹤、可互操作）的開發(fā)目標。根據(jù)特性目標進行開發(fā)可有效提高產(chǎn)品質(zhì)量減少維護成本，也很大程度上提高了開發(fā)效率。當前軟件工程開發(fā)中數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)比例較大，也較為普遍（例如：圖書管理、財務(wù)管理、學(xué)生管理、倉庫管理、員工管理等），數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計的基本特征是面向?qū)ο?、操作可視化和界面圖形化等。傳統(tǒng)的軟件工程數(shù)據(jù)庫軟件開發(fā)過程中往往針對單一方面進行研究，或側(cè)重軟件工程的思想方面，或注重面相對像這一技術(shù)，或單純考慮數(shù)據(jù)庫技術(shù)，較少有研究全面研究數(shù)據(jù)庫建設(shè)開發(fā)。而當前軟件開發(fā)恰恰將工程思想和面向技術(shù)以及數(shù)據(jù)庫設(shè)計技術(shù)結(jié)合應(yīng)用，在實踐中取得較好的效果?；诖?，文章對基于軟件工程系統(tǒng)開發(fā)進行分析研究兼具理論意義與現(xiàn)實意義。

1 基于軟件工程的系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)過程

軟件工程的系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)需要經(jīng)過多個相對獨立又相互關(guān)聯(lián)的重要階段，本設(shè)計以基于軟件工程的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計為例對該類系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)的過程分階段進行分析，如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)流程

2 前期開發(fā)與設(shè)計階段

本文則結(jié)合對軟件工程開發(fā)的實踐，將其前期開發(fā)分為以下幾個階段：

2.1 系統(tǒng)開發(fā)可行性研究階段

軟件工程系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)其可行性研究是首要階段，可行性研究需從技術(shù)、經(jīng)濟、操作等多方面開展，用以最終確定系統(tǒng)受否具備開發(fā)價值。技術(shù)可行性研究主要是針對開發(fā)部門技術(shù)水平和技術(shù)力量的評估，系統(tǒng)開發(fā)實現(xiàn)與否主要取決于此。其次，考慮系統(tǒng)開發(fā)的方式（獨立開發(fā)、合作開發(fā)、授權(quán)開發(fā)等）。經(jīng)濟可行性的研究主要針對系統(tǒng)的價值開展，經(jīng)多方考察后方可決定人力和物力以及財力的投入。最后研究該系統(tǒng)操作的可行性，由于當下多數(shù)計算機用戶習(xí)慣使用windows等可視化圖形界面操作系統(tǒng)，要迎合用戶的需求獲得用戶認可就必須同樣設(shè)計圖形操作界面。

2.2 項目制定與計劃開發(fā)階段

數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)通過可行性研究后緊接著進入項目開發(fā)的計劃環(huán)節(jié)，專業(yè)的系統(tǒng)分析員應(yīng)根據(jù)需求開展項目計劃制定。系統(tǒng)開發(fā)參與人員的分配與調(diào)度和項目開發(fā)的全程進度、開發(fā)過程中可能存在的風(fēng)險和問題以及系統(tǒng)開發(fā)最后的驗收標準等都是項目計劃的內(nèi)容。另外，由于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)開發(fā)中用戶界面的特殊重要性，在進行項目計劃時應(yīng)當加入界面設(shè)計師，傳統(tǒng)軟件由于不重視或不需要圖形操作界面通常不包含這一項。一款完美且功能強大的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)如果缺乏靈動的操作界面將直面淘汰險境，因此計劃階段要將界面設(shè)計作為重點來抓。

3 需求分析與概要設(shè)計

3.1 需求分析

需求分析通常在數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的項目開發(fā)計劃之后進行，主要包括系統(tǒng)的數(shù)據(jù)需求、系統(tǒng)功能和系統(tǒng)性能、運行環(huán)境以及預(yù)備要求分析等。其中數(shù)據(jù)需求分析需要統(tǒng)計用戶對數(shù)據(jù)類別的需求并分析用戶需處理的數(shù)據(jù)的基本元素，了解用戶所需求的數(shù)據(jù)庫內(nèi)容以及性質(zhì)，綜合考慮數(shù)據(jù)庫需存儲的數(shù)據(jù)模塊。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)需滿足信息錄入與輸出的基本需求，為用戶提供信息查詢、搜索、保存、更新等服務(wù)。此外，按照數(shù)據(jù)庫各方面需求整理出基本的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)處理流程為之后的設(shè)計提供詳盡的數(shù)據(jù)資料，并按數(shù)據(jù)資料出具數(shù)據(jù)流程圖，據(jù)流程圖劃分出基本的功能結(jié)構(gòu)塊，能為下階段的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)具體設(shè)計提供指導(dǎo)。系統(tǒng)性能要求第一是操作方便、快捷、簡潔、舒適；第二是系統(tǒng)功能全面、穩(wěn)定性高和可靠；第三是系統(tǒng)執(zhí)行命令速度快運算穩(wěn)定；第四是修改方便、維護簡單；第五是安全性高、應(yīng)用系統(tǒng)全面完整。

3.2 概要設(shè)計方案選擇階段

概要設(shè)計階段主要是對系統(tǒng)的實現(xiàn)方案進行計劃與選擇。第一階段是對系統(tǒng)設(shè)計的具體詳盡實施方案進行選擇，這就要求系統(tǒng)分析員具備高度專業(yè)的方案區(qū)分與選擇能力，從多種可能性方案中準確挑揀出最佳方案。第二階段是全面確定所需軟件結(jié)構(gòu)，將軟件設(shè)計模塊化，將模塊間的關(guān)系進行描述以調(diào)用。結(jié)合以上步驟畫出系統(tǒng)整體流程、結(jié)構(gòu)圖，出具系統(tǒng)說明和測試計劃以及實現(xiàn)步驟、流程等。

4 細節(jié)設(shè)計階段

詳細設(shè)計階段是對系統(tǒng)實現(xiàn)的具體框架與細節(jié)進行確定，先拋開程序的具體編寫對程序的大框架進行設(shè)計。本階段主要處理的細節(jié)是程序流程圖和用戶操作界面。長久以來軟件的用戶操作界面都是由編程人員在程序設(shè)計時一同設(shè)計，用戶操作界面常因編程人員的審美能力不足與藝術(shù)美感缺乏而出現(xiàn)不友好狀況，因此，本階段人機交互界面應(yīng)由系統(tǒng)分析員安排給專業(yè)界面設(shè)計師來完成，避免用戶界面因參與設(shè)計的人員過多而產(chǎn)生雜亂的不同意不和諧局面，同時避免編程人員在操作界面耗費過多時間，延誤后期軟件編程。

同時在該階段當中數(shù)據(jù)的設(shè)計占據(jù)不可比擬的地位，數(shù)據(jù)庫設(shè)計是該應(yīng)用系統(tǒng)高效實現(xiàn)的先決條件。系統(tǒng)存儲效率的高低和存儲數(shù)據(jù)的完整、一致性都緊密依賴合理科學(xué)的數(shù)據(jù)庫設(shè)計結(jié)構(gòu)，如圖2所示。數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)設(shè)計是后階段系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)庫物理結(jié)構(gòu)是否合理主要從存取方法與存儲結(jié)構(gòu)方面考量，此外對數(shù)據(jù)庫物理結(jié)構(gòu)的時間效率與空間效率評價以計算其維護代價也是分析數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)是否合理的重要步驟。

圖2 數(shù)據(jù)庫物理結(jié)構(gòu)

5 程序編寫階段

程序編寫是影響軟件整體質(zhì)量的關(guān)鍵之所在，程序的可靠性、可讀性、可測試性和可維護性都受程序編寫所用的編程語言和編碼途徑影響。軟件要實現(xiàn)運轉(zhuǎn)速度快和空間占用率低的要求，編碼時必須謹慎選取一種功能強大且富有強大生命力的程序設(shè)計語言，編程人員在強大的程序設(shè)計語言基礎(chǔ)上按統(tǒng)一的編程標準在同一界面進行程序編寫。該階段需要嚴格遵循系統(tǒng)軟件功能需求和程序流程圖開展活動。

6 測試與試運行

6.1 測試

完成軟件開發(fā)事件后還應(yīng)該秉持嚴謹、科學(xué)的態(tài)度按照設(shè)計階段準備的測試計劃和測試數(shù)據(jù)對開發(fā)的軟件進行反復(fù)、多方位（單元測試、組裝測試、系統(tǒng)測試、確認測試）測試，其目的在于發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)開發(fā)中存在的各種問題與錯誤，便于改進和完善軟件開發(fā)。在軟件測試階段盡可能多的發(fā)現(xiàn)其存在的問題和錯誤可即時進行相應(yīng)的調(diào)試，一款新開發(fā)的軟件只有通過測試與調(diào)試的交替運行才可能趨于成熟。當前系統(tǒng)測試的方法主要有以下幾點：第一，單元測試法是結(jié)合了黑盒法與白盒法對系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)和主輸入輸出的模塊進行測試的較為全面而行之有效的方法，較適用于單體進行測試。第二，組裝測試顧名思義即將功能接近的模塊組裝后進行統(tǒng)一測試，適用于集成測試。

第三，系統(tǒng)測試主要是將所有軟件模塊合理組裝后進行統(tǒng)一測試。第四，最后一項測試為確認測試，通常由用戶參與，根據(jù)驗收報告對軟件功能進行對比測試，并對用戶界面的友好度進行評價以決定是否需要改進。

6.2 驗收與試用

一個系統(tǒng)從設(shè)計之初到最后完成需要花費大量的人力物力財力，要保證其完善性就需要對各測試方案和測試手段反復(fù)使用，對前階段的基礎(chǔ)性設(shè)計和后階段的設(shè)計結(jié)果同等重視，讓測試結(jié)果盡可能的符合實際，不能追求一步到位敷衍了事，漏洞與問題越早發(fā)現(xiàn)越利于改進。經(jīng)嚴格測試確定測試結(jié)果良好后，即可進行驗收，本類系統(tǒng)的驗收標準首先是對測試計劃原定所有測試用例進行測試，取得良好結(jié)果。其次是用戶對操作界面進行試用，評價滿意。再次系統(tǒng)功能滿足用戶當前使用需求且具有擴展功能的空間。最后系統(tǒng)通過用戶驗收后還需要為程序編寫使用手冊，面向用戶對系統(tǒng)特點、運行環(huán)境、主要性能、安裝程序、使用說明等進行詳細說明，便于用戶使用操作。

7 結(jié)語

軟件開發(fā)是一項組織嚴密、管理高效、各單位協(xié)調(diào)性要求較高的群體性工程項目。軟件工程概念自提出之日起其社會地位便隨快速發(fā)展軟件應(yīng)用市場和日漸規(guī)范的軟件開發(fā)過程不斷升級，軟件開發(fā)從業(yè)人員專業(yè)素質(zhì)和軟件用戶企業(yè)使用人員素質(zhì)也在不斷提高，但面對全球經(jīng)濟的快速增長和信息技術(shù)的不斷革新，軟件開發(fā)將面臨規(guī)模大和需求模糊以及變化迅速的市場，軟件開發(fā)必將經(jīng)歷漫長的探索階段。文章著重對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)全過程進行了分析，該類系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性較好，通過對系統(tǒng)開發(fā)周期的管理和開發(fā)流程的設(shè)計對軟件開發(fā)進行了嚴密控制，并通過反復(fù)測試保證了該類系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性，并對該系統(tǒng)的操作界面進行了友好設(shè)計，最大限度的實現(xiàn)了基于軟件工程的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)的全面性。

[1]明日科技,梁冰,李鐘尉,等.Delphi 技術(shù)方案寶典[M].北京:人民郵電出版社,2008.

[2]夏雪剛.基于軟件工程的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)[J].科技信息,2009,01:481-482.

[3]嵇春梅.基于軟件工程的系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用,2011,10:125-126.

張?zhí)焘?，女?986年6月，遼寧鞍山市，講師，軟件工程方向。

System design and development based on Software Engineering

Zhang Tianyi
（Hulunbuir University,Neimenggu Hulunbuir,021008）

With the application of information technology in our country the rapid development of software engineering is gradually wide, software engineering this "inscrutable" knowledge system and people's life increasingly close ties, and in the situation of engineering of computer software development more economic and more efficient solution to the software development process. This paper expounds the concept and principle of software engineering, and takes the development of database application system as an example, probes into the database design technology based on software engineering, and provides reference for the software engineering related personnel to further understand the software engineering.

system design;system development;software development process

TP316

A