發(fā)布時(shí)間：2022-06-06 06:13:00
序言：寫(xiě)作是分享個(gè)人見(jiàn)解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的軟件設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)研究樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。
關(guān)鍵詞：軟件開(kāi)發(fā)；數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)；理論；實(shí)踐
中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1007-9599 (2011) 16-0000-02
Database Design Theory Practice Study in Software Development
Jiang Ke
(Jiangxi Provincial Rural Credit Cooperatives,Nanchang330039,China)
Abstract:As an application of a strong discipline,database technology is increasingly applied in wide range of software development,software development,database design theory and practice more and more research-oriented industry.In this paper,the main problem of database design and design theory are described to introduce several principles of database design,and database design steps and some examples of analysis.
Keywords:Software development;Database design;Theory;Practice
我們知道，數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)工作在自動(dòng)化或交互式的半自動(dòng)化設(shè)計(jì)上還存在很大的欠缺。除了關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)外，目前尚缺乏一套完善的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)理論、方法和工具。數(shù)據(jù)庫(kù)今后的研究方向或焦點(diǎn)將是數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)理論與實(shí)踐研究。本文就軟件開(kāi)發(fā)中數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)理論實(shí)踐問(wèn)題主要介紹了以下幾個(gè)方面的內(nèi)容。
一、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)及設(shè)計(jì)理論概述
在整個(gè)軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中，一般會(huì)分為五個(gè)階段，即需求分析、軟件設(shè)計(jì)、軟件編碼、軟件測(cè)試和對(duì)軟件的維護(hù)。在具體的設(shè)計(jì)階段，首要的任務(wù)就是設(shè)計(jì)出模塊的程序流程、設(shè)計(jì)出算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，次要的任務(wù)是對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。因此，可以看出，數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)在整個(gè)軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中占據(jù)著十分重要的地位。通常，數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)主要是指根據(jù)不同用戶的不同需求，在一定的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上來(lái)實(shí)現(xiàn)通過(guò)設(shè)計(jì)出的數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)并建立起數(shù)據(jù)庫(kù)的過(guò)程。它是建立數(shù)據(jù)庫(kù)及其應(yīng)用系統(tǒng)的一種很強(qiáng)的技術(shù)，所以，數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)是信息系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和建議中的一項(xiàng)核心技術(shù)。
對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)理論大致如下：數(shù)據(jù)庫(kù)的組成=實(shí)體+關(guān)系；實(shí)體：用主鍵來(lái)表示；關(guān)系：用外鍵來(lái)表示；范式：指導(dǎo)如何找實(shí)體；關(guān)系：指導(dǎo)如何將各實(shí)體聯(lián)系起來(lái)；通俗的理解就是通過(guò)范式建立起各個(gè)表，而表中只有主鍵，即只能找一個(gè)個(gè)單獨(dú)的實(shí)體，實(shí)體之間沒(méi)有關(guān)聯(lián)。通過(guò)關(guān)系將每一個(gè)單一的實(shí)體聯(lián)系起來(lái)，才會(huì)產(chǎn)生外鍵。
二、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的幾個(gè)原則
（一）命名的規(guī)范化。我們知道，不一樣的數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品對(duì)于對(duì)象的命名是有不同要求的。在數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)中，對(duì)于各對(duì)象的命名以及在編寫(xiě)后臺(tái)程序的代碼上都應(yīng)采用大小寫(xiě)的字母形式，命名長(zhǎng)度不超過(guò)30個(gè)字符。
（二）慎用游標(biāo)。對(duì)大表或者多表定義的游標(biāo)，即大的數(shù)據(jù)集合而言，在使用游標(biāo)逐行進(jìn)行遍歷數(shù)據(jù)時(shí)極易導(dǎo)致程序進(jìn)入到一種漫長(zhǎng)的等待甚至死機(jī)的狀態(tài)，因此，使用游標(biāo)時(shí)，我們可以建立一個(gè)臨時(shí)的表，將那些符合條件符合要求的數(shù)據(jù)行轉(zhuǎn)入到該臨時(shí)表中，再對(duì)該臨時(shí)表定義游標(biāo)操作，這樣做能夠使游標(biāo)的性能大大提高。
（三）索引的使用。顯然，索引一般是用于快速訪問(wèn)表中的數(shù)據(jù)。通常，大型的數(shù)據(jù)庫(kù)會(huì)有兩種索引，一種是簇索引，一種是非簇索引。無(wú)論是添加哪一種索引，都可以使按索引列查詢的速度大大提高，雖然在速度上有所提高。但是在插入、更新、刪除等操作上性能會(huì)有所降低，特別是在填充因子比較大時(shí)，降低效果更明顯。因此，對(duì)索引較多的表進(jìn)行頻繁的插入、更新、刪除操作時(shí)，在對(duì)于表和索引的建立上，應(yīng)該設(shè)置較小的填充因子。這樣才能方便在各項(xiàng)數(shù)據(jù)頁(yè)中留下足夠的自由空間，以減少頁(yè)分割或重新組織的工作量，才能夠有效提高性能。
（四）數(shù)據(jù)的完整性和一致性。為了有效保證數(shù)據(jù)庫(kù)的完整性和一致性，通常設(shè)計(jì)人員會(huì)設(shè)計(jì)比較多的表間關(guān)聯(lián)，以最大程度地降低數(shù)據(jù)的冗余。由于表間的關(guān)聯(lián)是一種強(qiáng)制性的措施，所以建立表后，對(duì)于父表和子表的插入、更新、刪除等操作都會(huì)占用系統(tǒng)整體的開(kāi)銷。還有，盡量不要選用Identify屬性的字段來(lái)作為主鍵與子表關(guān)聯(lián)。另外，為了能夠很好地提高系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間，選擇合理的數(shù)據(jù)冗余也是很有必要的。
（五）事務(wù)的使用。事務(wù)一般是要一次性完成的操作。這些操作都是單個(gè)的操作，但數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)可以保證事務(wù)這一組操作全部完成或者一點(diǎn)都不做。大型數(shù)據(jù)庫(kù)的這一優(yōu)越特性，使數(shù)據(jù)的完整性在很大程度上得到了保證。
（六）數(shù)據(jù)庫(kù)性能的調(diào)整。在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)硬件配置確定的情況下，影響應(yīng)用系統(tǒng)性能的因素主要是客戶端程序設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)庫(kù)性能。大部分的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)員都會(huì)采用兩步法開(kāi)展數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)。具體的設(shè)計(jì)步驟是：首先是邏輯設(shè)計(jì)，其次進(jìn)行物理設(shè)計(jì)。邏輯設(shè)計(jì)有效去除了冗余數(shù)據(jù)，很大程度上提高了數(shù)據(jù)吞吐速度，從而保證了數(shù)據(jù)的完整性，清楚地表達(dá)出了數(shù)據(jù)元素之間的關(guān)系。對(duì)于多表間的關(guān)聯(lián)查詢，其性能可能會(huì)有所降低，同時(shí)也提高了客戶端編程的難度。因此，在物理設(shè)計(jì)中需進(jìn)行折中考慮，結(jié)合業(yè)務(wù)規(guī)則，確定關(guān)聯(lián)表數(shù)據(jù)量的大小、數(shù)據(jù)項(xiàng)的訪問(wèn)頻度等，對(duì)這樣的數(shù)據(jù)表頻繁的關(guān)聯(lián)查詢時(shí)應(yīng)適當(dāng)提高數(shù)據(jù)冗余設(shè)計(jì)。
（七）數(shù)據(jù)類型的選擇。數(shù)據(jù)類型的合理選擇會(huì)在很大程度上影響到數(shù)據(jù)庫(kù)的性能和操作。因此，要根據(jù)具體的設(shè)計(jì)要求與規(guī)則選擇合適的數(shù)據(jù)類型。
三、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)步驟及實(shí)例分析
數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)過(guò)程一般可分為六個(gè)大的階段。下面，筆者通過(guò)實(shí)例來(lái)介紹和分析各階段的功能和特點(diǎn)。
（一）需求分析階段。需求分析階段是第一個(gè)階段，該階段主要是用來(lái)分析和調(diào)查用戶的業(yè)務(wù)以及數(shù)據(jù)的使用情況，以此熟悉這些業(yè)務(wù)活動(dòng)和數(shù)據(jù)的類別、數(shù)據(jù)的數(shù)量以及使用范圍，還能了解它們?cè)跇I(yè)務(wù)活動(dòng)中的交流情況等，從而來(lái)確定用戶對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的使用條件和各種其他約束條件，達(dá)成共識(shí)后形成一定的用戶需求。在這一階段，在定義數(shù)據(jù)庫(kù)表及字段需求時(shí)，首先必須要檢查報(bào)表，查詢和視圖，以此決定哪些是必要的表和字段。舉個(gè)例子，先假設(shè)，比如一個(gè)客戶需要一個(gè)報(bào)表按照其郵政編碼的排序，求和及分段。這種情況下，就必須要保證其中包括單獨(dú)的郵政編碼字段，不能把這些郵政編碼錯(cuò)亂地參與到地址字段里。
（二）概念設(shè)計(jì)階段。本階段通過(guò)對(duì)用戶描述的現(xiàn)實(shí)世界的某一處的分類概括以及聚集，進(jìn)而建立一種抽象的概念數(shù)據(jù)庫(kù)模型。舉個(gè)例子，以擴(kuò)充的實(shí)體聯(lián)系模型的方法為例。當(dāng)然，還是首先要明確在現(xiàn)實(shí)世界中的各部門(mén)含有的所有實(shí)體及屬性，明確實(shí)體間的關(guān)聯(lián)以及對(duì)信息的制約條件等，列出各個(gè)部門(mén)所有信息的局部描述環(huán)境；再將得到的多個(gè)用戶的局部視圖集合成為一個(gè)全局的視圖，這樣就形成了用戶要求描述的現(xiàn)實(shí)世界的概念數(shù)據(jù)模型。
（三）邏輯設(shè)計(jì)階段。這一階段的主要工作就是把現(xiàn)實(shí)世界的概念模型設(shè)計(jì)成為數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯模型，而且這種邏輯模型應(yīng)適用于某一種特定的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。很顯然，邏輯設(shè)計(jì)階段在整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)過(guò)程中起著非常重要的作用。
（四）物理設(shè)計(jì)階段。物理設(shè)計(jì)階段要求在數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的存儲(chǔ)方法和儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)上，要選取合適的方法路徑與存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。同時(shí)，這些合適的方法或路徑還必須要依賴于計(jì)算機(jī)具體的物理設(shè)計(jì)。
（五）驗(yàn)證設(shè)計(jì)階段。這一階段是很關(guān)鍵的一個(gè)階段，也是不可缺少的一個(gè)階段。我們知道，任何一個(gè)大型數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)都會(huì)經(jīng)過(guò)多重循環(huán)和反復(fù)驗(yàn)證。在整個(gè)驗(yàn)證過(guò)程中，一旦發(fā)現(xiàn)某一步驟出現(xiàn)錯(cuò)誤，就必須馬上回到上一步驟來(lái)進(jìn)行調(diào)整與修改。所以，在驗(yàn)證設(shè)計(jì)階段，應(yīng)該考慮到以后的修改維護(hù)與解決方案。
（六）軟件運(yùn)行和維護(hù)階段。這基本是最后的環(huán)節(jié)了，在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)正式投入運(yùn)行中，要不斷地進(jìn)行調(diào)整和修改維護(hù)。
四、結(jié)束語(yǔ)
顯然，使整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)更加的工程化、規(guī)范化和便捷化將是我們今后要不斷去爭(zhēng)取做好的。未來(lái)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的研究方向是數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)理論方面的內(nèi)容，通過(guò)完善的理論研究來(lái)建立起準(zhǔn)確的模型，在整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)中充分體現(xiàn)出其先進(jìn)的思路和方法，最終達(dá)到數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)更加的工程化、規(guī)范化和便捷化的目的。
參考文獻(xiàn)：
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[2]陶宏才.數(shù)據(jù)庫(kù)原理及設(shè)計(jì)[M].清華大學(xué)出版社,2004,11
概述
刀具管理軟件支持FTP協(xié)議，實(shí)現(xiàn)文件的上傳和下載功能。另外，快速數(shù)據(jù)庫(kù)查詢和存取以及局域網(wǎng)服務(wù)的使用，能減少編輯程序與編輯工藝周期、改善技術(shù)人員之間的交流和減少各種人工的差錯(cuò)，從而提高生產(chǎn)效率，為企業(yè)節(jié)省成本與占用資金。
一、研究背景及意義
目前部分企業(yè)由于數(shù)控設(shè)備與產(chǎn)品的多樣性，導(dǎo)致了數(shù)控刀具的多樣性，而在編輯數(shù)控程序或編輯工藝的過(guò)程中，經(jīng)常需要一些刀具的特征參數(shù)或庫(kù)存數(shù)量，比如刀具長(zhǎng)度，刀具直徑，使用壽命等。過(guò)去，這些數(shù)據(jù)的獲得通常是由人工查詢圖紙或相關(guān)資料，耗費(fèi)大量人力成本與時(shí)間，所記錄的數(shù)據(jù)分散且不容易查找，不利于刀具的特征參數(shù)與刀具庫(kù)存數(shù)量的快速查找，從而導(dǎo)致編輯程序與編輯工藝周期過(guò)長(zhǎng)，也可能導(dǎo)致重復(fù)購(gòu)買(mǎi)與刀具兼容性的忽視。
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的在工程領(lǐng)域中的發(fā)展應(yīng)用，為確保企業(yè)信息最大程度地實(shí)現(xiàn)共享，避免各種信息成為孤島，計(jì)算機(jī)刀具管理軟件已經(jīng)逐步代替了人工用Excel記錄刀具庫(kù)存和刀具參數(shù)。
二、研究軟件的功能及應(yīng)用
根據(jù)數(shù)控刀具管理系統(tǒng)的需求及特點(diǎn)，該軟件具體分為十大模塊，分別是：附件/零件模塊、單一組件模塊、刀具模塊、設(shè)置篇模塊、庫(kù)存模塊、重磨模塊、進(jìn)程模塊、進(jìn)程模塊、測(cè)量模塊、訂單計(jì)劃模塊。
(一)附件/零件模塊
手動(dòng)刀具，轉(zhuǎn)動(dòng)附件，機(jī)器備件等均稱為附件/零件，該模塊主要功能是讓管理員清楚知道工具存放位置，工具的數(shù)量與種類，更能清楚了解什么樣的刀具用什么樣的工具進(jìn)行安裝或拆卸，減少了準(zhǔn)備工作的浪費(fèi)，提高了生產(chǎn)的效率。
(二)單一組件模塊
刀片，刀柄 ，刀桿，拉丁等均稱為單一組件。該模塊主要是讓管理員清楚知道刀片、刀柄等存放位置，以及數(shù)量與種類，更可提供采購(gòu)部門(mén)需要的數(shù)據(jù)，在最快的時(shí)間反應(yīng)出，哪種刀片已經(jīng)快使用完，需要購(gòu)買(mǎi)，這樣不僅可以減少等待加工時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。更重要的是，通過(guò)合理的管理及計(jì)算，預(yù)測(cè)車(chē)間每個(gè)月可以節(jié)約相當(dāng)客觀的成本，隨著車(chē)間規(guī)模的逐漸壯大，節(jié)約的成本也會(huì)逐漸增加。
(三)刀具模塊
刀具是由許多單一組件組成的。該模塊主要功能是賦予這些刀具特有的ID編碼，技術(shù)人員在編輯刀具ID編碼時(shí)，需將刀具特征加入其中，如：TD-56-312-90-2-CTY，TD表示鏜刀，56表示直徑，312表示長(zhǎng)度，90表示度數(shù)，2表示2個(gè)刀刃，C表示可更換刀片，T表示涂過(guò)層，Y表示硬質(zhì)合金，這樣就把刀具的基本特征描繪出來(lái)了，它的作用是：第一，方便技術(shù)人員選擇與尋找刀具，也方便了管理人員管理刀具。第二，此模塊可以使技術(shù)員清楚地知道這些刀具是由哪些單一組件組成的，以及這些單一組件的型號(hào)，從而方便了再次購(gòu)買(mǎi)。第三，由于每把刀具都配上了身份證，現(xiàn)場(chǎng)的操作人員不容易搞混，大大提高了，生產(chǎn)節(jié)奏，也提高了生產(chǎn)效率。
(四)設(shè)置篇模塊
設(shè)置篇模塊含有：待加工零件圖號(hào)，加工此零件所需要用的所有刀具，加工此零件所用的機(jī)床，以及操作員。使管理人員與技術(shù)人員清楚地知道，每臺(tái)數(shù)控機(jī)床所需要加工哪幾種零件，以及用哪些刀具，如果出現(xiàn)問(wèn)題，方便了管理人員與技術(shù)人員進(jìn)行追溯，以便及時(shí)解決問(wèn)題。
(五)庫(kù)存模塊
所有的附件/零件，單一組件，刀具，都必須建立庫(kù)存數(shù)據(jù)庫(kù)。該模塊主要功能是讓管理員清楚的知道，所有的附件/零件，單一組件，刀具庫(kù)存數(shù)量有多少 。 第一，可以避免重復(fù)購(gòu)買(mǎi)。第二，為銷售部及時(shí)提供了即將用完的單一組件信息。建立庫(kù)存數(shù)據(jù)庫(kù)，有效的控制了成本，降低了不必要的浪費(fèi)(重復(fù)購(gòu)買(mǎi))，提供了技術(shù)人員與采購(gòu)人員所需要的信息。
(六)進(jìn)程模塊
該模塊能自動(dòng)記錄各種數(shù)據(jù)，例如：用戶登錄刀具管理軟件時(shí)，詳細(xì)的記錄了ID帳號(hào)與登陸時(shí)間，當(dāng)該用戶提取庫(kù)存時(shí)，有詳細(xì)的記錄時(shí)間與數(shù)量，重磨刀具時(shí)詳細(xì)的記錄時(shí)間與數(shù)量等等，出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，管理人員能夠迅速的憑借進(jìn)程上記錄的時(shí)間，追根溯源。
(七)測(cè)量模塊
對(duì)刀儀通過(guò)此模塊，將測(cè)量數(shù)據(jù)直接傳送到電腦上。該模塊主要功能是能夠記錄刀具測(cè)量數(shù)據(jù)之后，生成刀補(bǔ)程序，接著通過(guò)DNC輸入到數(shù)控機(jī)床里。
(八)訂單計(jì)劃模塊
該模塊主要針對(duì)采購(gòu)部，當(dāng)某樣部件數(shù)量小于設(shè)定的最小庫(kù)存時(shí)，此部件將會(huì)出現(xiàn)在訂單計(jì)劃中，當(dāng)采購(gòu)員打開(kāi)刀具管理軟件使用訂單計(jì)劃模塊時(shí)，對(duì)話框?qū)?huì)跳出來(lái)，提醒采購(gòu)員對(duì)此部件進(jìn)行購(gòu)買(mǎi)。使用該模塊可以有效節(jié)省企業(yè)的占用資金，配合黃金分割原理x=(-1+ 5^-2)/2，例如，使用同一種型號(hào)刀片，數(shù)量為100片時(shí)，庫(kù)存數(shù)量=100X0.382=38.2，也就是說(shuō)庫(kù)存數(shù)量為38片的時(shí)候占用資金最為節(jié)省，但考慮到，刀片一般以盒來(lái)計(jì)算，大多數(shù)一盒刀片里有10片刀片，那定義最少庫(kù)存為40片。當(dāng)庫(kù)存少于40片刀片時(shí)，此部件將會(huì)出現(xiàn)在訂單計(jì)劃中，提醒采購(gòu)員進(jìn)行購(gòu)買(mǎi)。
三、建立數(shù)據(jù)庫(kù)
(一)刀具參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)
刀具管理軟件利用單一組件模塊和刀具模塊，第一，對(duì)該刀具在刀具管理軟件上進(jìn)行組裝，一把刀具是由多個(gè)單一組件組裝而成的。第二，組裝完畢時(shí)，必須給予刀具一個(gè)唯一的ID編碼，確保刀具的唯一性，這樣不僅有利于技術(shù)人員快速查找，也便于大家對(duì)相似刀具的區(qū)分。第三，有了ID編碼之后，對(duì)該刀具的各種參數(shù)進(jìn)行測(cè)量或分析，并填入相應(yīng)的位置。要注意，ID編碼是不能隨意更換的，改變ID編碼，原有的ID編碼不會(huì)消失，導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫(kù)參數(shù)出錯(cuò)，因此在編輯ID編碼時(shí)需謹(jǐn)慎。建立刀具參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)之后，刀具管理人員可以很方便的使用各種模塊對(duì)刀具進(jìn)行管理，并可以快速的提供技術(shù)人員所需要的刀具信息。
(二)刀具與零配件庫(kù)存數(shù)據(jù)庫(kù)
刀具管理軟件利用附件/零件模塊、單一組件模塊與刀具模塊，對(duì)各個(gè)零件與刀具的數(shù)量建立數(shù)據(jù)庫(kù)。要注意，為了能夠存儲(chǔ)每一條數(shù)據(jù)記錄每個(gè)庫(kù)存字段目都必須配置一個(gè)代碼，如果記錄的所有項(xiàng)均填寫(xiě)完畢，須保存當(dāng)前數(shù)據(jù)記錄。建立刀具與零配件庫(kù)存數(shù)據(jù)庫(kù)之后，刀具管理員可以清楚的知道刀具以及零配件的數(shù)量，防止了刀具或零配件因缺少而導(dǎo)致產(chǎn)品不能加工。
四、取得的效益
降低刀具使用和管理發(fā)生的間接費(fèi)用其中包括：1. 降低刀具的庫(kù)存，減少冗余的刀具，提高刀具的利用率;2. 在刀具供貨中引入市場(chǎng)機(jī)制;3. 減少對(duì)人員、資金、設(shè)備、廠房的占用;4. 減少備刀、調(diào)刀的差錯(cuò)。 提高加工效率及刀具應(yīng)用水平其中包括： 1. 服務(wù)工藝創(chuàng)新;2. 選擇更好的刀具，更佳的切削參數(shù)，減少隨意性;3. 提供應(yīng)用技術(shù);4. 提高加工效率，保證加工質(zhì)量;5. 提高數(shù)控機(jī)床的利用率5%～50%;6. 加強(qiáng)分析與監(jiān)督的作用。
五、研究結(jié)論
刀具管理軟件采用局域網(wǎng)訪問(wèn)方式，方便了各個(gè)部門(mén)對(duì)刀具庫(kù)存與刀具參數(shù)進(jìn)行查找，并通過(guò)DNC直接將刀補(bǔ)參數(shù)輸入至數(shù)控設(shè)備，從而有助于生產(chǎn)車(chē)間實(shí)現(xiàn)無(wú)紙化管理。本軟件的投入使用，為生產(chǎn)車(chē)間提供有利條件，縮短編程與編輯工藝的時(shí)間、降低成本、縮減占用資金。既能滿足企業(yè)要求，又具有廣泛的應(yīng)用前景。
計(jì)算機(jī)專業(yè)不同與其他學(xué)科，學(xué)生的實(shí)踐都是在計(jì)算機(jī)上面完成的。作為老師，如何更多的、更詳細(xì)的了解學(xué)生目前的學(xué)習(xí)情況?而學(xué)生，離開(kāi)了課堂和老師，又該如何進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和自我測(cè)試?因此，一種具有試題閱卷和能夠反饋成績(jī)的教學(xué)軟件對(duì)于教師和學(xué)生來(lái)講，是很重要的，這種教學(xué)軟件不僅方便，而且還能夠讓老師實(shí)時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，同時(shí)也激發(fā)了學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的興趣。
一、VB的概述和功能
Visual Basic是美國(guó)微軟公司推出的通用、面向?qū)ο笠约安捎檬录?qū)動(dòng)的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，Visual是指開(kāi)發(fā)用戶界面圖形的方法，編輯其界面的時(shí)候無(wú)需編寫(xiě)大量代碼，只需要采用搭積木的建構(gòu)程序方式編寫(xiě)程序即可，是開(kāi)發(fā)人數(shù)使用最多的編程工具之一。而B(niǎo)asic則是指Basic語(yǔ)言，它是計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展史上被廣泛應(yīng)用的語(yǔ)言?？偟膩?lái)講，Visual Basic是在Basic語(yǔ)言原有的基礎(chǔ)上得到了進(jìn)一步的發(fā)展，其不但提供了新的數(shù)據(jù)庫(kù)和Web工具，還增加了SQL Server交互方法?？偟膩?lái)說(shuō)，Visual Basic是目前最流行、使用最廣泛的應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)。另外，Visual Basic 程序設(shè)計(jì)主要應(yīng)用于多媒體開(kāi)發(fā)、數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)、網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)、圖形開(kāi)發(fā)等程序中。其數(shù)據(jù)訪問(wèn)的特性在允許對(duì)企業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)的格式建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)和前端應(yīng)用程序的同時(shí)，還可以調(diào)整其服務(wù)端。程序員可以用Visual Basic高效、快速的開(kāi)發(fā)Windows編程環(huán)境下的各種應(yīng)用軟件系統(tǒng)。
二、VB6的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境
VB6與之前的VB版本不同，之前的VB所有版本的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境都是由標(biāo)題欄和菜單欄組成。而VB6則不同，它是Visual Studio家族的一個(gè)組件，在保留Visual Basic 5.0優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，對(duì)開(kāi)發(fā)環(huán)境進(jìn)行了改進(jìn)，VB6的標(biāo)準(zhǔn)欄和菜單欄是由工具欄、窗體設(shè)計(jì)器、控件箱、彈出式菜單、工程管理器窗口、屬性窗口、對(duì)象瀏覽器、工程管理器、窗體布局窗口組成。同時(shí)，VB6的數(shù)據(jù)訪問(wèn)技術(shù)采用了新的數(shù)據(jù)訪問(wèn)技術(shù)，第一，VB6增加了ADO控件和數(shù)據(jù)庫(kù)可視化的工具。不但能夠有效且快速的訪問(wèn)本地及遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)庫(kù)，而且還允許程序員在數(shù)據(jù)環(huán)境方面，除了可以創(chuàng)建可視化和操作ADO之外，還可以連接其命令，這些都為程序員對(duì)數(shù)據(jù)源的操作提供了極大的方便。第二，加強(qiáng)了Internet的功能，使Internet成為當(dāng)前最強(qiáng)有力的開(kāi)發(fā)工具之一。第三，VB6在智能化向?qū)Х矫嬉苍黾恿诵碌奶匦浴?/p>
三、VB開(kāi)發(fā)教學(xué)軟件在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)操作中的應(yīng)用
(一)界面設(shè)計(jì)與文件結(jié)構(gòu)
界面設(shè)計(jì)分為兩步，先按照軟件結(jié)構(gòu)圖設(shè)計(jì)好控件，然后再確定控件的屬性。而文件結(jié)構(gòu)則是，當(dāng)設(shè)計(jì)好一套試題之后就建立相應(yīng)的試題目錄，題目少的情況可以應(yīng)文本文件儲(chǔ)存，題目多的話則用Access數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)存儲(chǔ)。教學(xué)軟件開(kāi)發(fā)工具均采用VB，一是因?yàn)閂B與VC類的開(kāi)發(fā)軟件相比，除了更容易上手，并且開(kāi)發(fā)的周期短、效率高。二是因?yàn)閛ffice軟件里面的宏都是VBA，，而VBA只是VB的一個(gè)子集，如果使用VB開(kāi)發(fā)的話，不但能夠使兩者更好地結(jié)合，并且還可以快速且有效的寫(xiě)出閱卷程序代碼。
(二)開(kāi)發(fā)教學(xué)軟件的選題
當(dāng)設(shè)計(jì)好教學(xué)軟件的界面題目之后，才能夠編寫(xiě)開(kāi)發(fā)教學(xué)軟件的功能模塊代碼。為了避免學(xué)生抽取的試題一樣，可以將選題的按鈕可以做成按鈕控件數(shù)組。其次，選題因?yàn)槭褂昧薋SO復(fù)制文件、復(fù)制文件夾這兩個(gè)方法，所以在對(duì)文件和文件夾進(jìn)行創(chuàng)建、改變、移動(dòng)、刪除等操作，以及檢測(cè)文件、文件夾的信息以及路徑時(shí)，都需要用到FSO對(duì)象模型。
(三)實(shí)現(xiàn)了閱卷的功能
計(jì)算機(jī)教學(xué)中最常見(jiàn)的操作試題有Windows操作題、Word操作題、Excel操作題以及PowerPoint操作題。以Windows操作題為例，沒(méi)有編寫(xiě)過(guò)測(cè)試教學(xué)軟件的老師會(huì)覺(jué)得對(duì)操作題的閱卷很困難，也不知道學(xué)生有沒(méi)有對(duì)試題進(jìn)行操作。其實(shí)，Windows操作題的閱卷很簡(jiǎn)單，教學(xué)模擬軟件有一個(gè)自動(dòng)閱卷的功能，而開(kāi)發(fā)軟件的新建、刪除、復(fù)制、剪切等操作就是用來(lái)判斷學(xué)生做題的文件或者文件夾是否存在。而當(dāng)學(xué)生做完測(cè)試題之后，點(diǎn)擊“閱卷”按鈕也可以得到反饋成績(jī)，
四、基于VB6開(kāi)發(fā)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)模擬軟件考試系統(tǒng)
目前，有不少院校為了方便學(xué)生考試和老師教學(xué)，利用VB6開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的，模塊和界面開(kāi)發(fā)了計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)模擬軟件，該模擬軟件有操作題和客觀題兩部分。操作題的VB編程與后臺(tái)的宏語(yǔ)言聯(lián)系密切，而數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方面，也可以選擇用VB文件系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)文件進(jìn)行編程，VB文件系統(tǒng)在給數(shù)據(jù)加密的同時(shí)，也減小了系統(tǒng)的大小。
(一)基于VB6開(kāi)發(fā)程序下的Windows操作題及系統(tǒng)打包技術(shù)
在VB6系統(tǒng)的FSO對(duì)象模型下，系統(tǒng)中最簡(jiǎn)單的部分就是Windows操作題，Windows操作題通過(guò)訪問(wèn)FSO對(duì)象模型的方法和屬性，就可以青色生成試題內(nèi)容及相應(yīng)的評(píng)分。而系統(tǒng)打包則需要使用免費(fèi)開(kāi)源的安裝制作軟件Inno Setup，Inno Setup的外觀不但小巧、簡(jiǎn)便，并且還能夠快速有效地制作出Windows的標(biāo)準(zhǔn)安裝界面。
(二)基于office對(duì)象模型開(kāi)發(fā)的office操作題
在VB6程序設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)中，所有office產(chǎn)品都被引入了office對(duì)象模型，并且office產(chǎn)品中也都裝置了VBA程序代碼以及宏記錄器，因此，office對(duì)象模型可以利用VBA程序代碼，實(shí)現(xiàn)對(duì)office操作題的自動(dòng)評(píng)分。另外Word操作題、Excel操作題以及PowerPoint操作題的模塊代碼與Word的路徑一直，所以，僅對(duì)Word操作題的評(píng)分原理進(jìn)行闡述。
首先，基于VB6開(kāi)發(fā)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)模擬軟件會(huì)對(duì)考生文件下的Word文檔進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)其是否存在，如果存在則會(huì)繼續(xù)進(jìn)行操作，如果不在則會(huì)退出本模塊。當(dāng)過(guò)程執(zhí)行完之后，考生的成績(jī)以及試題出現(xiàn)錯(cuò)誤的部分都會(huì)保存到全局字符串變量中，最后由評(píng)分模塊訪問(wèn)這個(gè)變量并顯示W(wǎng)ord操作題的所以信息。
(三)基于VB6開(kāi)發(fā)程序下的客觀題模塊設(shè)計(jì)
觀題模塊下的加載客觀題對(duì)于VB6開(kāi)發(fā)程序下來(lái)講是一個(gè)極具挑戰(zhàn)性、技巧性的問(wèn)題，問(wèn)題的關(guān)鍵之處就在于加載客觀題的控件是動(dòng)態(tài)生產(chǎn)的。在VB6開(kāi)發(fā)程序中，只有兩種方法才能生成動(dòng)態(tài)控件，一種是使用VB6之前的控件數(shù)組，第二種則是在使用VB6開(kāi)發(fā)程序的同時(shí)，引入With Events變量，由于VB6程序不允許創(chuàng)建并使用With Events變量數(shù)組，所以，為了生產(chǎn)動(dòng)態(tài)控件，只能使用第一種控件數(shù)組方案來(lái)顯示加載客觀題的內(nèi)容。
五、總結(jié)
整體來(lái)看，VB6開(kāi)發(fā)軟件對(duì)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)有很大的幫助，不但方便了老師對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)情況的了解，還培養(yǎng)了學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的自主能力以及提高了學(xué)生的操作實(shí)踐能力。
關(guān)鍵詞 計(jì)算機(jī)軟件 開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì) 難點(diǎn)措施
中圖分類號(hào)：TP31 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
0引言
隨著計(jì)算機(jī)信息化的應(yīng)用越來(lái)越越廣泛，對(duì)于軟件的要求也越來(lái)越高。一套完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是由硬件和軟件組成，而軟件的質(zhì)量?jī)?yōu)劣直接關(guān)系到計(jì)算機(jī)運(yùn)行處理的水平及性能。軟件的開(kāi)發(fā)生存期一般包括分析、設(shè)計(jì)、測(cè)試以及運(yùn)營(yíng)維護(hù)。軟件的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)就是根據(jù)軟件設(shè)計(jì)的要求以及規(guī)范對(duì)需求項(xiàng)目系統(tǒng)進(jìn)行模塊結(jié)構(gòu)的建立。
1我國(guó)的軟件開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)概述
當(dāng)前，我國(guó)軟件開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)領(lǐng)域中，有很多不同的設(shè)計(jì)手法和設(shè)計(jì)支持工具，設(shè)計(jì)的成果也比較可觀理想。但仍有較多的難題和狀況。相對(duì)于一般軟件的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，實(shí)時(shí)軟件的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)過(guò)程更為復(fù)雜，技術(shù)人員多采用面向?qū)ο蠓ê蛿?shù)據(jù)流兩種方法進(jìn)行開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)工作。經(jīng)過(guò)軟件開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)技術(shù)人員的不斷努力和創(chuàng)新，有了Ada和運(yùn)用Petri網(wǎng)的方式進(jìn)行軟件的開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)。
2軟件開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)
2.1軟件需求分析不到位
在進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)中，開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)人員常常會(huì)對(duì)要求設(shè)計(jì)的項(xiàng)目分析的不夠充分，導(dǎo)致分析不完整、不清晰，以至于出現(xiàn)太籠統(tǒng)的現(xiàn)象，不被可測(cè)試性的軟件內(nèi)容，導(dǎo)致出現(xiàn)不同的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)問(wèn)題，影響到軟件在實(shí)際應(yīng)用中的效果，對(duì)軟件的開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)進(jìn)程有很大的影響。
2.2軟件開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的規(guī)劃不實(shí)際
對(duì)于軟件的整個(gè)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)過(guò)程，其是相當(dāng)?shù)膹?fù)雜。它是有不同的程序組合而成的一個(gè)項(xiàng)目工程。在軟件開(kāi)發(fā)的實(shí)際進(jìn)行中，出現(xiàn)沒(méi)有按照相關(guān)的規(guī)定規(guī)范進(jìn)行，導(dǎo)致開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)間周期加大，或者對(duì)復(fù)雜的軟件工程沒(méi)有充足的時(shí)間進(jìn)行，而是用少量時(shí)間進(jìn)行的，以致于軟件的實(shí)際運(yùn)用質(zhì)量大大降低?！奥こ黾?xì)活”對(duì)于軟件的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)是很好的體現(xiàn)，軟件開(kāi)發(fā)是一項(xiàng)復(fù)雜而又量大的工作，需要充足時(shí)間、精力投入到開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)中去。
2.3軟件的前期測(cè)試不充分
一套軟件在正式推廣和使用前，必須做好充分到位測(cè)試以及檢驗(yàn)檢測(cè)工作。然而在當(dāng)前為了所謂的效益，在軟件開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)中，這塊的工作沒(méi)有到位，出現(xiàn)了眾多問(wèn)題。對(duì)企業(yè)的正常運(yùn)營(yíng)操作帶來(lái)直接的影響。同時(shí)，對(duì)于客戶對(duì)軟件的個(gè)性化和自我功能的需求，這些新的程序功能加大了軟件開(kāi)發(fā)的的難度和復(fù)雜度，對(duì)軟件的后續(xù)運(yùn)作有較大的不利。因而，在軟件開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)完成上線使用中，盡量對(duì)軟件不進(jìn)行修改和增加，保證軟件的整體性和穩(wěn)定性。
3解決措施
3.1面向?qū)ο蠓?/p>
面向?qū)ο蠓梢杂行У陌l(fā)現(xiàn)計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。在軟件的運(yùn)用中，軟件多用于實(shí)體，比如：功能性的開(kāi)關(guān)、傳感器、信號(hào)傳輸和轉(zhuǎn)換器等。面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法以實(shí)體和模塊等進(jìn)行軟件的程序和功能開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)。面向?qū)ο蠓ǎ菓?yīng)用非形式化的方式，讓對(duì)象把其需要的功能羅列出來(lái)，再經(jīng)簡(jiǎn)單的運(yùn)行規(guī)則進(jìn)行相關(guān)的處理工作，可以確定軟件的屬性和操作方式，得出對(duì)象所需的軟件模型，可以有效的解決設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)中的難點(diǎn)和難題。
3.2模塊化法
模塊化的設(shè)計(jì)法是目前計(jì)算機(jī)開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)中常用的一種。此設(shè)計(jì)法可以有效的降低軟件的設(shè)計(jì)復(fù)雜性，還可以對(duì)軟件進(jìn)行修改和增加。模塊設(shè)計(jì)是把不同的軟件工程和小程序組合設(shè)計(jì)的，可以有效的確保不同程序的獨(dú)立性，模塊設(shè)計(jì)是由不同分工的設(shè)計(jì)技術(shù)人員參與完成的，有利于軟件的快捷性。
3.3數(shù)據(jù)流和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
在眾多的軟件設(shè)計(jì)中，由于層次和使用領(lǐng)域模糊，出現(xiàn)設(shè)計(jì)難題。而數(shù)據(jù)流的設(shè)計(jì)法可以進(jìn)行軟件程序結(jié)構(gòu)化處理和操作，主要利用采集到的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，在數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)中，可以完整的去頂軟件的結(jié)構(gòu)和獨(dú)立性[3]。而數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)主要是用于軟件的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)以層次結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出來(lái)。根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)、順序、重復(fù)和選擇進(jìn)行，在具體設(shè)計(jì)中應(yīng)對(duì)軟件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析調(diào)查，按照不同的結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述，確定操作程序的設(shè)計(jì)，完成完整的軟件開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)。
4結(jié)語(yǔ)
隨著計(jì)算機(jī)信息化和網(wǎng)絡(luò)化的應(yīng)用需求的增加，對(duì)計(jì)算機(jī)的軟件設(shè)計(jì)要求也越來(lái)越高。而軟件的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)直接關(guān)系到計(jì)算機(jī)的運(yùn)行。準(zhǔn)確運(yùn)用好面向?qū)ο?、模塊化、數(shù)據(jù)流和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的方法進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)、測(cè)試等，完全可以設(shè)計(jì)出優(yōu)秀的軟件，為我國(guó)的計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)業(yè)做出重要的貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】智能家居 家電控制 系統(tǒng)開(kāi)發(fā) 軟件設(shè)計(jì) 研究
隨著科技文化以及經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升，人們對(duì)舒適、快捷、安全的家居環(huán)境追求的渴望日益增加。而計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的飛速發(fā)展為智能化家居理念，注入無(wú)窮的力量也帶來(lái)了無(wú)限的希望。智能化家居也是近年來(lái)剛興起的新理念，這一理念充分顯示了人們對(duì)智能化居家環(huán)境的追求。智能化家居隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展以及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)，逐步進(jìn)入無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制時(shí)代。智能家居主要由無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)信息、網(wǎng)絡(luò)通信以及系統(tǒng)化模塊等綜合運(yùn)用于家居，形成的智能化家居控制系統(tǒng)。智能家居控制系統(tǒng)主要有智能化照明控制系統(tǒng)、智能化安保監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)、智能化家電控制系統(tǒng)、智能化編程定時(shí)系統(tǒng)、智能化室內(nèi)環(huán)境調(diào)控系統(tǒng)以及室內(nèi)外遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)等。下面我們就針對(duì)智能家居控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)以及軟件調(diào)試進(jìn)行研究。
1 智能化家居控制系統(tǒng)的特色
隨著智能化的不斷發(fā)展，智能家居理念應(yīng)運(yùn)而生。智能家居這一理念的提出目的就是：利用多功能化的智能服務(wù)為家庭帶來(lái)環(huán)保、舒適、便捷、安全的居家環(huán)境。這樣的居家環(huán)境不僅能給人們帶來(lái)高效舒適的生活，也能幫助家庭成員保持交流的暢通，優(yōu)化家庭的生活方式，幫助我們合理安排時(shí)間節(jié)省時(shí)間，增強(qiáng)居家環(huán)境的安全性。這些目標(biāo)、這些優(yōu)點(diǎn)的進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)，無(wú)一不需要智能化控制系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行操控運(yùn)行。因此智能化家居控制系統(tǒng)作為智能化家居的的核心，其重要性也是不言而喻了。
然而傳統(tǒng)的智能化家居在遠(yuǎn)程操控上的具有控制效率低、控制方式單一等缺點(diǎn)。隨著無(wú)線網(wǎng)絡(luò)以及物聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，我們就能將檢測(cè)系統(tǒng)控制系統(tǒng)以及互聯(lián)網(wǎng)有機(jī)的結(jié)合在一起進(jìn)行研究，彌補(bǔ)傳統(tǒng)的智能家居在控制系統(tǒng)上的不足。智能化家居控制系統(tǒng)需要結(jié)合各種模塊進(jìn)行開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，下面我們就針對(duì)智能化家居的核心內(nèi)容，智能化家居控制系統(tǒng)的模塊分類、各大模塊控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)等方面展開(kāi)論述研究。
2 智能家居控制系統(tǒng)的分類以及軟件設(shè)計(jì)研究
智能家居控制系統(tǒng)由軟件和硬件系統(tǒng)結(jié)合構(gòu)成，這里我們可以把硬件比作我們的身體軀干，軟件就是我們的大腦。那么正常運(yùn)行的基礎(chǔ)是硬件，進(jìn)行分析操控、命令的主要部分是軟件系統(tǒng)控制。智能化家居控制系統(tǒng)主要分為照明控制系統(tǒng)、家電控制系統(tǒng)、環(huán)境控制系統(tǒng)、安保監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)等。下面分別對(duì)各類控制系統(tǒng)進(jìn)行分析以及各類智能家居控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)研究。
2.1 照明控制系統(tǒng)以及控制軟件設(shè)計(jì)
一天內(nèi)有一半時(shí)間屬于夜晚，因此照明控制系統(tǒng)對(duì)于智能化家居控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是必不可少的。照明控制系統(tǒng)主要包含各類照明燈具、光敏感應(yīng)器、聲敏感應(yīng)器、單片機(jī)系統(tǒng)、輸入輸出控制器、紅外傳感器以及電線等構(gòu)成。
照明系統(tǒng)的核心就是單片機(jī)，在這里單片機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)的終端控制芯片，可以進(jìn)行數(shù)據(jù)采集分析以及數(shù)據(jù)命令來(lái)完成人們的智能化網(wǎng)絡(luò)操作等。紅外感應(yīng)器以及光敏感應(yīng)器是用來(lái)檢測(cè)光的強(qiáng)度和是否有人，以此來(lái)產(chǎn)生分辨信息輸入到單片機(jī)控制系統(tǒng)，來(lái)控制照明系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)。光敏和聲敏器件可以構(gòu)成一個(gè)對(duì)光強(qiáng)度和聲控相結(jié)合的智能化照明模塊。首先，要連接好控制線路，以及各個(gè)感應(yīng)器的正確安裝，然后通過(guò)串聯(lián)、并聯(lián)或者串并聯(lián)相結(jié)合的方式，就可以令這幾類照明系統(tǒng)的選擇具有可操控性?？梢酝ㄟ^(guò)控制系統(tǒng)的軟件進(jìn)行調(diào)控命令的，分別控制或者一起控制都是可供選擇，可供調(diào)控的。
2.2 家電控制系統(tǒng)以及家電控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
舒適的居家環(huán)境內(nèi)，各類家電的使用是必不可少的。常用家電主要有空調(diào)、冰箱、電視、洗衣機(jī)、熱水器以及各類廚具等等?，F(xiàn)如今家電可謂是琳瑯滿目，品類眾多，功能眾多，讓我們無(wú)法很好的選擇品類，很好的運(yùn)用其功能。這時(shí)我們就可以設(shè)計(jì)一款軟件，配合相應(yīng)的家電控制系統(tǒng)來(lái)完成對(duì)各類家電的智能化使用。
家電控制系統(tǒng)由各類家電、數(shù)據(jù)采集器、輸入控制器、單片機(jī)系統(tǒng)、輸出控制器、智能開(kāi)關(guān)以及線路等相應(yīng)器件構(gòu)成?，F(xiàn)今各類家電中，大多數(shù)家電已具有單獨(dú)的智能化操控系統(tǒng)，如空調(diào)、電視、洗衣機(jī)、熱水器等都有各自的智能化操控模塊。因此對(duì)于家電控制系統(tǒng)我們要做的就是如何把這些單獨(dú)的小模塊給并入到一個(gè)整體之中。這時(shí)，數(shù)據(jù)采集器的作用就凸顯出來(lái)了，我們可以通過(guò)系統(tǒng)終端命令，數(shù)據(jù)采集器進(jìn)行分析調(diào)控，然后通過(guò)輸入輸出控制器經(jīng)由單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行智能開(kāi)關(guān)的終端控制。要想多個(gè)家電一起精確控制就必須把各個(gè)家電的位置進(jìn)行地址編碼，把位置編碼輸入到控制系統(tǒng)的芯片中，根據(jù)不同地址編碼來(lái)精確到對(duì)哪個(gè)家電進(jìn)行操控。再把這些小的模塊進(jìn)行串并聯(lián)整合，通過(guò)數(shù)據(jù)命令進(jìn)行編碼解碼來(lái)調(diào)控終端的數(shù)據(jù)，進(jìn)行我們對(duì)家電的需求命令。把單獨(dú)的小模塊系統(tǒng)做好后就只需要調(diào)控連接在一起，就可以通過(guò)軟件對(duì)終端進(jìn)行控制了。
2.3 室內(nèi)環(huán)境控制系統(tǒng)以及其軟件設(shè)計(jì)
一個(gè)舒適的室內(nèi)環(huán)境是生活的必要條件，那么如何能夠營(yíng)造出適合所有人的室內(nèi)環(huán)境呢？這里我們就可以通過(guò)智能化室內(nèi)環(huán)境控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)我們的想法。人對(duì)環(huán)境的要求也不盡相同，濕度、溫度、氧含量等都是最重要的指標(biāo)。因此智能化室內(nèi)環(huán)境系統(tǒng)必須包含智能化空氣濕度調(diào)節(jié)器，空{(diào)，空氣清新器等電器，還要有濕度感應(yīng)器、溫度感應(yīng)器、氧含量感應(yīng)器等各類感應(yīng)器，以及數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)，單片機(jī)控制系統(tǒng)，輸入、輸出系統(tǒng)。
可以通過(guò)各個(gè)小器件的連接來(lái)構(gòu)成智能化控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)在軟件可由不同接口控制，來(lái)制定不同按鍵的不同功能。例如室內(nèi)環(huán)境可由加濕、除濕、升溫、降溫、送風(fēng)、開(kāi)機(jī)、關(guān)機(jī)七個(gè)接口，七個(gè)按鍵進(jìn)行最基本的控制。我們?cè)谲浖系脑O(shè)計(jì)只需把不同的器件進(jìn)行相應(yīng)的接口連接，然后通過(guò)不同的按鍵來(lái)產(chǎn)生相應(yīng)指令數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸調(diào)節(jié)控制。我們需要注意的就是如何讓它們?cè)谝黄疬\(yùn)行而不會(huì)產(chǎn)生不兼容的問(wèn)題。這些都需要我們?cè)谙到y(tǒng)模塊設(shè)計(jì)連接以及相應(yīng)的軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中解決。
2.4 安保監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)以及相應(yīng)的軟件設(shè)計(jì)
居家環(huán)境的一個(gè)很重要的影響因素就是安全性，這里我們就來(lái)說(shuō)一下安保監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)。毫無(wú)疑問(wèn)，居家環(huán)境中安全永遠(yuǎn)是第一位的。安全性因素主要分為外來(lái)的和內(nèi)在的兩種。外來(lái)的安全性影響因素在安保監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)中主要體現(xiàn)在防偷防盜功能上，可通過(guò)視頻監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。內(nèi)在的安全性影響因素在安保監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)中主要體現(xiàn)在防火防電等功能上，可通過(guò)可燃?xì)怏w報(bào)警器、煙霧感應(yīng)器等報(bào)警裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。
視頻監(jiān)控系統(tǒng)模塊由視頻采集與編碼、視頻錄像、遠(yuǎn)程傳輸這三部分構(gòu)成。視頻采集與編碼一般采用mp4的壓縮格式，然后對(duì)視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存，傳輸至 客戶終端進(jìn)行識(shí)別驗(yàn)證。這些緩存的視頻也能讓我們做到對(duì)自己家居環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)控，如有偷盜發(fā)生，既能提前進(jìn)行報(bào)警，也能留下不法分子的行竊罪證?？梢栽O(shè)置軟件程序聯(lián)接至電話上，如遇強(qiáng)行破門(mén)破窗而入的情況進(jìn)行識(shí)別，智能打電話到110報(bào)警電話以及業(yè)主電話上進(jìn)行報(bào)警。
報(bào)警模塊的軟件設(shè)計(jì)主要是由家居內(nèi)布置的各個(gè)探測(cè)器發(fā)出警報(bào)信息，在報(bào)警模塊中報(bào)警信號(hào)分為開(kāi)、關(guān)兩中情況，系統(tǒng)由探測(cè)器的開(kāi)關(guān)狀態(tài)來(lái)決定是否需要報(bào)警。由于家居內(nèi)報(bào)警探測(cè)器眾多，需要對(duì)每一個(gè)報(bào)警探測(cè)器進(jìn)行逐一位置編碼，把位置編碼信息輸入到系統(tǒng)控制芯片中，這樣如果系統(tǒng)接到報(bào)警信號(hào)的輸入，就可以具體定位到哪個(gè)報(bào)警探測(cè)器的位置，也就可以確定需要識(shí)別的危險(xiǎn)位置在哪兒，然后進(jìn)一步識(shí)別分辨處理。家居內(nèi)一般主要有消防報(bào)警裝置，可燃?xì)怏w報(bào)警裝置等，通過(guò)軟件程序的設(shè)置，把報(bào)警信號(hào)在控制系統(tǒng)中進(jìn)行編寫(xiě)輸出，智能報(bào)警給相關(guān)單位和業(yè)主。
3 總結(jié)
隨著智能化的普及，智能家居理念應(yīng)運(yùn)而生，本文就智能家居控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)研究展開(kāi)相關(guān)論述分析。通過(guò)上文分別對(duì)智能化家居控制系統(tǒng)的特色，以及智能化家居控制系統(tǒng)的各大模塊進(jìn)行介紹分析。主要介紹了照明控制系統(tǒng)、家電控制系統(tǒng)、環(huán)境控制系統(tǒng)、安保監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)等模塊，還有對(duì)各個(gè)控制系統(tǒng)模塊進(jìn)行分析以及各類智能家居控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)等方面研究。
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[關(guān)鍵詞]構(gòu)件化 軟件 可靠性
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，軟件已經(jīng)逐漸應(yīng)用到各種安全關(guān)鍵領(lǐng)域，例如航空航天、核電、國(guó)防、工業(yè)控制、交通運(yùn)輸、金融等。這類軟件通常都規(guī)模龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)可靠性和安全性有著極高的要求。長(zhǎng)期以來(lái)，由于此類系統(tǒng)的軟件失效和安全性問(wèn)題，造成生命財(cái)產(chǎn)損失，甚至給環(huán)境造成嚴(yán)重災(zāi)難的事例層出不窮，這就使得軟件的可靠性分析、評(píng)估和保障變得尤其重要。
一、軟件構(gòu)件概念
隨著軟件工程的發(fā)展，軟件復(fù)用技術(shù)逐漸成為研究熱點(diǎn)?；跇?gòu)件的軟件開(kāi)發(fā)（Component-Based Software Development，CBSD）方法 ，改變了傳統(tǒng)的基于“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)+算法”的開(kāi)發(fā)模式，提出了基于“構(gòu)件開(kāi)發(fā)+構(gòu)件組裝”的開(kāi)發(fā)新思路，使已有成果得以復(fù)用，因而得到了廣大開(kāi)發(fā)人員的推崇并迅速發(fā)展。軟件構(gòu)件，是指軟件系統(tǒng)中具有相對(duì)獨(dú)立功能、可以明確辨識(shí)、接口由契約指定、和語(yǔ)境有明顯依賴關(guān)系、可獨(dú)立部署、可組裝的軟件實(shí)體。它由接口、實(shí)現(xiàn)和部署三大要素構(gòu)成。其中，接口主要解釋構(gòu)件所能完成的功能，實(shí)現(xiàn)是讓此構(gòu)件運(yùn)作的代碼，部署是構(gòu)件的存在形式，即為二進(jìn)制代碼或可執(zhí)行文件。
基于構(gòu)件的軟件開(kāi)發(fā)具有適用范圍廣、重用效率高的特點(diǎn)，其效率的發(fā)揮需要大量標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)件群來(lái)支持，這就需要標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的構(gòu)件封裝技術(shù)規(guī)格和應(yīng)用于具體領(lǐng)域的大量構(gòu)件。這兩個(gè)方面現(xiàn)在是構(gòu)件化發(fā)展的阻礙。構(gòu)件封裝技術(shù)規(guī)格的統(tǒng)一需要資深軟件公司和國(guó)際性的軟件機(jī)構(gòu)深化合作、統(tǒng)籌兼顧來(lái)制定實(shí)用、有效、科學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)。領(lǐng)域構(gòu)件群的創(chuàng)建需要學(xué)術(shù)組織和有責(zé)任有遠(yuǎn)見(jiàn)的軟件公司加大投入，深化構(gòu)件化軟件開(kāi)發(fā)的應(yīng)用，在業(yè)界形成模范作用。而中小型軟件公司應(yīng)該建立自己的構(gòu)件庫(kù)，在開(kāi)發(fā)中盡量應(yīng)用構(gòu)件化軟件開(kāi)發(fā)方法，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，為構(gòu)件化時(shí)代的到來(lái)和繁盛做準(zhǔn)備。有了統(tǒng)一的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)和各個(gè)領(lǐng)域豐富的構(gòu)件群，那么構(gòu)件化的開(kāi)發(fā)將極大提高軟件開(kāi)發(fā)效率，解決軟件危機(jī)。
二、基于構(gòu)件的軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程
基于構(gòu)件的開(kāi)發(fā)，是指將軟件系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程看作是在體系結(jié)構(gòu)的指導(dǎo)下，用構(gòu)件組裝方式開(kāi)發(fā)軟件系統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)方法。基于構(gòu)件的軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程可以概括為以下四個(gè)階段：
1.問(wèn)題域分析與建模（ 問(wèn)題分析階段）
針對(duì)問(wèn)題描述，通過(guò)領(lǐng)域工程的思想，進(jìn)行問(wèn)題域分析與建模。分析階段的主要任務(wù)是通過(guò)對(duì)問(wèn)題域的抽象，區(qū)分出共性問(wèn)題和變性問(wèn)題，分析的結(jié)果是將問(wèn)題域進(jìn)行形式化表示，即建立問(wèn)題域模型，可采用UML模型來(lái)表示。
2.求解域模型設(shè)計(jì)（ 構(gòu)件設(shè)計(jì)階段）
根據(jù)對(duì)問(wèn)題域的分析與建模，可得出求解域模型，即系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)所需構(gòu)件。對(duì)于已存在的、可復(fù)用的構(gòu)件，分析其接口是否需要擴(kuò)展；對(duì)于需要新增的構(gòu)件，通過(guò)合理的分析及設(shè)計(jì)，保證構(gòu)件滿足求解域的要求，并盡可能保構(gòu)件的可復(fù)用性。
3.構(gòu)件開(kāi)發(fā)及組裝（ 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)階段）
從構(gòu)件庫(kù)中選取滿足需要的構(gòu)件，擴(kuò)展其接口使之應(yīng)用于當(dāng)前工程；對(duì)新開(kāi)發(fā)的軟件構(gòu)件，不僅應(yīng)該使其應(yīng)用于當(dāng)前工程，還要將其存儲(chǔ)到構(gòu)件庫(kù)中，以便復(fù)用。通過(guò)組裝得到完整的系統(tǒng)，經(jīng)測(cè)試后可運(yùn)行。
4.應(yīng)用系統(tǒng)演化（ 系統(tǒng)維護(hù)階段）
基于構(gòu)件的應(yīng)用系統(tǒng)的演化實(shí)際上是構(gòu)件升級(jí)、替換和擴(kuò)充的過(guò)程，針對(duì)用戶需求或?qū)嶋H運(yùn)行效果進(jìn)行軟件的調(diào)整，以適應(yīng)新的環(huán)境要求。
三、基于構(gòu)件化設(shè)計(jì)的軟件可靠性分析
1.可靠性分析基礎(chǔ)
軟件可靠性是指軟件在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)軟件不失效的概率。構(gòu)件可以自行開(kāi)發(fā)，可以購(gòu)買(mǎi)商業(yè)構(gòu)件，也可以從相關(guān)領(lǐng)域構(gòu)件庫(kù)中獲取。雖然獲取的構(gòu)件一般都有相應(yīng)的可靠性說(shuō)明，但同一構(gòu)件在不同的軟件系統(tǒng)中所處狀態(tài)不同，其可靠性也需要進(jìn)行重新分析。在基于敏捷開(kāi)發(fā)的構(gòu)件化軟件實(shí)踐中，每一次軟件版本，都是以構(gòu)件測(cè)試為基礎(chǔ)，用戶必須對(duì)各構(gòu)件進(jìn)行使用性測(cè)試以發(fā)現(xiàn)軟件失效。小規(guī)模、多版本，使用戶可以在早期發(fā)現(xiàn)軟件中與自己所提的需求不一致的地方，用戶可以持續(xù)地參與到測(cè)試中來(lái)。用戶通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)使用并快速反饋，為敏捷團(tuán)隊(duì)修正開(kāi)發(fā)方向提供依據(jù)，可以說(shuō)迭代增量開(kāi)發(fā)、持續(xù)集成、小版本這些實(shí)踐都是自適應(yīng)的。對(duì)當(dāng)前版本進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)使用測(cè)試，獲得失效數(shù)據(jù)（測(cè)試成功與失敗次數(shù)），可獲得該版本可靠性的點(diǎn)估計(jì)。
2.可靠性分析
首先，它可以便于設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)者之間相互理解和交流。只要系統(tǒng)是使用某種風(fēng)格或模式的規(guī)范方法來(lái)組織，則別的設(shè)計(jì)者就很容易理解系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。譬如某人把系統(tǒng)描述為“管道—過(guò)濾器”模式，則他不必給出細(xì)節(jié)，人們立刻明白系統(tǒng)是如何組織起來(lái)的，并在腦海中清晰地得到此系統(tǒng)的圖像；
第二，使用軟件體系結(jié)構(gòu)促進(jìn)了設(shè)計(jì)的復(fù)用。許多經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明的軟件結(jié)構(gòu)可以用來(lái)解決許多相似類型的新問(wèn)題，這對(duì)新軟件的開(kāi)發(fā)帶來(lái)了便利和質(zhì)量保證；
第三，使用軟件體系結(jié)構(gòu)也促進(jìn)了顯著的代碼復(fù)用。對(duì)于體系結(jié)構(gòu)中的不變部分，不同的系統(tǒng)可以共同應(yīng)用同一段實(shí)現(xiàn)代碼，從而提高了該段代碼的應(yīng)用價(jià)值；
第四，使用軟件體系結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)格和模式有利于支持互操作性，例如像CORBA這種面向?qū)ο蟮慕Y(jié)構(gòu)和基于事件機(jī)制的工具集成。
總之，使用軟件體系結(jié)構(gòu)的模式有利于軟件開(kāi)發(fā)者之間的交流和理解，有利于提高軟件設(shè)計(jì)實(shí)施的效率和質(zhì)量。軟件體系結(jié)構(gòu)的觀念能否成熟到使軟件設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)發(fā)生根本性改變，關(guān)鍵在于各類體系結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)模式的完善和系統(tǒng)化。軟件體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中很重要的成就之一就是抽象出了許多常見(jiàn)的軟件系統(tǒng)構(gòu)建模式。這些構(gòu)建模式是軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員多年工作經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，它們將為軟件設(shè)計(jì)的系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)工作提供豐富的參考資料。
軟件體系結(jié)構(gòu)的選擇往往成為一個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)成敗的關(guān)鍵。人們?cè)陂_(kāi)發(fā)研制軟件的長(zhǎng)期實(shí)踐中積累總結(jié)了許多成功的經(jīng)驗(yàn)。不同類型的功能需要不同類型的構(gòu)件實(shí)現(xiàn)。
參考文獻(xiàn)：
[1]楊芙清，梅宏. 構(gòu)件化軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[M]. 北京 ：清華大學(xué)出版社，2008.
關(guān)鍵詞：軟件；抽??；需求
信息化產(chǎn)業(yè)經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展和建設(shè)，正逐步從最初的用于解決局部問(wèn)題的小型或簡(jiǎn)單軟件，向復(fù)雜、成體系、網(wǎng)絡(luò)化的企業(yè)級(jí)系統(tǒng)擴(kuò)展。軟件系統(tǒng)的構(gòu)成不再只是模塊，越來(lái)越多的是功能構(gòu)件和子系統(tǒng)，使軟件系統(tǒng)成為“系統(tǒng)的系統(tǒng)”，或叫復(fù)雜系統(tǒng)。如何構(gòu)建可擴(kuò)充、可裁剪、可生長(zhǎng)的滿足企業(yè)應(yīng)用的大型軟件系統(tǒng)，已成為軟件業(yè)研究的重要課題之一。其中，復(fù)雜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是人們最關(guān)注的核心問(wèn)題。
1 軟件設(shè)計(jì)的需求分析
軟件通常是因需求才進(jìn)行設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，由用戶方從解決業(yè)務(wù)問(wèn)題的角度提出，均以專業(yè)的術(shù)語(yǔ)或事務(wù)性的語(yǔ)言描述。高質(zhì)量、清晰準(zhǔn)確的需求描述，可有效約束軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和功能定位。邊緣清晰、描述規(guī)范的要求，會(huì)在一定程度上降低軟件設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)的成本，提高軟件質(zhì)量和開(kāi)發(fā)效率。但是，需求的成長(zhǎng)和變化，往往伴隨軟件的整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程，這種現(xiàn)狀使得軟件設(shè)計(jì)的難度不斷增加，程序開(kāi)發(fā)也從傳統(tǒng)的開(kāi)發(fā)方法向敏捷編程轉(zhuǎn)化。
用戶基于一定的業(yè)務(wù)需要提出需求，通常不能直接指導(dǎo)軟件的開(kāi)發(fā)，只有經(jīng)過(guò)軟件設(shè)計(jì)者的分析提取，通過(guò)規(guī)范的技術(shù)語(yǔ)言描述，形成面向軟件開(kāi)發(fā)者的需求規(guī)格說(shuō)明，才能指導(dǎo)軟件的研制。抽取需求是軟件設(shè)計(jì)師必須完成的工作，傳統(tǒng)的需求抽取方法一般包括面談、問(wèn)卷、觀察和業(yè)務(wù)文檔研究等，這些方法簡(jiǎn)單、成本低，對(duì)業(yè)務(wù)邏輯清晰、封閉性較好的需求比較適合，而對(duì)復(fù)雜且很難封閉的需求，采用傳統(tǒng)的抽取方法，則風(fēng)險(xiǎn)很大。在軟件開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，需求抽取方法有原型法、聯(lián)合應(yīng)用開(kāi)發(fā)法和快速應(yīng)用開(kāi)發(fā)法三種。
1.1 原型法
通過(guò)構(gòu)造軟件演示系統(tǒng)，即根據(jù)理解的需求，建立一個(gè)快速而粗糙的工作模型，由可視化方法獲得用戶的反饋。
1.2 聯(lián)合應(yīng)用開(kāi)發(fā)法
是將領(lǐng)導(dǎo)、用戶、開(kāi)發(fā)人員、系統(tǒng)設(shè)計(jì)師等召集起來(lái)通過(guò)會(huì)議的方式，集中所有人的智慧，對(duì)要求進(jìn)行分析抽取。
1.3 快速應(yīng)用開(kāi)發(fā)法
就是集前兩種方法，加上最優(yōu)方案的系統(tǒng)研制而進(jìn)行的一種需求抽取方法，是一種快速軟件開(kāi)發(fā)方法。
以上是目前常被采用的需要抽取方法，但對(duì)于系統(tǒng)分析員或系統(tǒng)設(shè)計(jì)師來(lái)說(shuō)，無(wú)論采用哪種方法，都必須面臨提取關(guān)鍵需求、判斷需求增長(zhǎng)點(diǎn)和發(fā)展方向的問(wèn)題。
2 需求分析對(duì)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響
2.1 抽取影響軟件結(jié)構(gòu)的需求，是需求分析的核心
關(guān)鍵需求是軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的核心，而提取關(guān)鍵需求是軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師必備的技能。以一個(gè)數(shù)據(jù)錄入軟件為例，一般需要提供一個(gè)交互式界面，由用戶鍵入所需數(shù)據(jù)，提交存儲(chǔ)到文件或數(shù)據(jù)庫(kù)里即可。但用戶要求錄入的數(shù)據(jù)項(xiàng)，應(yīng)能隨著業(yè)務(wù)的不斷變化而進(jìn)行增加或刪減，可多人同時(shí)進(jìn)行錄入。同時(shí)，要求對(duì)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)按照需要的方式進(jìn)行查詢調(diào)閱，甚至進(jìn)行一定的復(fù)合計(jì)算或評(píng)估分析等。對(duì)于這樣的需求，錄入項(xiàng)不斷變化、多人同時(shí)操作、存儲(chǔ)要求等都是核心元素，這些元素將直接影響軟件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。軟件設(shè)計(jì)應(yīng)考慮分布式并發(fā)機(jī)制和大量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)訪問(wèn)要求。這些需求均與功能無(wú)關(guān)，但會(huì)影響軟件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)相關(guān)的軟件，一般采用傳統(tǒng)的C/S結(jié)構(gòu)。當(dāng)用戶增加到一定量時(shí)，該結(jié)構(gòu)會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器負(fù)載加重，甚至系統(tǒng)崩潰。為了適應(yīng)這種變化，應(yīng)采用多層結(jié)構(gòu)，將用戶操作與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)進(jìn)行分離。采用多層結(jié)構(gòu)，不僅可以緩解數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)訪問(wèn)壓力，還能降低數(shù)據(jù)庫(kù)變化給用戶操作帶來(lái)的影響。錄入項(xiàng)的變化需求，潛在地存在著數(shù)據(jù)項(xiàng)擴(kuò)充、界面調(diào)整等功能要求。一般情況下，完全適應(yīng)這種變化的軟件很難設(shè)計(jì)。為此，可把錄入項(xiàng)作為配置要素，界面設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)項(xiàng)根據(jù)配置項(xiàng)進(jìn)行定制，應(yīng)用服務(wù)層要在接口設(shè)計(jì)上考慮數(shù)據(jù)項(xiàng)的擴(kuò)充能力。具有這類需求的軟件，一般由界面構(gòu)造工具、錄入界面、應(yīng)用服務(wù)軟件和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器構(gòu)成。
在抽取關(guān)鍵需求的過(guò)程中，抽取與業(yè)務(wù)無(wú)關(guān)的需求非常重要。“與業(yè)務(wù)無(wú)關(guān)”指支撐業(yè)務(wù)功能運(yùn)行且與業(yè)務(wù)處理邏輯無(wú)關(guān)的功能。傳輸服務(wù)是典型的與業(yè)務(wù)無(wú)關(guān)的功能，在任意基于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的軟件中，不可避免的需要信息傳輸功能的支持。抽取與業(yè)務(wù)無(wú)關(guān)的需求，需要分析人員有豐富的軟件設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，這種公共需求的抽取，有利于開(kāi)發(fā)過(guò)程中軟件的重用，可降低開(kāi)發(fā)成本。
2.2 關(guān)注需求中與規(guī)模發(fā)展相關(guān)的因素
軟件設(shè)計(jì)應(yīng)用規(guī)模的發(fā)展速度，是軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的主要需求之一。規(guī)模是考驗(yàn)軟件支撐能力的主要因素。規(guī)模的發(fā)展可能是用戶量的膨脹，也可能是數(shù)據(jù)量的迅猛增長(zhǎng)，或兩者都有。軟件能力的成長(zhǎng)性設(shè)計(jì)，通常會(huì)使開(kāi)發(fā)付出代價(jià)，這是由于一方面在設(shè)計(jì)初期沒(méi)有考慮這種成長(zhǎng)性，導(dǎo)致設(shè)計(jì)失??；另一方面，雖然考慮了成長(zhǎng)性，但由于軟件復(fù)雜度的增大，增加了開(kāi)發(fā)成本和風(fēng)險(xiǎn)。因此，對(duì)并發(fā)和負(fù)載的設(shè)計(jì)，應(yīng)在設(shè)計(jì)之前就要給予充分考慮。
2.3 捕捉需求的變化方向
確定需求的增長(zhǎng)點(diǎn)是考驗(yàn)軟件適應(yīng)能力的關(guān)鍵。需求的變化和調(diào)整是客觀存在的，軟件設(shè)計(jì)者分析需求時(shí)，應(yīng)考慮到需求中可能存在的變化點(diǎn)或變化趨勢(shì)，以提高軟件的適應(yīng)能力和成長(zhǎng)能力。需求的增長(zhǎng)點(diǎn)通常隱含在企業(yè)發(fā)展和技術(shù)發(fā)展中，一類是業(yè)務(wù)發(fā)展引起的工作流變化或增長(zhǎng)。這種軟件結(jié)構(gòu)應(yīng)具備新業(yè)務(wù)處理軟件的集成能力；一類是業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)向。原有的業(yè)務(wù)處理軟件不能滿足轉(zhuǎn)向后的業(yè)務(wù)處理要求，存在改造、裁剪、新增能力等潛在需求。軟件結(jié)構(gòu)還應(yīng)具備可裁剪、可擴(kuò)充的能力，否則將會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。
抓住需求的變化點(diǎn)，設(shè)計(jì)合適的體系結(jié)構(gòu)，可增強(qiáng)軟件的生命力。面對(duì)需求多變的現(xiàn)實(shí)，降低結(jié)構(gòu)的耦合度是有效緩解軟件適應(yīng)能力的方法之一。但是，降低耦合度一般會(huì)帶來(lái)效率或系統(tǒng)復(fù)雜度的上升。因此，小型軟件選擇這種方法應(yīng)慎重。（下轉(zhuǎn)第16頁(yè)）（上接第13頁(yè)）
綜上所述，設(shè)計(jì)滿足需求的軟件結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)關(guān)注的是功能，而設(shè)計(jì)適應(yīng)需求變化的軟件結(jié)構(gòu)，關(guān)注的往往是非功能性需求，這需要系統(tǒng)設(shè)計(jì)師除了具備豐富的經(jīng)驗(yàn)和敏銳的洞察力外，還應(yīng)花大量的時(shí)間和精力同用戶不斷溝通與交流，從中獲取最需要的需求，以支持軟件整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。
參考文獻(xiàn)：
關(guān)鍵詞：軟件成本估算；專家輔助系統(tǒng)；框架；裝備軟件；開(kāi)發(fā)需求
中圖分類號(hào)：TP393
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
文章編號(hào)：1009-2374(2009)17-0041-02
進(jìn)行準(zhǔn)確的裝備軟件成本估算是保證裝備軟件開(kāi)發(fā)順利進(jìn)行的關(guān)鍵和必要手段，也是保證裝備采購(gòu)人員能夠?qū)ρb備軟件進(jìn)行準(zhǔn)確定價(jià)，避免軍費(fèi)浪費(fèi)。但是，當(dāng)前對(duì)裝備軟件成本估算的手段單一，方法不多，不夠精確。在裝備軟件的估算過(guò)程中，由于裝備軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程的諸多不確定性，導(dǎo)致在估算過(guò)程中必須要有具備深厚專業(yè)知識(shí)的專家人員，但是在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的實(shí)際中，這種專業(yè)深厚的高水平專家人員比較少，完全依靠領(lǐng)域?qū)＜襾?lái)進(jìn)行估算成本代價(jià)太高，不切實(shí)際。因此，設(shè)想開(kāi)發(fā)一套裝備軟件成本估算專家輔助系統(tǒng)，用于在開(kāi)發(fā)過(guò)程中對(duì)裝備軟件的項(xiàng)目時(shí)間、成本進(jìn)行估算，解決缺乏專業(yè)領(lǐng)域?qū)＜胰藛T的情況下對(duì)裝備軟件進(jìn)行估算。估算人員只需要輸入開(kāi)發(fā)軟件的相關(guān)信息或者整個(gè)軟件編碼，經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的匹配和綜合的估算，把估算結(jié)果顯示于界面上，方便快捷。如圖1所示：
一、開(kāi)發(fā)背景
當(dāng)前，裝備軟件成本估算主要存在估算的方法有限，精確度不夠，直接影響了裝備軟件的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)和增加了采購(gòu)成本。主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：
1、裝備軟件的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)主要是依據(jù)軍方立項(xiàng)，通過(guò)國(guó)家指定的軍品生產(chǎn)廠方，依據(jù)確定的標(biāo)準(zhǔn)和要求進(jìn)行的。但是大多數(shù)承制方缺乏專業(yè)領(lǐng)域知識(shí)深厚的專家，并且，裝備軟件的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，參與的企業(yè)少，規(guī)范的軟件生產(chǎn)企業(yè)不多，對(duì)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程中的裝備軟件成本估算不足，因而直接影響了裝備軟件開(kāi)發(fā)的順利進(jìn)行和產(chǎn)品質(zhì)量。
2、在軍方采購(gòu)人員中，大部分人員是軍校畢業(yè)后直接進(jìn)入采購(gòu)部門(mén)工作，既沒(méi)有經(jīng)過(guò)專業(yè)的理論培訓(xùn)也沒(méi)有相關(guān)領(lǐng)域的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)軟件的成本估算只懂皮毛甚至不懂，大部分是按照國(guó)家關(guān)于軍品的微利補(bǔ)貼原則，以承制方的價(jià)格為基礎(chǔ)進(jìn)行采購(gòu)，這樣條件下的采購(gòu)無(wú)疑是帶有較大的盲目性，難以避免對(duì)軍費(fèi)的浪費(fèi)。因此，如果能設(shè)計(jì)一套專家輔助系統(tǒng)，其意義較重大。
二、設(shè)想理論框架
裝備軟件成本估算專家輔助系統(tǒng)理論框架主要由兩個(gè)部分組成。一個(gè)是存儲(chǔ)各種算法和估算標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)庫(kù)。該數(shù)據(jù)庫(kù)由算法知識(shí)庫(kù)、歷史模型庫(kù)、儲(chǔ)存比較庫(kù)、智能估算執(zhí)行庫(kù)組成。算法知識(shí)庫(kù)主要是對(duì)當(dāng)前各種關(guān)于裝備軟件成本估算的算法進(jìn)行編程存檔(LOG法、Delphi法、經(jīng)驗(yàn)類比法、功能點(diǎn)估計(jì)法、COCOMO法等)，主要提供給智能執(zhí)行庫(kù)的估算模型原則。歷史模型庫(kù)主要存儲(chǔ)許多歷史經(jīng)典裝備軟件模型，收集盡可能多的模型，為估算軟件提供近似匹配依據(jù)。智能估算執(zhí)行庫(kù)主要是完成對(duì)輸入的估算程序調(diào)用算法知識(shí)庫(kù)中的各種算法進(jìn)行估算，同時(shí)對(duì)裝備軟件進(jìn)行歷史模型匹配，得到近似估算值，儲(chǔ)存結(jié)果比較庫(kù)主要是把各種估算結(jié)果存儲(chǔ)下來(lái)并根據(jù)智能執(zhí)行庫(kù)的指令進(jìn)行比較，最后對(duì)估算值進(jìn)行按預(yù)定比例系數(shù)進(jìn)行加權(quán)處理，得到最終估算結(jié)果經(jīng)傳輸設(shè)備傳出。另一個(gè)框架就是操作系統(tǒng)和人機(jī)交換框架，主要是操作系統(tǒng)對(duì)第一個(gè)框架內(nèi)的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù)管理，科學(xué)地組織和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，高效地獲取和維護(hù)數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確的物理尋址，并及時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行更新，用戶通過(guò)人機(jī)交互界面與系統(tǒng)打交道，把要估算的裝備軟件信息或者編碼輸入進(jìn)計(jì)算機(jī)，調(diào)用第一個(gè)框架內(nèi)的數(shù)據(jù)，獲取知識(shí)，并進(jìn)行推理，得到解釋，并對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行維護(hù)，并把估算結(jié)果顯示出來(lái)。
三、開(kāi)發(fā)人員框架
裝備軟件成本估算專家輔助系統(tǒng)的功能是完成對(duì)裝備軟件的成本估算，主要為解決廠方在進(jìn)行軟件項(xiàng)目開(kāi)發(fā)時(shí)對(duì)軟件成本的預(yù)算不準(zhǔn)和軍方在采購(gòu)過(guò)程中對(duì)裝備軟件的知識(shí)不深厚導(dǎo)致對(duì)其成本估算不準(zhǔn)確。在開(kāi)發(fā)這個(gè)系統(tǒng)需要四類人員參與才能完成開(kāi)發(fā)。第一類就是眾多領(lǐng)域?qū)＜疫M(jìn)行知識(shí)收集和整理，建立各種算法和模型；第二類就是知識(shí)工程師進(jìn)行知識(shí)建模、形式化、編輯以及語(yǔ)法檢查；第三類是開(kāi)發(fā)軟件工程師根據(jù)系統(tǒng)的目的和已建模型進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)和調(diào)試；第四類是最終用戶對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行軟件成本估算。如圖2所示：
四、開(kāi)發(fā)需求
裝備軟件成本估算專家輔助系統(tǒng)首先要對(duì)目標(biāo)用戶的要求做出準(zhǔn)確定位。即：裝備軟件成本估算專家輔助系統(tǒng)主要是供給廠方在進(jìn)行裝備軟件項(xiàng)目開(kāi)發(fā)和軍方在對(duì)裝備軟件采購(gòu)定價(jià)時(shí)用，因此，對(duì)廠方和軍方最需要了解的是裝備軟件成本的組成和估算精確度的問(wèn)題。由此可以確定該系統(tǒng)要達(dá)到的要求，以及用什么方式實(shí)現(xiàn)這些要求，這就需要組織大量的專業(yè)領(lǐng)域?qū)＜疫M(jìn)行論證和算法研究及建模，收集更多的歷史模型，方便地對(duì)模型進(jìn)行建模管理、存取管理、運(yùn)行管理、模型組合，能方便地對(duì)知識(shí)進(jìn)行插入、修改、更新、查詢等，及時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行維護(hù)和更新。
五、工作過(guò)程
首先，由眾多領(lǐng)域?qū)＜疫M(jìn)行知識(shí)的收集整理，進(jìn)行各種算法的研究探討，并對(duì)算法進(jìn)行驗(yàn)證可行，此過(guò)程也稱為抽象的過(guò)程；在此基礎(chǔ)上，由知識(shí)工程師根據(jù)領(lǐng)域?qū)＜业母鞣N算法進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，成為可以理論計(jì)算的模型，此過(guò)程就是把抽象到具體的過(guò)程；然后，由軟件開(kāi)發(fā)工程師根據(jù)已有的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算機(jī)編程，成為計(jì)算機(jī)可執(zhí)行的程序編碼并存儲(chǔ)與計(jì)算機(jī)內(nèi)，此過(guò)程就是把具體到應(yīng)用的過(guò)程；在前三個(gè)過(guò)程結(jié)束后，實(shí)際工作中的用戶只需要將相關(guān)信息輸入進(jìn)計(jì)算機(jī)便可以進(jìn)行成本的估算了。用該系統(tǒng)進(jìn)行成本估算主要有兩種工作方式：一種是廠方進(jìn)行裝備軟件項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)，主要對(duì)該軟件項(xiàng)目的成本進(jìn)行預(yù)算；一種是針對(duì)軍方采購(gòu)人員進(jìn)行采購(gòu)是便于對(duì)裝備軟件的定價(jià)而進(jìn)行成本估算。總的來(lái)說(shuō)其原理是一樣的。用戶把需要估算的軟件相關(guān)信息或者整個(gè)程序編碼輸入計(jì)算機(jī)，通過(guò)操作系統(tǒng)把相關(guān)信息傳輸?shù)街悄軋?zhí)行庫(kù)，智能執(zhí)行庫(kù)根據(jù)接收到的相關(guān)信息進(jìn)行分項(xiàng)估算，調(diào)用算法庫(kù)中的相關(guān)算法結(jié)合相關(guān)的信息進(jìn)行估算，把估算的結(jié)果存儲(chǔ)在存儲(chǔ)比較庫(kù)中暫存，再根據(jù)歷史模型庫(kù)中的模型匹配進(jìn)行概算，得到的結(jié)果也存儲(chǔ)于存儲(chǔ)比較庫(kù)中暫存，最后智能執(zhí)行庫(kù)根據(jù)存儲(chǔ)比較庫(kù)中的暫存數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算，將最后優(yōu)算得結(jié)果經(jīng)操作系統(tǒng)的指令直接傳出到人機(jī)交互界面，供給用戶參考。
六、結(jié)語(yǔ)
成本估算專家輔助系統(tǒng)的主旨是在缺乏專業(yè)領(lǐng)域?qū)＜胰藛T的情況下，便于裝備軟件在開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)能準(zhǔn)確對(duì)其成本進(jìn)行預(yù)算和在采購(gòu)時(shí)便于對(duì)裝備軟件定價(jià)而進(jìn)行估算。文章中的理論框架為軟件設(shè)計(jì)提供了清晰的結(jié)構(gòu)，是開(kāi)發(fā)裝備軟件成本估算專家輔助系統(tǒng)的基礎(chǔ)。開(kāi)發(fā)裝備軟件成本估算專家輔助系統(tǒng)在理論框架、人員框架、開(kāi)發(fā)需求的指導(dǎo)下，通過(guò)詳細(xì)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)、編碼實(shí)現(xiàn)、測(cè)試等過(guò)程實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)全部功能。開(kāi)發(fā)該系統(tǒng)之前需要大量的工作才能完成，但是一旦該系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)完成后，將對(duì)實(shí)際工作過(guò)程中具有重要現(xiàn)實(shí)意義。文中提出的框架結(jié)構(gòu)和開(kāi)發(fā)需求對(duì)于裝備軟件成本估算以及裝備軟件成本估算專家輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究具有很好的指導(dǎo)作用。
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