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这里以“家庭保安系统家庭保安系统”为例,简要说明初步为例,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需求的获取过程。假设用户的原始需求描述如下:下:根根据据家家庭庭保保安安市市场场的的增增长长趋趋势势,我我们们希希望望建建立立一一种种基基于于微微处处理理器器的的家家庭庭保保安安系系统统,它它能能够够识识别别异异常常事事件件并并采采取取相相应应的的报警措施。报警措施。这这些些异异常常事事件件有有:非非法法进进入入、火火灾灾、水水淹淹,等等等等。当当传传感感器器一一旦旦探探测测出出相相应应的的异异常常事事
2、件件时时,系系统统应应自自动动用用电电话话向向监监控控中中心心报报警警。此此外外,系系统统应应允允许许户户主主对对其其行为实施程序式控制。行为实施程序式控制。“家庭保安系统家庭保安系统家庭保安系统家庭保安系统”初步需求的获取初步需求的获取初步需求的获取初步需求的获取(2)(2)为进行初步的需求分析,这里采用开发方和用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充分准备并议程,小组成员必须针对议程进行充分准备并应
3、形成文字。应形成文字。联合小组会议首先应明确问题的范围、问题与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环境的关系,并就开发软件产品的必要性达成共识。共识。“家庭保安系统家庭保安系统”初步需求的获取初步需求的获取(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。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、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、电话拨监控中心等对象和用户
4、编程控制、电话拨号、报警等操作;号、报警等操作;负责传感器的用户可能列举烟雾传感器、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。门窗监视器、警报器等对象。“家庭保安系统家庭保安系统家庭保安系统家庭保安系统”初步需求的获取初步需求的获取初步需求的获取初步需求的获取(4)(4)接着,将对这些列举的对象和操作进行更接着,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、电话报警收传感器事件、用户编程控制、电话报警等操作等。等操作等。之后,用户可能提出一些约束条件。比如,之后,用户可能提出一些约束条件。比
5、如,造价不应超过造价不应超过3000元,对传感器事件的响元,对传感器事件的响应时间不得超过应时间不得超过1秒,事件必须按优先级顺秒,事件必须按优先级顺序进行处理等等。序进行处理等等。会后,小组负责人应对这些信息加以整理会后,小组负责人应对这些信息加以整理并形成文档,该文档应能反映并形成文档,该文档应能反映“家庭保安家庭保安系统系统”的全貌的全貌。“家庭保安系统家庭保安系统家庭保安系统家庭保安系统”初步需求的获取初步需求的获取初步需求的获取初步需求的获取(4)(4)之之后后,根根据据“家家庭庭保保安安系系统统”的的特特点点,将将联联合合小小组组分分成成两两个个小小组组,并并行行处处理理用用户户编
6、编程程控控制制和和传传感感器器检检测测两两个个子子系系统统,以以便便使使子子问问题题的的软软件件需需求求进进一一步步细细化化,这这时时可可能能又又会会增增加加新新对对象象、新新操操作作、新新约约束束条条件件。在在子子系系统统的的需需求求基基本本明明确确并并形形成成文文档档后后,还还应应就就子子系系统统的的整整合合及及需需求求验证标准等进行初步的讨论。验证标准等进行初步的讨论。最最后后,初初步步需需求求分分析析应应形形成成结结论论性性文文档档。比比如如,经经过过初初步步的的需需求求分分析析,“家家庭庭保保安安系系统统”的的部部分初步需求文档如下:分初步需求文档如下:“家庭保安系统家庭保安系统家庭
7、保安系统家庭保安系统”的部分初步需求文档的部分初步需求文档的部分初步需求文档的部分初步需求文档(1)(1)“家家庭庭保保安安系系统统”的的软软件件允允许许用用户户在在安安装装时时进进行行系系统统配配置置,实实施施对对传传感感器器的的监监控控并并通通过过控控制制面面板与户主进行信息交互。板与户主进行信息交互。系系统统开开机机后后,软软件件系系统统负负责责显显示示系系统统当当前前的的工工作状态,接收并处理户主的命令。作状态,接收并处理户主的命令。当当系系统统处处于于配配置置状状态态,软软件件系系统统允允许许户户主主进进行行配置操作。配置操作包括:配置操作。配置操作包括:指定每一传感器的种类和编号;
8、指定每一传感器的种类和编号;设置开、关机密码;设置开、关机密码;指定报警电话号码;指定报警电话号码;指指定定报报警警延延迟迟和和电电话话重重拨拨延延迟迟时时间间(以以秒秒为为单单位)。位)。“家庭保安系统家庭保安系统”的部分初步需求文档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,拨号操作将按照即开始拨报警电话
9、号码,拨号操作将按照重拨延迟反复进行,直至电话接通。此时重拨延迟反复进行,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。生的地点、时间和性质。“家庭保安系统家庭保安系统家庭保安系统家庭保安系统”的部分初步需求文档的部分初步需求文档的部分初步需求文档的部分初步需求文档(3)(3)以以上上文文档档没没有有包包括括约约束束条条件件、测测试试标标准准等方面的内容。等方面的内容。初初步步需需求求文文档档将将是是后后续续详详细细需需求求分分析析的的基基础础。在在此此基基础础上上,就就可可以以采采用用某某种种需需求分析方法进行详细的需求分析。
10、求分析方法进行详细的需求分析。图图1“家庭保安系统家庭保安系统”顶级数据流图顶级数据流图警报类别警报类别显示信息显示信息电话拨号音频电话拨号音频传感数据传感数据用户命令用户命令家庭保家庭保安系统安系统控制面板控制面板传感器传感器显示器显示器电话机电话机警报器警报器数据流图数据流图图图2“家庭保安系统家庭保安系统”1级数据流级数据流图图警报类别警报类别电话拨电话拨号音频号音频传感信息传感信息配置数据配置数据传感数据传感数据配置数据配置数据原口令原口令口令有效口令有效/口令无效口令无效口令口令配置数据配置数据配置命令配置命令显示信息显示信息启动启动/停止时停止时的显示信息的显示信息口令有效口令有效
11、启动启动/停止停止命令命令用户命令用户命令配置信息配置信息控制面板控制面板用用户户命命令处理令处理系统系统配置配置口令口令核对核对信息信息显示显示启启 动动/停停止止处理处理显示面板显示面板传感器传感器监测监测传感器传感器警报器警报器电话机电话机图图3“家庭保安系统家庭保安系统”2级数据流图:级数据流图:对对“传感器监测传感器监测”的分解的分解传感器传感器ID,类别类别传感数据传感数据(内部表示)(内部表示)传感传感数据数据报警信息报警信息电话拨电话拨号音频号音频配置数据配置数据报警类别报警类别电话号码电话号码传感信息传感信息配置信息配置信息读取传读取传感数据感数据生成报生成报警信号警信号异常
12、数异常数据判别据判别电话电话拨号拨号过程规格说明举例过程规格说明举例“设置口令设置口令”子功子功能能1参数:口令;类别:字符串参数:口令;类别:字符串2处理步骤:处理步骤:1)检检查查系系统统是是否否已已有有口口令令。若若有有,则则验验证证用用户户输输入入口口令令的的有有效效性性。如如果果有有效效,则则显显示示提提示示信信息息要要求求输输入入新口令;否则,显示失败信息并退出。新口令;否则,显示失败信息并退出。2)检检查查口口令令长长度度是是否否合合法法。如如果果非非法法,则则显显示示提提示示信息要求重新输入。信息要求重新输入。3)要要求求用用户户再再次次键键入入合合法法口口令令,以以便便用用户
13、户确确认认和和记记忆。如果两次键入的口令不符,则返回。忆。如果两次键入的口令不符,则返回。4)将将确确认认后后的的口口令令按按某某种种加加密密方方法法转转换换为为另另一一字字符符串存放于系统配置文件中。显示成功信息并退出。串存放于系统配置文件中。显示成功信息并退出。3约约束束条条件件:在在上上述述1)、2)、3)步步骤骤中中,用用户户重重试试的机会不超过的机会不超过3次。次。第二部分软件设计 SD方法的设计过程和有关概念方法的设计过程和有关概念SD方方法法能能方方便便地地将将数数据据流流图图转转换换为为软软件件结结构构,其其过过程分为五步:程分为五步:1确定信息流的类型;确定信息流的类型;2划
14、定流界;划定流界;3将数据流图映射为程序结构;将数据流图映射为程序结构;4提取层次控制结构;提取层次控制结构;5通过设计复审和使用启发式策略进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。一步精化所得到的结构。1)变换流)变换流变换流变换流在基本系统模型(即顶级数在基本系统模型(即顶级数据流图)中信息通常以据流图)中信息通常以“外部世界外部世界”所所具有的形式进入系统,经过处理后又以具有的形式进入系统,经过处理后又以这种形式离开系统。这种形式离开系统。输入流输入流外外部部表表示示内内部部表表示示信信息息时间时间图图3 信息流信息流输出流输出流变换流变换流1)变换流)变换流图图4典型的变换
15、流典型的变换流变换流的特点是:经过变换变换流的特点是:经过变换B的数据流一部分先的数据流一部分先经过变换经过变换C到达变换到达变换E,然后另一部分经过变换然后另一部分经过变换D到达到达E;即;即C和和D是顺序结构。是顺序结构。ABCDEF2)事务流)事务流事务流事务流单个数据项称为事务(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数据项计值结果从若干动作路径中选定一条继续执行。
16、行。可见它是一个选择结构。可见它是一个选择结构。事务中心事务中心TB事务事务CA图图5 事务流事务流图图6 面向数据流面向数据流 的设计的设计精化数据流图精化数据流图流的类型流的类型确定事务中心确定事务中心和各动作路径和各动作路径确定输入输出确定输入输出流界流界映射为事务结构映射为事务结构映射为变换结构映射为变换结构提取控制结构提取控制结构利用启发式策略利用启发式策略精化软件结构精化软件结构描述接口和全局描述接口和全局数据结构数据结构事务分析事务分析变换分析变换分析复审复审详细设计详细设计通过通过“变换变换”“事务事务”1 变换分析变换分析下面以下面以“家庭保安系统家庭保安系统”的传感器监测的
17、传感器监测子系统为例说明变换分析的各个步骤。子系统为例说明变换分析的各个步骤。步骤一、复审基本系统模型步骤一、复审基本系统模型基本系统模型指顶级基本系统模型指顶级DFD和所有由外部和所有由外部提供的信息。这一设计步骤是对系统规提供的信息。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估。这两个文档描述软件界面上信息的流程和结构。流程和结构。图图6“家庭保安系统家庭保安系统”的顶级数据流图的顶级数据流图警报类别警报类别家庭保安家庭保安系统软件系统软件控制面板控制面板显示器显示器警报器警报器电话线电话线传感器传感器用户命
18、令用户命令显示信息显示信息传感数据传感数据电话拨号音频电话拨号音频图图7“家庭保安系统家庭保安系统”的第一级的第一级DFD电话拨号音频电话拨号音频配置数据配置数据配置配置 数据数据配置数据配置数据用户命用户命令处理令处理显示信息显示信息和状态和状态传感器传感器监测监测系统系统配置配置控制面板控制面板显示器显示器警报器警报器电话线电话线传感器传感器配置信息配置信息配置配置 命令命令启动启动/停止命令停止命令原口令原口令有效口令有效口令传感器信息传感器信息报警类别报警类别传感数据传感数据显示显示 信息信息用户命令用户命令口令口令启动启动/停止停止系统和状态系统和状态启动或启动或停止消息停止消息口令
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