音頻播放器需求分析

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1、基于C+的音頻播放器項(xiàng)目名稱基于C+的音頻播放器系統(tǒng)需求分析規(guī)格說明書 組長(zhǎng)：張家富 1043041219 組員：楊唯 1043041444 湯志豪 1043041027 李亮亮 1043041121 趙小波 1043041234 劉鈺江 0843041275二一二年四月目錄1 引言.31.1 編寫目的.31.2 項(xiàng)目背景.31.3 定義.31.4 預(yù)期的讀者和閱讀建議.42 任務(wù)概述.52.1 系統(tǒng)目標(biāo).52.2 運(yùn)行架構(gòu).53 系統(tǒng)需求分析.63.1 播放器基本控制需求.63.1.1 音量控制.73.1.2 靜音控制.83.1.3 上一首/下一首控制.83.1.4 播放控制.83.1.5

2、暫?？刂?93.1.6 播放文件控制.93.2 播放列表管理需求.93.2.1 播放歌曲文件控制.103.2.2 添加歌曲文件控制.113.2.3 刪除歌曲文件控制.113.3 播放器友好性需求.123.3.1視覺外觀顯示.123.3.2 歌曲時(shí)間顯示.123.3.3 播放狀態(tài)顯示.123.3.4 歌曲文件信息顯示.13 4 性能需求.134.1 數(shù)據(jù)精確度.134.2 時(shí)間特性.134.3 適應(yīng)性.135 運(yùn)行需求.135.1 用戶接口.145.2 軟件接口.6 環(huán)境需求.7產(chǎn)品質(zhì)量需求.7.1 故障分析.7.2 系統(tǒng)利用率.7.3 可靠性.8 附錄.1 引言1.1 編寫目的本文檔首先給出了

3、整個(gè)軟件系統(tǒng)的整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和功能結(jié)構(gòu)的概貌，從總體架構(gòu)上給出整個(gè)系統(tǒng)的輪廓，然后又對(duì)功能需求、性能需求和其它非功能性需求進(jìn)行了詳細(xì)的描述。這些文字和圖形都為了本文檔能詳細(xì)準(zhǔn)確地描述用戶的需求，同時(shí)也為用戶更容易地理解這些需求的描述創(chuàng)造了條件。本文檔用于描述“基于c+的音頻播放器”項(xiàng)目的系統(tǒng)需求，為該項(xiàng)目概要設(shè)計(jì)，詳細(xì)設(shè)計(jì)和測(cè)試用例的設(shè)計(jì)依據(jù)。同時(shí)，本文檔也是用戶確定軟件功能需求的主要依據(jù)。 1.2 項(xiàng)目背景l(fā) “基于c+的音頻播放器”是我們小組自主開發(fā)的一款音頻解碼播放器，通過前續(xù)C+的學(xué)習(xí)，我們已經(jīng)有了一定的編程基礎(chǔ)并能熟練運(yùn)用C+中的MFC等類庫(kù)中的各種函數(shù)進(jìn)行實(shí)際編程應(yīng)用。l 隨著中國(guó)經(jīng)

4、濟(jì)的快速發(fā)展，人民的生活水平日益的提高，大家越來越注重自己的娛樂方式的多樣性和趣味性，無疑，MP3播放器的誕生解決了這一難題。數(shù)碼消費(fèi)品工藝水平的日益改進(jìn)和勞動(dòng)生產(chǎn)率的提高，創(chuàng)造出了越來越多的高性價(jià)比MP3播放器，閑暇之余的聽歌放松已成逐漸成為我們生活當(dāng)中不可或缺的一部分。對(duì)于可預(yù)見的旺盛的需求使得我們有了開發(fā)一款MP3音頻播放器的想法，后續(xù)誕生了我們這個(gè)項(xiàng)目。l MPEG音頻解碼過程通過I/O口獲得MPEG音頻碼流數(shù)據(jù)，依照MPEG標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行解碼，并以PCM碼流格式存放在數(shù)據(jù)空間的緩沖單元中，供直接存儲(chǔ)器存取(DMA)方式使用，這為我們的音頻解碼的算法實(shí)現(xiàn)提供了技術(shù)基礎(chǔ)。l MFC是微軟基礎(chǔ)類

5、庫(kù)的簡(jiǎn)稱，是微公司軟實(shí)現(xiàn)的一個(gè)c+類庫(kù)，主要封裝了大部分的windows API函數(shù)，這是我們完成圖形界面設(shè)計(jì)的主要參考依據(jù)。1.3 定義 MPEG(Moving Pictures Experts Group ) MPEG在三方面優(yōu)于其他壓縮/解壓縮方案。首先，由于在一開始它就是做為一個(gè)國(guó)際化的標(biāo)準(zhǔn)來研究制定，所以，MPEG具有很好的兼容性。其次，MPEG能夠比其他算法提供更好的壓縮比，最高可達(dá)200:1。更重要的是，MPEG在提供高壓縮比的同時(shí)，對(duì)數(shù)據(jù)的損失很小。 MPEG音頻解碼過程是通過I/O口獲得MPEG音頻碼流數(shù)據(jù)，依照MPEG標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行解碼，并以PCM碼流格式存放在數(shù)據(jù)空間的緩沖單元

6、中，供直接存儲(chǔ)器存取(DMA)方式使用。MPEG音頻解碼的主程序流程如下：開始-輸入比特流查找標(biāo)題-側(cè)信息解碼-比例因子解碼-哈夫曼數(shù)據(jù)解碼-反量化采樣-頻譜重排序-減小混疊-通過IMDCT綜合并重疊- 通過多相濾波器組綜合-輸出PCM樣點(diǎn)-結(jié)束。 MFC(Microsoft Foundation Classe )是一個(gè)微軟公司提供的類庫(kù)（class libraries），以C+類的形式封裝了Windows API，并且包含一個(gè)應(yīng)用程序框架，以減少應(yīng)用程序開發(fā)人員的工作量。其中包含的類包含大量Windows句柄封裝類和很多Windows的內(nèi)建控件和組件的封裝類。 可以用面向?qū)ο蟮姆椒▉碚{(diào)用Wi

7、ndows API，以及應(yīng)用程序開發(fā)的便捷。MFC將很多應(yīng)用程序開發(fā)中常用的功能自動(dòng)化，并且提供了文檔框架視圖結(jié)構(gòu)和活動(dòng)文檔這樣的便于自定義的應(yīng)用程序框架。同時(shí)，在Visual C+內(nèi)部也內(nèi)建了很多對(duì)MFC的例如類向?qū)н@樣的支持以減少軟件開發(fā)的時(shí)間，使用類向?qū)Э梢陨蓮膆ello world這樣的簡(jiǎn)單程序到活動(dòng)文檔服務(wù)器這樣的復(fù)雜程序。MFC的消息映射機(jī)制也避免了使用性能較低的龐大虛函數(shù)表。 很多商用類庫(kù)在MFC的基礎(chǔ)上進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了皮膚、漸變風(fēng)格、多頂層窗口程序、屬性列表等較受歡迎的功能；同時(shí)，在C+在線社區(qū)中，很大一部分開放的源代碼也是基于MFC的。 1.4 預(yù)期的讀者和閱讀建議 本文檔的主

8、要內(nèi)容共分4部分：綜合描述、系統(tǒng)特性、和非功能性需求和外部接口描述。綜合描述部分主要對(duì)軟件的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了大致的介紹；系統(tǒng)特性部分對(duì)軟件的功能需求進(jìn)行了詳細(xì)描述，是本文的主要部分；非功能性需求部分對(duì)非功能需求進(jìn)行了詳細(xì)的描述；外部接口需求部分對(duì)用戶界面、軟件接口等進(jìn)行了描述。本文檔面向多種讀者對(duì)象：（1）項(xiàng)目經(jīng)理：項(xiàng)目經(jīng)理可以根據(jù)該文檔了解預(yù)期產(chǎn)品的功能，并據(jù)此進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)、項(xiàng)目管理。（2）設(shè)計(jì)員：對(duì)需求進(jìn)行分析，并設(shè)計(jì)出系統(tǒng)。（3）程序員：配合設(shè)計(jì)報(bào)告，了解系統(tǒng)功能，編寫用戶手冊(cè)。（4）測(cè)試員：根據(jù)本文檔編寫測(cè)試用例，并對(duì)軟件產(chǎn)品進(jìn)行功能性測(cè)試和非功能性測(cè)試。（5）用戶：了解預(yù)期產(chǎn)品的功能和

9、性能，并與分析人員一起對(duì)整個(gè)需求進(jìn)行討論和協(xié)商。（6）其他人員：如項(xiàng)目實(shí)踐指導(dǎo)老師，可以據(jù)此了解產(chǎn)品的功能和性能。在閱讀本文檔時(shí)，首先要了解產(chǎn)品的功能概貌，然后可以根據(jù)自身的需要對(duì)每一功能進(jìn)行適當(dāng)?shù)牧私狻? 任務(wù)概述2.1系統(tǒng)目標(biāo)l 我們開發(fā)的這款音頻播放器主要是為了滿足人們?nèi)粘５膴蕵沸蓍e需求，為他們提供高音質(zhì)的視聽效果。針對(duì)市場(chǎng)上主流格式的音樂文件如MP3、WMA、APE等都能舒暢的解碼播放。l 針對(duì)這個(gè)項(xiàng)目的開發(fā)實(shí)踐，一方面是為了能開發(fā)一款性能較高的音頻播放器，另一方面想通過這次機(jī)會(huì)，能把自己學(xué)過的C+的知識(shí)運(yùn)用于實(shí)踐中，了解一個(gè)軟件工程項(xiàng)目實(shí)施的具體流程，為以后的開發(fā)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。2.

10、2 運(yùn)行構(gòu)架 MPEG音頻解碼器的解碼算法完全由DSP芯片實(shí)現(xiàn)，其控制部分用 CPLD實(shí)現(xiàn)。電路的整體設(shè)計(jì)與開發(fā)需要綜合考慮前面兩部分程序算法接口內(nèi)容，可以在進(jìn)行詳細(xì)程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行。這樣，可以把MPEG音頻解碼器的開發(fā)工作分為兩大模塊：MPEG音頻解碼程序DSP實(shí)現(xiàn)，即軟件設(shè)計(jì)，以及CPLD控制程序開發(fā)和電路板設(shè)計(jì)部分，即硬件設(shè)計(jì)。各個(gè)模塊的開發(fā)工作針對(duì)該開發(fā)模塊的特點(diǎn)進(jìn)行。MPEG音頻解碼系統(tǒng)開發(fā)從模塊上可以劃分為硬件開發(fā)和軟件開發(fā)兩個(gè)部分。軟件主要實(shí)現(xiàn)MPEG音頻解碼算法，硬件實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)器訪問控制、MPEG音頻文件播放控制以及電源供給等功能。系統(tǒng)總體的功能結(jié)構(gòu)如圖所示：3 系統(tǒng)需求分析

11、 根據(jù)項(xiàng)目的目標(biāo)，我們可獲得項(xiàng)目系統(tǒng)的基本需求，以下從不同角度來描述系統(tǒng)的需求，并且使用用例圖來描述。 系統(tǒng)的功能需求，我們分成三部分來概括，即播放器的基本控制需求，播放列表管理需求和播放器友好性需求。以下分別描述：3.1播放器的基本控制需求基本控制需求的UML圖：3.1.1音量控制用例名稱：音量控制參與者：用戶目標(biāo)：使得用戶可以調(diào)節(jié)播放器的音量前置條件：播放器正在運(yùn)行基本事件流：1.用戶右或左滑動(dòng)音量控制按鈕 2.播放器的音量增大或降低，3.1.2靜音控制用例名稱：靜音控制參與者：用戶目標(biāo)：使得用戶可以快速將播放器調(diào)到無聲狀態(tài)前置條件：播放器正在運(yùn)行基本事件流：1.用戶點(diǎn)擊靜音控制按鈕 2.

12、播放器的音量立即降到最低，即無聲狀態(tài)3.1.3上一首/下一首控制用例名稱：上一首/下一首參與者：用戶目標(biāo)：使得用戶可以選擇播放播放列表中上一首/下一首歌曲前置條件：播放器正在運(yùn)行，當(dāng)前播放列表有上一首/下一首歌曲基本事件流：1.用戶單擊“下一首/下一首”按鈕 2.播放器將播放播放列表中的上一首/下一首歌曲3.1.4播放控制用例名稱：播放參與者：用戶目標(biāo)：使得用戶可以播放在播放播放列表中選中的歌曲前置條件：播放器正在運(yùn)行基本事件流：1.用戶單擊“播放”按鈕 2.播放器將播放播放列表中當(dāng)前的歌曲3.1.5暫停控制用例名稱：暫停參與者：用戶目標(biāo)：使得用戶可以暫停正在播放的歌曲前置條件：歌曲正在播放基

13、本事件流：1.用戶點(diǎn)擊暫停按鈕 2.正在播放的歌曲暫停播放，3.1.6播放文件控制用例名稱：播放文件參與者：用戶目標(biāo)：使得用戶可以播放本地計(jì)算機(jī)的歌曲文件前置條件：播放器正在運(yùn)行基本事件流：1.用戶點(diǎn)擊播放文件的按鈕 2.用戶選擇要播放的歌曲文件后置條件：將用戶選擇要播放的歌曲文件添加到當(dāng)前播放列表，并播放歌曲文件3.2 播放列表管理需求當(dāng)用戶選定某一播放列表，應(yīng)有的需求:3.2.1播放歌曲文件控制用例名稱：播放歌曲文件參與者：用戶目標(biāo)：使得用戶可以選擇播放播放列表中的歌曲文件前置條件：播放器正在運(yùn)行，播放列表有歌曲文件基本事件流：1.用戶雙擊或右擊要播放的歌曲文件后置條件：播放選定的歌曲文件

14、3.2.2 添加歌曲文件控制用例名稱：添加歌曲文件參與者：用戶目標(biāo)：使得用戶可以添加本地計(jì)算機(jī)的音樂文件或文件夾前置條件：播放器正在運(yùn)行，并且本地計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)有音樂文件基本事件流：1.用戶單擊【添加歌曲】按鈕 2.系統(tǒng)彈出一個(gè)“選擇文件/文件夾”對(duì)話框， 3.用戶選定要添加的文件或文件夾并按“確定” 4文件或文件夾被添加到播放列表后置條件：播放列表顯示了添加的音樂文件3.2.3 刪除歌曲文件控制用例名稱：刪除歌曲文件參與者：用戶目標(biāo)：使得用戶可以刪除播放列表中的音樂文件前置條件：播放器正在運(yùn)行，并且播放列表中有要?jiǎng)h除的音樂文件基本事件流：1.用戶右擊選定要?jiǎng)h除的音樂文件 2.系統(tǒng)彈出一個(gè)快捷菜單

15、 3.用戶選擇“刪除” 4文件在播放列表中被刪除后置條件：播放列表刪除了被選定的音樂文件3.3播放器友好性需求3.3.1視覺外觀顯示用例名稱：視覺外觀顯示參與者：系統(tǒng)或用戶目標(biāo)：使得播放器根據(jù)歌曲文件的特性，通過視覺外觀來動(dòng)態(tài)顯示前置條件：播放器正在播放歌曲文件基本事件流：1.系統(tǒng)讀取要播放的歌曲文件的特性， 2接著調(diào)用一個(gè)視覺外觀顯示組件來動(dòng)態(tài)顯示出來后置條件：視覺外觀顯示組件來動(dòng)態(tài)顯示播放中的歌曲文件3.3.2 歌曲時(shí)間顯示用例名稱：歌曲時(shí)間顯示參與者：系統(tǒng)目標(biāo)：使得播放器能顯示歌曲文件的播放時(shí)間，并通過視覺數(shù)字動(dòng)態(tài)顯示前置條件：播放器播放歌曲文件基本事件流：1.系統(tǒng)讀取要播放的歌曲文件的

16、時(shí)間， 2并通過視覺數(shù)字動(dòng)態(tài)顯示已播放了歌曲文件多長(zhǎng)時(shí)間后置條件：視覺數(shù)字顯示動(dòng)態(tài)顯示播放中的歌曲文件的時(shí)間3.3.3 播放狀態(tài)顯示用例名稱：播放狀態(tài)顯示參與者：系統(tǒng)目標(biāo)：使得播放器能顯示播放器現(xiàn)時(shí)的狀態(tài)，是播放還是暫停中前置條件：播放器已打開基本事件流：1.系統(tǒng)讀取播放器狀態(tài)， 2通過文字標(biāo)簽顯示出來后置條件：文字標(biāo)簽將播放器狀態(tài)顯示出來3.3.4 歌曲文件信息顯示用例名稱：歌曲文件信息顯示參與者：系統(tǒng)目標(biāo)：使得用戶能了解歌曲文件的信息，例如標(biāo)題，歌手，聲道，比特率等信息前置條件：播放器播放歌曲文件基本事件流：1.系統(tǒng)讀取歌曲文件的信息， 2并且通過文字標(biāo)簽顯示出來后置條件：文字標(biāo)簽將歌曲文

17、件狀態(tài)顯示出來4 性能需求4.1 數(shù)據(jù)精確度 我們開發(fā)的是音頻播放器，音頻播放器解碼的時(shí)候本身就需要很高的精確度才行，不然會(huì)出現(xiàn)亂碼或有損音質(zhì)的情況發(fā)生。失真控制循環(huán)和非歸一化量化控制循環(huán)是量化編碼循環(huán)過程，它通過量化減少各MDCT系數(shù)的精度，使編碼比特?cái)?shù)得以降低。不同系數(shù)采用不同的量化階，從耳敏感的頻率量化精度高，不敏感的頻率量化精度低，量化誤差則不會(huì)被人耳察覺。 4.2 時(shí)間特性 音樂播放器的響應(yīng)時(shí)間是需要嚴(yán)格把關(guān)控制的，太長(zhǎng)則會(huì)影響用戶體驗(yàn)，不利于流暢的切換，我們的播放器需要很短的時(shí)間內(nèi)響應(yīng)用戶的請(qǐng)求并作出高效的應(yīng)答。具體時(shí)間要求如下： （1）當(dāng)要求歌曲播放時(shí)，軟件響應(yīng)時(shí)間最長(zhǎng)不能超過2

18、秒。 （2）當(dāng)要求歌曲暫停時(shí)，軟件響應(yīng)時(shí)間最長(zhǎng)不能超過1秒。4.3 適應(yīng)性 軟件主要是由C+編寫的，功能齊全，應(yīng)用方便簡(jiǎn)潔，這決定了我們的軟件能在各個(gè)操作系統(tǒng)下順暢的進(jìn)行，容易上手。5 運(yùn)行需求5.1 用戶接口5.2 軟件接口6 環(huán)境需求 操作系統(tǒng)：Microsoft Windows XP ,Windows7 即可。7 產(chǎn)品質(zhì)量需求 7.1 故障分析l 該軟件需要不定時(shí)查看并優(yōu)化正常運(yùn)行時(shí)的診斷級(jí)別。l 當(dāng)程序遇到不可逆轉(zhuǎn)的錯(cuò)誤時(shí)，儲(chǔ)存當(dāng)前進(jìn)程運(yùn)行的上下文，保護(hù)CPU現(xiàn)場(chǎng)。l 當(dāng)程序運(yùn)行出錯(cuò)時(shí)，啟用第一次失敗數(shù)據(jù)捕獲（FFDC）工具，并生成特殊的跟蹤文件，以便查找錯(cuò)誤信息。l 當(dāng)用戶越權(quán)讀寫程

19、序的重要文件是時(shí)，給出錯(cuò)誤信息的同時(shí)，終止程序，返回操作系統(tǒng)。l 當(dāng)主機(jī)主存儲(chǔ)設(shè)備無存儲(chǔ)空間時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出警示。7.2 系統(tǒng)利用率 此款音頻播放器程序較小，占用資源少，功能簡(jiǎn)潔，略低于市場(chǎng)上的音頻播放器的系統(tǒng)利用率，CPU約占用1%，內(nèi)存占用2%。7.3 可靠性 l 連續(xù)運(yùn)行能力 MTBF 200000小時(shí)MTTR輸入比特流查找標(biāo)題-側(cè)信息解碼-比例因子解碼-哈夫曼數(shù)據(jù)解碼-反量化采樣-頻譜重排序-減小混疊-通過IMDCT綜合并重疊- 通過多相濾波器組綜合-輸出PCM樣點(diǎn)-結(jié)束。 2.MFC(Microsoft Foundation Classe )是一個(gè)微軟公司提供的類庫(kù)（class libr

20、aries），以C+類的形式封裝了Windows API，并且包含一個(gè)應(yīng)用程序框架，以減少應(yīng)用程序開發(fā)人員的工作量。其中包含的類包含大量Windows句柄封裝類和很多Windows的內(nèi)建控件和組件的封裝類。 可以用面向?qū)ο蟮姆椒▉碚{(diào)用Windows API，以及應(yīng)用程序開發(fā)的便捷。MFC將很多應(yīng)用程序開發(fā)中常用的功能自動(dòng)化，并且提供了文檔框架視圖結(jié)構(gòu)和活動(dòng)文檔這樣的便于自定義的應(yīng)用程序框架。同時(shí)，在Visual C+內(nèi)部也內(nèi)建了很多對(duì)MFC的例如類向?qū)н@樣的支持以減少軟件開發(fā)的時(shí)間，使用類向?qū)Э梢陨蓮膆ello world這樣的簡(jiǎn)單程序到活動(dòng)文檔服務(wù)器這樣的復(fù)雜程序。MFC的消息映射機(jī)制也避免了使用性能較低的龐大虛函數(shù)表。 很多商用類庫(kù)在MFC的基礎(chǔ)上進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了皮膚、漸變風(fēng)格、多頂層窗口程序、屬性列表等較受歡迎的功能；同時(shí)，在C+在線社區(qū)中，很大一部分開放的源代碼也是基于MFC的。