音頻播放器需求分析

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1、基于C+的音頻播放器項目名稱基于C+的音頻播放器系統(tǒng)需求分析規(guī)格說明書 組長：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.52.2 運行架構(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 時間特性.134.3 適應(yīng)性.135 運行需求.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)上給出整個系統(tǒng)的輪廓，然后又對功能需求、性能需求和其它非功能性需求進行了詳細的描述。這些文字和圖形都為了本文檔能詳細準確地描述用戶的需求，同時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”項目的系統(tǒng)需求，為該項目概要設(shè)計，詳細設(shè)計和測試用例的設(shè)計依據(jù)。同時，本文檔也是用戶確定軟件功能需求的主要依據(jù)。 1.2 項目背景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)并能熟練運用C+中的MFC等類庫中的各種函數(shù)進行實際編程應(yīng)用。l 隨著中國經(jīng)

4、濟的快速發(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)碼消費品工藝水平的日益改進和勞動生產(chǎn)率的提高，創(chuàng)造出了越來越多的高性價比MP3播放器，閑暇之余的聽歌放松已成逐漸成為我們生活當中不可或缺的一部分。對于可預(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)誕生了我們這個項目。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標準進行解碼，并以PCM碼流格式存放在數(shù)據(jù)空間的緩沖單元中，供直接存儲器存取(DMA)方式使用，這為我們的音頻解碼的算法實現(xiàn)提供了技術(shù)基礎(chǔ)。l MFC是微軟基礎(chǔ)類

5、庫的簡稱，是微公司軟實現(xiàn)的一個c+類庫，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國際化的標準來研究制定，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200:1。更重要的是，MPEG在提供高壓縮比的同時，對數(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標準進行解碼，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-結(jié)束。 MFC(Microsoft Foundation Classe )是一個微軟公司提供的類庫（class libraries），以C+類的形式封裝了Windows API，并且包含一個應(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)中常用的功能自動化，并且提供了文檔框架視圖結(jié)構(gòu)和活動文檔這樣的便于自定義的應(yīng)用程序框架。同時，在Visual C+內(nèi)部也內(nèi)建了很多對MFC的例如類向?qū)н@樣的支持以減少軟件開發(fā)的時間，使用類向?qū)Э梢陨蓮膆ello world這樣的簡單程序到活動文檔服務(wù)器這樣的復(fù)雜程序。MFC的消息映射機制也避免了使用性能較低的龐大虛函數(shù)表。 很多商用類庫在MFC的基礎(chǔ)上進一步實現(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，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軟件的整體結(jié)構(gòu)進行了大致的介紹；系統(tǒng)特性部分對軟件的功能需求進行了詳細描述，是本文的主要部分；非功能性需求部分對非功能需求進行了詳細的描述；外部接口需求部分對用戶界面、軟件接口等進行了描述。本文檔面向多種讀者對象：（1）項目經(jīng)理：項目經(jīng)理可以根據(jù)該文檔了解預(yù)期產(chǎn)品的功能，并據(jù)此進行系統(tǒng)設(shè)計、項目管理。（2）設(shè)計員：對需求進行分析，并設(shè)計出系統(tǒng)。（3）程序員：配合設(shè)計報告，了解系統(tǒng)功能，編寫用戶手冊。（4）測試員：根據(jù)本文檔編寫測試用例，并對軟件產(chǎn)品進行功能性測試和非功能性測試。（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整個需求進行討論和協(xié)商。（6）其他人員：如項目實踐指導(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，首先要了解產(chǎn)品的功能概貌，然后可以根據(jù)自身的需要對每一功能進行適當?shù)牧私狻? 任務(wù)概述2.1系統(tǒng)目標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。針對市場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 針對這個項目的開發(fā)實踐，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會，能把自己學(xué)過的C+的知識運用于實踐中，了解一個軟件工程項目實施的具體流程，為以后的開發(fā)打下堅實的基礎(chǔ)。2.

10、2 運行構(gòu)架 MPEG音頻解碼器的解碼算法完全由DSP芯片實現(xiàn)，其控制部分用 CPLD實現(xiàn)。電路的整體設(shè)計與開發(fā)需要綜合考慮前面兩部分程序算法接口內(nèi)容，可以在進行詳細程序設(shè)計的基礎(chǔ)上進行。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實現(xiàn)，即軟件設(shè)計，以及CPLD控制程序開發(fā)和電路板設(shè)計部分，即硬件設(shè)計。各個模塊的開發(fā)工作針對該開發(fā)模塊的特點進行。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)兩個部分。軟件主要實現(xiàn)MPEG音頻解碼算法，硬件實現(xiàn)存儲器訪問控制、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)項目的目標，我們可獲得項目系統(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：使得用戶可以調(diào)節(jié)播放器的音量前置條件：播放器正在運行基本事件流：1.用戶右或左滑動音量控制按鈕 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：使得用戶可以快速將播放器調(diào)到無聲狀態(tài)前置條件：播放器正在運行基本事件流：1.用戶點擊靜音控制按鈕 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：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：播放器正在運行，當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：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前的歌曲3.1.5暫?？刂朴美Q：暫停參與者：用戶目標：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：使得用戶可以播放本地計算機的歌曲文件前置條件：播放器正在運行基本事件流：1.用戶點擊播放文件的按鈕 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前播放列表，并播放歌曲文件3.2 播放列表管理需求當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：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：使得用戶可以添加本地計算機的音樂文件或文件夾前置條件：播放器正在運行，并且本地計算機存儲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“選擇文件/文件夾”對話框， 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：使得用戶可以刪除播放列表中的音樂文件前置條件：播放器正在運行，并且播放列表中有要刪除的音樂文件基本事件流：1.用戶右擊選定要刪除的音樂文件 2.系統(tǒng)彈出一個快捷菜單

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：使得播放器根據(jù)歌曲文件的特性，通過視覺外觀來動態(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)用一個視覺外觀顯示組件來動態(tài)顯示出來后置條件：視覺外觀顯示組件來動態(tài)顯示播放中的歌曲文件3.3.2 歌曲時間顯示用例名稱：歌曲時間顯示參與者：系統(tǒng)目標：使得播放器能顯示歌曲文件的播放時間，并通過視覺數(shù)字動態(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、時間， 2并通過視覺數(shù)字動態(tài)顯示已播放了歌曲文件多長時間后置條件：視覺數(shù)字顯示動態(tài)顯示播放中的歌曲文件的時間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：使得播放器能顯示播放器現(xiàn)時的狀態(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通過文字標簽顯示出來后置條件：文字標簽將播放器狀態(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：使得用戶能了解歌曲文件的信息，例如標題，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并且通過文字標簽顯示出來后置條件：文字標簽將歌曲文

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候本身就需要很高的精確度才行，不然會出現(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，使編碼比特數(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，量化誤差則不會被人耳察覺。 4.2 時間特性 音樂播放器的響應(yīng)時間是需要嚴格把關(guān)控制的，太長則會影響用戶體驗，不利于流暢的切換，我們的播放器需要很短的時間內(nèi)響應(yīng)用戶的請求并作出高效的應(yīng)答。具體時間要求如下： （1）當要求歌曲播放時，軟件響應(yīng)時間最長不能超過2

18、秒。 （2）當要求歌曲暫停時，軟件響應(yīng)時間最長不能超過1秒。4.3 適應(yīng)性 軟件主要是由C+編寫的，功能齊全，應(yīng)用方便簡潔，這決定了我們的軟件能在各個操作系統(tǒng)下順暢的進行，容易上手。5 運行需求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 該軟件需要不定時查看并優(yōu)化正常運行時的診斷級別。l 當程序遇到不可逆轉(zhuǎn)的錯誤時，儲存當前進程運行的上下文，保護CPU現(xiàn)場。l 當程序運行出錯時，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，以便查找錯誤信息。l 當用戶越權(quán)讀寫程

19、序的重要文件是時，給出錯誤信息的同時，終止程序，返回操作系統(tǒng)。l 當主機主存儲設(shè)備無存儲空間時，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，功能簡潔，略低于市場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)運行能力 MTBF 200000小時MTTR輸入比特流查找標題-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-結(jié)束。 2.MFC(Microsoft Foundation Classe )是一個微軟公司提供的類庫（class libr

20、aries），以C+類的形式封裝了Windows API，并且包含一個應(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)中常用的功能自動化，并且提供了文檔框架視圖結(jié)構(gòu)和活動文檔這樣的便于自定義的應(yīng)用程序框架。同時，在Visual C+內(nèi)部也內(nèi)建了很多對MFC的例如類向?qū)н@樣的支持以減少軟件開發(fā)的時間，使用類向?qū)Э梢陨蓮膆ello world這樣的簡單程序到活動文檔服務(wù)器這樣的復(fù)雜程序。MFC的消息映射機制也避免了使用性能較低的龐大虛函數(shù)表。 很多商用類庫在MFC的基礎(chǔ)上進一步實現(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，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。