第3章 軟件需求分析

1、第三章軟件需求分析主要內(nèi)容v3.1 需求分析的任務(wù)需求分析的任務(wù) v3.2 結(jié)構(gòu)化分析方法結(jié)構(gòu)化分析方法v3.3 數(shù)據(jù)流圖數(shù)據(jù)流圖(dfd)v3.4 數(shù)據(jù)字典數(shù)據(jù)字典(dd)v3.5 加工邏輯的描述加工邏輯的描述 v3.6 idef方法方法 3.1.1 需求分析的概念需求分析的概念 v 開發(fā)人員要準確理解用戶的要求，進行細致的調(diào)查分析，將用戶非形式的需求陳述轉(zhuǎn)化為完整的需求定義，再由需求定義轉(zhuǎn)化到相應(yīng)的形式功能規(guī)約（需求規(guī)格說明）的過程。 v 1.需求分析的難點 (1)問題的復(fù)雜性。用戶需求所涉及的因素很多，如系統(tǒng)功能和運行環(huán)境。 (2)交流障礙。需求分析涉及人員較多，分別具備不同的背景知識，

2、處于不同的出發(fā)點，造成了相互之間交流的困難。 (3)不完備性和不一致性。用戶對問題的陳述往往是不完備的，其各方面的需求還可能存在著矛盾，需求分析要消除其矛盾，形成完備及一致的定義。 (4)需求易變性。用戶需求的變動往往會影響到需求分析，導(dǎo)致系統(tǒng)的不一致性和不完備性。 v 2.需求分析的基本原則2006.10 (1)必須能夠表達和理解問題的數(shù)據(jù)域和功能域。數(shù)據(jù)域包括數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)內(nèi)容和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，而功能域反映數(shù)據(jù)域三方面的控制信息。 (2)可以把一個復(fù)雜問題按功能進行分解并可逐層細化。 (3) 建模。建立模型可以幫助分析人員更好地理解軟件系統(tǒng)的信息、功能、行為，這些模型也是軟件設(shè)計的基礎(chǔ)。3.1.2

3、 需求分析的基本任務(wù)需求分析的基本任務(wù) v 1.問題識別 2008.10 (1) 功能需求：明確所開發(fā)的軟件必須具備什么樣的功能。 (2) 性能需求：明確待開發(fā)的軟件的技術(shù)性能指標。 (3) 環(huán)境需求：明確軟件運行時所需要的軟、硬件的要求。 (4) 用戶界面需求：明確人機交互方式、輸入輸出數(shù)據(jù)格式。 v 2. 分析與綜合，導(dǎo)出軟件的邏輯模型 分析人員對獲取的需求，進行一致性的分析檢查，在分析、綜合中逐步細化軟件功能，劃分成各個子功能。用圖文結(jié)合的形式，建立起新系統(tǒng)的邏輯模型。v3. 編寫文檔 (1) 編寫“需求規(guī)格說明書”，把雙方共同的理解與分析結(jié)果用規(guī)范的方式描述出來，作為今后各項工作的基礎(chǔ)

4、。 (2) 編寫初步用戶使用手冊，著重反映被開發(fā)軟件的用戶功能界面和用戶使用的具體要求，用戶手冊能強制分析人員從用戶使用的觀點考慮軟件。 (3) 編寫確認測試計劃，作為今后確認和驗收的依據(jù)。 (4) 修改完善軟件開發(fā)計劃。在需求分析階段對待開發(fā)的系統(tǒng)有了更進一步的了解，所以能更準確地估計開發(fā)成本、進度及資源要求，因此對原計劃要進行適當修正。 3.2 結(jié)構(gòu)化分析方法結(jié)構(gòu)化分析方法 v 結(jié)構(gòu)化分析（structured analysis,簡稱sa），是面向數(shù)據(jù)流進行需求分析的方法。sa也是一種建?；顒?，該方法使用簡單易讀符號，根據(jù)軟件內(nèi)部數(shù)據(jù)傳遞、變換的關(guān)系，自頂向下逐層分解，描繪出滿足功能要求的

5、軟件模型。 2008.103.2.1 自頂向下逐層分解的分析策略自頂向下逐層分解的分析策略 v 面對一個復(fù)雜的問題，分析人員不可能一開始就考慮到問題的所有方面以及全部細節(jié)，采用的策略往往是分解，把一個復(fù)雜的問題劃分成若干小問題，然后再分別解決，將問題的復(fù)雜性降低到人可以掌握的程度。 3.2.2 描述工具描述工具v sa方法利用圖形等半形式化的描述方式表達需求，簡明易懂，用它們形成需求說明書中的主要部分。描述工具是： (1)數(shù)據(jù)流圖：描述系統(tǒng)由哪幾部分組成，各部分之間有什么聯(lián)系等等。 (2)數(shù)據(jù)字典：定義了數(shù)據(jù)流圖中每一個圖形元素。 (3)描述加工邏輯的結(jié)構(gòu)化語言、判定表、判定樹：詳細描述數(shù)據(jù)流

6、圖中不能被再分解的每一個加工。 3.2.3 sa分析步驟分析步驟 sa方法利用圖形等半形式化的描述方式表達需求，簡明易懂，用它們形成需求說明書中的主要部分。描述工具是： (1)了解當前系統(tǒng)的工作流程，獲得當前系統(tǒng)的物理模型。通過對當前系統(tǒng)的詳細調(diào)查，了解當前系統(tǒng)的工作過程，同時收集資料、文件、數(shù)據(jù)、報表等，將看到的、聽到的、收集到的信息和情況用圖形描述出來。也就是用一個模型來反映自己對當前系統(tǒng)的理解，如畫系統(tǒng)流程圖。 (2)抽象出當前系統(tǒng)的邏輯模型。物理模型反映了系統(tǒng)“怎么做”的具體實現(xiàn)，去掉物理模型中非本質(zhì)的因素，抽取出本質(zhì)的因素，構(gòu)造出當前系統(tǒng)的邏輯模型，反映了當前系統(tǒng)“做什么”的功能。

7、(3)建立目標系統(tǒng)的邏輯模型。分析、比較目標系統(tǒng)與當前系統(tǒng)邏輯上的差別，明確目標系統(tǒng)到底要“做什么”，從而從當前系統(tǒng)的邏輯模型導(dǎo)出目標系統(tǒng)的邏輯模型。 (4)作進一步補充和優(yōu)化。為了對目標系統(tǒng)做完整的描述，還需要對得到的邏輯模型做一些補充。 3.3 數(shù)據(jù)流圖數(shù)據(jù)流圖(dfd)v 數(shù)據(jù)流圖，簡稱dfd，是sa方法中用于表示系統(tǒng)邏輯模型的一種工具，它以圖形的方式描繪數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中流動和處理的過程，由于它只反映系統(tǒng)必須完成的邏輯功能，所以它是一種功能模型。 2009.13.3.1 基本圖形符號基本圖形符號v數(shù)據(jù)流圖有四種基本圖形符號： ：箭頭，表示數(shù)據(jù)流； ：圓或橢圓，表示加工； = ：雙杠，表示數(shù)據(jù)

8、存儲； ：方框，表示數(shù)據(jù)的源點或終點。 v (1) 數(shù)據(jù)流。數(shù)據(jù)流是數(shù)據(jù)在系統(tǒng)內(nèi)傳播的路徑，因此由一組成分固定的數(shù)據(jù)組成。如訂票單由旅客姓名、年齡、單位、身份證號、日期、目的地等數(shù)據(jù)項組成。由于數(shù)據(jù)流是流動中的數(shù)據(jù)，所以必須有流向，除了與數(shù)據(jù)存儲之間的數(shù)據(jù)流不用命名外，數(shù)據(jù)流應(yīng)該用名詞或名詞短語命名。 (2)加工(又稱為數(shù)據(jù)處理)。對數(shù)據(jù)流進行某些操作或變換。每個加工也要有名字，通常是動詞短語，簡明地描述完成什么加工。在分層的數(shù)據(jù)流圖中，加工還應(yīng)編號。 (3)數(shù)據(jù)存儲(又稱為文件)，指暫時保存的數(shù)據(jù)，它可以是數(shù)據(jù)庫文件或任何形式的數(shù)據(jù)組織。 (4)數(shù)據(jù)源點或終點，是本軟件系統(tǒng)外部環(huán)境中的實體(

9、包括人員、組織或其他軟件系統(tǒng))，統(tǒng)稱外部實體。一般只出現(xiàn)在數(shù)據(jù)流圖的頂層圖。 3.3.2畫數(shù)據(jù)流圖的步驟畫數(shù)據(jù)流圖的步驟 v (1)首先畫系統(tǒng)的輸入輸出，即先畫頂層數(shù)據(jù)流圖。 v (2)畫系統(tǒng)內(nèi)部，即畫下層數(shù)據(jù)流圖。不再分解的加工稱為基本加工。 v (3)注意事項。注意事項 命名。不論數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)存儲還是加工，合適的命名使人們易于理解其含義。 畫數(shù)據(jù)流而不是控制流。數(shù)據(jù)流反映系統(tǒng)“做什么”，不反映“如何做”，因此箭頭上的數(shù)據(jù)流名稱只能是名詞或名詞短語，整個圖中不反映加工的執(zhí)行順序。 一般不畫物質(zhì)流。數(shù)據(jù)流反映能用計算機處理的數(shù)據(jù)，并不是實物，因此對目標系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流圖一般不要畫物質(zhì)流。 每個加工

10、至少有一個輸入數(shù)據(jù)流和一個輸出數(shù)據(jù)流，反映出此加工數(shù)據(jù)的來源與加工的結(jié)果。 編號。如果一張數(shù)據(jù)流圖中的某個加工分解成另一張數(shù)據(jù)流圖時，則上層圖為父圖，直接下層圖為子圖。子圖及其所有的加工都應(yīng)編號。 3.4 數(shù)據(jù)字典數(shù)據(jù)字典(dd)v數(shù)據(jù)字典(data dictionary,簡稱dd)就是用來定義數(shù)據(jù)流圖中的各個成分的具體含義的，它以一種準確的、無二義性的說明方式為系統(tǒng)的分析、設(shè)計及維護提供了有關(guān)元素的一致的定義和詳細的描述。它和數(shù)據(jù)流圖共同構(gòu)成了系統(tǒng)的邏輯模型，是需求規(guī)格說明書的主要組成部分。 3.4.1數(shù)據(jù)字典的內(nèi)容以及格式 v 數(shù)據(jù)字典的任務(wù)是對于數(shù)據(jù)流圖中出現(xiàn)的所有被命名的圖形元素在數(shù)據(jù)

11、詞典中作為一個詞條加以定義，使得每一個圖形元素的名字都有一個確切的解釋。v數(shù)據(jù)字典有以下四類條目：數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)項、數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)項、數(shù)據(jù)存儲、基本加工。數(shù)據(jù)存儲、基本加工。2007.10v數(shù)據(jù)詞典中所有的定義應(yīng)是嚴密的、精確的，不可有半點含混，不可有二義性。 v1.數(shù)據(jù)流條目 數(shù)據(jù)流條目給出了dfd中數(shù)據(jù)流的定義，通常列出該數(shù)據(jù)流的各組成數(shù)據(jù)項。在定義數(shù)據(jù)流或數(shù)據(jù)存儲組成時，使用的符號如3-1表 v 2.數(shù)據(jù)存儲條目：是對數(shù)據(jù)存儲的定義 v 3.數(shù)據(jù)項條目：是不可再分解的數(shù)據(jù)單位 v 4.加工條目 加工條目是用來說明dfd中基本加工的處理邏輯的，由于上層的加工是由下層的基本加工分解而來，只要有了

12、基本加工的說明，就可理解其他加工。 3.4.2 數(shù)據(jù)字典的實現(xiàn)v1、手工建立：數(shù)據(jù)字典的內(nèi)容用卡片形式存放v2、利用計算機輔助建立并維護3.5 加工邏輯的描述加工邏輯的描述 v加工邏輯也稱為“小說明”，描述加工邏輯一般用以下三種工具：結(jié)構(gòu)化語言、判定表、判定樹。 3.5.1結(jié)構(gòu)化語言結(jié)構(gòu)化語言v 結(jié)構(gòu)化語言是介于自然語言和形式語言之間的一種半形式語言。結(jié)構(gòu)化語言是在自然語言基礎(chǔ)上加了一些限定，使用有限的詞匯和有限的語句來描述加工邏輯，它的結(jié)構(gòu)可分成外層和內(nèi)層兩層：v (1)外層：用來描述控制結(jié)構(gòu)，采用順序、選擇、順序、選擇、重復(fù)重復(fù)三種基本結(jié)構(gòu)。2008.10v (2)內(nèi)層：一般是采用祈使語句

13、的自然語言短語，使用數(shù)據(jù)字典中的名詞和有限的自定義詞，其動詞含義要具體，盡量不用形容詞和副詞來修飾。 3.5.2判定表判定表v 在有些情況下，數(shù)據(jù)流圖中的某些加工的一組動作信賴于多個邏輯條件的取值。用自然語言或結(jié)構(gòu)化語言都不易清楚地描述出來。而用判定表就能夠清楚地表示復(fù)雜的條件組合與應(yīng)做的動作之間的對應(yīng)關(guān)系。v判定表由四個部分組成，如下3-2表所示，構(gòu)造一張判定表，可采用以下步驟：v (1)提取問題中的條件。v (2)標出條件的取值。v (3)計算所有條件的組合數(shù)n。v (4)提取可能采用的動作或措施。v (5)制作判定表。v (6)完善判定表。 3.5.3 判定樹判定樹v 判定樹是判定表的變

14、形，一般情況下它比判定表更直觀，且易于理解和使用。v 這三種描述加工邏輯的工具各有優(yōu)缺點，對于順序執(zhí)行和循環(huán)執(zhí)行的動作，用結(jié)構(gòu)語言描述。對于存在多個條件復(fù)雜組合的判斷問題，用判定表和判定樹。判定樹較判定表直觀易讀，判定表進行邏輯驗證較嚴格，能把所有的可能性全部都考慮到?？蓪煞N工具結(jié)合起來，先用判定表底稿，在經(jīng)基礎(chǔ)上產(chǎn)生判定樹。 3.6 idef方法方法 idef方法是美國空軍在1981年針對集成化計算機輔助制造(integrated computer aided manufacturing,簡稱icam)工程項目中用于進行復(fù)雜系統(tǒng)分析和設(shè)計的方法,是在結(jié)構(gòu)化分析與設(shè)計技術(shù)的基礎(chǔ)上提出來的。i

15、def是icam definition的縮寫。idef方法分為三部分。 idef0: 用來描述系統(tǒng)的功能活動及其聯(lián)系，建立系統(tǒng)的功能模型。 idef1: 用來描述系統(tǒng)的信息以及其聯(lián)系，建立系統(tǒng)的信息模型。 idef2: 用來進行系統(tǒng)模擬，建立系統(tǒng)的動態(tài)模型。 3.6.1 idef0的圖形表示的圖形表示 v idef0方法采用簡單的圖形符號和簡潔的文字說明，描述系統(tǒng)在不同層次上的功能。在該方法中，將系統(tǒng)功能稱為活動，將表示系統(tǒng)功能的圖形稱為活動圖形。在活動圖形中，用方框和箭頭表示系統(tǒng)的各種活動及相互間的關(guān)系。 3.6.2建立功能模型的基本方法建立功能模型的基本方法 v 1.確定建模的范圍、觀點及

16、目的v 2.建立系統(tǒng)的內(nèi)外關(guān)系圖-a-0圖 v 3.建立頂層圖-a-0圖 v 4.建立低層次的圖形 名稱解釋1需求分析 2當前系統(tǒng)3目標系統(tǒng) 4sa 5dfd 填空題 v1需求分析階段產(chǎn)生的最重要的文檔是_。2為解決一個復(fù)雜問題，往往采取的策略是_。3sa方法中使用半形式化的描述方式表達需求，采用的主要描述工具是_。4數(shù)據(jù)流圖中有四種符號元素，它們是_。5數(shù)據(jù)字典中有四類條目，分別是_。6在idef0圖中，表示系統(tǒng)功能的圖形稱為_圖形。7在畫分層的dfd時，父圖與子圖的輸入輸出數(shù)據(jù)流要_。8用于描述基本加工的小說明的三種描述工具是_。9idef0是建立系統(tǒng)_模型的有效方法。10在idef0方法

17、中，被標志為a0的圖稱為系統(tǒng)的_圖。 選擇題 1分層dfd是一種比較嚴格又易于理解的描述方式，它的頂層圖描述了系統(tǒng)的( )。 a細節(jié) b輸入與輸出 c軟件的作者 d繪制的時間2需求規(guī)格說明書的內(nèi)容還應(yīng)包括對( )的描述。 a主要功能 b算法的詳細過程 c用戶界面及運行環(huán)境 d軟件的性能3需求規(guī)格說明書的作用不應(yīng)包括( )。 a軟件設(shè)計的依據(jù) b用戶與開發(fā)人員對軟件要做什么的共同理解 c軟件驗收的依據(jù) d軟件可行性研究的依據(jù)4sa方法用dfd描述( ) a系統(tǒng)的控制流程 b系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) c系統(tǒng)的基本加工 d系統(tǒng)的功能v5一個局部數(shù)據(jù)存儲只有當它作為( )時，就把它畫出來。 a某些加工的數(shù)據(jù)接口

18、 b某個加工的特定輸入 c某個加工的特定輸出 d某些加工的數(shù)據(jù)接口或某個加工的特定輸入/輸出 v6對于分層的dfd，父圖與子圖的平衡指子圖的輸入、輸出數(shù)據(jù)流同父圖相應(yīng)加工的輸入、輸出數(shù)據(jù)流( )。 a必須一致 b數(shù)目必須相等 c名字必須相同 d數(shù)目必須不等7需求分析階段不適用于描述加工邏輯的工具是( )。 a結(jié)構(gòu)化語言 b判定表 c判定樹 d流程圖v8sa方法的分析步驟是首先調(diào)查了解當前系統(tǒng)的工作流程，然后( )。a獲得當前系統(tǒng)的物理模型，抽象出當前系統(tǒng)的邏輯模型，建立目標系統(tǒng)的邏輯模型b獲得當前系統(tǒng)的物理模型，抽象出目標系統(tǒng)的邏輯模型，建立目標系統(tǒng)的物理模型c獲得當前系統(tǒng)的物理模型，建立當前系統(tǒng)的物理模型，抽象出目標系統(tǒng)的邏輯模型d獲得當前系統(tǒng)的物理模型，建立當前系統(tǒng)的物理模型，建立目標系統(tǒng)的物理模型9sa方法的基本思想是( )a自底向上逐步抽象b自底向上逐步分解c自頂向下逐步分解d自頂向下逐步抽象 10初步用戶手冊在( )階段編寫。a.可行性研究b需求分析c軟件