一種問(wèn)題驅(qū)動(dòng)基于場(chǎng)景的協(xié)同式需求誘導(dǎo)方法_圖文

1、第31卷第9期2008年9月計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào)C HIN ESE J OU RNAL OF COM PU TERSSept.2008一種問(wèn)題驅(qū)動(dòng)基于場(chǎng)景的協(xié)同式需求誘導(dǎo)方法張偉劉峰趙海燕梅宏(北京大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院軟件研究所高可信軟件技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室北京100871摘要在軟件開發(fā)中,大多數(shù)的利益相關(guān)者并不能清晰地把握他們對(duì)于將要開發(fā)的軟件系統(tǒng)的明確需求.文中提出了一種問(wèn)題驅(qū)動(dòng)基于場(chǎng)景的協(xié)同式需求誘導(dǎo)方法,試圖在企業(yè)信息系統(tǒng)的上下文中為需求獲取問(wèn)題提供一種現(xiàn)實(shí)可行的解決方案.該方法的基本思想是:軟件系統(tǒng)的需求不應(yīng)該以一種主觀的方式由利益相關(guān)者提出;而應(yīng)該通過(guò)一種“問(wèn)題識(shí)別與解決”的過(guò)程,逐步引導(dǎo)利

2、益相關(guān)者提出具有客觀依據(jù)的軟件需求.即首先識(shí)別出組織的業(yè)務(wù)現(xiàn)狀中存在的重要問(wèn)題;然后,以解決問(wèn)題為目標(biāo),提出相應(yīng)的軟件需求.基于這種思想,文中采用“場(chǎng)景”的概念作為描述組織業(yè)務(wù)狀況的基本單元,并通過(guò)利益相關(guān)者之間的協(xié)同實(shí)現(xiàn)對(duì)業(yè)務(wù)現(xiàn)狀的建模、對(duì)業(yè)務(wù)現(xiàn)狀中問(wèn)題的識(shí)別、對(duì)問(wèn)題解決方案的確定以及對(duì)業(yè)務(wù)期望的建模等活動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)軟件需求的有效獲取.關(guān)鍵詞需求誘導(dǎo);場(chǎng)景;協(xié)同;軟件需求中圖法分類號(hào)TP311A Problem 2Driven Scenario 2B ased Collaborative R equirements E licitation MethodZHAN G Wei L IU Fe

3、ng ZHAO Hai 2Yan M EI Hong(Key L aboratory of Hi gh Conf i dence S of t w are Technology of Minist ry of Education ,I nstit ute of S of t w are ,S chool of Elect ronics Engineering and Com puter Science ,Peking Universit y ,Bei j ing 100871Abstract One p roblem in software develop ment is t hat mo s

4、t stakeholders can not clearly t hink out t heir needs or requirement s for t he envisioned software system.This paper proposes a prob 2lem 2driven scenario 2based collaborative requirement s elicitation met hod ,trying to provide a prac 2tical solution to t he requirement s elicitation p roblem in

5、t he context of enterp rise information sys 2tems.The basic idea of t his met hod is t hat software requirement s should not be propo sed by stakeholders subjectively ,but be elicited following a problem 2finding 2and 2solving process.That is ,finding p roblems in t he current business states ,p rop

6、o sing solutions to resolving t hese prob 2lems ,and t hen eliciting requirement s from t hese solutions.Based on t his idea ,t his met hod em 2ploys t he concept of scenarios as t he basic unit to describe enterp rises business states ,and to help stakeholders declare t heir requirement s in a coll

7、aborative way.K eyw ords requirement s elicitatio n ;scenario s ;collaborative ;software requirement s1引言在軟件開發(fā)中,大多數(shù)的利益相關(guān)者并不能清晰地把握他們對(duì)于將要開發(fā)的軟件系統(tǒng)的明確需利益相關(guān)者所熟悉的問(wèn)題域現(xiàn)狀遷移至一個(gè)新的狀況上,而利益相關(guān)者并不能在這個(gè)新的狀況實(shí)際發(fā)生之前就對(duì)其具有透徹的了解,因此,也就無(wú)法準(zhǔn)確地把握他們?cè)谶@個(gè)新的狀況中可能遇到的各種情況以及相應(yīng)的需求.基于這種原因,如何有效地獲取軟件需求,即成為軟件開發(fā)活動(dòng)面臨的一個(gè)非常困難的問(wèn)題.需求獲取問(wèn)題的困難性在企業(yè)信息系

8、統(tǒng)(Enterp rise Information System,EIS的上下文中得到了進(jìn)一步的加劇.一般而言,EIS的主要目的是在特定組織目標(biāo)的導(dǎo)向下,為組織業(yè)務(wù)過(guò)程的實(shí)施提供有效的技術(shù)支撐平臺(tái).為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的,企業(yè)信息系統(tǒng)需要面對(duì)組織內(nèi)具有不同職能或角色的部門和人員,管理不同部門和人員的各種業(yè)務(wù)活動(dòng)以及這些業(yè)務(wù)活動(dòng)產(chǎn)生或所需的各種數(shù)據(jù),并為不同業(yè)務(wù)活動(dòng)之間的協(xié)同提供支持.由于業(yè)務(wù)過(guò)程的復(fù)雜性和協(xié)同性,涉及其中的任何一個(gè)個(gè)體往往只能從特定的角度對(duì)業(yè)務(wù)過(guò)程中的某個(gè)局部進(jìn)行觀察,而很難在全局的視角上完整地理解組織的業(yè)務(wù)狀況.相比較面向單個(gè)用戶的軟件系統(tǒng)而言,在EIS 中,如何有效地識(shí)別業(yè)務(wù)現(xiàn)狀

9、中存在的全局性問(wèn)題,如何確定對(duì)這些問(wèn)題各方所能共同接受的解決方案,如何保證需求獲取結(jié)果的完整性和一致性,都將變得更加困難.對(duì)于EIS的需求獲取問(wèn)題,傳統(tǒng)的需求獲取方法存在兩點(diǎn)較大的局限性:(1利益相關(guān)者的被動(dòng)參與性在傳統(tǒng)方法中,需求獲取人員通過(guò)對(duì)利益相關(guān)者的訪談、問(wèn)卷調(diào)查等方式獲得相應(yīng)的軟件需求.在這些過(guò)程中,需求獲取人員往往居于主導(dǎo)的地位;而作為需求來(lái)源的利益相關(guān)者,在大多數(shù)情況下只是被動(dòng)地參與其中.這種需求獲取方式的效率和效果嚴(yán)重依賴于需求獲取人員對(duì)當(dāng)前問(wèn)題域的熟知程度,以及對(duì)有效需求的敏感程度.實(shí)踐證明,缺乏利益相關(guān)者充分參與的需求獲取過(guò)程很難保證獲取結(jié)果的有效性,并會(huì)給整個(gè)軟件開發(fā)項(xiàng)目

10、帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)1.(2需求提出的主觀性由于對(duì)將要開發(fā)的軟件系統(tǒng)缺乏清晰的理解,利益相關(guān)者往往會(huì)依靠自身的主觀感覺提出需求.而由于缺乏必要的客觀依據(jù),這種需求并不能真正反映利益相關(guān)者的真實(shí)需求,并不可避免地導(dǎo)致需求的頻繁變動(dòng)2.傳統(tǒng)的需求獲取方法對(duì)于如何在缺乏全局性視圖的情況下,保證需求獲取結(jié)果的客觀性和有效性,還缺乏足夠的支持.本文第2節(jié)將對(duì)本文方法的基本思想進(jìn)行系統(tǒng)地說(shuō)明;第3節(jié)定義本文中場(chǎng)景的基本構(gòu)成成分,并給出現(xiàn)狀場(chǎng)景和期望場(chǎng)景的協(xié)同式建模過(guò)程;第4節(jié)在工具支持的層面上,對(duì)協(xié)同式場(chǎng)景建模工具的核心需求進(jìn)行分析和說(shuō)明;第5節(jié)對(duì)與本文相關(guān)的重要工作進(jìn)行介紹、分析和對(duì)比;第6節(jié)對(duì)全文進(jìn)行總結(jié),并對(duì)將

11、來(lái)的工作計(jì)劃進(jìn)行簡(jiǎn)要地說(shuō)明.2基本思想本節(jié)主要介紹本文方法所基于的3個(gè)立足點(diǎn):以利益相關(guān)者相互協(xié)同為主導(dǎo)的需求獲取、問(wèn)題驅(qū)動(dòng)的需求誘導(dǎo)以及基于場(chǎng)景的業(yè)務(wù)現(xiàn)狀與期望建模.這3個(gè)方面相互聯(lián)系,共同構(gòu)成了本文方法的理論基礎(chǔ).2.1以利益相關(guān)者相互協(xié)同為主導(dǎo)的需求獲取針對(duì)傳統(tǒng)需求獲取方法中利益相關(guān)者的被動(dòng)參與性,本文的方法摒棄了傳統(tǒng)的以需求獲取人員為主導(dǎo)的需求獲取模式,而采用了一種以利益相關(guān)者相互協(xié)同為主導(dǎo)的模式.圖1給出了這兩種需求獲取模式的示意圖.在傳統(tǒng)模式中,需求捕獲人員在整個(gè)需求獲取活動(dòng)中居于中心地位,決定著何時(shí)何地從何處采用何種手段獲取需求.而其它各種利益相關(guān)者只是被動(dòng)地參與其中,其參與的積

12、極性并不能得到顯式的保證.在以利益相關(guān)者相互協(xié)同為主導(dǎo)的需求獲取模式中,需求獲取人員不再居于主導(dǎo)地位,而是作為一55519期張偉等:一種問(wèn)題驅(qū)動(dòng)基于場(chǎng)景的協(xié)同式需求誘導(dǎo)方法The Standish Group.CHAOS Report2007:The Laws of 圖1需求獲取模式的轉(zhuǎn)變種特殊類型的利益相關(guān)者,與其它利益相關(guān)者以相針對(duì)傳統(tǒng)需求獲取方法中需求提出的主觀性,本文的方法采用了問(wèn)題驅(qū)動(dòng)的需求誘導(dǎo)方式.在表象上,軟件開發(fā)的目的是為了滿足一組利益相關(guān)者的需求;在更深層次上,其目的則是為了解決現(xiàn)實(shí)中存在的問(wèn)題223.基于這種觀察,我們將“是否存在相關(guān)聯(lián)的問(wèn)題”作為驗(yàn)證利益相關(guān)者所提需求是否

13、具備客觀性的標(biāo)準(zhǔn),即任何一個(gè)需求的引入都必須能夠解決或部分解決組織業(yè)務(wù)現(xiàn)狀中存在的一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題.問(wèn)題驅(qū)動(dòng)的需求誘導(dǎo)的基本過(guò)程如圖2所示.首先,在組織業(yè)務(wù)現(xiàn)實(shí)狀況的基礎(chǔ)上,誘導(dǎo)利益相關(guān)者發(fā)現(xiàn)其中存在的各種問(wèn)題;然后,進(jìn)一步誘導(dǎo)利益相關(guān)者識(shí)別出對(duì)這些問(wèn)題可能的解決方案;最后,針對(duì)特定的解決方案,誘導(dǎo)利益相關(guān)者建立起組織業(yè)務(wù)的期望狀況,并從中自然地導(dǎo)出相應(yīng)的軟件需求.這里,我們采用“誘導(dǎo)”一詞的主要目的是要強(qiáng)調(diào)利益相關(guān)者在這個(gè)過(guò)程中的核心作用:誘使利益相關(guān)者主動(dòng)地進(jìn)行思考,從而自然地引導(dǎo)出他們對(duì)于將要開發(fā)的軟件系統(tǒng)的真正需求 .圖2問(wèn)題驅(qū)動(dòng)的需求誘導(dǎo)需要指出的是,“問(wèn)題驅(qū)動(dòng)的需求誘導(dǎo)”和“以利問(wèn)題

14、驅(qū)動(dòng)的需求誘導(dǎo)的輸入是組織業(yè)務(wù)的現(xiàn)實(shí)狀況(以下簡(jiǎn)稱為業(yè)務(wù)現(xiàn)狀,輸出則是組織業(yè)務(wù)的期望狀況(以下簡(jiǎn)稱為業(yè)務(wù)期望.因此,有效地建模業(yè)務(wù)的現(xiàn)狀和期望是決定問(wèn)題驅(qū)動(dòng)的需求誘導(dǎo)能否成功的必要條件之一.針對(duì)業(yè)務(wù)現(xiàn)狀和期望的建模問(wèn)題,本文的方法采用了一種分而治之的思想,即將業(yè)務(wù)的現(xiàn)狀和期望分解為一組相對(duì)獨(dú)立的場(chǎng)景,通過(guò)對(duì)各個(gè)場(chǎng)景的建模,建立業(yè)務(wù)現(xiàn)狀和期望的完整視圖.一般而言,場(chǎng)景描述了若干實(shí)體之間為了完成某個(gè)共同的任務(wù)而進(jìn)行的一組動(dòng)作和交互.以軟件系統(tǒng)的邊界為基準(zhǔn),通常存在3種類型的場(chǎng)景4:(1內(nèi)部場(chǎng)景(由軟件系統(tǒng)的內(nèi)部實(shí)體及其之間的交互構(gòu)成的場(chǎng)景;(2邊界場(chǎng)景(由軟件系統(tǒng)與系統(tǒng)外部實(shí)體及其之間的交互構(gòu)成的

15、場(chǎng)景;(3外部場(chǎng)景(完全由軟件系統(tǒng)外部的實(shí)體及其之間的交互構(gòu)成的場(chǎng)景.由于主要關(guān)注軟件需求的獲取問(wèn)題,本文中的場(chǎng)景主要針對(duì)后兩種類型的場(chǎng)景.同樣,基于場(chǎng)景的業(yè)務(wù)現(xiàn)狀和期望建模也是采用協(xié)同的方式進(jìn)行的.場(chǎng)景為利益相關(guān)者之間的協(xié)同提供了一個(gè)更為具體的上下文,即以完成特定的任務(wù)為具體目標(biāo),對(duì)利益相關(guān)者在其中應(yīng)該實(shí)施的動(dòng)作和交互進(jìn)行建模.同時(shí),協(xié)同式建模也保證了業(yè)6551計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào)2008年務(wù)現(xiàn)狀建模結(jié)果的真實(shí)性以及業(yè)務(wù)期望建模結(jié)果的共識(shí)性.3協(xié)同式的場(chǎng)景建模本文中的場(chǎng)景主要由3種成分構(gòu)成:利益相關(guān)者、工作流程和數(shù)據(jù)(見圖3.其中,場(chǎng)景的利益相關(guān)者又分為3種類型:觀察者、通信者和參與者.參與者是指直接

16、參與場(chǎng)景執(zhí)行過(guò)程的人員,即參與者將負(fù)責(zé)執(zhí)行場(chǎng)景中的特定工作流程.通信者是指那些雖然沒(méi)有直接參與場(chǎng)景中工作流程的執(zhí)行,但卻可能為其執(zhí)行提供數(shù)據(jù)或依賴該場(chǎng)景為其提供數(shù)據(jù)的利益相關(guān)者.觀察者是指那些既不是參與者也不是通信者,但仍然與場(chǎng)景存在特定關(guān)系的其它利益相關(guān)者.例如,對(duì)場(chǎng)景的執(zhí)行或執(zhí)行結(jié)果存在監(jiān)管責(zé) 任的利益相關(guān)者即是該場(chǎng)景的一類觀察者.圖3場(chǎng)景的結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀場(chǎng)景建模的目的是形成利益相關(guān)者對(duì)于組織業(yè)務(wù)現(xiàn)狀的共識(shí),從而盡可能客觀地體現(xiàn)出組織業(yè)務(wù)的真實(shí)狀況.為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的,我們?cè)O(shè)計(jì)了如圖4 所示的現(xiàn)狀場(chǎng)景的建模過(guò)程.圖4現(xiàn)狀場(chǎng)景建模的基本過(guò)程這個(gè)建模過(guò)程涉及3種建模角色.第1種建模角色是建模過(guò)程的管理

17、者,他們負(fù)責(zé)對(duì)一個(gè)場(chǎng)景進(jìn)行初始化,并對(duì)一個(gè)已經(jīng)穩(wěn)定的現(xiàn)狀場(chǎng)景進(jìn)行凍結(jié).第2種建模角色是當(dāng)前所建模場(chǎng)景的參與者,他們負(fù)責(zé)填寫在當(dāng)前場(chǎng)景中所執(zhí)行的工作流程,并根據(jù)評(píng)論者的反饋對(duì)當(dāng)前的工作流程描述進(jìn)行修改.第3種建模角色是建模結(jié)果的評(píng)論者,他們負(fù)責(zé)對(duì)已經(jīng)填寫好的工作流程描述進(jìn)行評(píng)論.由于涉及了3種不同的建模角色,這種建模過(guò)程具備了協(xié)同的基本前提.具體的協(xié)同過(guò)程如下所述.首先,管理者對(duì)一個(gè)場(chǎng)景進(jìn)行初始化.初始化的具體內(nèi)容包括填寫場(chǎng)景的名稱、場(chǎng)景的各種利益相關(guān)者(包括參與者、通信者和觀察者以及場(chǎng)景可能涉及的各類數(shù)據(jù)等.在初始化結(jié)束后,場(chǎng)景的參與者則可以根據(jù)實(shí)際的工作經(jīng)驗(yàn)填寫在當(dāng)前場(chǎng)景中執(zhí)行的工作流程.一

18、旦工作流程填寫完畢后,評(píng)論者即可對(duì)工作流程的描述進(jìn)行檢查,發(fā)現(xiàn)其中存在的二義性、不完整性以及任何與業(yè)務(wù)現(xiàn)狀不相符合的其它問(wèn)題,并通過(guò)添加評(píng)論的方式顯式地指出這些問(wèn)題.場(chǎng)景的參與者可以根據(jù)這些評(píng)論進(jìn)一步修改或者精化相應(yīng)的工作流程描述.在通過(guò)多輪的“評(píng)論2修改”過(guò)程后,現(xiàn)狀場(chǎng)景會(huì)逐漸趨向一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài),即評(píng)論者無(wú)法或很難從已有的工作流程描述中發(fā)現(xiàn)其中存在的與現(xiàn)狀的不符合性.在這種情況下,可以認(rèn)為現(xiàn)狀場(chǎng)景的建模結(jié)果已經(jīng)盡可能地逼近了該場(chǎng)景的真實(shí)情況.這時(shí),管理者即可以對(duì)該場(chǎng)景進(jìn)行凍結(jié),從而暫時(shí)結(jié)束當(dāng)前場(chǎng)景的建模過(guò)程.期望場(chǎng)景建模的目的是形成利益相關(guān)者對(duì)組織業(yè)務(wù)期望的共識(shí),從而盡可能客觀真實(shí)地體現(xiàn)出利

19、75519期張偉等:一種問(wèn)題驅(qū)動(dòng)基于場(chǎng)景的協(xié)同式需求誘導(dǎo)方法益相關(guān)者對(duì)即將開發(fā)的軟件系統(tǒng)的需求.為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的,我們?cè)O(shè)計(jì)了如圖5所示的現(xiàn)狀場(chǎng)景的建模過(guò)程 .圖5期望場(chǎng)景建模的基本過(guò)程這個(gè)建模過(guò)程也涉及3種角色:建模過(guò)程的管理者、期望場(chǎng)景的參與者以及期望場(chǎng)景的利益相關(guān)者.管理者主要負(fù)責(zé)對(duì)期望場(chǎng)景的初始化、結(jié)構(gòu)調(diào)整以及凍結(jié)和解凍等活動(dòng).參與者則主要負(fù)責(zé)填寫其需要在當(dāng)前場(chǎng)景中執(zhí)行的工作流程,并根據(jù)利益相關(guān)者的評(píng)論對(duì)工作流程進(jìn)行修改或精化.利益相關(guān)者則負(fù)責(zé)從期望場(chǎng)景的上一版本中發(fā)現(xiàn)其中存在的問(wèn)題,識(shí)別相應(yīng)的解決方案,并在解決方案的指導(dǎo)下對(duì)參與者填寫的工作流程進(jìn)行評(píng)論.同樣,協(xié)同也是該過(guò)程的一個(gè)重要特點(diǎn).具體的協(xié)同過(guò)程如下所述.首先,利益相關(guān)者在現(xiàn)狀場(chǎng)景建模結(jié)果的基礎(chǔ)上,發(fā)現(xiàn)其中存在的問(wèn)題.需要指出的是,此處所指的問(wèn)題與現(xiàn)狀場(chǎng)景建模中評(píng)論者在工作流程描述中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題存在本質(zhì)的不同.后者指的是在工作流程描述中存在的與業(yè)務(wù)現(xiàn)狀的不一致性;對(duì)此類問(wèn)題的解決,可以提高現(xiàn)狀場(chǎng)景建模結(jié)果與真實(shí)場(chǎng)景之間的一致性.而此處