第04講軟件需求

1、第四章第四章 軟件需求分析軟件需求分析課程提綱課程提綱軟件需求基本理論和概念軟件需求基本理論和概念 軟件需求工程過(guò)程軟件需求工程過(guò)程 軟件需求獲取軟件需求獲取 軟件需求分析軟件需求分析 軟件需求規(guī)格說(shuō)明軟件需求規(guī)格說(shuō)明 軟件需求驗(yàn)證軟件需求驗(yàn)證 軟件需求管理軟件需求管理 軟件需求實(shí)現(xiàn)軟件需求實(shí)現(xiàn) 軟件需求工程新進(jìn)展軟件需求工程新進(jìn)展 軟件需求開(kāi)發(fā)與需求管理工具軟件需求開(kāi)發(fā)與需求管理工具內(nèi)容提要需求分析面臨的困難需求分析面臨的困難需求分析基本方法和工具需求分析基本方法和工具數(shù)據(jù)需求分析數(shù)據(jù)需求分析功能需求分析功能需求分析非功能性需求分析非功能性需求分析實(shí)時(shí)系統(tǒng)需求分析實(shí)時(shí)系統(tǒng)需求分析基于基于US

2、E CASEUSE CASE的需求分析的需求分析基于原型方法的分析基于原型方法的分析需求分析需求分析分析是指通過(guò)對(duì)分析是指通過(guò)對(duì)問(wèn)題域問(wèn)題域的研究的研究,獲得對(duì)該領(lǐng)獲得對(duì)該領(lǐng)域特性及存在于其中的待解決的問(wèn)題特性域特性及存在于其中的待解決的問(wèn)題特性的透徹理解并用文檔說(shuō)明。的透徹理解并用文檔說(shuō)明。需求分析是前面需求獲取階段的繼續(xù)，通需求分析是前面需求獲取階段的繼續(xù)，通過(guò)對(duì)所獲取的信息進(jìn)一步加工獲得對(duì)系統(tǒng)過(guò)對(duì)所獲取的信息進(jìn)一步加工獲得對(duì)系統(tǒng)的更精確描述，成為轉(zhuǎn)換成需求規(guī)格說(shuō)明的更精確描述，成為轉(zhuǎn)換成需求規(guī)格說(shuō)明的直接信息元。的直接信息元。但是否將需求分析作為獨(dú)立的過(guò)程？但是否將需求分析作為獨(dú)立的過(guò)程

3、？需求分析的關(guān)鍵點(diǎn)需求分析的關(guān)鍵點(diǎn) 問(wèn)題域的結(jié)構(gòu)問(wèn)題域的結(jié)構(gòu) 問(wèn)題域的數(shù)據(jù)問(wèn)題域的數(shù)據(jù) 問(wèn)題域的行為問(wèn)題域的行為 問(wèn)題域的事件問(wèn)題域的事件 問(wèn)題域的狀態(tài)問(wèn)題域的狀態(tài) 派生需求派生需求圖圖1 軟件需求工程的組成軟件需求工程的組成獲取需求工程需求開(kāi)發(fā)需求管理分析分析 編寫規(guī)約 確認(rèn)分析方法分析方法 結(jié)構(gòu)化分析結(jié)構(gòu)化分析 面向?qū)ο蠓治雒嫦驅(qū)ο蠓治鲂枨蠓治鼋９ぞ咝枨蠓治鼋９ぞ?數(shù)據(jù)流圖數(shù)據(jù)流圖 實(shí)體關(guān)系圖實(shí)體關(guān)系圖 狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖 對(duì)話圖對(duì)話圖 類圖類圖 Petri Net建模技術(shù)建模技術(shù)面向處理技術(shù)面向處理技術(shù) Context diagram 上下文圖上下文圖 Data flow diag

4、ram (DFD) 數(shù)據(jù)流圖數(shù)據(jù)流圖 流程圖流程圖面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)技術(shù)面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)技術(shù) E-R D - Entity Relationship Diagrams面向?qū)ο蠼Ｃ嫦驅(qū)ο蠼?處理和數(shù)據(jù)相結(jié)合處理和數(shù)據(jù)相結(jié)合 Object and Class 對(duì)象和類的技術(shù)對(duì)象和類的技術(shù) 結(jié)構(gòu)化分析（Structured Analysis,簡(jiǎn)稱SA法）的基本思想：“分解”和“抽象”n分解：把系統(tǒng)的復(fù)雜性降低到可以掌握的程度，把大問(wèn)題分解成若干小問(wèn)題，然后分別解決。圖4 自頂向下逐層分解領(lǐng)書(shū)單領(lǐng)書(shū)單 進(jìn)書(shū)通知進(jìn)書(shū)通知 購(gòu)書(shū)單購(gòu)書(shū)單 缺書(shū)單缺書(shū)單 學(xué)學(xué)生生教材教材購(gòu)銷購(gòu)銷系統(tǒng)系統(tǒng)書(shū) 庫(kù)書(shū) 庫(kù)保 管保 管員員

5、圖5 售書(shū)系統(tǒng)頂層數(shù)據(jù)流圖領(lǐng)書(shū)單領(lǐng)書(shū)單 進(jìn)書(shū)通知進(jìn)書(shū)通知 進(jìn)書(shū)通知進(jìn)書(shū)通知 購(gòu)書(shū)單缺書(shū)單購(gòu)書(shū)單缺書(shū)單 1銷銷售售 2采采購(gòu)購(gòu)書(shū)庫(kù)書(shū)庫(kù)保管保管員員學(xué)學(xué)生生F1教材存量表教材存量表 F2缺書(shū)登記表缺書(shū)登記表 0：11：10：m1:m電話機(jī)電話機(jī)生產(chǎn)廠商生產(chǎn)廠商經(jīng)銷商經(jīng)銷商用戶用戶生生產(chǎn)產(chǎn)購(gòu)購(gòu)買買使用使用經(jīng)銷經(jīng)銷數(shù)據(jù)需求與功能需求的區(qū)別：狀狀 態(tài)態(tài)1狀狀 態(tài)態(tài)2事件事件/觸發(fā)行為觸發(fā)行為20秒到/翻屏生成最新數(shù)據(jù)/翻屏半小時(shí)到/工控處理半分鐘到/傳送空閑/采集物品經(jīng)過(guò)/計(jì)數(shù)采集PLC計(jì)數(shù)傳送工控處理實(shí)時(shí)翻屏對(duì)話圖對(duì)話圖 對(duì)話圖代表了一個(gè)高層抽象的用戶界面體系結(jié)構(gòu)。對(duì)話圖代表了一個(gè)高層抽象的用戶界面體

6、系結(jié)構(gòu)。 對(duì)話圖描繪了系統(tǒng)中的對(duì)話元素和它們之間的導(dǎo)航連接，對(duì)話圖描繪了系統(tǒng)中的對(duì)話元素和它們之間的導(dǎo)航連接，但它沒(méi)有揭示具體的屏幕設(shè)計(jì)。但它沒(méi)有揭示具體的屏幕設(shè)計(jì)。 對(duì)話圖可以使你在對(duì)需求的理解上探索假設(shè)的用戶界面概對(duì)話圖可以使你在對(duì)需求的理解上探索假設(shè)的用戶界面概念。念。 用戶和開(kāi)發(fā)者可以通過(guò)對(duì)話圖在用戶如何利用系統(tǒng)執(zhí)行任用戶和開(kāi)發(fā)者可以通過(guò)對(duì)話圖在用戶如何利用系統(tǒng)執(zhí)行任務(wù)上達(dá)成共同的視覺(jué)界面。務(wù)上達(dá)成共同的視覺(jué)界面。 對(duì)話圖與系統(tǒng)情節(jié)敘述相關(guān)聯(lián)，這些敘述還包括對(duì)每一個(gè)對(duì)話圖與系統(tǒng)情節(jié)敘述相關(guān)聯(lián)，這些敘述還包括對(duì)每一個(gè)屏幕意圖的簡(jiǎn)短說(shuō)明。屏幕意圖的簡(jiǎn)短說(shuō)明。 對(duì)話圖抓住了用戶一系統(tǒng)交互作用

7、和任務(wù)流的本質(zhì)，而不對(duì)話圖抓住了用戶一系統(tǒng)交互作用和任務(wù)流的本質(zhì)，而不會(huì)使你太快陷入到屏幕布局和數(shù)據(jù)元素的特定細(xì)節(jié)中。用會(huì)使你太快陷入到屏幕布局和數(shù)據(jù)元素的特定細(xì)節(jié)中。用戶可以通過(guò)跟蹤對(duì)話圖尋找遺漏、錯(cuò)誤或多余的轉(zhuǎn)換，和戶可以通過(guò)跟蹤對(duì)話圖尋找遺漏、錯(cuò)誤或多余的轉(zhuǎn)換，和因此而有遺漏、錯(cuò)誤或多余的需求。因此而有遺漏、錯(cuò)誤或多余的需求。 你可以把在需求分析過(guò)程中形成的對(duì)話圖用作詳細(xì)用戶界你可以把在需求分析過(guò)程中形成的對(duì)話圖用作詳細(xì)用戶界面設(shè)計(jì)時(shí)的指南，最終形成一個(gè)執(zhí)行的對(duì)話圖，該對(duì)話圖面設(shè)計(jì)時(shí)的指南，最終形成一個(gè)執(zhí)行的對(duì)話圖，該對(duì)話圖記錄了產(chǎn)品的真正用戶界面的體系結(jié)構(gòu)。記錄了產(chǎn)品的真正用戶界面的體

8、系結(jié)構(gòu)。對(duì)話圖示例對(duì)話圖示例Petri Net (Activity Diagram)Petri Net行為行為(功能功能)建模建模 FSM有限狀態(tài)機(jī)有限狀態(tài)機(jī) - 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖State Transition Diagram 狀態(tài)圖狀態(tài)圖State Chart Diagram Specification and description language (SDL)規(guī)規(guī)范與描述語(yǔ)言范與描述語(yǔ)言 Petri Net系統(tǒng)名稱系統(tǒng)名稱系統(tǒng)系統(tǒng)用例名用例名用例用例角色角色關(guān)聯(lián)關(guān)聯(lián)保險(xiǎn)商務(wù)系統(tǒng)保險(xiǎn)商務(wù)系統(tǒng)簽定保險(xiǎn)單銷售統(tǒng)計(jì)客戶統(tǒng)計(jì)客戶保險(xiǎn)銷售員擴(kuò)展簽保險(xiǎn)單簽汽車購(gòu)買契約使用使用簽保險(xiǎn)單簽汽車保險(xiǎn)單

9、簽房屋保險(xiǎn)單類圖類圖面向?qū)ο笮枨蠓治?因?yàn)槿祟愖匀坏刳呄蛴谟谩皩?duì)象”的觀點(diǎn)或“方法”來(lái)認(rèn)識(shí)問(wèn)題，分析問(wèn)題以及解決問(wèn)題，用基于“對(duì)象”的概念模型來(lái)建立問(wèn)題域模型自然成為系統(tǒng)分析員與用戶交流的有效工具。 用面向?qū)ο蟮姆椒ㄟM(jìn)行需求分析，其根本要點(diǎn)在于，利用對(duì)象的概念模型建立一個(gè)針對(duì)于問(wèn)題域的模型，用戶和軟件工程師通過(guò)該模型進(jìn)行交流。通過(guò)在這么一個(gè)基于對(duì)象的問(wèn)題域模型的基礎(chǔ)上形成需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)。 面向?qū)ο笮枨蠓治?- 步驟 通過(guò)查看相關(guān)資料并與用戶廣泛地接觸，自己對(duì)問(wèn)題域有一個(gè)大致的了解。在這個(gè)基礎(chǔ)上，將問(wèn)題域中與系統(tǒng)和問(wèn)題有關(guān)的對(duì)象提取出來(lái)。這就是標(biāo)識(shí)對(duì)象的工作。 將第一步中抽象出來(lái)的對(duì)象(類)的之

10、間的關(guān)系考慮清楚；如整體與部分、從屬關(guān)系等； 為“類”提取與系統(tǒng)問(wèn)題域有關(guān)的屬性、服務(wù)等； 由于要完成一項(xiàng)任務(wù)，肯定是有不同的對(duì)象互相協(xié)作完成的。同時(shí)一個(gè)對(duì)象的屬性、服務(wù)也是在與相關(guān)對(duì)象的協(xié)作中體現(xiàn)出來(lái)的。將問(wèn)題域中所有任務(wù)的對(duì)象的協(xié)作關(guān)系搞清楚，是面向?qū)ο笮枨蠓治龅年P(guān)鍵一環(huán)。即將問(wèn)題域中的“劇情”搞清楚，是需求分析的主要工作之一。面向?qū)ο笮枨蠓治鲆陨纤牟讲⒉皇菃为?dú)的而是互有聯(lián)系，可以同以上四步并不是單獨(dú)的而是互有聯(lián)系，可以同時(shí)進(jìn)行的。通過(guò)，對(duì)以上時(shí)進(jìn)行的。通過(guò)，對(duì)以上4步工作的反復(fù)執(zhí)行我步工作的反復(fù)執(zhí)行我們就可以建立一個(gè)基于對(duì)象的問(wèn)題域的模型。們就可以建立一個(gè)基于對(duì)象的問(wèn)題域的模型。在該模型

11、的基礎(chǔ)上，可以比較容易地產(chǎn)生一個(gè)在該模型的基礎(chǔ)上，可以比較容易地產(chǎn)生一個(gè)符合用戶需求的軟件需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)成為后續(xù)符合用戶需求的軟件需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)成為后續(xù)工作的基礎(chǔ)。工作的基礎(chǔ)。利用廢棄原型從用例到用戶界面設(shè)計(jì)的活動(dòng)序列：利用廢棄原型從用例到用戶界面設(shè)計(jì)的活動(dòng)序列：用例描述用例描述對(duì)話框?qū)υ捒驈U棄型原型廢棄型原型詳細(xì)用戶界面設(shè)計(jì)詳細(xì)用戶界面設(shè)計(jì)反饋反饋反饋反饋反饋反饋Risk Reduction Through Prototyping通過(guò)原型減小風(fēng)險(xiǎn)通過(guò)原型減小風(fēng)險(xiǎn)原型開(kāi)發(fā)與需求獲取原型開(kāi)發(fā)與需求獲取原型開(kāi)發(fā)與需求分析原型開(kāi)發(fā)與需求分析原型開(kāi)發(fā)與需求規(guī)范文檔原型開(kāi)發(fā)與需求規(guī)范文檔原型開(kāi)發(fā)與需求驗(yàn)

12、證原型開(kāi)發(fā)與需求驗(yàn)證原型開(kāi)發(fā)與需求風(fēng)險(xiǎn)管理原型開(kāi)發(fā)與需求風(fēng)險(xiǎn)管理使用質(zhì)量功能部署使用質(zhì)量功能部署質(zhì)量功能部署質(zhì)量功能部署(QFD)(QFD)是一種高級(jí)系統(tǒng)技術(shù)，是一種高級(jí)系統(tǒng)技術(shù)，它將產(chǎn)品特性、屬性與對(duì)客戶的重要性聯(lián)它將產(chǎn)品特性、屬性與對(duì)客戶的重要性聯(lián)系起來(lái)。該技術(shù)提供了一種分析方法以明系起來(lái)。該技術(shù)提供了一種分析方法以明確哪些是客戶最關(guān)注的特性。確哪些是客戶最關(guān)注的特性。QFDQFD將需求將需求分為三類：分為三類：期望需求期望需求，即客戶或許并未提，即客戶或許并未提及，但若缺少會(huì)讓他們感到不滿意；及，但若缺少會(huì)讓他們感到不滿意；普通普通需求需求；興奮需求興奮需求，即實(shí)現(xiàn)了會(huì)給客戶帶去，即實(shí)現(xiàn)

13、了會(huì)給客戶帶去驚喜，但若未實(shí)現(xiàn)也不會(huì)受到責(zé)備。驚喜，但若未實(shí)現(xiàn)也不會(huì)受到責(zé)備。QFD示例 如果你有足夠的資源來(lái)完成你和你如果你有足夠的資源來(lái)完成你和你的客戶所想做的全部需求，那再好的客戶所想做的全部需求，那再好不過(guò)了。不過(guò)了。 但在快速變化的市場(chǎng)環(huán)境中，這是但在快速變化的市場(chǎng)環(huán)境中，這是不現(xiàn)實(shí)的！不現(xiàn)實(shí)的！設(shè)定需求優(yōu)先級(jí)設(shè)定需求優(yōu)先級(jí)多種設(shè)定需求優(yōu)先級(jí)的規(guī)則多種設(shè)定需求優(yōu)先級(jí)的規(guī)則命命 名名 意意 義義 參參 考考高高一個(gè)關(guān)鍵任務(wù)的需求；下一版本所需求的一個(gè)關(guān)鍵任務(wù)的需求；下一版本所需求的中中支持必要的系統(tǒng)操作；最終所要求的，但如支持必要的系統(tǒng)操作；最終所要求的，但如果有必要的話，可以延遲到下

14、一個(gè)版本果有必要的話，可以延遲到下一個(gè)版本低低功能或質(zhì)量上的增強(qiáng)；如果資源允許的話，功能或質(zhì)量上的增強(qiáng)；如果資源允許的話，實(shí)現(xiàn)這些需求總有一天使產(chǎn)品更完美實(shí)現(xiàn)這些需求總有一天使產(chǎn)品更完美基本的基本的只有在這些需求上達(dá)成一致意見(jiàn)，軟件才會(huì)只有在這些需求上達(dá)成一致意見(jiàn)，軟件才會(huì)被接受被接受（IEEE 1998）條件的條件的實(shí)現(xiàn)這些需求將增強(qiáng)產(chǎn)品的性能，但如果忽實(shí)現(xiàn)這些需求將增強(qiáng)產(chǎn)品的性能，但如果忽略這些需求，產(chǎn)品也是可以被接受的略這些需求，產(chǎn)品也是可以被接受的可選的可選的一個(gè)功能類，實(shí)現(xiàn)或不實(shí)現(xiàn)均可一個(gè)功能類，實(shí)現(xiàn)或不實(shí)現(xiàn)均可3必須完美地實(shí)現(xiàn)必須完美地實(shí)現(xiàn)（Kovitz 1999）2需要付出努力，

15、但不必做得太完美需要付出努力，但不必做得太完美1可以包含缺陷可以包含缺陷 設(shè)定需求優(yōu)先級(jí)設(shè)定需求優(yōu)先級(jí)設(shè)定需求優(yōu)先級(jí)設(shè)定需求優(yōu)先級(jí)RequirementImportantNot ImportantUrgentHigh PriorityDo not do theseNot UrgentMedium Priority Low Priority設(shè)定需求優(yōu)先級(jí)設(shè)定需求優(yōu)先級(jí)Suggestions需求獲取期間就關(guān)注需求優(yōu)先級(jí)的問(wèn)題需求獲取期間就關(guān)注需求優(yōu)先級(jí)的問(wèn)題基于基于Use case標(biāo)注優(yōu)先級(jí)標(biāo)注優(yōu)先級(jí)基于基于Scenario標(biāo)注優(yōu)先級(jí)，尤其對(duì)例外的處理。有些標(biāo)注優(yōu)先級(jí)，尤其對(duì)例外的處理。有些例外會(huì)對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生根本影響如例外會(huì)對(duì)系