需求工程培訓(xùn)課件

第2章需求工程領(lǐng)域分析需求獲取需求分析與建模需求規(guī)約與驗(yàn)證需求管理1西安交通大學(xué)劉海巖第2章需求工程領(lǐng)域分析1西安交通大學(xué)劉海巖2.1領(lǐng)域分析1、領(lǐng)域分析的概念軟件工程要處理兩類工程：（1）面向用戶的業(yè)務(wù)過程工程（2）面向市場的產(chǎn)品工程（見下圖）領(lǐng)域(domain)，就是指解決問題的范圍，從最高層的角度（業(yè)務(wù)域）描述系統(tǒng)。系統(tǒng)分析可以發(fā)生在許多不同的抽象層次：在業(yè)務(wù)或企業(yè)級層次，可定義描述模擬整個(gè)業(yè)務(wù)的功能、結(jié)構(gòu)和行為的模型；在應(yīng)用層次，建模著重于特定的用戶需求。2西安交通大學(xué)劉海巖2.1領(lǐng)域分析1、領(lǐng)域分析的概念2西安交通大學(xué)劉海巖企業(yè)業(yè)務(wù)域業(yè)務(wù)域信息系統(tǒng)過程需求信息戰(zhàn)略計(jì)劃（全局視圖）業(yè)務(wù)域分析（領(lǐng)域視圖）系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)建模構(gòu)造與集成業(yè)務(wù)過程工程層次3西安交通大學(xué)劉海巖企業(yè)業(yè)務(wù)域業(yè)務(wù)域信息系統(tǒng)過程需求信息戰(zhàn)略計(jì)劃（全局視圖）業(yè)務(wù)完整產(chǎn)品軟件能力功能過程需求產(chǎn)品需求（全局視圖）構(gòu)件工程（領(lǐng)域視圖）分析與設(shè)計(jì)建模構(gòu)造與集成產(chǎn)品工程層次數(shù)據(jù)行為硬件4西安交通大學(xué)劉海巖完整產(chǎn)品軟件能力功能過程需求產(chǎn)品需求（全局視圖）構(gòu)

Firesmith對軟件領(lǐng)域分析的定義是：領(lǐng)域分析指特定應(yīng)用領(lǐng)域中公共需求的標(biāo)識、分析和規(guī)約，即發(fā)現(xiàn)或創(chuàng)建那些可廣泛應(yīng)用的對象，其目的使它們在應(yīng)用域中多個(gè)項(xiàng)目間能被復(fù)用。領(lǐng)域分析的角色是設(shè)計(jì)和建造可復(fù)用構(gòu)件（類似于制造環(huán)境中工具制造者的角色），它們被很多相似但不一定是相同的應(yīng)用開發(fā)的人所使用。Lethbridge的定義是：領(lǐng)域分析是軟件工程師了解背景信息的過程。為了理解問題并在需求分析和軟件工程過程的其他階段作出合理的決策，軟件工程師必須了解使用該類軟件的一般性商業(yè)和技術(shù)領(lǐng)域中足夠的信息。5西安交通大學(xué)劉海巖Firesmith對軟件領(lǐng)域分析的定義是

2、領(lǐng)域分析過程的活動（1）定義被調(diào)查的領(lǐng)域中感興趣的項(xiàng)從業(yè)務(wù)域、系統(tǒng)類型或產(chǎn)品范疇中分離出感興趣的“項(xiàng)”。感興趣的項(xiàng)包括：現(xiàn)存的應(yīng)用軟件的規(guī)約、設(shè)計(jì)和代碼，支持軟件（如GUI或數(shù)據(jù)庫訪問構(gòu)件）以及和領(lǐng)域相關(guān)的構(gòu)件庫以及測試案例。（2）對從領(lǐng)域中抽取出來的項(xiàng)進(jìn)行分類并建立分類層次。6西安交通大學(xué)劉海巖2、領(lǐng)域分析過程的活動6西安交通大學(xué)劉海巖

（3）收集領(lǐng)域中應(yīng)用系統(tǒng)的代表性樣本。

（4）分析樣本中的每個(gè)應(yīng)用?

標(biāo)識候選的每個(gè)可復(fù)用對象。

?

指明對象被標(biāo)識為可復(fù)用的理由。?定義對象的適應(yīng)性。?估算在領(lǐng)域中復(fù)用這些對象的應(yīng)用的百分率。

?使用配置管理技術(shù)控制這些對象。

（5）為對象開發(fā)分析模型。7西安交通大學(xué)劉海巖（3）收集領(lǐng)域中應(yīng)用系統(tǒng)的代表性樣本。7西安交通大學(xué)

3、領(lǐng)域分析的價(jià)值

領(lǐng)域分析除了為軟件復(fù)用奠定基礎(chǔ)外，還為較低抽象層次的一般的系統(tǒng)分析帶來如下好處：

?快速開發(fā)。有助于集中精力關(guān)注最重要的問題，更有效地與相關(guān)人員進(jìn)行交流，可以更快的確定需求。?優(yōu)化系統(tǒng)。了解領(lǐng)域的細(xì)節(jié)有助于保證所采納的解決方案更有效地解決用戶的問題。會少犯錯誤，知道應(yīng)該遵循那些規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)。領(lǐng)域分析給出一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的總體視圖，會引導(dǎo)出更好的抽象從而改進(jìn)設(shè)計(jì)。?有了領(lǐng)域知識，就可以洞察新興趨勢及進(jìn)一步開發(fā)的機(jī)會，有助于創(chuàng)建適應(yīng)性更強(qiáng)的系統(tǒng)。

?了解通用性和特殊性，有助于創(chuàng)建出具有更好的可重用性和更寬的銷售市場的軟件。8西安交通大學(xué)劉海巖3、領(lǐng)域分析的價(jià)值8西安交通大學(xué)劉海巖

專家提出，沒有堅(jiān)實(shí)的領(lǐng)域分析，任何重大的軟件項(xiàng)目都不應(yīng)該進(jìn)行。對應(yīng)用領(lǐng)域的深入理解能極大的提高成功的幾率。許多非常成功的軟件產(chǎn)品的開發(fā)人員以前都在業(yè)務(wù)領(lǐng)域工作過－段時(shí)間，對實(shí)際需要有著深切的感受。一旦對領(lǐng)域有了真正的理解，就可進(jìn)行某一個(gè)項(xiàng)目（或產(chǎn)品）的需求分析，包括定義待解決的問題以及開發(fā)什么軟件來解決它。然而，領(lǐng)域分析永遠(yuǎn)也不應(yīng)該結(jié)束：開發(fā)人員有責(zé)任在開發(fā)過程中不斷增進(jìn)他們的理解，后續(xù)版本的系統(tǒng)擴(kuò)充通常需要對子領(lǐng)域進(jìn)行進(jìn)一步的領(lǐng)域分析。9西安交通大學(xué)劉海巖專家提出，沒有堅(jiān)實(shí)的領(lǐng)域分析，任何重大2.2

需求獲取1、需求（requirements）的概念（1）需求的定義Jones定義為用戶所需要的軟件必須達(dá)到的目標(biāo)和能力。Lethbridge定義為需求是關(guān)于系統(tǒng)將要完成什么工作的一段描述，它們必須經(jīng)過所有相關(guān)人員的認(rèn)可，其目的是徹底的解決用戶的問題。

?需求是一段…描述：意思是每個(gè)需求是相對短小簡明的一段信息，表現(xiàn)為一個(gè)事實(shí)。它可以是一段話或用各種圖表示。一組需求的集合成為需求文檔。

?…關(guān)于系統(tǒng)將要完成什么工作…：需求描述了系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)完成的任務(wù)，不描述系統(tǒng)將如何實(shí)現(xiàn)。

?…必須經(jīng)過所有相關(guān)人員的認(rèn)可…：意指需求必須經(jīng)過評審，才能成為正式的需求。

?…其目的是徹底的解決用戶的問題。有助于解決用戶的問題，該需求才有存在的價(jià)值。10西安交通大學(xué)劉海巖2.2需求獲取1、需求（requirements）的概業(yè)務(wù)需求項(xiàng)目范圍文檔用戶需求用例文檔功能需求質(zhì)量屬性其他非功能需求設(shè)計(jì)約束需求規(guī)約非功能需求系統(tǒng)需求需求組成的全景圖（2）需求的組成對系統(tǒng)、產(chǎn)品高層次的目標(biāo)要求。用戶使用產(chǎn)品必須要完成的任務(wù)11西安交通大學(xué)劉海巖業(yè)務(wù)需求項(xiàng)目范圍文檔用戶需求用例文檔功能需求質(zhì)量屬性其他非功

其中：

?

業(yè)務(wù)需求：反映組織機(jī)構(gòu)和客戶對系統(tǒng)、產(chǎn)品高層次的目標(biāo)要求。

?用戶需求：從用戶使用的角度給出需求的描述。

如一個(gè)小型超市需要一個(gè)商品的查詢系統(tǒng)。業(yè)務(wù)需求：進(jìn)貨人員需要查詢商品庫存以便保證及時(shí)進(jìn)貨；收款員需要查詢商品的銷售價(jià)格以便結(jié)賬；經(jīng)理需要查詢商品的銷售及盈利情況。用戶需求:這三類用戶怎樣去查詢系統(tǒng)，查詢哪些信息，還需要哪些操作。12西安交通大學(xué)劉海巖其中：12西安交通大學(xué)劉海巖?系統(tǒng)需求：從系統(tǒng)或技術(shù)的角度描述為實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)需求和用戶需求而提供的服務(wù)以及所受到的約束。?

功能性需求：描述系統(tǒng)應(yīng)該做什么，即為用戶和其它系統(tǒng)完成的功能。?

非功能性需求：產(chǎn)品必須具備的屬性或品質(zhì)。?設(shè)計(jì)約束：設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)必須遵循的標(biāo)準(zhǔn)、約束條件。如運(yùn)行平臺、協(xié)議、選擇的技術(shù)、編程語言和工具等。（3）需求的描述

?自然語言、結(jié)構(gòu)化語言、PDL

?圖形化表示（使用RationalRose、MicrosoftVisio、EnterpriseArchitect等工具）

?數(shù)學(xué)描述（形式化語言描述）13西安交通大學(xué)劉海巖?系統(tǒng)需求：從系統(tǒng)或技術(shù)的角度描述為實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)需求和用戶需求2、需求工程過程需求工程是一個(gè)包括創(chuàng)建和維持系統(tǒng)需求文檔所必需的一切活動的過程。它包含了如下活動：系統(tǒng)可行性研究、需求獲取和分析、需求描述和文檔編寫、需求有效性驗(yàn)證、需求管理（管理需求工程的變更）?？尚行匝芯啃枨螳@取和分析需求描述需求有效性驗(yàn)證可行性研究報(bào)告系統(tǒng)模型用戶需求和系統(tǒng)需求需求規(guī)約需求工程過程需求管理14西安交通大學(xué)劉海巖2、需求工程過程需求工程是一個(gè)包括創(chuàng)建和可行性研究是需求工程過程的開始。在較短的時(shí)間內(nèi)作出結(jié)論。集中回答以下問題：

（1）系統(tǒng)是否符合組織機(jī)構(gòu)的總體目標(biāo)。系統(tǒng)不支持這些目標(biāo)，就沒有價(jià)值。

（2）系統(tǒng)是否可能在現(xiàn)有的技術(shù)條件、預(yù)算和時(shí)間限制內(nèi)完成。

（3）系統(tǒng)能否與已經(jīng)存在的系統(tǒng)集成。該活動要廣泛收集信息并評估，回答一些有關(guān)的問題，寫出研究報(bào)告，得出結(jié)論：系統(tǒng)是否值得開發(fā)？給出具體的意見和建議?？赡軐ο到y(tǒng)高層需求、功能范圍、預(yù)算和時(shí)間安排提出修改意見。15西安交通大學(xué)劉海巖可行性研究是需求工程過程的開始。在較短的時(shí)間內(nèi)作出結(jié)論。集中需求獲取與需求分析的區(qū)別

?需求獲取是開發(fā)人員與客戶或用戶一起對應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行調(diào)查研究，收集系統(tǒng)需求的過程。

?需求分析是將獲取到的需求準(zhǔn)確的理解、求精，并將其轉(zhuǎn)化為完整的需求定義（包括建模），進(jìn)而生成需求規(guī)約的過程。需求獲取和分析的難度

?項(xiàng)目相關(guān)人員通常并不真正知道希望計(jì)算機(jī)做什么，讓他們清晰的表達(dá)出需要系統(tǒng)做什么是件困難的事，他們或許提出不切實(shí)際的要求。

16西安交通大學(xué)劉海巖需求獲取與需求分析的區(qū)別16西安交通大學(xué)劉海巖

?項(xiàng)目相關(guān)人員用自己的語言表達(dá)需求，這些語言包含很多工作中的專業(yè)術(shù)語和專業(yè)知識。系統(tǒng)分析員沒有這些知識和經(jīng)驗(yàn)，而他們又必須了解這些需求。?不同的項(xiàng)目相關(guān)人員有不同的需求，可能以不同的方式表達(dá)，分析人員必須發(fā)現(xiàn)所有潛在的需求資源，而且能發(fā)現(xiàn)這些需求的相容或沖突之處。?經(jīng)濟(jì)和業(yè)務(wù)環(huán)境決定了分析是動態(tài)的，需求在分析過程中會發(fā)生變更。個(gè)別需求的重要程度會改變，新的需求會從新的項(xiàng)目相關(guān)人員那里得到。

17西安交通大學(xué)劉海巖?項(xiàng)目相關(guān)人員用自己的語言表達(dá)需求，這需求獲取技術(shù)

?建立由客戶（用戶）、系統(tǒng)分析員、領(lǐng)域?qū)＜覅⒓拥穆?lián)合小組。

?需求獲取的方法：個(gè)別訪談、召集會議、文檔研究、問卷調(diào)查、觀察用戶工作流程、建立原型。

?獲取的需求的表達(dá)方式：（1）需求列表需求與系統(tǒng)的特殊視角或環(huán)境的關(guān)系

（2）業(yè)務(wù)流程圖（狀態(tài)/活動圖）

（3）用例（Use-Case）/場景（Scenario）/用戶故事（userstory)/視點(diǎn)(viewpoint)的描述

（4）數(shù)據(jù)流圖

（5）實(shí)體關(guān)系圖

（6）用例圖、類圖、活動圖、時(shí)序圖、狀態(tài)圖等。

18西安交通大學(xué)劉海巖需求獲取技術(shù)?建立由客戶（用戶）、系統(tǒng)視點(diǎn)可以理解為：1、數(shù)據(jù)源或數(shù)據(jù)池（SA、SD方法）2、一個(gè)表示框架（系統(tǒng)模型）3、服務(wù)的接收者（系統(tǒng)的外部成分）特別適用于交互式系統(tǒng)的需求導(dǎo)出。用例

Jacobson說“用例幫助定義系統(tǒng)之外存在什么（參與者）以及系統(tǒng)應(yīng)該完成什么”。把系統(tǒng)分成一組邏輯的、互相聯(lián)系較少的部分，每一部分都描述了系統(tǒng)與外部角色交互所提供的服務(wù)，即用例的集合代表了所有將會在系統(tǒng)需求中出現(xiàn)的交互。因此容易從使用的角度理解系統(tǒng)應(yīng)達(dá)到的功能。而“用戶故事”是某種形式的簡化版用例。場景

場景是用例的具體描述。一個(gè)用例封裝了一組場景，每個(gè)場景就是一個(gè)單個(gè)線程。19西安交通大學(xué)劉海巖視點(diǎn)可以理解為：19西安交通大學(xué)劉海巖例1：列出圖書館系統(tǒng)與以下參與者（角色）交互的最小用例集：借閱者、借書員、圖書管理員、會計(jì)系統(tǒng)。借閱者：

?按題目查詢書籍

?按作者查詢書籍

?按主題查詢書籍?預(yù)定已被其他人借出的書籍?查詢借閱者的個(gè)人信息并列出借閱的書籍20西安交通大學(xué)劉海巖例1：列出圖書館系統(tǒng)與以下參與者（角色）交互的最小借書員：

所有借閱者的用例，再加上

?為借閱者查找某一書籍

?登記已歸還的書籍

?續(xù)借一本書

?登記繳納的罰款

?添加新的借閱者

?更新借閱者的個(gè)人信息（地址、電話號碼等）

圖書管理員：

所有借閱者和借書員的用例，再加上

?添加藏書

?刪除藏書

?改變系統(tǒng)中對已有書籍的記錄信息

會計(jì)系統(tǒng)（獨(dú)立運(yùn)行）

?獲得借閱者支付的超期罰款21西安交通大學(xué)劉海巖借書員：21西安交通大學(xué)劉海巖例2：一個(gè)SafeHome系統(tǒng)，系統(tǒng)激活的基本用例用自然語言陳述如下：（參考教材1)

①房主觀察控制面板以確定是否系統(tǒng)已準(zhǔn)備好接收輸入。如果系統(tǒng)未準(zhǔn)備好，房主必須物理地關(guān)閉門/窗戶，以便使“準(zhǔn)備好”指示燈亮。②房主使用鍵盤輸入4位密碼，系統(tǒng)將密碼與存儲在配置庫中的有效密碼比較，如果密碼不正確，控制面板鳴叫一次并復(fù)位等待再次輸入。如果密碼正確，控制面板等待進(jìn)一步的動作。③房主選擇鍵入“stay”（僅激活外部的傳感器）或“away”（激活所有的傳感器）以啟動系統(tǒng)。④當(dāng)激活時(shí)，房主可觀察到一個(gè)紅色指示燈。22西安交通大學(xué)劉海巖例2：一個(gè)SafeHome系統(tǒng)，系統(tǒng)激活的基本用例用自然語言用例：房主激活監(jiān)測場景：1、房主：觀察控制面板。2、房主：輸入密碼。3、房主：選擇“stay”或“away”。4、房主：觀察紅色指示燈顯示系統(tǒng)已被打開。異常：1、控制面板未就緒。2、密碼不正確。3、密碼不識別。未解決的問題：1、是否有不使用密碼激活系統(tǒng)的方式。2、控制面板是否還應(yīng)顯示附加的文字信息。3、房主輸入密碼的時(shí)間有無約束。4、在系統(tǒng)真正激活之前有無辦法關(guān)閉系統(tǒng)。23西安交通大學(xué)劉海巖用例：房主激活監(jiān)測23西安交通大學(xué)劉海巖2.3

需求分析與建模需求分析是發(fā)現(xiàn)、規(guī)約和求精的過程，指開發(fā)人員準(zhǔn)確的理解用戶的需求，通過分析，將不規(guī)范的需求陳述轉(zhuǎn)化為完整的需求定義，并產(chǎn)生需求規(guī)格化說明的過程。

獲取的需求可能有模糊的、冗余的、有沖突的或不易理解的地方，需要用文字和圖形描述不同視圖以揭示更深的、易混淆的問題，確保與所有風(fēng)險(xiǎn)承擔(dān)者達(dá)成共識。

24西安交通大學(xué)劉海巖2.3需求分析與建模需求分析是需求分析活動具有以下任務(wù)：（1）分析需求的可行性：允許的成本、性能；與其他需求的沖突；外界因素的依賴和技術(shù)障礙等。（2）對于漸增式開發(fā)要確定需求的優(yōu)先級別，以便確立產(chǎn)品版本。（3）建模：模型能突出或強(qiáng)調(diào)某些關(guān)鍵的系統(tǒng)特征。使用文本和圖表形式的組合，以相對容易理解和能直接評審正確性、完整性和一致性的方式來描述數(shù)據(jù)（信息）、功能和行為的需求。圖形化的表示分析模型可以增強(qiáng)對軟件需求的理解，也為軟件設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。（4）生成需求規(guī)格說明。25西安交通大學(xué)劉海巖需求分析活動具有以下任務(wù)：25西安交通大學(xué)在過去的數(shù)年中，人們提出了許多種分析建模的方法，其中兩種在分析建模領(lǐng)域占有主導(dǎo)地位：第一種是結(jié)構(gòu)化分析(StructuredAnalysis，SA)，70年代末由DeMarco等人提出，這是傳統(tǒng)的建模方法。該方法不是被所有的使用者一致地使用的單一方法，眾多科學(xué)家對其進(jìn)行了擴(kuò)充，因此它是發(fā)展了超過30年的一個(gè)混合物。另一種方法是面向?qū)ο蟮姆治觯?/p>

如Coad-Yourdon方法、Booch方法、Rumbaugh方法、Jacobson方法等。具體的建模方法有:

26西安交通大學(xué)劉海巖在過去的數(shù)年中，人們提出了許多種分析上下文模型（ERD、包圖）面向流的建模：數(shù)據(jù)流圖（DFD/CFD）數(shù)據(jù)建模：實(shí)體關(guān)系圖（ERD）基于場景的建模：用例圖、順序圖、活動圖基于類的建模：類圖、包基于行為的建模：Petri網(wǎng)、狀態(tài)圖、順序圖、協(xié)作圖、活動圖……27西安交通大學(xué)劉海巖上下文模型（ERD、包圖）27西安交通大學(xué)劉海巖Sommerville認(rèn)為模型可以從以下角度去描述：1、從外部看，它是對系統(tǒng)上下文或系統(tǒng)環(huán)境建模。（見下頁圖）2、從行為上看，它是對系統(tǒng)運(yùn)行行為建模。3、從結(jié)構(gòu)上看，它是對系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)建模。有如下系統(tǒng)模型的實(shí)例（ppt30）：28西安交通大學(xué)劉海巖Sommerville認(rèn)為模型可以從以下角度去描述：28西安上下文模型（定義了系統(tǒng)的邊界）29西安交通大學(xué)劉海巖上下文模型（定義了系統(tǒng)的邊界）29西安交通大學(xué)劉海巖

1、數(shù)據(jù)處理模型如數(shù)據(jù)流圖，說明系統(tǒng)的不同階段數(shù)據(jù)如何被處理。2、組成模型實(shí)體關(guān)系圖，說明一個(gè)實(shí)體與另外實(shí)體間的關(guān)系或如何由其他實(shí)體組成。3、體系結(jié)構(gòu)模型說明構(gòu)成整個(gè)系統(tǒng)的那些主要的子系統(tǒng)。4、分類模型如對象模型，說明對象間怎樣具有共同特性。5、激勵-響應(yīng)模型說明系統(tǒng)對來自內(nèi)部和外部的事件的響應(yīng)。具體分析建模的方法請見第3章。30西安交通大學(xué)劉海巖1、數(shù)據(jù)處理模型如數(shù)據(jù)流圖，說明系2.4

需求規(guī)約與驗(yàn)證1、軟件需求規(guī)約（Software

RequirementsSpecification，SRS）

SRS是需求分析階段的產(chǎn)品，是所有其他開發(fā)和管理活動的基礎(chǔ)。對系統(tǒng)開發(fā)過程中其他活動的影響：?項(xiàng)目經(jīng)理根據(jù)它制定或修改開發(fā)計(jì)劃。?設(shè)計(jì)人員根據(jù)它進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。?測試人員根據(jù)它編寫測試計(jì)劃，設(shè)計(jì)測試用例。?產(chǎn)品發(fā)布人員根據(jù)它編寫產(chǎn)品介紹和用戶文檔。?培訓(xùn)人員根據(jù)它編寫培訓(xùn)教程。31西安交通大學(xué)劉海巖2.4需求規(guī)約與驗(yàn)證1、軟件需求規(guī)約（Software需求規(guī)約的結(jié)構(gòu)：

1998年的IEEE標(biāo)準(zhǔn)為需求規(guī)約提出了以下結(jié)構(gòu)，組織機(jī)構(gòu)內(nèi)部可以基于此標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展：（1）引言需求文檔的目的、產(chǎn)品范圍、文檔約定（縮寫詞與縮略語）、參考文獻(xiàn)、文檔的其余部分概覽（2）綜合描述產(chǎn)品前景、

產(chǎn)品功能與優(yōu)先級、用戶特征、運(yùn)行環(huán)境、設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)上的約束、假設(shè)和依賴性32西安交通大學(xué)劉海巖需求規(guī)約的結(jié)構(gòu)：32西安交通大學(xué)劉海巖

（3）需求描述a.功能需求b.數(shù)據(jù)需求：與功能有關(guān)的數(shù)據(jù)定義和數(shù)據(jù)關(guān)系c.性能需求：響應(yīng)時(shí)間、容量要求、用戶數(shù)等d.外部接口：用戶界面、軟硬件接口、通信接口e.設(shè)計(jì)約束：軟件支持環(huán)境、報(bào)表、數(shù)據(jù)命名等f.軟件質(zhì)量屬性（可維護(hù)性、可靠性、可移植性、可用性、安全性等等）g.其他需求這一節(jié)是文檔中最實(shí)質(zhì)性的部分，由于在機(jī)構(gòu)組織的實(shí)踐中存在極大的變數(shù)，對這一節(jié)定義的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)可以進(jìn)行增刪。（4）附錄（詞匯表、硬件與數(shù)據(jù)庫的描述、模型、待定問題列表等）（5）索引33西安交通大學(xué)劉海巖（3）需求描述33西安交通大學(xué)劉海巖計(jì)算機(jī)軟件文檔編制規(guī)范（GB/T8567-2006）

《需求規(guī)格說明》模版§1.范圍

§1.1標(biāo)識文件狀態(tài)（草稿/正式發(fā)布/正在修改）；文件標(biāo)識；當(dāng)前版本；

作者§1.2系統(tǒng)概述（名稱、功能、性能、上下文關(guān)系、用戶、開發(fā)者）§1.3文檔概述（類型、描述方法、預(yù)期讀者）§1.4基線§2.引用文件§3.需求概述§3.1系統(tǒng)目標(biāo)§3.2運(yùn)行環(huán)境§3.3用戶特點(diǎn)§4.功能需求§5.外部接口需求§6.數(shù)據(jù)§7.故障處理34西安交通大學(xué)劉海巖計(jì)算機(jī)軟件文檔編制規(guī)范（GB/T8567-2006）

《需求

2、需求驗(yàn)證

需求驗(yàn)證的重要性：如果在后續(xù)的開發(fā)或當(dāng)系統(tǒng)投入使用時(shí)才發(fā)現(xiàn)需求規(guī)約中的錯誤，就會導(dǎo)致更大代價(jià)的返工。由需求問題而對系統(tǒng)做變更的成本比修改設(shè)計(jì)或代碼錯誤的成本要大的多。假設(shè)需求階段引入1個(gè)錯誤的需求，設(shè)計(jì)時(shí)對這個(gè)需求需要5~10條設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，1條設(shè)計(jì)需要5~10條程序，1條程序需要3~5種測試組合測試。

原始需求正確的規(guī)格說明

錯誤的規(guī)格說明正確的設(shè)計(jì)

錯誤的設(shè)計(jì)

對錯誤需求的設(shè)計(jì)正確的編碼

錯誤的編碼

對錯誤設(shè)計(jì)的編碼

對錯誤需求的編碼正確功能

測試到的錯誤沒有測試到的錯誤

一個(gè)錯誤的需求，糾正成本100元×10糾正成本1000元×10×535西安交通大學(xué)劉海巖2、需求驗(yàn)證原始需求正確的規(guī)格說明錯誤的規(guī)格對需求規(guī)約需執(zhí)行以下類型的檢查：（1）有效性檢查檢查不同用戶使用不同功能的有效性。（2）一致性檢查在文檔中，需求不應(yīng)該沖突。（3）完備性檢查需求文檔應(yīng)該包括所有用戶想要的功能和約束。（4）現(xiàn)實(shí)性檢查檢查保證能利用現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)需求。36西安交通大學(xué)劉海巖對需求規(guī)約需執(zhí)行以下類型的檢查：36西安交通大學(xué)驗(yàn)證技術(shù)：（1）需求評審：由分析員、設(shè)計(jì)員、測試員、用戶參與的正式或非正式的會議評審。正式會議要有嚴(yán)格的評審程序，要有會議記錄，開發(fā)組根據(jù)缺陷建議修改需求說明并重審。（2）利用原型檢驗(yàn)系統(tǒng)是否符合用戶的真正需要。（3）對每個(gè)需求編寫概念性的測試用例。（4）編寫用戶手冊。用淺顯易懂的語言描述用戶可見的功能。（5）自動的一致性分析?？捎肅ASE工具檢驗(yàn)需求模型的一致性。37西安交通大學(xué)劉海巖驗(yàn)證技術(shù)：37西安交通大學(xué)劉海巖2.5需求管理需求管理是對系統(tǒng)需求控制的過程。完成需求規(guī)約并不代表需求工程過程的結(jié)束，不可避免的遇到需求的變更。原因是：

?大型系統(tǒng)擁有不同的用戶群體，就有不同的需求和優(yōu)先級?；ハ嘤袥_突或矛盾，需求規(guī)約所做出的某些平衡隨著經(jīng)驗(yàn)的積累可能要改變。

?客戶和最終用戶的需求可能不一致。

?業(yè)務(wù)和技術(shù)環(huán)境的變化引起需求的變化。

需求導(dǎo)出的同時(shí)啟動了需求管理規(guī)劃，一旦形成了需求文檔的草稿，需求管理的活動就開始了。38西安交通大學(xué)劉海巖2.5需求管理需求管理是對1、需求管理規(guī)劃需求管理是標(biāo)識、控制和跟蹤需求的活動。需要確定以下內(nèi)容：?需求標(biāo)識每個(gè)需求有一個(gè)唯一的標(biāo)識符，以便可被其他需求交叉索引。?變更管理對變更帶來的影響和成本進(jìn)行評估。?跟蹤策略定義需求之間的關(guān)系以及需求和設(shè)計(jì)之間的關(guān)系，并做出記錄以及維護(hù)方法。?CASE工具支持管理中對大量信息的加工，如需求存儲、變更管理、可跟蹤性管理等。。39西安交通大學(xué)劉海巖1、需求管理規(guī)劃需求管理是標(biāo)識、控制和需求和需求之間、需求和設(shè)計(jì)之間有許多關(guān)系。在需求和引起該需求潛在的原因之間也有許多關(guān)系。當(dāng)變更發(fā)生時(shí)，必須追蹤這些變更對其他需求和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的影響。需要維護(hù)的3類可跟蹤性信息是：?源可追蹤性信息連接到提出該需求的相關(guān)人員或基本原理。?需求可追蹤性信息連接文檔中彼此依賴的需求，用來評估一個(gè)變更會對多少需求產(chǎn)生影響以及引發(fā)的需求變更的范圍和程度。?設(shè)計(jì)可追蹤性信息連接需求到其實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)模塊。用來評估變更對設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的影響。可追蹤性信息可用矩陣來表示。40西安交通大學(xué)劉海巖需求和需求之間、需求和設(shè)計(jì)之間有許多2、需求變更管理需求管理規(guī)劃制定策略和程序，而需求變更管理負(fù)責(zé)分析變更以及評估變更帶來的影響。一個(gè)變更管理過程有3個(gè)基本階段：（1）問題分析和變更描述對識別出的需求問題或變更提議進(jìn)行分析并檢查它的有效性，以產(chǎn)生更明確的變更提議。（2）變更分析和成本計(jì)算使用可追蹤信息和系統(tǒng)需求的一般知識評估被提議的變更所產(chǎn)生的影響。變更的成本計(jì)算不僅估計(jì)對需求文檔的修改，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候還要估計(jì)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的成本，并產(chǎn)生對此變更是否執(zhí)行的決策。（3）變更實(shí)現(xiàn)需求規(guī)約以及系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)在必要時(shí)都要作修改。建立一個(gè)好的需求文檔的格式，使得變更不會帶來大量文字的修改。41西安交通大學(xué)劉海巖2、需求變更管理需求管理規(guī)劃制定策略本PPT為可編輯版本，您看到以下內(nèi)容請刪除后使用，謝謝您的理解本PPT為可編輯版本，您看到以下內(nèi)容請刪除后使用，謝謝您的理42【解析】【解答】（1）氯化鈉是由鈉離子和氯離子構(gòu)成的；金剛石是由碳原子構(gòu)成的；干冰是由二氧化碳分子構(gòu)成的；（2）質(zhì)子數(shù)為11的是鈉元素，鈉元素原子的最外層電子數(shù)1，在化學(xué)反應(yīng)中容易失去一個(gè)電子形成陽離子；（3）化學(xué)變化是生成新分子的變化，其實(shí)質(zhì)是分子分解成原子，原子重新組合形成新的分子，故該反應(yīng)中沒有變的是碳原子和氧原子。

故答案為：氯化鈉；失去；D。

【分析】物質(zhì)有微粒構(gòu)成，構(gòu)成物質(zhì)的微粒有原子、分子、離子是那種，金屬、稀有氣體由原子構(gòu)成；常見氣體由分子構(gòu)成；堿和鹽由離子構(gòu)成。在化學(xué)變化中，原子種類、質(zhì)量、數(shù)目保持不變。26.用微粒的觀點(diǎn)解釋下列現(xiàn)象：

（1）今年我國要求“公共場所全面禁煙”．非吸煙者往往因別人吸煙而造成被動吸煙。

（2）夏天鋼軌間的縫隙變小。

【答案】（1）分子是在不斷的運(yùn)動的.

（2）夏天溫度高，鐵原子間的間隔變小.【考點(diǎn)】物質(zhì)的微粒性

【解析】【解答】（1）吸煙生成煙霧，煙霧分子因?yàn)檫\(yùn)動，擴(kuò)散到空氣中，使非吸煙者被動吸入煙霧分子，造成被動吸煙；

（2）鋼軌由鐵原子構(gòu)成.每兩根鋼軌間都有一定的間隙，夏天由于氣溫高，使得鋼軌中鐵原子的間隔變大，表現(xiàn)為鋼軌的體積膨脹，則鋼軌間的間隙變小.

故答案為：（1）分子是在不斷運(yùn)動的；（2）夏天高溫，鐵原子間的間隔變小.

【分析】微粒觀點(diǎn)的主要內(nèi)容：物質(zhì)是由分子（或原子構(gòu)成），分子間有間隔，分子處于永停息的運(yùn)動狀態(tài)中.（1）煙霧分子屬氣體分子，在空氣中擴(kuò)散較快，使非吸煙者被動吸煙；

（2）鐵原子間有一定的間隔，溫度升高，則鐵原子間間隔變大，反之則變小，夏天高溫狀態(tài)下，鐵原子間間隔變大，使得鋼軌體積膨脹，則鋼軌間的縫隙變小.【解析】【解答】（1）氯化鈉是由鈉離子和氯離子構(gòu)成的；金剛石43【考點(diǎn)】物質(zhì)的微粒性

【解析】【解答】（1）鐵屬于金屬單質(zhì)，是由鐵原子直接構(gòu)成；氯化鈉是由鈉離子和氯離子構(gòu)成的；二氧化碳是由二氧化碳分子構(gòu)成的．（2）①當(dāng)質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)，為原子，a=2+8=10，該粒子是原子．原子序數(shù)=質(zhì)子數(shù)=10．②當(dāng)a=8時(shí)，質(zhì)子數(shù)=8，核外電子數(shù)=10，質(zhì)子數(shù)＜核外電子數(shù)，為陰離子。

故答案為：原子；離子；分子；10；10；陰離子。

【分析】物質(zhì)有微粒構(gòu)成，構(gòu)成物質(zhì)的微粒有原子、分子、離子是那種，金屬、稀有氣體由原子構(gòu)成；常見氣體由分子構(gòu)成；堿和鹽由離子構(gòu)成。當(dāng)核電荷數(shù)等于核外電子數(shù)，表示原子，小于時(shí)表示陰離子，大于時(shí)表示陽離子。25.初中化學(xué)學(xué)習(xí)中，我們初步認(rèn)識了物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)。（3）升高溫度分子運(yùn)動速度就加快，只要能說明溫度高了運(yùn)動速度快了的例子都可以，例如陽光下或者溫度高衣服干得快，溫度高水蒸發(fā)的快，糖在熱水里比在冷水里溶解的快等；

（4）由于注射器裝入的藥品少，現(xiàn)象明顯，又是封閉狀態(tài)，所以可以控制體積節(jié)省藥品、可以減少氣體揮發(fā)造成的污染等．

故答案為：（1）固體；

（2）分子的質(zhì)量大小或者相對分子質(zhì)量大?。ê侠砑唇o分）；

（3）陽光下或者溫度高衣服干得快，溫度高水蒸發(fā)的快，糖在熱水里比在冷水里溶解的快等；

（4）可以控制體積節(jié)省藥品、可以減少氣體揮發(fā)造成的污染等

【分析】（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象判斷氯化銨的狀態(tài)；（2）根據(jù)它們的相對分子質(zhì)量的區(qū)別考慮；（3）根據(jù)溫度與運(yùn)動速度的關(guān)系考慮；（4）根據(jù)注射器的特點(diǎn)考慮．【考點(diǎn)】物質(zhì)的微粒性44【解析】【解答】A、向一定質(zhì)量的鹽酸和氯化鈣的混合溶液中逐滴加入碳酸鈉溶液至過量的過程中，生成氯化鈉的質(zhì)量不斷增大，當(dāng)碳酸鈉與鹽酸和氯化鈣完全反應(yīng)時(shí)，氯化鈉的質(zhì)量不再增大，A符合題意；

B、向稀硫酸中加水，溶液的pH逐漸增大至接近于7，B不符合題意；

C、向一定質(zhì)量的稀硫酸中逐滴加入氫氧化鋇溶液至過量的過程中，氫氧化鋇不斷和硫酸反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀和水，溶質(zhì)的質(zhì)量減小，質(zhì)量分?jǐn)?shù)也減小，當(dāng)氫氧化鋇和稀硫酸完全反應(yīng)時(shí)，繼續(xù)滴加氫氧化鋇溶液時(shí)，質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)該由小變大，C不符合題意；

D、加熱高錳酸鉀時(shí)，當(dāng)溫度達(dá)到一定程度時(shí)，高錳酸鉀開始分解生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，剩余固體的質(zhì)量不斷減少，當(dāng)高錳酸鉀完全反應(yīng)時(shí)，剩余固體的質(zhì)量不再變化，D符合題意?！窘馕觥俊窘獯稹緼、可燃物的在著火點(diǎn)是一定的，不會降低，故說法錯誤，可選；

B、爆炸是物質(zhì)在有限的空間內(nèi)，發(fā)生急劇燃燒，短時(shí)間內(nèi)聚集大量的熱，使周圍的氣體的體積膨脹造成的．可見爆炸需要氧氣的參與，可使燃燒處于暫時(shí)缺氧狀態(tài)，達(dá)到滅火的目的．故說法正確，不可選；【解析】【解答】燃燒需要同時(shí)滿足三個(gè)條件：一是要有可燃物，二是可燃物要與氧氣接觸，三是溫度要達(dá)到可燃物的著火點(diǎn)；以上三個(gè)條件都能滿足時(shí)，可燃物才能發(fā)生燃燒。滅火的原理就是破壞燃燒的條件。根據(jù)描述，自動滅火陶瓷磚會噴出氦氣和二氧化碳，故滅火的原理是隔絕氧氣?！窘馕觥俊窘獯稹緼、向一定質(zhì)量的鹽酸和氯化鈣的混合溶液中逐滴45【解析】【解答】解：A、從題目中表格知，H2體積分?jǐn)?shù)為10%﹣﹣70%的H2和空氣混合氣體，點(diǎn)燃時(shí)會發(fā)生爆炸，故A正確；

B、收集的H2能安靜燃燒，說明H2的純度大于等于80%，故B項(xiàng)錯誤；

C、用向下排空氣法收集H2

，保持試管倒置移近火焰，如果沒有聽到任何聲音，表示收集的H2純度大于等于80%，故C項(xiàng)錯誤；

D、氫氣和空氣的混合氣體點(diǎn)燃不一定發(fā)生爆炸，只有在爆炸極限范圍內(nèi)才會發(fā)生爆炸，故D項(xiàng)錯誤．

故選A．

【分析】可燃物質(zhì)（可燃?xì)怏w、蒸氣和粉塵）與空氣（或氧氣）在一定的濃度范圍內(nèi)均勻混合，遇著火源可能會發(fā)生爆炸，這個(gè)濃度范圍稱為爆炸極限．可燃性混合物能夠發(fā)生爆炸的最低濃度和最高濃度，分別稱為爆炸下限和爆炸上限，在低于爆炸下限時(shí)不爆炸也不著火，在高于爆炸上限同樣不燃不爆．因此可燃性氣體在點(diǎn)燃前需要先檢驗(yàn)氣體的純度，以防發(fā)生爆炸．【解析】【解答】A、通過實(shí)驗(yàn)可以知道燒杯中的白磷沒有燃燒，說明燒杯中的白磷雖然溫度達(dá)到著火點(diǎn)，但沒有與氧氣接觸，所以不能燃燒，從而可以判斷燒杯中的熱水不僅僅是只起到加熱的作用，故A說法正確；

B、銅片上白磷燃燒是溫度達(dá)到了著火點(diǎn)且與氧氣接觸，滿足燃燒的條件，故B說法正確；

C、銅片上的紅磷沒有燃燒是溫度過低沒有達(dá)到其著火點(diǎn)，沒有滿足燃燒的條件，故C說法正確；

D、燒杯中的白磷通入空氣（氧氣）就會燃燒，出現(xiàn)“水火相容”的奇觀，故D說法錯誤．

故選D．【解析】【解答】解：A、從題目中表格知，H2體積分?jǐn)?shù)為10%4624.能源、環(huán)境、安全已成為人們?nèi)找骊P(guān)注的問題．

（1）三大化石燃料包括煤、________、天然氣等；它們都是________（填“可再生”或“不可再生”）能源．

（2）控制反應(yīng)的條件可使燃料充分燃燒．燃煤發(fā)電時(shí)，將煤塊粉碎成煤粉的目的是________（3）天然氣主要成分為甲烷，寫出甲烷充分燃燒的化學(xué)方程式________下列有關(guān)天然氣（或甲烷）的說法正確的是________（填字母）．

A．沼氣中的主要成分是甲烷

B．甲烷氣體不會產(chǎn)生溫室效應(yīng)

C．用天然氣代替煤作燃料，有利于減少酸雨形成YouandyourfriendsareleavingaconcertonaFridaynight.Whenyougetoutside,yourearsareringing.Youhavetoshouttobeheard.36Sonoharmdone…right?Notquite.Temporarybuzzingmaybeeasytoignore,butrepeatedexposuretoloudnoisewilleventuallycauseserious---andirreversible(無法治愈的)---hearingloss.AnewstudyconductedbyresearchersatBrighamandWomen’sHospitalinBostonshowsthatoneinfivepeoplebetweentheagesof12and19areexperiencingslighthearingloss,andonein20havemildhearingloss.37Butthegoodnewsisthatthereplentyofwaysyoucanprotectyourearsfromfurtherdamage—andstilllistentothemusicyoulove:

Askaround.Putyourearbudsinoryourheadphoneson,andthenaskafriendnexttoyouwhetherornotheorshecanhearwhatyou’relisteningto.38Turnitdown.

Buynoise-cancelingheadphones.Apairofearbudsorheadphonesthatfitscomfortablywilllimitoutsidenoisesothatyoucanhearyourmusicbetteratlowervolumes.24.能源、環(huán)境、安全已成為人們?nèi)找骊P(guān)注的問題．47第2章需求工程領(lǐng)域分析需求獲取需求分析與建模需求規(guī)約與驗(yàn)證需求管理48西安交通大學(xué)劉海巖第2章需求工程領(lǐng)域分析1西安交通大學(xué)劉海巖2.1領(lǐng)域分析1、領(lǐng)域分析的概念軟件工程要處理兩類工程：（1）面向用戶的業(yè)務(wù)過程工程（2）面向市場的產(chǎn)品工程（見下圖）領(lǐng)域(domain)，就是指解決問題的范圍，從最高層的角度（業(yè)務(wù)域）描述系統(tǒng)。系統(tǒng)分析可以發(fā)生在許多不同的抽象層次：在業(yè)務(wù)或企業(yè)級層次，可定義描述模擬整個(gè)業(yè)務(wù)的功能、結(jié)構(gòu)和行為的模型；在應(yīng)用層次，建模著重于特定的用戶需求。49西安交通大學(xué)劉海巖2.1領(lǐng)域分析1、領(lǐng)域分析的概念2西安交通大學(xué)劉海巖企業(yè)業(yè)務(wù)域業(yè)務(wù)域信息系統(tǒng)過程需求信息戰(zhàn)略計(jì)劃（全局視圖）業(yè)務(wù)域分析（領(lǐng)域視圖）系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)建模構(gòu)造與集成業(yè)務(wù)過程工程層次50西安交通大學(xué)劉海巖企業(yè)業(yè)務(wù)域業(yè)務(wù)域信息系統(tǒng)過程需求信息戰(zhàn)略計(jì)劃（全局視圖）業(yè)務(wù)完整產(chǎn)品軟件能力功能過程需求產(chǎn)品需求（全局視圖）構(gòu)件工程（領(lǐng)域視圖）分析與設(shè)計(jì)建模構(gòu)造與集成產(chǎn)品工程層次數(shù)據(jù)行為硬件51西安交通大學(xué)劉海巖完整產(chǎn)品軟件能力功能過程需求產(chǎn)品需求（全局視圖）構(gòu)

Firesmith對軟件領(lǐng)域分析的定義是：領(lǐng)域分析指特定應(yīng)用領(lǐng)域中公共需求的標(biāo)識、分析和規(guī)約，即發(fā)現(xiàn)或創(chuàng)建那些可廣泛應(yīng)用的對象，其目的使它們在應(yīng)用域中多個(gè)項(xiàng)目間能被復(fù)用。領(lǐng)域分析的角色是設(shè)計(jì)和建造可復(fù)用構(gòu)件（類似于制造環(huán)境中工具制造者的角色），它們被很多相似但不一定是相同的應(yīng)用開發(fā)的人所使用。Lethbridge的定義是：領(lǐng)域分析是軟件工程師了解背景信息的過程。為了理解問題并在需求分析和軟件工程過程的其他階段作出合理的決策，軟件工程師必須了解使用該類軟件的一般性商業(yè)和技術(shù)領(lǐng)域中足夠的信息。52西安交通大學(xué)劉海巖Firesmith對軟件領(lǐng)域分析的定義是

2、領(lǐng)域分析過程的活動（1）定義被調(diào)查的領(lǐng)域中感興趣的項(xiàng)從業(yè)務(wù)域、系統(tǒng)類型或產(chǎn)品范疇中分離出感興趣的“項(xiàng)”。感興趣的項(xiàng)包括：現(xiàn)存的應(yīng)用軟件的規(guī)約、設(shè)計(jì)和代碼，支持軟件（如GUI或數(shù)據(jù)庫訪問構(gòu)件）以及和領(lǐng)域相關(guān)的構(gòu)件庫以及測試案例。（2）對從領(lǐng)域中抽取出來的項(xiàng)進(jìn)行分類并建立分類層次。53西安交通大學(xué)劉海巖2、領(lǐng)域分析過程的活動6西安交通大學(xué)劉海巖

（3）收集領(lǐng)域中應(yīng)用系統(tǒng)的代表性樣本。

（4）分析樣本中的每個(gè)應(yīng)用?

標(biāo)識候選的每個(gè)可復(fù)用對象。

?

指明對象被標(biāo)識為可復(fù)用的理由。?定義對象的適應(yīng)性。?估算在領(lǐng)域中復(fù)用這些對象的應(yīng)用的百分率。

?使用配置管理技術(shù)控制這些對象。

（5）為對象開發(fā)分析模型。54西安交通大學(xué)劉海巖（3）收集領(lǐng)域中應(yīng)用系統(tǒng)的代表性樣本。7西安交通大學(xué)

3、領(lǐng)域分析的價(jià)值

領(lǐng)域分析除了為軟件復(fù)用奠定基礎(chǔ)外，還為較低抽象層次的一般的系統(tǒng)分析帶來如下好處：

?快速開發(fā)。有助于集中精力關(guān)注最重要的問題，更有效地與相關(guān)人員進(jìn)行交流，可以更快的確定需求。?優(yōu)化系統(tǒng)。了解領(lǐng)域的細(xì)節(jié)有助于保證所采納的解決方案更有效地解決用戶的問題。會少犯錯誤，知道應(yīng)該遵循那些規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)。領(lǐng)域分析給出一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的總體視圖，會引導(dǎo)出更好的抽象從而改進(jìn)設(shè)計(jì)。?有了領(lǐng)域知識，就可以洞察新興趨勢及進(jìn)一步開發(fā)的機(jī)會，有助于創(chuàng)建適應(yīng)性更強(qiáng)的系統(tǒng)。

?了解通用性和特殊性，有助于創(chuàng)建出具有更好的可重用性和更寬的銷售市場的軟件。55西安交通大學(xué)劉海巖3、領(lǐng)域分析的價(jià)值8西安交通大學(xué)劉海巖

專家提出，沒有堅(jiān)實(shí)的領(lǐng)域分析，任何重大的軟件項(xiàng)目都不應(yīng)該進(jìn)行。對應(yīng)用領(lǐng)域的深入理解能極大的提高成功的幾率。許多非常成功的軟件產(chǎn)品的開發(fā)人員以前都在業(yè)務(wù)領(lǐng)域工作過－段時(shí)間，對實(shí)際需要有著深切的感受。一旦對領(lǐng)域有了真正的理解，就可進(jìn)行某一個(gè)項(xiàng)目（或產(chǎn)品）的需求分析，包括定義待解決的問題以及開發(fā)什么軟件來解決它。然而，領(lǐng)域分析永遠(yuǎn)也不應(yīng)該結(jié)束：開發(fā)人員有責(zé)任在開發(fā)過程中不斷增進(jìn)他們的理解，后續(xù)版本的系統(tǒng)擴(kuò)充通常需要對子領(lǐng)域進(jìn)行進(jìn)一步的領(lǐng)域分析。56西安交通大學(xué)劉海巖專家提出，沒有堅(jiān)實(shí)的領(lǐng)域分析，任何重大2.2

需求獲取1、需求（requirements）的概念（1）需求的定義Jones定義為用戶所需要的軟件必須達(dá)到的目標(biāo)和能力。Lethbridge定義為需求是關(guān)于系統(tǒng)將要完成什么工作的一段描述，它們必須經(jīng)過所有相關(guān)人員的認(rèn)可，其目的是徹底的解決用戶的問題。

?需求是一段…描述：意思是每個(gè)需求是相對短小簡明的一段信息，表現(xiàn)為一個(gè)事實(shí)。它可以是一段話或用各種圖表示。一組需求的集合成為需求文檔。

?…關(guān)于系統(tǒng)將要完成什么工作…：需求描述了系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)完成的任務(wù)，不描述系統(tǒng)將如何實(shí)現(xiàn)。

?…必須經(jīng)過所有相關(guān)人員的認(rèn)可…：意指需求必須經(jīng)過評審，才能成為正式的需求。

?…其目的是徹底的解決用戶的問題。有助于解決用戶的問題，該需求才有存在的價(jià)值。57西安交通大學(xué)劉海巖2.2需求獲取1、需求（requirements）的概業(yè)務(wù)需求項(xiàng)目范圍文檔用戶需求用例文檔功能需求質(zhì)量屬性其他非功能需求設(shè)計(jì)約束需求規(guī)約非功能需求系統(tǒng)需求需求組成的全景圖（2）需求的組成對系統(tǒng)、產(chǎn)品高層次的目標(biāo)要求。用戶使用產(chǎn)品必須要完成的任務(wù)58西安交通大學(xué)劉海巖業(yè)務(wù)需求項(xiàng)目范圍文檔用戶需求用例文檔功能需求質(zhì)量屬性其他非功

其中：

?

業(yè)務(wù)需求：反映組織機(jī)構(gòu)和客戶對系統(tǒng)、產(chǎn)品高層次的目標(biāo)要求。

?用戶需求：從用戶使用的角度給出需求的描述。

如一個(gè)小型超市需要一個(gè)商品的查詢系統(tǒng)。業(yè)務(wù)需求：進(jìn)貨人員需要查詢商品庫存以便保證及時(shí)進(jìn)貨；收款員需要查詢商品的銷售價(jià)格以便結(jié)賬；經(jīng)理需要查詢商品的銷售及盈利情況。用戶需求:這三類用戶怎樣去查詢系統(tǒng)，查詢哪些信息，還需要哪些操作。59西安交通大學(xué)劉海巖其中：12西安交通大學(xué)劉海巖?系統(tǒng)需求：從系統(tǒng)或技術(shù)的角度描述為實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)需求和用戶需求而提供的服務(wù)以及所受到的約束。?

功能性需求：描述系統(tǒng)應(yīng)該做什么，即為用戶和其它系統(tǒng)完成的功能。?

非功能性需求：產(chǎn)品必須具備的屬性或品質(zhì)。?設(shè)計(jì)約束：設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)必須遵循的標(biāo)準(zhǔn)、約束條件。如運(yùn)行平臺、協(xié)議、選擇的技術(shù)、編程語言和工具等。（3）需求的描述

?自然語言、結(jié)構(gòu)化語言、PDL

?圖形化表示（使用RationalRose、MicrosoftVisio、EnterpriseArchitect等工具）

?數(shù)學(xué)描述（形式化語言描述）60西安交通大學(xué)劉海巖?系統(tǒng)需求：從系統(tǒng)或技術(shù)的角度描述為實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)需求和用戶需求2、需求工程過程需求工程是一個(gè)包括創(chuàng)建和維持系統(tǒng)需求文檔所必需的一切活動的過程。它包含了如下活動：系統(tǒng)可行性研究、需求獲取和分析、需求描述和文檔編寫、需求有效性驗(yàn)證、需求管理（管理需求工程的變更）?？尚行匝芯啃枨螳@取和分析需求描述需求有效性驗(yàn)證可行性研究報(bào)告系統(tǒng)模型用戶需求和系統(tǒng)需求需求規(guī)約需求工程過程需求管理61西安交通大學(xué)劉海巖2、需求工程過程需求工程是一個(gè)包括創(chuàng)建和可行性研究是需求工程過程的開始。在較短的時(shí)間內(nèi)作出結(jié)論。集中回答以下問題：

（1）系統(tǒng)是否符合組織機(jī)構(gòu)的總體目標(biāo)。系統(tǒng)不支持這些目標(biāo)，就沒有價(jià)值。

（2）系統(tǒng)是否可能在現(xiàn)有的技術(shù)條件、預(yù)算和時(shí)間限制內(nèi)完成。

（3）系統(tǒng)能否與已經(jīng)存在的系統(tǒng)集成。該活動要廣泛收集信息并評估，回答一些有關(guān)的問題，寫出研究報(bào)告，得出結(jié)論：系統(tǒng)是否值得開發(fā)？給出具體的意見和建議?？赡軐ο到y(tǒng)高層需求、功能范圍、預(yù)算和時(shí)間安排提出修改意見。62西安交通大學(xué)劉海巖可行性研究是需求工程過程的開始。在較短的時(shí)間內(nèi)作出結(jié)論。集中需求獲取與需求分析的區(qū)別

?需求獲取是開發(fā)人員與客戶或用戶一起對應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行調(diào)查研究，收集系統(tǒng)需求的過程。

?需求分析是將獲取到的需求準(zhǔn)確的理解、求精，并將其轉(zhuǎn)化為完整的需求定義（包括建模），進(jìn)而生成需求規(guī)約的過程。需求獲取和分析的難度

?項(xiàng)目相關(guān)人員通常并不真正知道希望計(jì)算機(jī)做什么，讓他們清晰的表達(dá)出需要系統(tǒng)做什么是件困難的事，他們或許提出不切實(shí)際的要求。

63西安交通大學(xué)劉海巖需求獲取與需求分析的區(qū)別16西安交通大學(xué)劉海巖

?項(xiàng)目相關(guān)人員用自己的語言表達(dá)需求，這些語言包含很多工作中的專業(yè)術(shù)語和專業(yè)知識。系統(tǒng)分析員沒有這些知識和經(jīng)驗(yàn)，而他們又必須了解這些需求。?不同的項(xiàng)目相關(guān)人員有不同的需求，可能以不同的方式表達(dá)，分析人員必須發(fā)現(xiàn)所有潛在的需求資源，而且能發(fā)現(xiàn)這些需求的相容或沖突之處。?經(jīng)濟(jì)和業(yè)務(wù)環(huán)境決定了分析是動態(tài)的，需求在分析過程中會發(fā)生變更。個(gè)別需求的重要程度會改變，新的需求會從新的項(xiàng)目相關(guān)人員那里得到。

64西安交通大學(xué)劉海巖?項(xiàng)目相關(guān)人員用自己的語言表達(dá)需求，這需求獲取技術(shù)

?建立由客戶（用戶）、系統(tǒng)分析員、領(lǐng)域?qū)＜覅⒓拥穆?lián)合小組。

?需求獲取的方法：個(gè)別訪談、召集會議、文檔研究、問卷調(diào)查、觀察用戶工作流程、建立原型。

?獲取的需求的表達(dá)方式：（1）需求列表需求與系統(tǒng)的特殊視角或環(huán)境的關(guān)系

（2）業(yè)務(wù)流程圖（狀態(tài)/活動圖）

（3）用例（Use-Case）/場景（Scenario）/用戶故事（userstory)/視點(diǎn)(viewpoint)的描述

（4）數(shù)據(jù)流圖

（5）實(shí)體關(guān)系圖

（6）用例圖、類圖、活動圖、時(shí)序圖、狀態(tài)圖等。

65西安交通大學(xué)劉海巖需求獲取技術(shù)?建立由客戶（用戶）、系統(tǒng)視點(diǎn)可以理解為：1、數(shù)據(jù)源或數(shù)據(jù)池（SA、SD方法）2、一個(gè)表示框架（系統(tǒng)模型）3、服務(wù)的接收者（系統(tǒng)的外部成分）特別適用于交互式系統(tǒng)的需求導(dǎo)出。用例

Jacobson說“用例幫助定義系統(tǒng)之外存在什么（參與者）以及系統(tǒng)應(yīng)該完成什么”。把系統(tǒng)分成一組邏輯的、互相聯(lián)系較少的部分，每一部分都描述了系統(tǒng)與外部角色交互所提供的服務(wù)，即用例的集合代表了所有將會在系統(tǒng)需求中出現(xiàn)的交互。因此容易從使用的角度理解系統(tǒng)應(yīng)達(dá)到的功能。而“用戶故事”是某種形式的簡化版用例。場景

場景是用例的具體描述。一個(gè)用例封裝了一組場景，每個(gè)場景就是一個(gè)單個(gè)線程。66西安交通大學(xué)劉海巖視點(diǎn)可以理解為：19西安交通大學(xué)劉海巖例1：列出圖書館系統(tǒng)與以下參與者（角色）交互的最小用例集：借閱者、借書員、圖書管理員、會計(jì)系統(tǒng)。借閱者：

?按題目查詢書籍

?按作者查詢書籍

?按主題查詢書籍?預(yù)定已被其他人借出的書籍?查詢借閱者的個(gè)人信息并列出借閱的書籍67西安交通大學(xué)劉海巖例1：列出圖書館系統(tǒng)與以下參與者（角色）交互的最小借書員：

所有借閱者的用例，再加上

?為借閱者查找某一書籍

?登記已歸還的書籍

?續(xù)借一本書

?登記繳納的罰款

?添加新的借閱者

?更新借閱者的個(gè)人信息（地址、電話號碼等）

圖書管理員：

所有借閱者和借書員的用例，再加上

?添加藏書

?刪除藏書

?改變系統(tǒng)中對已有書籍的記錄信息

會計(jì)系統(tǒng)（獨(dú)立運(yùn)行）

?獲得借閱者支付的超期罰款68西安交通大學(xué)劉海巖借書員：21西安交通大學(xué)劉海巖例2：一個(gè)SafeHome系統(tǒng)，系統(tǒng)激活的基本用例用自然語言陳述如下：（參考教材1)

①房主觀察控制面板以確定是否系統(tǒng)已準(zhǔn)備好接收輸入。如果系統(tǒng)未準(zhǔn)備好，房主必須物理地關(guān)閉門/窗戶，以便使“準(zhǔn)備好”指示燈亮。②房主使用鍵盤輸入4位密碼，系統(tǒng)將密碼與存儲在配置庫中的有效密碼比較，如果密碼不正確，控制面板鳴叫一次并復(fù)位等待再次輸入。如果密碼正確，控制面板等待進(jìn)一步的動作。③房主選擇鍵入“stay”（僅激活外部的傳感器）或“away”（激活所有的傳感器）以啟動系統(tǒng)。④當(dāng)激活時(shí)，房主可觀察到一個(gè)紅色指示燈。69西安交通大學(xué)劉海巖例2：一個(gè)SafeHome系統(tǒng)，系統(tǒng)激活的基本用例用自然語言用例：房主激活監(jiān)測場景：1、房主：觀察控制面板。2、房主：輸入密碼。3、房主：選擇“stay”或“away”。4、房主：觀察紅色指示燈顯示系統(tǒng)已被打開。異常：1、控制面板未就緒。2、密碼不正確。3、密碼不識別。未解決的問題：1、是否有不使用密碼激活系統(tǒng)的方式。2、控制面板是否還應(yīng)顯示附加的文字信息。3、房主輸入密碼的時(shí)間有無約束。4、在系統(tǒng)真正激活之前有無辦法關(guān)閉系統(tǒng)。70西安交通大學(xué)劉海巖用例：房主激活監(jiān)測23西安交通大學(xué)劉海巖2.3

需求分析與建模需求分析是發(fā)現(xiàn)、規(guī)約和求精的過程，指開發(fā)人員準(zhǔn)確的理解用戶的需求，通過分析，將不規(guī)范的需求陳述轉(zhuǎn)化為完整的需求定義，并產(chǎn)生需求規(guī)格化說明的過程。

獲取的需求可能有模糊的、冗余的、有沖突的或不易理解的地方，需要用文字和圖形描述不同視圖以揭示更深的、易混淆的問題，確保與所有風(fēng)險(xiǎn)承擔(dān)者達(dá)成共識。

71西安交通大學(xué)劉海巖2.3需求分析與建模需求分析是需求分析活動具有以下任務(wù)：（1）分析需求的可行性：允許的成本、性能；與其他需求的沖突；外界因素的依賴和技術(shù)障礙等。（2）對于漸增式開發(fā)要確定需求的優(yōu)先級別，以便確立產(chǎn)品版本。（3）建模：模型能突出或強(qiáng)調(diào)某些關(guān)鍵的系統(tǒng)特征。使用文本和圖表形式的組合，以相對容易理解和能直接評審正確性、完整性和一致性的方式來描述數(shù)據(jù)（信息）、功能和行為的需求。圖形化的表示分析模型可以增強(qiáng)對軟件需求的理解，也為軟件設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。（4）生成需求規(guī)格說明。72西安交通大學(xué)劉海巖需求分析活動具有以下任務(wù)：25西安交通大學(xué)在過去的數(shù)年中，人們提出了許多種分析建模的方法，其中兩種在分析建模領(lǐng)域占有主導(dǎo)地位：第一種是結(jié)構(gòu)化分析(StructuredAnalysis，SA)，70年代末由DeMarco等人提出，這是傳統(tǒng)的建模方法。該方法不是被所有的使用者一致地使用的單一方法，眾多科學(xué)家對其進(jìn)行了擴(kuò)充，因此它是發(fā)展了超過30年的一個(gè)混合物。另一種方法是面向?qū)ο蟮姆治觯?/p>

如Coad-Yourdon方法、Booch方法、Rumbaugh方法、Jacobson方法等。具體的建模方法有:

73西安交通大學(xué)劉海巖在過去的數(shù)年中，人們提出了許多種分析上下文模型（ERD、包圖）面向流的建模：數(shù)據(jù)流圖（DFD/CFD）數(shù)據(jù)建模：實(shí)體關(guān)系圖（ERD）基于場景的建模：用例圖、順序圖、活動圖基于類的建模：類圖、包基于行為的建模：Petri網(wǎng)、狀態(tài)圖、順序圖、協(xié)作圖、活動圖……74西安交通大學(xué)劉海巖上下文模型（ERD、包圖）27西安交通大學(xué)劉海巖Sommerville認(rèn)為模型可以從以下角度去描述：1、從外部看，它是對系統(tǒng)上下文或系統(tǒng)環(huán)境建模。（見下頁圖）2、從行為上看，它是對系統(tǒng)運(yùn)行行為建模。3、從結(jié)構(gòu)上看，它是對系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)建模。有如下系統(tǒng)模型的實(shí)例（ppt30）：75西安交通大學(xué)劉海巖Sommerville認(rèn)為模型可以從以下角度去描述：28西安上下文模型（定義了系統(tǒng)的邊界）76西安交通大學(xué)劉海巖上下文模型（定義了系統(tǒng)的邊界）29西安交通大學(xué)劉海巖

1、數(shù)據(jù)處理模型如數(shù)據(jù)流圖，說明系統(tǒng)的不同階段數(shù)據(jù)如何被處理。2、組成模型實(shí)體關(guān)系圖，說明一個(gè)實(shí)體與另外實(shí)體間的關(guān)系或如何由其他實(shí)體組成。3、體系結(jié)構(gòu)模型說明構(gòu)成整個(gè)系統(tǒng)的那些主要的子系統(tǒng)。4、分類模型如對象模型，說明對象間怎樣具有共同特性。5、激勵-響應(yīng)模型說明系統(tǒng)對來自內(nèi)部和外部的事件的響應(yīng)。具體分析建模的方法請見第3章。77西安交通大學(xué)劉海巖1、數(shù)據(jù)處理模型如數(shù)據(jù)流圖，說明系2.4

需求規(guī)約與驗(yàn)證1、軟件需求規(guī)約（Software

RequirementsSpecification，SRS）

SRS是需求分析階段的產(chǎn)品，是所有其他開發(fā)和管理活動的基礎(chǔ)。對系統(tǒng)開發(fā)過程中其他活動的影響：?項(xiàng)目經(jīng)理根據(jù)它制定或修改開發(fā)計(jì)劃。?設(shè)計(jì)人員根據(jù)它進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。?測試人員根據(jù)它編寫測試計(jì)劃，設(shè)計(jì)測試用例。?產(chǎn)品發(fā)布人員根據(jù)它編寫產(chǎn)品介紹和用戶文檔。?培訓(xùn)人員根據(jù)它編寫培訓(xùn)教程。78西安交通大學(xué)劉海巖2.4需求規(guī)約與驗(yàn)證1、軟件需求規(guī)約（Software需求規(guī)約的結(jié)構(gòu)：

1998年的IEEE標(biāo)準(zhǔn)為需求規(guī)約提出了以下結(jié)構(gòu)，組織機(jī)構(gòu)內(nèi)部可以基于此標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展：（1）引言需求文檔的目的、產(chǎn)品范圍、文檔約定（縮寫詞與縮略語）、參考文獻(xiàn)、文檔的其余部分概覽（2）綜合描述產(chǎn)品前景、

產(chǎn)品功能與優(yōu)先級、用戶特征、運(yùn)行環(huán)境、設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)上的約束、假設(shè)和依賴性79西安交通大學(xué)劉海巖需求規(guī)約的結(jié)構(gòu)：32西安交通大學(xué)劉海巖

（3）需求描述a.功能需求b.數(shù)據(jù)需求：與功能有關(guān)的數(shù)據(jù)定義和數(shù)據(jù)關(guān)系c.性能需求：響應(yīng)時(shí)間、容量要求、用戶數(shù)等d.外部接口：用戶界面、軟硬件接口、通信接口e.設(shè)計(jì)約束：軟件支持環(huán)境、報(bào)表、數(shù)據(jù)命名等f.軟件質(zhì)量屬性（可維護(hù)性、可靠性、可移植性、可用性、安全性等等）g.其他需求這一節(jié)是文檔中最實(shí)質(zhì)性的部分，由于在機(jī)構(gòu)組織的實(shí)踐中存在極大的變數(shù)，對這一節(jié)定義的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)可以進(jìn)行增刪。（4）附錄（詞匯表、硬件與數(shù)據(jù)庫的描述、模型、待定問題列表等）（5）索引80西安交通大學(xué)劉海巖（3）需求描述33西安交通大學(xué)劉海巖計(jì)算機(jī)軟件文檔編制規(guī)范（GB/T8567-2006）

《需求規(guī)格說明》模版§1.范圍

§1.1標(biāo)識文件狀態(tài)（草稿/正式發(fā)布/正在修改）；文件標(biāo)識；當(dāng)前版本；

作者§1.2系統(tǒng)概述（名稱、功能、性能、上下文關(guān)系、用戶、開發(fā)者）§1.3文檔概述（類型、描述方法、預(yù)期讀者）§1.4基線§2.引用文件§3.需求概述§3.1系統(tǒng)目標(biāo)§3.2運(yùn)行環(huán)境§3.3用戶特點(diǎn)§4.功能需求§5.外部接口需求§6.數(shù)據(jù)§7.故障處理81西安交通大學(xué)劉海巖計(jì)算機(jī)軟件文檔編制規(guī)范（GB/T8567-2006）

《需求

2、需求驗(yàn)證

需求驗(yàn)證的重要性：如果在后續(xù)的開發(fā)或當(dāng)系統(tǒng)投入使用時(shí)才發(fā)現(xiàn)需求規(guī)約中的錯誤，就會導(dǎo)致更大代價(jià)的返工。由需求問題而對系統(tǒng)做變更的成本比修改設(shè)計(jì)或代碼錯誤的成本要大的多。假設(shè)需求階段引入1個(gè)錯誤的需求，設(shè)計(jì)時(shí)對這個(gè)需求需要5~10條設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，1條設(shè)計(jì)需要5~10條程序，1條程序需要3~5種測試組合測試。

原始需求正確的規(guī)格說明

錯誤的規(guī)格說明正確的設(shè)計(jì)

錯誤的設(shè)計(jì)

對錯誤需求的設(shè)計(jì)正確的編碼

錯誤的編碼

對錯誤設(shè)計(jì)的編碼

對錯誤需求的編碼正確功能

測試到的錯誤沒有測試到的錯誤

一個(gè)錯誤的需求，糾正成本100元×10糾正成本1000元×10×582西安交通大學(xué)劉海巖2、需求驗(yàn)證原始需求正確的規(guī)格說明錯誤的規(guī)格對需求規(guī)約需執(zhí)行以下類型的檢查：（1）有效性檢查檢查不同用戶使用不同功能的有效性。（2）一致性檢查在文檔中，需求不應(yīng)該沖突。（3）完備性檢查需求文檔應(yīng)該包括所有用戶想要的功能和約束。（4）現(xiàn)實(shí)性檢查檢查保證能利用現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)需求。83西安交通大學(xué)劉海巖對需求規(guī)約需執(zhí)行以下類型的檢查：36西安交通大學(xué)驗(yàn)證技術(shù)：（1）需求評審：由分析員、設(shè)計(jì)員、測試員、用戶參與的正式或非正式的會議評審。正式會議要有嚴(yán)格的評審程序，要有會議記錄，開發(fā)組根據(jù)缺陷建議修改需求說明并重審。（2）利用原型檢驗(yàn)系統(tǒng)是否符合用戶的真正需要。（3）對每個(gè)需求編寫概念性的測試用例。（4）編寫用戶手冊。用淺顯易懂的語言描述用戶可見的功能。（5）自動的一致性分析?？捎肅ASE工具檢驗(yàn)需求模型的一致性。84西安交通大學(xué)劉海巖驗(yàn)證技術(shù)：37西安交通大學(xué)劉海巖2.5需求管理需求管理是對系統(tǒng)需求控制的過程。完成需求規(guī)約并不代表需求工程過程的結(jié)束，不可避免的遇到需求的變更。原因是：

?大型系統(tǒng)擁有不同的用戶群體，就有不同的需求和優(yōu)先級。互相有沖突或矛盾，需求規(guī)約所做出的某些平衡隨著經(jīng)驗(yàn)的積累可能要改變。

?客戶和最終用戶的需求