無作業(yè)解答 第3章 需求分析

第3章需求分析3.1需求分析的任務(wù)3.2與用戶溝通獲取需求的方法3.3分析建模與規(guī)格說明3.4實(shí)體-聯(lián)系圖3.5數(shù)據(jù)規(guī)范化3.6狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖3.7其他圖形工具3.8驗(yàn)證軟件需求3.9小結(jié)需求分析的意義

軟件需求的深入理解是軟件開發(fā)工作獲得成功的前提條件，不論我們把設(shè)計(jì)和編碼做得如何出色，不能真正滿足用戶需求的程序只會令用戶失望，給開發(fā)帶來煩惱。

需求分析是軟件定義時期的最后一個階段，它的基本任務(wù)不是確定系統(tǒng)怎樣完成它的工作，而是確定系統(tǒng)必須完成哪些工作，也就是對目標(biāo)系統(tǒng)提出完整、準(zhǔn)確、清晰、具體的要求。并在需求分析階段結(jié)束之前，由系統(tǒng)分析員寫出軟件需求規(guī)格說明書，以書面形式準(zhǔn)確地描述軟件需求。即：

----準(zhǔn)確地回答“系統(tǒng)必須做什么?”

在分析軟件需求和書寫軟件需求規(guī)格說明書的過程中，分析員和用戶都起著關(guān)鍵的、必不可少的作用。

3.1.1確定對系統(tǒng)的綜合要求1、功能需求：劃分出系統(tǒng)必須完成的所有功能。2、性能需求：包括響應(yīng)時間、信息量的速率、主存容量、磁盤容量、安全性等方面內(nèi)容。3、可靠性和可用性需求4、出錯處理需求：說明系統(tǒng)對環(huán)境錯誤應(yīng)該怎樣響應(yīng)。5、接口需求：用戶接口需求、通信接口需求、軟件/硬件接口需求。6、約束：如精度、工具和語言約束、設(shè)計(jì)約束、應(yīng)該使用的標(biāo)準(zhǔn)和平臺。7、逆向需求：說明系統(tǒng)不應(yīng)該做什么。8、將來可能提出的要求：以便將來擴(kuò)充和修改3.1需求分析的具體任務(wù)3.1需求分析的具體任務(wù)（續(xù)）3.1.2分析系統(tǒng)的數(shù)據(jù)要求:建立數(shù)據(jù)模型，用圖形化的工具描述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（如層次方框圖和warnier圖）。3.1.3導(dǎo)出系統(tǒng)的邏輯模型：數(shù)據(jù)流圖、實(shí)體－聯(lián)系圖、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、數(shù)據(jù)字典等。3.1.4修正系統(tǒng)開發(fā)計(jì)劃：由分析過程準(zhǔn)確地估計(jì)系統(tǒng)的成本和進(jìn)度，修正以前制定的開發(fā)計(jì)劃。需求分析步驟:獲取需求(3.2節(jié))

分析建模與規(guī)格說明(3.3節(jié),3.5節(jié),3.6節(jié),3.7節(jié))驗(yàn)證軟件需求(3.8節(jié))

3.2與用戶溝通獲取需求的方法3.2.1訪談3.2.2面向數(shù)據(jù)流自頂向下逐步求精3.2.3簡易的應(yīng)用規(guī)格說明技術(shù)3.2.4快速建立軟件原型（它應(yīng)該實(shí)現(xiàn)用戶看得見的功能，原型要具有快速并容易修改的特點(diǎn)）3.2.2面向數(shù)據(jù)流自頂向下求精結(jié)構(gòu)化分析方法就是面向數(shù)據(jù)流自頂向下層步求精。提倡用戶與開發(fā)者密切合作，共同標(biāo)識問題，提出解決方案要素，商討不同方案并指定基本需求。進(jìn)行初步的訪談開發(fā)者和用戶雙方組織的代表出席會議每個小組為每張列表中的項(xiàng)目制定小型規(guī)格說明根據(jù)會議成果起草完整的軟件需求規(guī)格說明書3.2.3簡易的應(yīng)用規(guī)格說明技術(shù)3.2.4快速建立軟件原型該方法是最準(zhǔn)確、最有效、最強(qiáng)大的需求分析技術(shù)?？焖僭途褪强焖俳⑵饋淼闹荚谘菔灸繕?biāo)系統(tǒng)主要功能的可運(yùn)行的程序。構(gòu)建原型的要點(diǎn)是，它應(yīng)該實(shí)現(xiàn)用戶看得見的功能(例如，屏幕顯示或打印報(bào)表)，省略目標(biāo)系統(tǒng)的“隱含”功能(例如，修改文件)。應(yīng)該具備的第一個特性是“快速”。第二個特性是“容易修改”。原型的“修改－試用－反饋”過程可能要重復(fù)多次。3.3分析建模與規(guī)格說明3.3.1分析建模

模型

----就是為了理解事物而對事物做出的一種抽象，是對事物的一種無歧義的書面描述。通常，由一組圖形符號和組織這些符號的規(guī)則組成。

建模方法在過去的數(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年的一個混合物。（模型由一組圖形符號和組織這些符號的規(guī)則組成。結(jié)構(gòu)化分析實(shí)質(zhì)上是一種創(chuàng)建模型的活動。）具體的建模方法/表達(dá)方式需求分析過程應(yīng)該建立3種模型，它們分別是數(shù)據(jù)模型、功能模型和行為模型。功能模型（面向流的建模）：數(shù)據(jù)流圖（DFD），指明系統(tǒng)具有的變換數(shù)據(jù)的功能，是建立功能模型的基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)模型（數(shù)據(jù)建模）：如實(shí)體關(guān)系圖（ERD），描繪數(shù)據(jù)對象及數(shù)據(jù)對象之間的關(guān)系，是用于建立數(shù)據(jù)模型的圖形。行為模型（基于行為的建模）：

Petri網(wǎng)、狀態(tài)圖，指明了作為外部事件結(jié)果的系統(tǒng)行為，是行為建模的基礎(chǔ)。3.3.2軟件需求規(guī)格說明(SRS)

SoftwareRequirementSpecification

通常用自然語言+模型，完整、準(zhǔn)確、具體地描述系統(tǒng)的數(shù)據(jù)要求、功能需求、性能需求、可靠性和可用性要求、出錯處理需求、接口需求、約束、逆向需求以及將來可能提出的要求。

軟件需求規(guī)格說明書，是需求分析階段得出的最主要的文檔。軟件需求說明書的編寫提示（GB-T-8567-2006）3.4實(shí)體-聯(lián)系圖(ER)

EntityRelationshipDiagramER圖

----是用來建立數(shù)據(jù)模型的工具。數(shù)據(jù)模型

----是一種面向問題的數(shù)據(jù)模型，是按照用戶的觀點(diǎn)對數(shù)據(jù)建立的模型。它描述了從用戶角度看到的數(shù)據(jù)，反映了用戶的現(xiàn)實(shí)環(huán)境，而且與在軟件系統(tǒng)中的實(shí)現(xiàn)方法無關(guān)。數(shù)據(jù)模型中包含3種相互關(guān)聯(lián)的信息：數(shù)據(jù)對象（實(shí)體）、數(shù)據(jù)對象的屬性及數(shù)據(jù)對象彼此間相互連接的關(guān)系。實(shí)體-聯(lián)系圖的符號ER圖中包含了實(shí)體(即數(shù)據(jù)對象)、關(guān)系和屬性等3種基本成分。通常用矩形框代表實(shí)體；用連接相關(guān)實(shí)體的菱形框表示關(guān)系；用橢圓形或圓角矩形表示實(shí)體(或關(guān)系)的屬性；并用直線把實(shí)體(或關(guān)系)與其屬性連接起來。舉例圖3.2某校教學(xué)管理ER圖對象教師屬性學(xué)生屬性課程屬性聯(lián)系屬性關(guān)系3.5數(shù)據(jù)規(guī)范化為什么數(shù)據(jù)要規(guī)范化？規(guī)范化的目的是：消除數(shù)據(jù)冗余，即消除表格中數(shù)據(jù)的重復(fù)；消除多義性，使關(guān)系中的屬性含義清楚、單一；使關(guān)系的“概念”單一化，讓每個數(shù)據(jù)項(xiàng)只是一個簡單的數(shù)或字符串，而不是一個組項(xiàng)或重復(fù)組；方便操作。使數(shù)據(jù)的插入、刪除與修改操作可行并方便；使關(guān)系模式更靈活，易于實(shí)現(xiàn)接近自然語言的查詢方式。3.6狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖----行為模型

狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖(簡稱為狀態(tài)圖)

通過描繪系統(tǒng)的狀態(tài)及引起系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換的事件，來表示系統(tǒng)的行為。1).狀態(tài)

狀態(tài)規(guī)定了系統(tǒng)對事件的響應(yīng)方式。系統(tǒng)對事件的響應(yīng)，既可以是做一個(或一系列)動作，也可以是僅僅改變系統(tǒng)本身的狀態(tài)，還可以是既改變狀態(tài)又做動作。

初態(tài)(即初始狀態(tài))狀態(tài)終態(tài)(即最終狀態(tài))中間狀態(tài)一張狀態(tài)圖中只能有一個初態(tài)，而終態(tài)則可以有0至多個。2).事件事件就是引起系統(tǒng)做動作或(和)轉(zhuǎn)換狀態(tài)的控制信息。

例如，用戶移動或點(diǎn)擊鼠標(biāo)等都是事件。初態(tài)用實(shí)心圓表示，終態(tài)用一對同心圓(內(nèi)圓為實(shí)心圓)表示。中間狀態(tài)用圓角矩形表示，可以用兩條水平橫線把它分成上、中、下3個部分。3).符號活動表（可選）狀態(tài)變量的名字和值（可選）狀態(tài)的名稱（必須有的）初態(tài)終態(tài)中間狀態(tài)狀態(tài)轉(zhuǎn)換（1）“事件名”可以是任何事件的名稱。在活動表中經(jīng)常使用下述3種標(biāo)準(zhǔn)事件：entry，exit和do。

entry事件指定進(jìn)入該狀態(tài)的動作，exit事件指定退出該狀態(tài)的動作，而do事件則指定在該狀態(tài)下的動作。需要時可以為事件指定參數(shù)表。（2）動作表達(dá)式描述應(yīng)做的具體動作。3).符號事件名(參數(shù)表)/動作表達(dá)式活動表的語法格式：事件表達(dá)式的語法：

守衛(wèi)條件是一個布爾表達(dá)式，如果既有事件說明又有守衛(wèi)條件，則當(dāng)事件發(fā)生且守衛(wèi)條件為真是狀態(tài)轉(zhuǎn)換才發(fā)生，如果只有守衛(wèi)條件沒有事件說明，則守衛(wèi)條件為真時，發(fā)生狀態(tài)轉(zhuǎn)換。事件說明[守衛(wèi)條件]/動作表達(dá)式事件說明：事件名（參數(shù)表）動作表達(dá)式：當(dāng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換開始時執(zhí)行該表達(dá)式。4).舉例電話系統(tǒng)的狀態(tài)圖課堂作業(yè)：P73第6題。從問題陳述可知，復(fù)印機(jī)的狀態(tài)主要有“閑置”、“復(fù)印”、“缺紙”和“卡紙”。引起狀態(tài)轉(zhuǎn)換的事件主要是“復(fù)印命令”、“完成復(fù)印命令”、“發(fā)現(xiàn)缺紙”、“裝滿紙”、“發(fā)生卡紙故障”和“排除了卡紙故障”。3.7其他圖形工具

層次方框圖

Warnier圖

IPO圖3.7.1層次方框圖層次方框圖用樹形結(jié)構(gòu)的一系列多層次矩形框描繪數(shù)據(jù)的層次結(jié)構(gòu)。樹形結(jié)構(gòu)的頂層是一個單獨(dú)的矩形框，它代表完整的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，下面的各層矩形框代表這個數(shù)據(jù)的子集，最底層的各個框代表組成這個數(shù)據(jù)的實(shí)際數(shù)據(jù)元素(不能再分割的元素)。隨著結(jié)構(gòu)的精細(xì)化，層次方框圖對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)也描繪得越來越詳細(xì)，這種模式非常適合于需求分析階段的需要。系統(tǒng)分析員從對頂層信息的分類開始，沿圖中每條路徑反復(fù)細(xì)化，直到確定了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的全部細(xì)節(jié)時為止。舉例領(lǐng)導(dǎo)層輔助決策系統(tǒng)查詢輔助決策物資信息重點(diǎn)供料信息商情信息人員狀況合同監(jiān)視財(cái)務(wù)信息計(jì)劃執(zhí)行情況工程進(jìn)展情況超儲低儲情況經(jīng)營指標(biāo)歷年對比價格預(yù)測物資用量預(yù)測庫存定額核定庫存結(jié)構(gòu)分析經(jīng)濟(jì)采購批量保本保利分析3.7.2Warnier圖法國計(jì)算機(jī)科學(xué)家Warnier提出了表示信息層次結(jié)構(gòu)的另外一種圖形工具。Warnier圖也用樹形結(jié)構(gòu)描繪信息，但是這種圖形工具比層次方框圖提供了更豐富的描繪手段。用Warnier圖可以表明信息的邏輯組織。它可以指出一類信息或一個信息元素是重復(fù)出現(xiàn)的，也可以表示特定信息在某一類信息中是有條件地出現(xiàn)的。重復(fù)和條件約束是說明軟件處理過程的基礎(chǔ)，所以很容易把Warnier圖轉(zhuǎn)變成軟件設(shè)計(jì)的工具。舉例圖中表示一種軟件產(chǎn)品要么是系統(tǒng)軟件要么是應(yīng)用軟件。系統(tǒng)軟件中有P1種操作系統(tǒng)，P2種編譯程序，此外還有軟件工具。軟件工具是系統(tǒng)軟件的一種，它又可以進(jìn)一步細(xì)分為編輯程序、測試驅(qū)動程序和設(shè)計(jì)輔助工具，圖中標(biāo)出了每種軟件工具的數(shù)量。3.7.3IPO圖左邊的框中列出有關(guān)的輸入數(shù)據(jù)。中間的框內(nèi)列出主要的處理，處理框中列出處理的次序暗示了執(zhí)行的順序，但是用這些基本符號還不足以精確描述執(zhí)行處理的詳細(xì)情況。在右邊的框內(nèi)列出產(chǎn)生的輸出數(shù)據(jù)。在IPO圖中還用類似向量符號的粗大箭頭清楚地指出數(shù)據(jù)通信的情況。一種改進(jìn)的IPO圖(也稱為IPO表)在需求分析階段可以使用IPO表簡略地描述系統(tǒng)的主要算法(即數(shù)據(jù)流圖中各個處理的基本算法)。需求分析階段，IPO表中的許多附加信息暫時還不具備，但在設(shè)計(jì)階段可以進(jìn)一步補(bǔ)充修正這些圖，作為設(shè)計(jì)階段的文檔。這正是在需求分析階段用IPO表作為描述算法的工具的重要優(yōu)點(diǎn)。3.8驗(yàn)證軟件需求驗(yàn)證軟件需求的正確性，一般應(yīng)從4個方面進(jìn)行：(1)一致性

所有需求必須是一致的，任何一條需求不能和其他需求互相矛盾。(2)完整性

需求必須是完整的，規(guī)格說明書應(yīng)該包括用戶需要的每一個功能或性能。(3)現(xiàn)實(shí)性

指定的需求應(yīng)該是用現(xiàn)有的硬件技術(shù)和軟件技術(shù)基本上可以實(shí)現(xiàn)的。(4)有效性

必須證明需求是正確有效的，確實(shí)能解決用戶面對的問題。3.9小結(jié)需求分析是發(fā)現(xiàn)、求精、建模