本科生軟件工程3

第三部分軟件需求分析軟件需求分析的義務(wù)需求分析的過(guò)程軟件需求分析的原那么軟件需求分析方法構(gòu)造化分析方法原型化方法動(dòng)態(tài)分析方法數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)庫(kù)需求軟件需求分析的義務(wù)深化描畫軟件的功能和性能確定軟件設(shè)計(jì)的約束和軟件同其它系統(tǒng)元素的接口細(xì)節(jié)定義軟件的其它有效性需求分析員經(jīng)過(guò)需求分析，逐漸細(xì)化對(duì)軟件的要求，描畫軟件要處置的數(shù)據(jù)域，給軟件開發(fā)提供一種可轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)，構(gòu)造設(shè)計(jì)和過(guò)程設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)與功能表示。制定的軟件需求規(guī)格闡明還要為評(píng)價(jià)軟件質(zhì)量提供根據(jù)。需求分析研討的對(duì)象是軟件工程的用戶要求準(zhǔn)確地表達(dá)被接受的用戶要求確定被開發(fā)軟件系統(tǒng)的系統(tǒng)元素將功能和數(shù)據(jù)構(gòu)造分配到這些系統(tǒng)元素中需求分析的義務(wù)就是借助于當(dāng)前系統(tǒng)的邏輯模型導(dǎo)出目的系統(tǒng)的邏輯模型，處理目的系統(tǒng)的“做什么〞的問(wèn)題。通常軟件開發(fā)工程是要實(shí)現(xiàn)目的系統(tǒng)的物理模型目的系統(tǒng)的詳細(xì)物理模型是由它的邏輯模型經(jīng)實(shí)例化，即詳細(xì)到某個(gè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域而得到的需求分析的過(guò)程問(wèn)題識(shí)別分析人員要研討方案階段產(chǎn)生的可行性分析報(bào)告和軟件工程實(shí)施方案。從系統(tǒng)的角度來(lái)了解軟件并評(píng)審軟件范圍能否恰當(dāng)確定對(duì)目的系統(tǒng)的綜合要求，即軟件的需求提出這些需務(wù)虛現(xiàn)條件，以及需求應(yīng)到達(dá)的規(guī)范軟件需求包括：功能需求性能需求環(huán)境需求可靠性需求平安嚴(yán)密要求用戶界面需求資源運(yùn)用需求本錢耗費(fèi)需求開發(fā)進(jìn)度需求預(yù)先估計(jì)以后系統(tǒng)能夠到達(dá)的目的問(wèn)題識(shí)別的另一項(xiàng)任務(wù)是建立分析所需求的通訊途徑，以保證能順利地對(duì)問(wèn)題進(jìn)展分析?！?〕分析與綜合需求分析的第二步任務(wù)是問(wèn)題分析和方案的綜合。 從數(shù)據(jù)流和數(shù)據(jù)構(gòu)造出發(fā)，逐漸細(xì)化一切的軟件功能，找出系統(tǒng)各元素之間的聯(lián)絡(luò)、接口特性和設(shè)計(jì)上的約束，分析它們能否滿足功能要求，能否合理。剔除其不合理的部分，添加其需求部分。最終綜合成系統(tǒng)的處理方案，給出目的系統(tǒng)的詳細(xì)邏輯模型。常用的分析方法面向數(shù)據(jù)流的構(gòu)造化分析方法〔SA〕面向數(shù)據(jù)構(gòu)造的Jackson方法〔JSD〕面向?qū)ο蟮姆治龇椒ā睴OA〕等建立動(dòng)態(tài)模型的形狀遷移圖或Petri網(wǎng)(3)編制需求分析階段的文檔?軟件需求闡明書?數(shù)據(jù)要求闡明書?初步的用戶手冊(cè)?修正、完善與確定軟件開發(fā)實(shí)施方案(4)需求分析評(píng)審系統(tǒng)定義的目的能否與用戶的要求一致;系統(tǒng)需求分析階段提供的文檔資料能否齊全;文檔中的一切描畫能否完好、明晰、準(zhǔn)確反映用戶要求;與一切其它系統(tǒng)成分的重要接口能否都曾經(jīng)描畫;被開發(fā)工程的數(shù)據(jù)流與數(shù)據(jù)構(gòu)造能否足夠，確定;一切圖表能否清楚，在不補(bǔ)充闡明時(shí)能否了解;主要功能能否已包括在規(guī)定的軟件范圍之內(nèi)，能否都已充分闡明;設(shè)計(jì)的約束條件或限制條件能否符合實(shí)踐;開發(fā)的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)是什么;能否思索過(guò)軟件需求的其它方案;能否思索過(guò)未來(lái)能夠會(huì)提出的軟件需求;能否詳細(xì)制定了檢驗(yàn)規(guī)范，它們能否對(duì)系統(tǒng)定義能否勝利進(jìn)展確認(rèn);需求分析流程軟件需求分析的原那么必需可以表達(dá)和了解問(wèn)題的數(shù)據(jù)域和功能域必需按自頂向下，逐層分解的方式對(duì)問(wèn)題進(jìn)展分解和不斷細(xì)化要給出系統(tǒng)的邏輯視圖和物理視圖軟件需求分析方法需求分析方法由對(duì)軟件問(wèn)題的數(shù)據(jù)域和功能域的系統(tǒng)分析過(guò)程及其表示方法組成大多數(shù)的需求分析方法是由信息驅(qū)動(dòng)的數(shù)據(jù)域有三種屬性:數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)內(nèi)容和數(shù)據(jù)構(gòu)造。構(gòu)造化分析方法構(gòu)造化分析是面向數(shù)據(jù)流進(jìn)展需求分析的方法構(gòu)造化分析方法適宜于數(shù)據(jù)處置類型軟件的需求分析詳細(xì)來(lái)說(shuō)，構(gòu)造化分析方法就是用籠統(tǒng)模型的概念，按照軟件內(nèi)部數(shù)據(jù)傳送、變換的關(guān)系，自頂向下逐層分解，直到找到滿足功能要求的一切可實(shí)現(xiàn)的軟件為止構(gòu)造化分析方法運(yùn)用工具：數(shù)據(jù)流圖，數(shù)據(jù)詞典，構(gòu)造化英語(yǔ)，斷定表與斷定樹數(shù)據(jù)流圖數(shù)據(jù)流圖中的主要圖形元素例：辦理取款手續(xù)的數(shù)據(jù)流圖數(shù)據(jù)流與數(shù)據(jù)加工之間的關(guān)系分層的數(shù)據(jù)流圖為了表達(dá)數(shù)據(jù)處置過(guò)程的數(shù)據(jù)加工情況，需求采用層次構(gòu)造的數(shù)據(jù)流圖。按照系統(tǒng)的層次構(gòu)造進(jìn)展逐漸分解，并以分層的數(shù)據(jù)流圖反映這種構(gòu)造關(guān)系，能清楚地表達(dá)和容易了解整個(gè)系統(tǒng)分層數(shù)據(jù)流圖在多層數(shù)據(jù)流圖中，頂層流圖僅包含一個(gè)加工，它代表被開發(fā)系統(tǒng)。它的輸入流是該系統(tǒng)的輸入數(shù)據(jù)，輸出流是系統(tǒng)所輸出數(shù)據(jù)底層流圖是指其加工不需再做分解的數(shù)據(jù)流圖，它處在最底層中間層流圖那么表示對(duì)其上層父圖的細(xì)化。它的每一加工能夠繼續(xù)細(xì)化，構(gòu)成子圖。構(gòu)造化分析方法步驟例如

商店業(yè)務(wù)處置系統(tǒng)這個(gè)數(shù)據(jù)流圖只是一個(gè)高層的系統(tǒng)邏輯模型，它反映了目的系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的功能數(shù)據(jù)流圖繪制步驟首先確定系統(tǒng)的輸入和輸出根據(jù)商店業(yè)務(wù)，畫出頂層數(shù)據(jù)流圖，以反映最主要業(yè)務(wù)處置流程經(jīng)過(guò)分析，商店業(yè)務(wù)處置的主要功能該當(dāng)有銷售、采購(gòu)、會(huì)計(jì)三大項(xiàng)。主要數(shù)據(jù)流輸入的源點(diǎn)和輸出終點(diǎn)是顧客和供應(yīng)商。然后從輸入端開場(chǎng)，根據(jù)商店業(yè)務(wù)任務(wù)流程，畫出數(shù)據(jù)流流經(jīng)的各加工框，逐漸畫到輸出端，得到第一層數(shù)據(jù)流圖第一層數(shù)據(jù)流圖加細(xì)每一個(gè)加工框 銷售細(xì)化采購(gòu)細(xì)化檢查和修正數(shù)據(jù)流圖的原那么數(shù)據(jù)流圖上一切圖形符號(hào)只限于前述四種根本圖形元素?cái)?shù)據(jù)流圖的主圖必需包括前述四種根本元素，缺一不可數(shù)據(jù)流圖的主圖上的數(shù)據(jù)流必需封鎖在外部實(shí)體之間每個(gè)加工至少有一個(gè)輸入數(shù)據(jù)流和一個(gè)輸出數(shù)據(jù)流在數(shù)據(jù)流圖中，需按層給加工框編號(hào)。編號(hào)闡明該加工所處層次及上下層的親子關(guān)系規(guī)定任何一個(gè)數(shù)據(jù)流子圖必需與它上一層的一個(gè)加工對(duì)應(yīng)，兩者的輸入數(shù)據(jù)流和輸出數(shù)據(jù)流必需一致。此即父圖與子圖的平衡可以在數(shù)據(jù)流圖中參與物質(zhì)流，協(xié)助用戶了解數(shù)據(jù)流圖圖上每個(gè)元素都必需有名字?jǐn)?shù)據(jù)流圖中不可夾帶控制流初畫時(shí)可以忽略瑣碎的細(xì)節(jié)，以集中精神于主要數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)詞典數(shù)據(jù)詞典與數(shù)據(jù)流圖配合，能清楚地表達(dá)數(shù)據(jù)處置的要求詞條描畫——對(duì)于在數(shù)據(jù)流圖中每一個(gè)被命名的圖形元素，均加以定義，其內(nèi)容有:名字，別名或編號(hào)，分類，描畫，定義，位置，其它，等〔1〕數(shù)據(jù)流詞條描畫數(shù)據(jù)流名：闡明：簡(jiǎn)要引見作用即它產(chǎn)生的緣由和結(jié)果數(shù)據(jù)流來(lái)源：來(lái)自何方數(shù)據(jù)流去向：去向何處數(shù)據(jù)流組成：數(shù)據(jù)構(gòu)造數(shù)據(jù)量流通量：數(shù)據(jù)量，流通量〔2〕數(shù)據(jù)元素詞條描畫數(shù)據(jù)元素名：類型：數(shù)字〔離散值，延續(xù)值〕，文字〔編碼類型〕長(zhǎng)度：取值范圍：相關(guān)的數(shù)據(jù)元素及數(shù)據(jù)構(gòu)造：〔3〕數(shù)據(jù)文件詞條描畫數(shù)據(jù)文件名：簡(jiǎn)述：存放的是什么數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)：輸出數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)文件組成：數(shù)據(jù)構(gòu)造存儲(chǔ)方式：順序，直接，關(guān)鍵碼存取頻率：〔4〕加工邏輯詞條描畫加工名：加工編號(hào)：反映該加工的層次簡(jiǎn)要描畫：加工邏輯及功能簡(jiǎn)述輸入數(shù)據(jù)流：輸出數(shù)據(jù)流：加工邏輯：簡(jiǎn)述加工程序，加工順序〔5〕源點(diǎn)及匯(終)點(diǎn)詞條描畫稱號(hào)：外部實(shí)體名簡(jiǎn)要描畫：什么外部實(shí)體有關(guān)數(shù)據(jù)流：數(shù)目：數(shù)據(jù)構(gòu)造的描畫符號(hào) 含義 舉例＝被定義為＋與x=a＋b[...,...]或[...|...]或x=[a,b]，x=[a|b]{...}或m{...}n反復(fù)x={a}，x=3{a}8(...)可選x=(a)“...〞根本數(shù)據(jù)元素x=“a〞.. 連結(jié)符x=1..9存折格式存折＝戶名＋所號(hào)＋帳號(hào)＋開戶日＋性質(zhì)＋〔印密〕＋1{存取行}50戶名＝2{字母}24所號(hào)＝“001〞..“999〞帳號(hào)＝“00000001〞..“99999999〞開戶日＝年＋月＋日性質(zhì)＝“1〞..“6〞注：“1〞表示普通戶，“5〞表示工資戶等印密＝“0〞注：印密在存折上不顯示存取行＝日期＋〔摘要〕＋支出＋存入＋余額＋操作＋復(fù)核對(duì)數(shù)據(jù)流圖的每一個(gè)根本加工，必需有一個(gè)根本加工邏輯闡明根本加工邏輯闡明必需描畫根本加工如何把輸入數(shù)據(jù)流變換為輸出數(shù)據(jù)流的加工規(guī)那么加工邏輯闡明必需描畫實(shí)現(xiàn)加工的戰(zhàn)略而不是實(shí)現(xiàn)加工的細(xì)節(jié)加工邏輯闡明中包含的信息應(yīng)是充足的，完備的，有用的，沒有反復(fù)的多余信息根本加工邏輯闡明用于寫加工邏輯闡明的工具構(gòu)造化英語(yǔ)斷定表斷定樹〔1〕構(gòu)造化英語(yǔ)(PDL)言語(yǔ)構(gòu)造化英語(yǔ)的詞匯表由英語(yǔ)命令動(dòng)詞數(shù)據(jù)詞典中定義的名字有限的自定義詞邏輯關(guān)系詞IF_THEN_ELSE、CASE_OF、WHILE_DO、REPEAT_UNTIL等組成。是一種介于自然言語(yǔ)和方式化言語(yǔ)之間的言語(yǔ)言語(yǔ)的正文用根本控制構(gòu)造進(jìn)展分割，加工中的操作用自然言語(yǔ)短語(yǔ)來(lái)表示其根本控制構(gòu)造有三種：簡(jiǎn)單陳說(shuō)句構(gòu)造：防止復(fù)合語(yǔ)句；反復(fù)構(gòu)造：WHILE_DO或REPEAT_UNTIL構(gòu)造。斷定構(gòu)造：IF_THEN_ELSE或CASE_OF構(gòu)造；商店業(yè)務(wù)處置系統(tǒng)中“檢查發(fā)貨單〞IF發(fā)貨單金額超越$500THENIF欠款超越了60天THEN在歸還欠款前不予同意ELSE〔欠款未超期〕發(fā)同意書，發(fā)貨單ENDIFELSE〔發(fā)貨單金額未超越$500〕IF欠款超越60天THEN發(fā)同意書，發(fā)貨單及賒欠報(bào)告ELSE〔欠款未超期〕發(fā)同意書，發(fā)貨單ENDIFENDIF〔2〕斷定表假設(shè)數(shù)據(jù)流圖的加工需求依賴于多個(gè)邏輯條件的取值，運(yùn)用斷定表來(lái)描畫比較適宜以“檢查發(fā)貨單〞為例〔3〕斷定樹斷定樹也是用來(lái)表達(dá)加工邏輯的一種工具。有時(shí)侯它比斷定表更直觀。原型化方法在開發(fā)初期，要想得到一個(gè)完好準(zhǔn)確的規(guī)格闡明不是一件容易的事。特別是對(duì)一些大型的軟件工程。用戶往往對(duì)系統(tǒng)只需一個(gè)模糊的想法，很難完全準(zhǔn)確地表達(dá)對(duì)系統(tǒng)的全面要求。軟件開發(fā)者對(duì)于所要處理的運(yùn)用問(wèn)題認(rèn)識(shí)更是模糊不清隨著開發(fā)任務(wù)向前推進(jìn)，用戶能夠會(huì)產(chǎn)生新的要求，或因環(huán)境變化，要求系統(tǒng)也能隨之變化；開發(fā)者又能夠在設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中遇到些沒有預(yù)料到的實(shí)踐困難，需求以改動(dòng)需求來(lái)解脫姿態(tài)。因此規(guī)格闡明難以完善、需求的變卦、以及通訊中的模糊和誤解，都會(huì)成為軟件開發(fā)順利推進(jìn)的妨礙。為理處理這些問(wèn)題，逐漸構(gòu)成了軟件系統(tǒng)的快速原型的概念。軟件原型的分類在軟件開發(fā)中，原型是軟件的一個(gè)早期可運(yùn)轉(zhuǎn)的版本，它反映最終系統(tǒng)的部分重要特性。探求型：目的是要弄清對(duì)目的系統(tǒng)的要求，確定所希望的特性，并討論多種方案的可行性。實(shí)驗(yàn)型：這種原型用于大規(guī)模開發(fā)和實(shí)現(xiàn)之前，考核方案能否適宜，規(guī)格闡明能否可靠。進(jìn)化型：這種原型的目的不在于改良規(guī)格闡明，而是將系統(tǒng)建造得易于變化，在改良原型的過(guò)程中，逐漸將原型進(jìn)化成最終系統(tǒng)。原型運(yùn)用戰(zhàn)略廢棄戰(zhàn)略追加戰(zhàn)略建立快速原型，進(jìn)展系統(tǒng)的分析和構(gòu)造的益處：增進(jìn)軟件人員和用戶對(duì)系統(tǒng)效力需求的了解，使比較模糊的具有不確定性的軟件需求〔主要是功能〕明確化。軟件原型化方法提供了一種有力的學(xué)習(xí)手段。運(yùn)用原型化方法，可以容易地確定系統(tǒng)的性能，確認(rèn)各項(xiàng)主要系統(tǒng)效力的可運(yùn)用性，確認(rèn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可行性，確認(rèn)系統(tǒng)作為產(chǎn)品的結(jié)果。軟件原型的最終版本，有的可以原封不動(dòng)地成為產(chǎn)品，有的略加修正就可以成為最終系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，這樣有利于建成最終系統(tǒng)?？焖僭烷_發(fā)模型〔原型生存期〕

軟件開發(fā)過(guò)程軟件復(fù)用技術(shù)利用可復(fù)用的模塊，做出適當(dāng)?shù)慕M合，就可得到快速構(gòu)造的原型系統(tǒng)。為了快速地構(gòu)造原型，這些模塊首先必需有簡(jiǎn)單而明晰的界面；其次它們?cè)摦?dāng)盡量不依賴其它的模塊或數(shù)據(jù)構(gòu)造；第三，它們應(yīng)具有一些通用的功能。軟件復(fù)用的范圍尚無(wú)嚴(yán)厲定義，它包容了用來(lái)開發(fā)軟件的任何信息的復(fù)用。包括現(xiàn)有軟件開發(fā)方法論的復(fù)用；軟件要求，規(guī)格闡明和設(shè)計(jì)的復(fù)用；源代碼，模塊和操作系統(tǒng)的復(fù)用；文檔的復(fù)用；分析數(shù)據(jù)的復(fù)用；測(cè)試信息的復(fù)用；維護(hù)信息數(shù)據(jù)庫(kù)的復(fù)用等等。軟件工具與支撐環(huán)境的復(fù)用也屬于軟件復(fù)用任務(wù)的范圍。軟件復(fù)用的范圍根本上規(guī)為五個(gè)層次：復(fù)用數(shù)據(jù)復(fù)用模塊復(fù)用構(gòu)造復(fù)用設(shè)計(jì)復(fù)用規(guī)格闡明軟件復(fù)用技術(shù)合成技術(shù)：構(gòu)件是復(fù)用的根底。構(gòu)件方法以籠統(tǒng)數(shù)據(jù)類型為根底，將功能與數(shù)據(jù)構(gòu)造封裝在構(gòu)件內(nèi)部，構(gòu)件可以是對(duì)某一個(gè)函數(shù)，過(guò)程，子程序，數(shù)據(jù)類型，算法等可復(fù)用軟件成分的籠統(tǒng)。構(gòu)成大構(gòu)件的方法：銜接；音訊傳送和承繼；管道機(jī)制生成技術(shù)：生成技術(shù)利用可復(fù)用的方式，經(jīng)過(guò)生成程序產(chǎn)生一個(gè)新的程序或程序段，產(chǎn)生的程序可以看成是程序的實(shí)例。兩種復(fù)用方式：代碼方式：將可復(fù)用的代碼方式存于生成器內(nèi)，經(jīng)過(guò)特定的參數(shù)交換，生成籠統(tǒng)軟件模塊的詳細(xì)實(shí)現(xiàn)。規(guī)那么方式：利用變換規(guī)那么集合。其變換方法中通常采用高級(jí)的規(guī)格闡明言語(yǔ)，方式化地給出軟件的需求規(guī)格闡明，利用程序變換系統(tǒng)把采用高級(jí)的規(guī)格闡明言語(yǔ)編寫的程序轉(zhuǎn)化成某種可執(zhí)行言語(yǔ)的程序。系統(tǒng)動(dòng)態(tài)分析系統(tǒng)的需求規(guī)格闡明通常是用自然言語(yǔ)來(lái)表達(dá)的，但是用自然言語(yǔ)描畫往往會(huì)出現(xiàn)歧義性。為了直觀地分析系統(tǒng)的動(dòng)作，從特定的視點(diǎn)出發(fā)描畫系統(tǒng)的行為，需求采用動(dòng)態(tài)分析的方法。最常用的動(dòng)態(tài)分析方法形狀遷移圖時(shí)序圖Petri網(wǎng)形狀遷移圖形狀遷移圖是描畫系統(tǒng)的形狀如何相應(yīng)外部的信號(hào)進(jìn)展推移的一種圖形表示。圓圈“○〞表示可得到的系統(tǒng)形狀箭頭“→〞表示從一種形狀向另一種形狀的遷移。例如,當(dāng)有多個(gè)懇求占用CPU運(yùn)轉(zhuǎn)的進(jìn)程時(shí),有關(guān)CPU分配的進(jìn)程的形狀遷移。可得到的形狀＝就緒，運(yùn)轉(zhuǎn)，等待生成的事件＝t1，t2，t3，t4t1─中斷事件t2─中斷已處置t3─分配CPUt4─用完CPU時(shí)間形狀遷移圖的優(yōu)點(diǎn)形狀之間的關(guān)系可以直觀地捕捉到由于形狀遷移圖的單純性，可以機(jī)械地分析許多情況，可很容易地建立分析工具Petri網(wǎng)Petri網(wǎng)已廣泛地運(yùn)用于硬件與軟件系統(tǒng)的開發(fā)中，它適用于描畫與分析相互獨(dú)立、協(xié)同操作的處置系統(tǒng)，也就是并發(fā)執(zhí)行的處置系統(tǒng)。Petri網(wǎng)簡(jiǎn)稱PNG(PetriNetGraph)，是一種有項(xiàng)圖，它有兩種結(jié)點(diǎn)：位置(place)：符號(hào)為“○〞，它用來(lái)表示系統(tǒng)的形狀。轉(zhuǎn)移(transition)：符號(hào)為“|〞或“—〞,它用來(lái)表示系統(tǒng)中的事件。圖中的有向邊表示對(duì)轉(zhuǎn)移的輸入，或由轉(zhuǎn)移的輸出標(biāo)志，或稱令牌(token)，是闡明系統(tǒng)當(dāng)前處于什么形狀的標(biāo)志圖中，表示位置P3與P5的圓圈中間點(diǎn)了一個(gè)黑點(diǎn)，稱為標(biāo)志。標(biāo)志在位置上的出現(xiàn)闡明了處置要求的到來(lái)。也就是說(shuō)事件t3激發(fā)的兩個(gè)前提都已具備，轉(zhuǎn)移t3激發(fā)。作為執(zhí)行結(jié)果，位置p3與p5上的標(biāo)志移去，移到了位置p4上。反過(guò)來(lái)，當(dāng)激發(fā)產(chǎn)生的結(jié)果有幾個(gè)時(shí)，將隨機(jī)地選擇一個(gè)結(jié)果輸出，并把作為結(jié)果的位置的形狀加上標(biāo)志。教師職稱性別職務(wù)姓名教工號(hào)