用實(shí)例說明需求工程的設(shè)計(jì)原則和描述方法

1、用實(shí)例說明需求工程的設(shè)計(jì)原則和描述方法計(jì)算機(jī)學(xué)院 關(guān)皓文 201313273需求的定義用戶解決一個(gè)問題或達(dá)到一個(gè)目標(biāo)所需要的一種狀況或能力(主觀需求)系統(tǒng)為了滿足一種約定、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)格說明或其它正式文件而必須滿足或擁有的一種狀況或能力（客觀需求）以上兩種狀態(tài)或能力的文檔化表示（需求文檔）內(nèi)容摘要v需求工程概述v需求獲取v需求分析、協(xié)商與建模v需求規(guī)約與驗(yàn)證v需求管理vAlan Davis 把需求工程定義為“直到（但不包括）把軟件分解為實(shí)際架構(gòu)構(gòu)件之前的所有活動(dòng)” (強(qiáng)調(diào)做什么)vHerb Krasner定義了需求工程的五階段生命周期：需求定義和分析、需求決策、形成需求規(guī)格、需求實(shí)現(xiàn)與驗(yàn)證、需求演

2、進(jìn)管理 v需求獲?。嘿Y料收集v需求分析與協(xié)商：理解分析整理v系統(tǒng)建模：用模型描述(寫下來)v需求規(guī)約：完善需求文檔并定稿v需求驗(yàn)證：驗(yàn)證確認(rèn)v需求管理：整體規(guī)劃及變更管理需求工程的六個(gè)階段 需求獲取 v系統(tǒng)分析人員通過與用戶的交流，了解業(yè)務(wù)現(xiàn)狀以及對待開發(fā)系統(tǒng)的期望確定系統(tǒng)或產(chǎn)品范圍的限制性描述與系統(tǒng)或產(chǎn)品有關(guān)的人員及特征列表系統(tǒng)的技術(shù)環(huán)境的描述系統(tǒng)功能的列表及應(yīng)用于每個(gè)需求的領(lǐng)域限制一組描述不同運(yùn)行條件下的應(yīng)用場景以及為更好地定義需求而開發(fā)的系統(tǒng)原型v需求獲取收集的“原始材料”為進(jìn)行需求分析提供了基礎(chǔ)需求分析與協(xié)商 v對需求進(jìn)行分類組織，分析需求之間的關(guān)系v檢查需求的一致性、重疊和遺漏的情況

3、v根據(jù)用戶的需要對需求進(jìn)行排序。v在需求獲取階段，經(jīng)常出現(xiàn)以下問題： 提出的要求超出軟件系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)的范圍或?qū)崿F(xiàn)能力不同的用戶提出了相互沖突的需求 系統(tǒng)建模 v建模工具的使用在用戶和系統(tǒng)分析人員之間建立了統(tǒng)一的語言和理解的橋梁v系統(tǒng)分析人員借助建模技術(shù)對獲取的需求信息進(jìn)行分析和表達(dá)，排除錯(cuò)誤和彌補(bǔ)不足，確保需求文檔正確反映用戶真實(shí)意圖v常用的分析和建模方法有面向數(shù)據(jù)流方法、面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)方法和面向?qū)ο蟮姆椒ㄐ枨笠?guī)約(Specification) v通過建立完整的信息描述、詳細(xì)的功能和行為描述、性能需求和設(shè)計(jì)約束的說明、合適的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，給出對目標(biāo)軟件的各種需求v軟件需求規(guī)約是分析任務(wù)的最終產(chǎn)物v需

4、求規(guī)約作為用戶和開發(fā)者之間的一個(gè)協(xié)議，在之后的軟件工程各個(gè)階段發(fā)揮重要作用需求驗(yàn)證 v需求開發(fā)階段工作的復(fù)查手段v對功能的正確性、完整性和清晰性，以及其它需求給予評價(jià)v為保證軟件需求定義的質(zhì)量，評審應(yīng)以專門指定的人員負(fù)責(zé)(應(yīng)該是需求分析人員之外的其他人員)，并按規(guī)程嚴(yán)格進(jìn)行 v在實(shí)際的開發(fā)過程中，獲取、分析、建模、編寫規(guī)約和驗(yàn)證這些需求開發(fā)活動(dòng)不會(huì)是線性地、順序地完成。實(shí)際上，這些活動(dòng)是交叉的、遞增的和反復(fù)的。需求管理 v一種獲取、組織并記錄系統(tǒng)需求的系統(tǒng)化方案：對所有需求工程相關(guān)活動(dòng)的規(guī)劃和總體控制v需求變更管理：一個(gè)使用戶與項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)對不斷變更的系統(tǒng)需求達(dá)成并保持一致的過程(變更的記錄、分析

5、、變更過程管理、追蹤等)回顧：需求的各種形式v從高度抽象的系統(tǒng)服務(wù)或系統(tǒng)目標(biāo)到對某一系統(tǒng)功能的精確約束v原始需求客戶對軟件系統(tǒng)及新的工作方式的期望目標(biāo)客戶單位已經(jīng)存在的日常工作方式和業(yè)務(wù)規(guī)則系統(tǒng)所屬領(lǐng)域固有的法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)或慣例等一般目標(biāo)：更快、更好、更安全v需求文檔自然語言描述UML圖等圖形表示業(yè)務(wù)規(guī)則表格內(nèi)容摘要v需求工程概述v需求分析、協(xié)商與建模v需求規(guī)約與驗(yàn)證v需求管理需求獲取方法與策略 v1、建立與用戶、開發(fā)人員、分析人員之間順暢的通信途徑 v2、深入客戶方進(jìn)行訪談與調(diào)查 v3、觀察用戶操作流程 v4、組成各方聯(lián)合小組v5、使用基于用況(Use Case)的方法訪談與調(diào)查的原則 v所提問

6、的問題應(yīng)該循序漸進(jìn)v不要限制用戶對問題的回答v提問和回答在匯總后應(yīng)能夠反映用戶需求的全貌不斷匯總-反饋-匯總需求調(diào)研實(shí)例學(xué)生選課系統(tǒng)v第一階段：了解基本情況請教務(wù)處老師介紹背景，如學(xué)生總數(shù)、課程數(shù)量、選課相關(guān)的基本制度等v第二階段：制訂訪談?dòng)?jì)劃，深入討論相關(guān)需求除了學(xué)生還有哪些相關(guān)用戶?選課規(guī)則(學(xué)分、課程人數(shù)限制等)、退課規(guī)則了解客戶對系統(tǒng)的期望：準(zhǔn)確、訪問速度快需求調(diào)研實(shí)例學(xué)生選課系統(tǒng)v第三階段：基本了解需求后就一些關(guān)鍵細(xì)節(jié)通過問卷進(jìn)行明確在已經(jīng)了解總體選課人數(shù)之后，需要進(jìn)一步了解通常情況下的選課持續(xù)時(shí)間、是否按院系逐步開放選課、選課人數(shù)的一般分布等與性能設(shè)計(jì)密切相關(guān)推薦關(guān)鍵管理人員使用U

7、SB Key設(shè)備，經(jīng)濟(jì)上是否可以接受內(nèi)容摘要v需求工程概述v需求獲取v需求規(guī)約與驗(yàn)證v需求管理需求分析原則 v必須能夠表示和理解問題的信息域(數(shù)據(jù))v必須能夠定義軟件將完成的功能v必須能夠表示軟件的行為(作為外部事件的結(jié)果)v必須劃分描述數(shù)據(jù)、功能和行為的模型(分離描述)，從而可以分層次地揭示細(xì)節(jié)v分析過程應(yīng)該在基本信息基礎(chǔ)上不斷細(xì)化信息域 v信息域：包括信息內(nèi)容、信息流、以及信息結(jié)構(gòu)信息內(nèi)容信息內(nèi)容表示了單個(gè)數(shù)據(jù)和控制對象，目標(biāo)軟件所有處理的信息集合由它們構(gòu)成v例如，數(shù)據(jù)對象“工資”是一組重要數(shù)據(jù)體的組合：領(lǐng)款人的姓名、凈付款數(shù)、付款總額、扣除額等等 信息流信息流表示了數(shù)據(jù)和控制在系統(tǒng)中流動(dòng)

8、時(shí)的變化方式，輸入對象被變換為中間信息(數(shù)據(jù)和/或控制)，然后進(jìn)一步被變換為輸出v例如用數(shù)據(jù)流圖表示的數(shù)據(jù)加工處理的全過程信息結(jié)構(gòu)信息結(jié)構(gòu)表示了各種數(shù)據(jù)和控制項(xiàng)的內(nèi)部組織(數(shù)據(jù)之間的關(guān)系)v數(shù)據(jù)或控制項(xiàng)將被組織為n維表還是樹形結(jié)構(gòu)？v在結(jié)構(gòu)的語境內(nèi)，什么信息是和其他信息相關(guān)的？v信息包含在單個(gè)結(jié)構(gòu)中，還是使用不同的結(jié)構(gòu)？v在某信息結(jié)構(gòu)中的信息如何和在另一個(gè)結(jié)構(gòu)中的信息相關(guān)？ 需求描述和分析技術(shù)l問題分解l抽象l建模l多視點(diǎn)整個(gè)問題整個(gè)問題子問題子問題1 1子問題子問題3 3子問題子問題2 21、問題分解v什么是問題分解降低解決問題的復(fù)雜度; 獲取和分析問題本身所固有的整體-部分關(guān)系圖書館系統(tǒng)v

9、讀者管理v圖書管理v借閱管理2、問題抽象(1/2)v什么是抽象?抓住問題的本質(zhì),獲取一般和特殊關(guān)系問題抽象(2/2)v讀者抽象(提取成份)名字性別單位類別照片Email電話3、需求建模(1/2)v什么是需求模型v為什么需要建模需求建模(2/2)v注意不要涉及軟件設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)v需求建模方法面向數(shù)據(jù)流的結(jié)構(gòu)化分析方法 (SA)面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的分析方法 面向?qū)ο蟮姆治龇椒?(OOA)4、多視點(diǎn)分析v什么是多視點(diǎn)分析從多個(gè)角度、不同層面上分析和描述用戶需求v為什么需要多視點(diǎn)分析 人的認(rèn)識具有片面性(瞎子摸象) 多視點(diǎn)可以幫助我們?nèi)姘盐沼脩舻男枨髒多視點(diǎn)分析：例如圍繞著超市收銀系統(tǒng)v顧客希望？v收銀員

10、希望？v經(jīng)理希望？v系統(tǒng)管理員希望？最終的軟件系統(tǒng)是相關(guān)方的綜合體，各種期望可能存在沖突，需要進(jìn)一步分析權(quán)衡需求協(xié)商 v討論需求沖突，折衷方案 v協(xié)商不是簡單的邏輯或技術(shù)上的爭論 v要注意組織和行政方面的因素 不一致的目標(biāo) 責(zé)任的喪失或轉(zhuǎn)移 組織文化 組織管理態(tài)度和士氣 部門差異 v通常會(huì)議是解決沖突最快的方式 v參加者：發(fā)現(xiàn)沖突、遺漏或重疊的分析員，以及可以解決發(fā)現(xiàn)的問題的項(xiàng)目相關(guān)人員 v會(huì)議應(yīng)該討論那些非正式討論不能解決的問題 v通常會(huì)議分為三個(gè)階段：敘述階段討論階段決策階段 內(nèi)容摘要v需求工程概述v需求獲取v需求分析、協(xié)商與建模v需求管理需求規(guī)約的原則-1v從現(xiàn)實(shí)中分離功能，即描述要“做

11、什么”而不是“怎樣實(shí)現(xiàn)”認(rèn)識模型，而不是設(shè)計(jì)或?qū)崿F(xiàn)的模型使用面向處理的規(guī)約語言(或稱系統(tǒng)定義語言)需求規(guī)約的原則-2v規(guī)約必須包括系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境v規(guī)約必須是可操作的需求規(guī)約的原則-3v規(guī)約必須允許不完備性并允許擴(kuò)充v規(guī)約必須局部化和松散耦合需求規(guī)約 v引言引言：陳述軟件目標(biāo)，在基于計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)語境內(nèi)進(jìn)行描述。v信息描述信息描述：給出軟件必須解決問題的詳細(xì)描述，記錄信息內(nèi)容和關(guān)系、流和結(jié)構(gòu)。v功能描述功能描述：描述解決問題所需的每個(gè)功能。其中包括，為每個(gè)功能說明一個(gè)處理過程；敘述設(shè)計(jì)約束；敘述性能特征；用一個(gè)或多個(gè)圖形來形象地表示軟件的整體結(jié)構(gòu)和軟件功能與其他系統(tǒng)元素間的相互影響。v行為描述行為描

12、述：描述作為外部事件和內(nèi)部產(chǎn)生的控制特征的軟件操作。v檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：描述檢驗(yàn)系統(tǒng)成功的標(biāo)志。即對系統(tǒng)進(jìn)行什么樣的測試，得到什么樣的結(jié)果，就表示系統(tǒng)已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)了。它是“確認(rèn)測試”的基礎(chǔ)。v參考書目參考書目：包含了對所有和該軟件相關(guān)的文檔的引用，其中包括其他的軟件工程文檔、技術(shù)參考文獻(xiàn)、廠商文獻(xiàn)以及標(biāo)準(zhǔn)。v附錄附錄：包含了規(guī)約的補(bǔ)充信息，表格數(shù)據(jù)、算法的詳細(xì)描述、圖表以及其他材料。需求驗(yàn)證 v需求驗(yàn)證目的是要檢驗(yàn)需求是否能夠反映用戶的意愿 v評審人員評審時(shí)往往需要檢查以下內(nèi)容：系統(tǒng)定義的目標(biāo)是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是否齊全；文檔中的描述是否完整、清晰、準(zhǔn)確地反映了

13、用戶要求；被開發(fā)項(xiàng)目的數(shù)據(jù)流與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是否確定且充足；主要功能是否已包括在規(guī)定的軟件范圍之內(nèi)，是否都已充分說明；設(shè)計(jì)的約束條件或限制條件是否符合實(shí)際；開發(fā)的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)是什么；1.是否詳細(xì)制定了檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，它們能否對系統(tǒng)定義是否成功進(jìn)行確認(rèn)。 內(nèi)容摘要v需求工程概述v需求獲取v需求分析、協(xié)商與建模v需求規(guī)約與驗(yàn)證需求管理v需求管理是一組用于幫助項(xiàng)目組在項(xiàng)目進(jìn)展中的任何時(shí)候去標(biāo)識、控制和跟蹤需求的活動(dòng) v需求跟蹤有兩種方式，正向跟蹤與逆向跟蹤 正向跟蹤：需求規(guī)約 后繼工作產(chǎn)品逆向跟蹤： 工作產(chǎn)品 需求規(guī)約需求變更的原因v初期的認(rèn)識不足導(dǎo)致錯(cuò)誤或不完整的需求v需求本身存在不一致v業(yè)務(wù)變化導(dǎo)致的剛性需求變

14、更v外部經(jīng)濟(jì)、市場環(huán)境的變化v客戶和項(xiàng)目組對已確認(rèn)的需求理解不一致v技術(shù)制約或多目標(biāo)權(quán)衡帶來的需求變更關(guān)鍵實(shí)踐v唯一標(biāo)識每項(xiàng)需求并進(jìn)行的系統(tǒng)管理v分級的需求管理v需求變更管理過程支持v需求生命周期及依賴性管理v變更影響分析及需求變更決策唯一地標(biāo)識每一項(xiàng)需求v為每一項(xiàng)需求分配一個(gè)唯一的標(biāo)識符自動(dòng)編號：如word中的章節(jié)編號有意義的標(biāo)識符：如pos-1,store-1,ETF-1.v在他處可以明確引用該項(xiàng)需求v使用一套基于數(shù)據(jù)庫的系統(tǒng)管理需求系統(tǒng)地記錄每項(xiàng)需求及其追蹤關(guān)系方便查詢和統(tǒng)計(jì)需求版本管理的基礎(chǔ)分級的用戶需求管理v五個(gè)需求等級Urgent:必須立刻優(yōu)先實(shí)現(xiàn)Necessary:必須實(shí)現(xiàn)，但不

15、一定馬上進(jìn)行Needed:需要的，不過沒有也還湊合Better:現(xiàn)在似乎也可以，但可以更好一點(diǎn)Useful:總會(huì)有用的v正常情況下用戶需求應(yīng)該相對平均地分布在這五個(gè)等級上v分級管理策略：滿足核心的用戶需求同時(shí)說服用戶將其它需求擱置或納入下一版本分級需求管理的好處v軟件產(chǎn)品不是一個(gè)閉門造車、精益求精的藝術(shù)品(實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)品)v盡早取得階段性成果有助于鼓舞項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)和客戶的信心和士氣v盡早讓事實(shí)去驗(yàn)證：系統(tǒng)經(jīng)歷的實(shí)踐越多需求的精確性越高v嚴(yán)謹(jǐn)?shù)男枨笞兏芾聿呗詫⒋偈箍蛻舾永硇缘乜创枨笞兏枨蠊こ虒?shí)例v自考學(xué)籍管理系統(tǒng)需求獲取v 某公司原本擁有統(tǒng)一的學(xué)籍管理系統(tǒng)，但由于自考培訓(xùn)項(xiàng)目與其他培訓(xùn)項(xiàng)目存在很

16、多區(qū)別，包含很多的特殊因素，原有系統(tǒng)不能滿足自考培訓(xùn)部門的需要。由于部門不能使用原系統(tǒng)進(jìn)行工作管理，大量學(xué)籍資料都存放在Excel表格里，給數(shù)據(jù)的查詢、分類、更新帶來很多不便，也給工作人員帶來許多工作量，自考學(xué)籍管理系統(tǒng)在該背景下確立項(xiàng)目。需求獲取v第一階段：了解基本情況請培訓(xùn)老師介紹背景，如培訓(xùn)學(xué)生總數(shù)、課程數(shù)量、學(xué)分等基本制度等v第二階段：制訂訪談?dòng)?jì)劃，深入討論相關(guān)需求都哪些相關(guān)用戶?選課規(guī)則(學(xué)分、培訓(xùn)人數(shù)限制等)、退課規(guī)則了解客戶對系統(tǒng)的期望：準(zhǔn)確、訪問速度快需求獲取v第三階段：基本了解需求后就一些關(guān)鍵細(xì)節(jié)進(jìn)行明確在已經(jīng)了解總體培訓(xùn)人數(shù)之后，需要進(jìn)一步了解通常情況下的學(xué)生信息、選課人數(shù)

17、、繳費(fèi)情況的一般分布等需求分析、協(xié)商系統(tǒng)角色描述 系統(tǒng)管理員、學(xué)生信息錄入員、學(xué)生信息查詢、人員交費(fèi)情況錄入員、考勤錄入員 需求分析、協(xié)商角色功能描述 系統(tǒng)管理員：有分配系統(tǒng)帳號，分配、修改用戶權(quán)限，備份據(jù)等權(quán)限。 學(xué)生信息錄入員: 有錄入、修改學(xué)生基本信息、學(xué)生成績、學(xué)生選課信息，統(tǒng)計(jì)課程通過率等權(quán)限。 學(xué)生信息查詢員: 有查詢學(xué)生信息,統(tǒng)計(jì)課程通過率的權(quán)限。 交費(fèi)情況錄入員：有錄入、修改學(xué)生交費(fèi)情況權(quán)限。(原學(xué)籍管理系統(tǒng)人員)考勤錄入員：有錄入、修改學(xué)生考勤信息權(quán)限。(原學(xué)籍管理系統(tǒng)人員)系統(tǒng)建模-系統(tǒng)數(shù)據(jù)流模型系統(tǒng)建模-系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫模型需求規(guī)約-功能描述功能描述系統(tǒng)用戶信息管理：管理系統(tǒng)所

18、有用戶及其權(quán)限設(shè)置1.用戶帳號分配：為系統(tǒng)用戶分配帳號。2.用戶權(quán)限管理: 為登陸系統(tǒng)的分配用戶權(quán)限以及修改用戶權(quán)限。3.驗(yàn)證用戶登陸：驗(yàn)證即將登陸系統(tǒng)用戶的用戶名和密碼正確性。學(xué)員信息管理：管理系統(tǒng)所有學(xué)員信息1.學(xué)員信息查詢：查詢?nèi)繉W(xué)員或以學(xué)號、時(shí)間段、自考類型（中文（一年報(bào)兩次，春和秋），物流（按批次）查詢學(xué)員。（此功能將調(diào)用原學(xué)籍管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫信息）2.學(xué)員信息錄入：錄入學(xué)員的基本信息。3.學(xué)員信息修改：修改學(xué)員的基本信息。（此功能將調(diào)用，修改原學(xué)籍管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫信息）需求規(guī)約學(xué)員成績管理： 管理系統(tǒng)所有學(xué)員成績.學(xué)員成績錄入：以班（班級號）或以單個(gè)學(xué)員為單位錄入成績。.學(xué)員成績查詢：查詢學(xué)員的考試成績。.課程通過率計(jì)算：計(jì)算課程的通過率。.學(xué)員通過課程數(shù)計(jì)算: 計(jì)算學(xué)員通過課程數(shù).學(xué)員畢業(yè)論文開寫提示：當(dāng)學(xué)員課程通過5科以上（含5科）給予提示可以通知開始寫畢業(yè)論文。.學(xué)員畢業(yè)提