用實例說明需求工程的設計原則和描述方法

1、用實例說明需求工程的設計原則和描述方法計算機學院 關皓文 201313273需求的定義用戶解決一個問題或達到一個目標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、標準、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）把軟件分解為實際架構構件之前的所有活動” (強調做什么)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、需求實現(xiàn)與驗證、需求演

2、進管理 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需求驗證：驗證確認v需求管理：整體規(guī)劃及變更管理需求工程的六個階段 需求獲取 v系統(tǒng)分析人員通過與用戶的交流，了解業(yè)務現(xiàn)狀以及對待開發(fā)系統(tǒng)的期望確定系統(tǒng)或產品范圍的限制性描述與系統(tǒng)或產品有關的人員及特征列表系統(tǒng)的技術環(huán)境的描述系統(tǒng)功能的列表及應用于每個需求的領域限制一組描述不同運行條件下的應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”為進行需求分析提供了基礎需求分析與協(xié)商 v對需求進行分類組織，分析需求之間的關系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行排序。v在需求獲取階段，經常出現(xiàn)以下問題： 提出的要求超出軟件系統(tǒng)可以實現(xiàn)的范圍或實現(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對獲取的需求信息進行分析和表達，排除錯誤和彌補不足，確保需求文檔正確反映用戶真實意圖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)結構方法和面向對象的方法需求規(guī)約(Specification) v通過建立完整的信息描述、詳細的功能和行為描述、性能需求和設計約束的說明、合適的驗收標準，給出對目標軟件的各種需求v軟件需求規(guī)約是分析任務的最終產物v需

4、求規(guī)約作為用戶和開發(fā)者之間的一個協(xié)議，在之后的軟件工程各個階段發(fā)揮重要作用需求驗證 v需求開發(fā)階段工作的復查手段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v為保證軟件需求定義的質量，評審應以專門指定的人員負責(應該是需求分析人員之外的其他人員)，并按規(guī)程嚴格進行 v在實際的開發(fā)過程中，獲取、分析、建模、編寫規(guī)約和驗證這些需求開發(fā)活動不會是線性地、順序地完成。實際上，這些活動是交叉的、遞增的和反復的。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活動的規(guī)劃和總體控制v需求變更管理：一個使用戶與項目團隊對不斷變更的系統(tǒng)需求達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)服務或系統(tǒng)目標到對某一系統(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客戶單位已經存在的日常工作方式和業(yè)務規(guī)則系統(tǒng)所屬領域固有的法規(guī)、標準或慣例等一般目標：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)務規(guī)則表格內容摘要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、深入客戶方進行訪談與調查 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)的方法訪談與調查的原則 v所提問

6、的問題應該循序漸進v不要限制用戶對問題的回答v提問和回答在匯總后應能夠反映用戶需求的全貌不斷匯總-反饋-匯總需求調研實例學生選課系統(tǒng)v第一階段：了解基本情況請教務處老師介紹背景，如學生總數(shù)、課程數(shù)量、選課相關的基本制度等v第二階段：制訂訪談計劃，深入討論相關需求除了學生還有哪些相關用戶?選課規(guī)則(學分、課程人數(shù)限制等)、退課規(guī)則了解客戶對系統(tǒng)的期望：準確、訪問速度快需求調研實例學生選課系統(tǒng)v第三階段：基本了解需求后就一些關鍵細節(jié)通過問卷進行明確在已經了解總體選課人數(shù)之后，需要進一步了解通常情況下的選課持續(xù)時間、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計密切相關推薦關鍵管理人員使用U

7、SB Key設備，經濟上是否可以接受內容摘要v需求工程概述v需求獲取v需求規(guī)約與驗證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節(jié)v分析過程應該在基本信息基礎上不斷細化信息域 v信息域：包括信息內容、信息流、以及信息結構信息內容信息內容表示了單個數(shù)據(jù)和控制對象，目標軟件所有處理的信息集合由它們構成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

8、時的變化方式，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構信息結構表示了各種數(shù)據(jù)和控制項的內部組織(數(shù)據(jù)之間的關系)v數(shù)據(jù)或控制項將被組織為n維表還是樹形結構？v在結構的語境內，什么信息是和其他信息相關的？v信息包含在單個結構中，還是使用不同的結構？v在某信息結構中的信息如何和在另一個結構中的信息相關？ 需求描述和分析技術l問題分解l抽象l建模l多視點整個問題整個問題子問題子問題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雜度; 獲取和分析問題本身所固有的整體-部分關系圖書館系統(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,獲取一般和特殊關系問題抽象(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計和實現(xiàn)細節(jié)v需求建模方法面向數(shù)據(jù)流的結構化分析方法 (SA)面向數(shù)據(jù)結構的分析方法 面向對象的分析方法 (OOA)4、多視點分析v什么是多視點分析從多個角度、不同層面上分析和描述用戶需求v為什么需要多視點分析 人的認識具有片面性(瞎子摸象) 多視點可以幫助我們全面把握用戶的需求v多視點分析：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經理希望？v系統(tǒng)管理員希望？最終的軟件系統(tǒng)是相關方的綜合體，各種期望可能存在沖突，需要進一步分析權衡需求協(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上的爭論 v要注意組織和行政方面的因素 不一致的目標 責任的喪失或轉移 組織文化 組織管理態(tài)度和士氣 部門差異 v通常會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)的問題的項目相關人員 v會議應該討論那些非正式討論不能解決的問題 v通常會議分為三個階段：敘述階段討論階段決策階段 內容摘要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)實中分離功能，即描述要“做

11、什么”而不是“怎樣實現(xiàn)”認識模型，而不是設計或實現(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，在基于計算機的系統(tǒng)語境內進行描述。v信息描述信息描述：給出軟件必須解決問題的詳細描述，記錄信息內容和關系、流和結構。v功能描述功能描述：描述解決問題所需的每個功能。其中包括，為每個功能說明一個處理過程；敘述設計約束；敘述性能特征；用一個或多個圖形來形象地表示軟件的整體結構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部產生的控制特征的軟件操作。v檢驗標準檢驗標準：描述檢驗系統(tǒng)成功的標志。即對系統(tǒng)進行什么樣的測試，得到什么樣的結果，就表示系統(tǒng)已經成功實現(xiàn)了。它是“確認測試”的基礎。v參考書目參考書目：包含了對所有和該軟件相關的文檔的引用，其中包括其他的軟件工程文檔、技術參考文獻、廠商文獻以及標準。v附錄附錄：包含了規(guī)約的補充信息，表格數(shù)據(jù)、算法的詳細描述、圖表以及其他材料。需求驗證 v需求驗證目的是要檢驗需求是否能夠反映用戶的意愿 v評審人員評審時往往需要檢查以下內容：系統(tǒng)定義的目標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、準確地反映了

13、用戶要求；被開發(fā)項目的數(shù)據(jù)流與數(shù)據(jù)結構是否確定且充足；主要功能是否已包括在規(guī)定的軟件范圍之內，是否都已充分說明；設計的約束條件或限制條件是否符合實際；開發(fā)的技術風險是什么；1.是否詳細制定了檢驗標準，它們能否對系統(tǒng)定義是否成功進行確認。 內容摘要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)約與驗證需求管理v需求管理是一組用于幫助項目組在項目進展中的任何時候去標識、控制和跟蹤需求的活動 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 后繼工作產品逆向跟蹤： 工作產品 需求規(guī)約需求變更的原因v初期的認識不足導致錯誤或不完整的需求v需求本身存在不一致v業(yè)務變化導致的剛性需求變

14、更v外部經濟、市場環(huán)境的變化v客戶和項目組對已確認的需求理解不一致v技術制約或多目標權衡帶來的需求變更關鍵實踐v唯一標識每項需求并進行的系統(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識每一項需求v為每一項需求分配一個唯一的標識符自動編號：如word中的章節(jié)編號有意義的標識符：如pos-1,store-1,ETF-1.v在他處可以明確引用該項需求v使用一套基于數(shù)據(jù)庫的系統(tǒng)管理需求系統(tǒng)地記錄每項需求及其追蹤關系方便查詢和統(tǒng)計需求版本管理的基礎分級的用戶需求管理v五個需求等級Urgent:必須立刻優(yōu)先實現(xiàn)Necessary:必須實現(xiàn)，但不

15、一定馬上進行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Useful:總會有用的v正常情況下用戶需求應該相對平均地分布在這五個等級上v分級管理策略：滿足核心的用戶需求同時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軟件產品不是一個閉門造車、精益求精的藝術品(實驗室產品)v盡早取得階段性成果有助于鼓舞項目團隊和客戶的信心和士氣v盡早讓事實去驗證：系統(tǒng)經歷的實踐越多需求的精確性越高v嚴謹?shù)男枨笞兏芾聿呗詫⒋偈箍蛻舾永硇缘乜创枨笞兏枨蠊こ虒嵗齰自考學籍管理系統(tǒng)需求獲取v 某公司原本擁有統(tǒng)一的學籍管理系統(tǒng)，但由于自考培訓項目與其他培訓項目存在很

16、多區(qū)別，包含很多的特殊因素，原有系統(tǒng)不能滿足自考培訓部門的需要。由于部門不能使用原系統(tǒng)進行工作管理，大量學籍資料都存放在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，自考學籍管理系統(tǒng)在該背景下確立項目。需求獲取v第一階段：了解基本情況請培訓老師介紹背景，如培訓學生總數(shù)、課程數(shù)量、學分等基本制度等v第二階段：制訂訪談計劃，深入討論相關需求都哪些相關用戶?選課規(guī)則(學分、培訓人數(shù)限制等)、退課規(guī)則了解客戶對系統(tǒng)的期望：準確、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鍵細節(jié)進行明確在已經了解總體培訓人數(shù)之后，需要進一步了解通常情況下的學生信息、選課人數(shù)

17、、繳費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、學生信息錄入員、學生信息查詢、人員交費情況錄入員、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、修改用戶權限，備份據(jù)等權限。 學生信息錄入員: 有錄入、修改學生基本信息、學生成績、學生選課信息，統(tǒng)計課程通過率等權限。 學生信息查詢員: 有查詢學生信息,統(tǒng)計課程通過率的權限。 交費情況錄入員：有錄入、修改學生交費情況權限。(原學籍管理系統(tǒng)人員)考勤錄入員：有錄入、修改學生考勤信息權限。(原學籍管理系統(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、有用戶及其權限設置1.用戶帳號分配：為系統(tǒng)用戶分配帳號。2.用戶權限管理: 為登陸系統(tǒng)的分配用戶權限以及修改用戶權限。3.驗證用戶登陸：驗證即將登陸系統(tǒng)用戶的用戶名和密碼正確性。學員信息管理：管理系統(tǒng)所有學員信息1.學員信息查詢：查詢全部學員或以學號、時間段、自考類型（中文（一年報兩次，春和秋），物流（按批次）查詢學員。（此功能將調用原學籍管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫信息）2.學員信息錄入：錄入學員的基本信息。3.學員信息修改：修改學員的基本信息。（此功能將調用，修改原學籍管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫信息）需求規(guī)約學員成績管理： 管理系統(tǒng)所有學員成績.學員成績錄入：以班（班級號）或以單個學員為單位錄入成績。.學員成績查詢：查詢學員的考試成績。.課程通過率計算：計算課程的通過率。.學員通過課程數(shù)計算: 計算學員通過課程數(shù).學員畢業(yè)論文開寫提示：當學員課程通過5科以上（含5科）給予提示可以通知開始寫畢業(yè)論文。.學員畢業(yè)提