一種問題驅(qū)動基于場景的協(xié)同式需求誘導(dǎo)方法_圖文

1、第31卷第9期2008年9月計算機學(xué)報C HIN ESE J OU RNAL OF COM PU TERSSept.2008一種問題驅(qū)動基于場景的協(xié)同式需求誘導(dǎo)方法張偉劉峰趙海燕梅宏(北京大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院軟件研究所高可信軟件技術(shù)教育部重點實驗室北京100871摘要在軟件開發(fā)中,大多數(shù)的利益相關(guān)者并不能清晰地把握他們對于將要開發(fā)的軟件系統(tǒng)的明確需求.文中提出了一種問題驅(qū)動基于場景的協(xié)同式需求誘導(dǎo)方法,試圖在企業(yè)信息系統(tǒng)的上下文中為需求獲取問題提供一種現(xiàn)實可行的解決方案.該方法的基本思想是:軟件系統(tǒng)的需求不應(yīng)該以一種主觀的方式由利益相關(guān)者提出;而應(yīng)該通過一種“問題識別與解決”的過程,逐步引導(dǎo)利

2、益相關(guān)者提出具有客觀依據(jù)的軟件需求.即首先識別出組織的業(yè)務(wù)現(xiàn)狀中存在的重要問題;然后,以解決問題為目標(biāo),提出相應(yīng)的軟件需求.基于這種思想,文中采用“場景”的概念作為描述組織業(yè)務(wù)狀況的基本單元,并通過利益相關(guān)者之間的協(xié)同實現(xiàn)對業(yè)務(wù)現(xiàn)狀的建模、對業(yè)務(wù)現(xiàn)狀中問題的識別、對問題解決方案的確定以及對業(yè)務(wù)期望的建模等活動,從而實現(xiàn)對軟件需求的有效獲取.關(guān)鍵詞需求誘導(dǎo);場景;協(xié)同;軟件需求中圖法分類號TP311A Problem 2Driven Scenario 2B ased Collaborative R equirements E licitation MethodZHAN G Wei L IU Fe

3、ng ZHAO Hai 2Yan M EI Hong(Key L aboratory of Hi gh Conf i dence S of t w are Technology of Minist ry of Education ,I nstit ute of S of t w are ,S chool of Elect ronics Engineering and Com puter Science ,Peking Universit y ,Bei j ing 100871Abstract One p roblem in software develop ment is t hat mo s

4、t stakeholders can not clearly t hink out t heir needs or requirement s for t he envisioned software system.This paper proposes a prob 2lem 2driven scenario 2based collaborative requirement s elicitation met hod ,trying to provide a prac 2tical solution to t he requirement s elicitation p roblem in

5、t he context of enterp rise information sys 2tems.The basic idea of t his met hod is t hat software requirement s should not be propo sed by stakeholders subjectively ,but be elicited following a problem 2finding 2and 2solving process.That is ,finding p roblems in t he current business states ,p rop

6、o sing solutions to resolving t hese prob 2lems ,and t hen eliciting requirement s from t hese solutions.Based on t his idea ,t his met hod em 2ploys t he concept of scenarios as t he basic unit to describe enterp rises business states ,and to help stakeholders declare t heir requirement s in a coll

7、aborative way.K eyw ords requirement s elicitatio n ;scenario s ;collaborative ;software requirement s1引言在軟件開發(fā)中,大多數(shù)的利益相關(guān)者并不能清晰地把握他們對于將要開發(fā)的軟件系統(tǒng)的明確需利益相關(guān)者所熟悉的問題域現(xiàn)狀遷移至一個新的狀況上,而利益相關(guān)者并不能在這個新的狀況實際發(fā)生之前就對其具有透徹的了解,因此,也就無法準(zhǔn)確地把握他們在這個新的狀況中可能遇到的各種情況以及相應(yīng)的需求.基于這種原因,如何有效地獲取軟件需求,即成為軟件開發(fā)活動面臨的一個非常困難的問題.需求獲取問題的困難性在企業(yè)信息系

8、統(tǒng)(Enterp rise Information System,EIS的上下文中得到了進(jìn)一步的加劇.一般而言,EIS的主要目的是在特定組織目標(biāo)的導(dǎo)向下,為組織業(yè)務(wù)過程的實施提供有效的技術(shù)支撐平臺.為了實現(xiàn)這個目的,企業(yè)信息系統(tǒng)需要面對組織內(nèi)具有不同職能或角色的部門和人員,管理不同部門和人員的各種業(yè)務(wù)活動以及這些業(yè)務(wù)活動產(chǎn)生或所需的各種數(shù)據(jù),并為不同業(yè)務(wù)活動之間的協(xié)同提供支持.由于業(yè)務(wù)過程的復(fù)雜性和協(xié)同性,涉及其中的任何一個個體往往只能從特定的角度對業(yè)務(wù)過程中的某個局部進(jìn)行觀察,而很難在全局的視角上完整地理解組織的業(yè)務(wù)狀況.相比較面向單個用戶的軟件系統(tǒng)而言,在EIS 中,如何有效地識別業(yè)務(wù)現(xiàn)狀

9、中存在的全局性問題,如何確定對這些問題各方所能共同接受的解決方案,如何保證需求獲取結(jié)果的完整性和一致性,都將變得更加困難.對于EIS的需求獲取問題,傳統(tǒng)的需求獲取方法存在兩點較大的局限性:(1利益相關(guān)者的被動參與性在傳統(tǒng)方法中,需求獲取人員通過對利益相關(guān)者的訪談、問卷調(diào)查等方式獲得相應(yīng)的軟件需求.在這些過程中,需求獲取人員往往居于主導(dǎo)的地位;而作為需求來源的利益相關(guān)者,在大多數(shù)情況下只是被動地參與其中.這種需求獲取方式的效率和效果嚴(yán)重依賴于需求獲取人員對當(dāng)前問題域的熟知程度,以及對有效需求的敏感程度.實踐證明,缺乏利益相關(guān)者充分參與的需求獲取過程很難保證獲取結(jié)果的有效性,并會給整個軟件開發(fā)項目

10、帶來風(fēng)險1.(2需求提出的主觀性由于對將要開發(fā)的軟件系統(tǒng)缺乏清晰的理解,利益相關(guān)者往往會依靠自身的主觀感覺提出需求.而由于缺乏必要的客觀依據(jù),這種需求并不能真正反映利益相關(guān)者的真實需求,并不可避免地導(dǎo)致需求的頻繁變動2.傳統(tǒng)的需求獲取方法對于如何在缺乏全局性視圖的情況下,保證需求獲取結(jié)果的客觀性和有效性,還缺乏足夠的支持.本文第2節(jié)將對本文方法的基本思想進(jìn)行系統(tǒng)地說明;第3節(jié)定義本文中場景的基本構(gòu)成成分,并給出現(xiàn)狀場景和期望場景的協(xié)同式建模過程;第4節(jié)在工具支持的層面上,對協(xié)同式場景建模工具的核心需求進(jìn)行分析和說明;第5節(jié)對與本文相關(guān)的重要工作進(jìn)行介紹、分析和對比;第6節(jié)對全文進(jìn)行總結(jié),并對將

11、來的工作計劃進(jìn)行簡要地說明.2基本思想本節(jié)主要介紹本文方法所基于的3個立足點:以利益相關(guān)者相互協(xié)同為主導(dǎo)的需求獲取、問題驅(qū)動的需求誘導(dǎo)以及基于場景的業(yè)務(wù)現(xiàn)狀與期望建模.這3個方面相互聯(lián)系,共同構(gòu)成了本文方法的理論基礎(chǔ).2.1以利益相關(guān)者相互協(xié)同為主導(dǎo)的需求獲取針對傳統(tǒng)需求獲取方法中利益相關(guān)者的被動參與性,本文的方法摒棄了傳統(tǒng)的以需求獲取人員為主導(dǎo)的需求獲取模式,而采用了一種以利益相關(guān)者相互協(xié)同為主導(dǎo)的模式.圖1給出了這兩種需求獲取模式的示意圖.在傳統(tǒng)模式中,需求捕獲人員在整個需求獲取活動中居于中心地位,決定著何時何地從何處采用何種手段獲取需求.而其它各種利益相關(guān)者只是被動地參與其中,其參與的積

12、極性并不能得到顯式的保證.在以利益相關(guān)者相互協(xié)同為主導(dǎo)的需求獲取模式中,需求獲取人員不再居于主導(dǎo)地位,而是作為一55519期張偉等:一種問題驅(qū)動基于場景的協(xié)同式需求誘導(dǎo)方法The Standish Group.CHAOS Report2007:The Laws of 圖1需求獲取模式的轉(zhuǎn)變種特殊類型的利益相關(guān)者,與其它利益相關(guān)者以相針對傳統(tǒng)需求獲取方法中需求提出的主觀性,本文的方法采用了問題驅(qū)動的需求誘導(dǎo)方式.在表象上,軟件開發(fā)的目的是為了滿足一組利益相關(guān)者的需求;在更深層次上,其目的則是為了解決現(xiàn)實中存在的問題223.基于這種觀察,我們將“是否存在相關(guān)聯(lián)的問題”作為驗證利益相關(guān)者所提需求是否

13、具備客觀性的標(biāo)準(zhǔn),即任何一個需求的引入都必須能夠解決或部分解決組織業(yè)務(wù)現(xiàn)狀中存在的一個或多個問題.問題驅(qū)動的需求誘導(dǎo)的基本過程如圖2所示.首先,在組織業(yè)務(wù)現(xiàn)實狀況的基礎(chǔ)上,誘導(dǎo)利益相關(guān)者發(fā)現(xiàn)其中存在的各種問題;然后,進(jìn)一步誘導(dǎo)利益相關(guān)者識別出對這些問題可能的解決方案;最后,針對特定的解決方案,誘導(dǎo)利益相關(guān)者建立起組織業(yè)務(wù)的期望狀況,并從中自然地導(dǎo)出相應(yīng)的軟件需求.這里,我們采用“誘導(dǎo)”一詞的主要目的是要強調(diào)利益相關(guān)者在這個過程中的核心作用:誘使利益相關(guān)者主動地進(jìn)行思考,從而自然地引導(dǎo)出他們對于將要開發(fā)的軟件系統(tǒng)的真正需求 .圖2問題驅(qū)動的需求誘導(dǎo)需要指出的是,“問題驅(qū)動的需求誘導(dǎo)”和“以利問題

14、驅(qū)動的需求誘導(dǎo)的輸入是組織業(yè)務(wù)的現(xiàn)實狀況(以下簡稱為業(yè)務(wù)現(xiàn)狀,輸出則是組織業(yè)務(wù)的期望狀況(以下簡稱為業(yè)務(wù)期望.因此,有效地建模業(yè)務(wù)的現(xiàn)狀和期望是決定問題驅(qū)動的需求誘導(dǎo)能否成功的必要條件之一.針對業(yè)務(wù)現(xiàn)狀和期望的建模問題,本文的方法采用了一種分而治之的思想,即將業(yè)務(wù)的現(xiàn)狀和期望分解為一組相對獨立的場景,通過對各個場景的建模,建立業(yè)務(wù)現(xiàn)狀和期望的完整視圖.一般而言,場景描述了若干實體之間為了完成某個共同的任務(wù)而進(jìn)行的一組動作和交互.以軟件系統(tǒng)的邊界為基準(zhǔn),通常存在3種類型的場景4:(1內(nèi)部場景(由軟件系統(tǒng)的內(nèi)部實體及其之間的交互構(gòu)成的場景;(2邊界場景(由軟件系統(tǒng)與系統(tǒng)外部實體及其之間的交互構(gòu)成的

15、場景;(3外部場景(完全由軟件系統(tǒng)外部的實體及其之間的交互構(gòu)成的場景.由于主要關(guān)注軟件需求的獲取問題,本文中的場景主要針對后兩種類型的場景.同樣,基于場景的業(yè)務(wù)現(xiàn)狀和期望建模也是采用協(xié)同的方式進(jìn)行的.場景為利益相關(guān)者之間的協(xié)同提供了一個更為具體的上下文,即以完成特定的任務(wù)為具體目標(biāo),對利益相關(guān)者在其中應(yīng)該實施的動作和交互進(jìn)行建模.同時,協(xié)同式建模也保證了業(yè)6551計算機學(xué)報2008年務(wù)現(xiàn)狀建模結(jié)果的真實性以及業(yè)務(wù)期望建模結(jié)果的共識性.3協(xié)同式的場景建模本文中的場景主要由3種成分構(gòu)成:利益相關(guān)者、工作流程和數(shù)據(jù)(見圖3.其中,場景的利益相關(guān)者又分為3種類型:觀察者、通信者和參與者.參與者是指直接

16、參與場景執(zhí)行過程的人員,即參與者將負(fù)責(zé)執(zhí)行場景中的特定工作流程.通信者是指那些雖然沒有直接參與場景中工作流程的執(zhí)行,但卻可能為其執(zhí)行提供數(shù)據(jù)或依賴該場景為其提供數(shù)據(jù)的利益相關(guān)者.觀察者是指那些既不是參與者也不是通信者,但仍然與場景存在特定關(guān)系的其它利益相關(guān)者.例如,對場景的執(zhí)行或執(zhí)行結(jié)果存在監(jiān)管責(zé) 任的利益相關(guān)者即是該場景的一類觀察者.圖3場景的結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀場景建模的目的是形成利益相關(guān)者對于組織業(yè)務(wù)現(xiàn)狀的共識,從而盡可能客觀地體現(xiàn)出組織業(yè)務(wù)的真實狀況.為了實現(xiàn)這個目的,我們設(shè)計了如圖4 所示的現(xiàn)狀場景的建模過程.圖4現(xiàn)狀場景建模的基本過程這個建模過程涉及3種建模角色.第1種建模角色是建模過程的管理

17、者,他們負(fù)責(zé)對一個場景進(jìn)行初始化,并對一個已經(jīng)穩(wěn)定的現(xiàn)狀場景進(jìn)行凍結(jié).第2種建模角色是當(dāng)前所建模場景的參與者,他們負(fù)責(zé)填寫在當(dāng)前場景中所執(zhí)行的工作流程,并根據(jù)評論者的反饋對當(dāng)前的工作流程描述進(jìn)行修改.第3種建模角色是建模結(jié)果的評論者,他們負(fù)責(zé)對已經(jīng)填寫好的工作流程描述進(jìn)行評論.由于涉及了3種不同的建模角色,這種建模過程具備了協(xié)同的基本前提.具體的協(xié)同過程如下所述.首先,管理者對一個場景進(jìn)行初始化.初始化的具體內(nèi)容包括填寫場景的名稱、場景的各種利益相關(guān)者(包括參與者、通信者和觀察者以及場景可能涉及的各類數(shù)據(jù)等.在初始化結(jié)束后,場景的參與者則可以根據(jù)實際的工作經(jīng)驗填寫在當(dāng)前場景中執(zhí)行的工作流程.一

18、旦工作流程填寫完畢后,評論者即可對工作流程的描述進(jìn)行檢查,發(fā)現(xiàn)其中存在的二義性、不完整性以及任何與業(yè)務(wù)現(xiàn)狀不相符合的其它問題,并通過添加評論的方式顯式地指出這些問題.場景的參與者可以根據(jù)這些評論進(jìn)一步修改或者精化相應(yīng)的工作流程描述.在通過多輪的“評論2修改”過程后,現(xiàn)狀場景會逐漸趨向一個穩(wěn)定的狀態(tài),即評論者無法或很難從已有的工作流程描述中發(fā)現(xiàn)其中存在的與現(xiàn)狀的不符合性.在這種情況下,可以認(rèn)為現(xiàn)狀場景的建模結(jié)果已經(jīng)盡可能地逼近了該場景的真實情況.這時,管理者即可以對該場景進(jìn)行凍結(jié),從而暫時結(jié)束當(dāng)前場景的建模過程.期望場景建模的目的是形成利益相關(guān)者對組織業(yè)務(wù)期望的共識,從而盡可能客觀真實地體現(xiàn)出利

19、75519期張偉等:一種問題驅(qū)動基于場景的協(xié)同式需求誘導(dǎo)方法益相關(guān)者對即將開發(fā)的軟件系統(tǒng)的需求.為了實現(xiàn)這個目的,我們設(shè)計了如圖5所示的現(xiàn)狀場景的建模過程 .圖5期望場景建模的基本過程這個建模過程也涉及3種角色:建模過程的管理者、期望場景的參與者以及期望場景的利益相關(guān)者.管理者主要負(fù)責(zé)對期望場景的初始化、結(jié)構(gòu)調(diào)整以及凍結(jié)和解凍等活動.參與者則主要負(fù)責(zé)填寫其需要在當(dāng)前場景中執(zhí)行的工作流程,并根據(jù)利益相關(guān)者的評論對工作流程進(jìn)行修改或精化.利益相關(guān)者則負(fù)責(zé)從期望場景的上一版本中發(fā)現(xiàn)其中存在的問題,識別相應(yīng)的解決方案,并在解決方案的指導(dǎo)下對參與者填寫的工作流程進(jìn)行評論.同樣,協(xié)同也是該過程的一個重要特點.具體的協(xié)同過程如下所述.首先,利益相關(guān)者在現(xiàn)狀場景建模結(jié)果的基礎(chǔ)上,發(fā)現(xiàn)其中存在的問題.需要指出的是,此處所指的問題與現(xiàn)狀場景建模中評論者在工作流程描述中發(fā)現(xiàn)的問題存在本質(zhì)的不同.后者指的是在工作流程描述中存在的與業(yè)務(wù)現(xiàn)狀的不一致性;對此類問題的解決,可以提高現(xiàn)狀場景建模結(jié)果與真實場景之間的一致性.而此處