軟件需求分析的任務(wù)課件

1、1第三章第三章 需求工程需求工程n需求階段是軟件開發(fā)的關(guān)鍵階段。n該階段的主要任務(wù)： 必須回答一個(gè)問題：“系統(tǒng)應(yīng)該做什么（what）”。n所涉及的人員有：領(lǐng)域?qū)＜?、領(lǐng)域用戶、軟件投資人、系統(tǒng)分析員和需求分析員。該階段的工作量約占總工作量的10%以上。23.1 3.1 軟件需求軟件需求IEEE軟件工程標(biāo)準(zhǔn)詞匯表（1997年）將需求定義為：（1）用戶解決問題或達(dá)到目標(biāo)所需的條件或能力；（2）系統(tǒng)或系統(tǒng)部件要滿足合同、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范或其它正式規(guī)定文檔所需具有的條件或能力。（3）一種反映（1）或（2）所描述的條件或能力的文檔說明。3.1.1 軟件需求的定義定義從兩個(gè)角度闡述需求：用戶角度 系統(tǒng)的外部行為開

2、發(fā)者角度 系統(tǒng)的內(nèi)部特性其關(guān)鍵的問題：編寫需求文檔。 33.1.2 3.1.2 需求的層次需求的層次軟件需求包括四個(gè)不同的層次：軟件需求包括四個(gè)不同的層次：1.1.業(yè)務(wù)需求：業(yè)務(wù)需求：描述了組織結(jié)構(gòu)或客戶對(duì)系統(tǒng)的高層次的目標(biāo)要求。描述了組織結(jié)構(gòu)或客戶對(duì)系統(tǒng)的高層次的目標(biāo)要求。2.2.用戶需求：用戶需求：描述了用戶使用產(chǎn)品必須要完成的任務(wù)，使用實(shí)例模型描述。描述了用戶使用產(chǎn)品必須要完成的任務(wù)，使用實(shí)例模型描述。3.3.功能需求：功能需求：定義了開發(fā)人員實(shí)現(xiàn)的軟件的功能。定義了開發(fā)人員實(shí)現(xiàn)的軟件的功能。4.4.業(yè)務(wù)需求：業(yè)務(wù)需求：描述系統(tǒng)的約束和限制條件。描述系統(tǒng)的約束和限制條件。注：以上需求應(yīng)詳

3、細(xì)的寫到軟件需求規(guī)格說明書里。4n需求描述模棱兩可，有時(shí)寫的過于簡單；需求描述模棱兩可，有時(shí)寫的過于簡單；n用戶的要求不斷變換，需求也不斷變化；用戶的要求不斷變換，需求也不斷變化；n參與的用戶過少，而且忽略了用戶的分類；參與的用戶過少，而且忽略了用戶的分類；n追求個(gè)性化，添加不必要的特性。追求個(gè)性化，添加不必要的特性。 需求越來越復(fù)雜，但很重要，現(xiàn)在提出了采用需求越來越復(fù)雜，但很重要，現(xiàn)在提出了采用工程化的思想對(duì)需求進(jìn)行分析，引出需求工程的概工程化的思想對(duì)需求進(jìn)行分析，引出需求工程的概念。念。定義定義：指應(yīng)用已證實(shí)指應(yīng)用已證實(shí)有效的技術(shù)有效的技術(shù)、方法方法進(jìn)行進(jìn)行需求分析需求分析，確定，確定客

4、戶需求，幫助分析人員理解問題并定義目標(biāo)系統(tǒng)的所有客戶需求，幫助分析人員理解問題并定義目標(biāo)系統(tǒng)的所有外部特征的一門學(xué)科。外部特征的一門學(xué)科。主要活動(dòng)：主要活動(dòng)：需求獲取需求獲取需求建模（需求分析）需求建模（需求分析）需求傳遞：編寫規(guī)格（規(guī)約）說明書需求傳遞：編寫規(guī)格（規(guī)約）說明書需求驗(yàn)證需求驗(yàn)證需求管理需求管理需求工程的層次分解示意圖需求工程的層次分解示意圖 需求工程需求工程需求開發(fā)需求開發(fā) 需求管理需求管理 問題獲取問題獲取需求分析需求分析編寫規(guī)格說明編寫規(guī)格說明 驗(yàn)證驗(yàn)證73.2.1 3.2.1 需求開發(fā)需求開發(fā)從用戶獲得需求，并整理成文檔。從用戶獲得需求，并整理成文檔。注：分析員與各種層析

5、的客戶進(jìn)行交流，如決策人，具體使注：分析員與各種層析的客戶進(jìn)行交流，如決策人，具體使用人，系統(tǒng)維護(hù)人員等等。用人，系統(tǒng)維護(hù)人員等等。OOA中常采用方法：用例方法獲取需求。中常采用方法：用例方法獲取需求。一一. . 需求獲取需求獲取二二. . 需求分析需求分析對(duì)上階段獲取的需求進(jìn)行分析、提煉，并用相應(yīng)的分析模型對(duì)上階段獲取的需求進(jìn)行分析、提煉，并用相應(yīng)的分析模型描述出來，分析出高質(zhì)量的需求。描述出來，分析出高質(zhì)量的需求。8n需求分析研究的對(duì)象是軟件項(xiàng)目的用戶要求需求分析研究的對(duì)象是軟件項(xiàng)目的用戶要求n準(zhǔn)確地表達(dá)被接受的用戶要求準(zhǔn)確地表達(dá)被接受的用戶要求n確定被開發(fā)軟件系統(tǒng)的系統(tǒng)元素確定被開發(fā)軟件

6、系統(tǒng)的系統(tǒng)元素n將功能和信息結(jié)構(gòu)分配到這些系統(tǒng)元素中將功能和信息結(jié)構(gòu)分配到這些系統(tǒng)元素中n深入描述軟件的功能和性能深入描述軟件的功能和性能n確定軟件設(shè)計(jì)的確定軟件設(shè)計(jì)的約束約束和軟件同其它系統(tǒng)元素的和軟件同其它系統(tǒng)元素的接口接口細(xì)細(xì)節(jié)節(jié)n定義軟件的其它有效性需求定義軟件的其它有效性需求9n從從系統(tǒng)系統(tǒng)的角度來理解軟件并評(píng)審軟件范圍是否恰當(dāng)?shù)慕嵌葋砝斫廛浖⒃u(píng)審軟件范圍是否恰當(dāng)n確定確定對(duì)目標(biāo)系統(tǒng)的綜合要求，即對(duì)目標(biāo)系統(tǒng)的綜合要求，即軟件的需求軟件的需求n提出這些提出這些需求實(shí)現(xiàn)條件需求實(shí)現(xiàn)條件，以及需求應(yīng)達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)，以及需求應(yīng)達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)10問題識(shí)別的另一項(xiàng)工作是問題識(shí)別的另一項(xiàng)工作是建立分析所

7、需要的通信途徑建立分析所需要的通信途徑，以保證能順利地對(duì)問題進(jìn)行需求分析。以保證能順利地對(duì)問題進(jìn)行需求分析。11從從信息流信息流和和信息結(jié)構(gòu)信息結(jié)構(gòu)出發(fā)，出發(fā)，逐步細(xì)化所有的軟件功能逐步細(xì)化所有的軟件功能，找出找出系統(tǒng)各元素之間的聯(lián)系系統(tǒng)各元素之間的聯(lián)系、接口特性接口特性和和設(shè)計(jì)上的約設(shè)計(jì)上的約束束，分析它們是否滿足功能要求，是否合理。剔除其，分析它們是否滿足功能要求，是否合理。剔除其不合理的部分，增加其需要部分。最終綜合成系統(tǒng)的不合理的部分，增加其需要部分。最終綜合成系統(tǒng)的解決方案，給出解決方案，給出目標(biāo)系統(tǒng)的詳細(xì)邏輯模型。目標(biāo)系統(tǒng)的詳細(xì)邏輯模型。n面向數(shù)據(jù)流面向數(shù)據(jù)流的結(jié)構(gòu)化分析方法的結(jié)構(gòu)

8、化分析方法 (SA)(SA)n面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的的JacksonJackson方法方法 (JSD)(JSD)n面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)系統(tǒng)開發(fā)方法的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)系統(tǒng)開發(fā)方法 (DSSD)(DSSD)n面向?qū)ο竺嫦驅(qū)ο蟮姆治龇椒ǖ姆治龇椒?(OOA) (OOA) 等等12 數(shù)據(jù)字典是對(duì)系統(tǒng)所用到的所有數(shù)據(jù)項(xiàng)和結(jié)構(gòu)的定數(shù)據(jù)字典是對(duì)系統(tǒng)所用到的所有數(shù)據(jù)項(xiàng)和結(jié)構(gòu)的定義，以確保開發(fā)人員使用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)定義。義，以確保開發(fā)人員使用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)定義。13n軟件需求說明書軟件需求說明書n數(shù)據(jù)要求說明書數(shù)據(jù)要求說明書n初步的用戶手冊初步的用戶手冊n修改、完善與確定軟件開發(fā)實(shí)施計(jì)劃修改、完善與確定軟

9、件開發(fā)實(shí)施計(jì)劃 注：格式見附錄注：格式見附錄n系統(tǒng)定義的目標(biāo)是否與用戶的要求一致系統(tǒng)定義的目標(biāo)是否與用戶的要求一致; ;n系統(tǒng)需求分析階段提供的文檔資料是否齊全系統(tǒng)需求分析階段提供的文檔資料是否齊全; ;n文檔中的所有描述是否完整、清晰、準(zhǔn)確反映用戶要求文檔中的所有描述是否完整、清晰、準(zhǔn)確反映用戶要求; ;n與所有其它系統(tǒng)成分的重要接口是否都已經(jīng)描述與所有其它系統(tǒng)成分的重要接口是否都已經(jīng)描述; ;14n被開發(fā)項(xiàng)目的數(shù)據(jù)流與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是否足夠，確定被開發(fā)項(xiàng)目的數(shù)據(jù)流與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是否足夠，確定; ;n所有圖表是否清楚，在不補(bǔ)充說明時(shí)能否理解所有圖表是否清楚，在不補(bǔ)充說明時(shí)能否理解; ;n主要功能是否已

10、包括在規(guī)定的軟件范圍之內(nèi)，是否都已主要功能是否已包括在規(guī)定的軟件范圍之內(nèi)，是否都已充分說明充分說明; ;n設(shè)計(jì)的約束條件或限制條件是否符合實(shí)際設(shè)計(jì)的約束條件或限制條件是否符合實(shí)際; ;n開發(fā)的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)是什么開發(fā)的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)是什么; ;n是否考慮過軟件需求的其它方案是否考慮過軟件需求的其它方案; ;n是否考慮過將來可能會(huì)提出的軟件需求是否考慮過將來可能會(huì)提出的軟件需求; ;n是否詳細(xì)制定了檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，它們能否對(duì)系統(tǒng)定義是否成是否詳細(xì)制定了檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，它們能否對(duì)系統(tǒng)定義是否成功進(jìn)行確認(rèn)功進(jìn)行確認(rèn); ;1516 需求管理從形成需求基線開始，分析變更影響并控制變更過程。主要包括變更控制、版本控制和需求跟蹤等

11、活動(dòng)。變更控制就是在一定的程序下有效地實(shí)施整個(gè)變更過程；版本管理保證了在需求文檔中記錄和反映所有的需求變化；需求跟蹤幫助人們?nèi)娴胤治鲎兏鼛淼挠绊?，從而作出正確的變更決策。三者統(tǒng)一起來，真正做到了管理需求變化過程，以及維護(hù)需求變化后的一致性和完整性。 3.2.2 3.2.2 需求管理需求管理171.1.需求變更控制需求變更控制 一些需求的改進(jìn)是合理的且不可避免。 不被控制的變更是項(xiàng)目陷入混亂、不能按進(jìn)度執(zhí)行或軟件質(zhì)量低劣的共同原因，因此，需求變更應(yīng)該實(shí)現(xiàn)以下要求： 應(yīng)仔細(xì)評(píng)估已建議的變更； 挑選合適的人選對(duì)變更做出決定； 變更應(yīng)及時(shí)通知所有涉及的人員； 項(xiàng)目要按一定的程序來采納需求變更。18

12、版本控制是管理需求的一個(gè)必要方面。需求文檔的每一個(gè)版本必須被統(tǒng)一確定，小組內(nèi)每個(gè)成員必須能夠得到需求的當(dāng)前版本，必須清楚地將變更寫成文檔，并及時(shí)通知到項(xiàng)目開發(fā)所涉及的人員。為了盡量減少困惑、沖突、誤傳，應(yīng)僅允許指定的人來更新需求。每一個(gè)公布的需求文檔的版本應(yīng)該包括一個(gè)修正版本的歷史情況，即已做變更的內(nèi)容、變更日期、變更人姓名以及變更原因，可以考慮給每個(gè)需求標(biāo)記上版本號(hào)，當(dāng)修改滿足需求后就增加版本號(hào)。2.2.需求文檔的版本控制需求文檔的版本控制版本控制的最有力方法是用一個(gè)商業(yè)需求管理工具的數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)需求，這些工具可以跟蹤和報(bào)告每個(gè)需求的變動(dòng)歷史，特別是當(dāng)需要恢復(fù)早期的需求時(shí)非常有意義。19當(dāng)某項(xiàng)

13、業(yè)務(wù)需求發(fā)生變化時(shí)，可能會(huì)影響到系統(tǒng)需求和功能需求的變化，并且連帶地影響到設(shè)計(jì)、測試、實(shí)現(xiàn)、項(xiàng)目計(jì)劃等各方面的變化，從而構(gòu)成了一個(gè)跟蹤能力聯(lián)系鏈。如下圖顯示需求跟蹤的任務(wù)：編制每個(gè)需求同系統(tǒng)元素之間的聯(lián)系文檔，這些元素包括別的需求、體系結(jié)構(gòu)、其他設(shè)計(jì)部件、源代碼模塊、測試、幫助文件、文檔等，從而建立了需求的跟蹤聯(lián)系鏈。當(dāng)需求發(fā)生變化時(shí)，使用需求跟蹤可以確保不忽略每個(gè)受到影響的系統(tǒng)元素，實(shí)現(xiàn)需求變更的正確實(shí)施，降低由此帶給項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)等。3.3.需求跟蹤需求跟蹤20業(yè) 務(wù) 需 求系統(tǒng)需求，使用實(shí)例，業(yè)務(wù)規(guī)則及外部接口需求軟件功能需求系統(tǒng)測試項(xiàng)目計(jì)劃任務(wù)體系結(jié)構(gòu)，用戶接口或功能設(shè)計(jì)集成測試代碼單元測

14、試變更需求影響影響影響被實(shí)現(xiàn)被驗(yàn)證被驗(yàn)證被陳述被驗(yàn)證連接到規(guī)格說明依賴另一個(gè)影響21(1).建立了需求的跟蹤聯(lián)系鏈當(dāng)需求發(fā)生變化時(shí)，使用需求跟蹤可以確保不忽略每個(gè)受到影響的系統(tǒng)元素。使用需求跟蹤能力矩陣 分析變更產(chǎn)生的影響CMM:軟件能力成熟度模型的目標(biāo)之一：進(jìn)行需求管理222.需求管理工具 需求管理工具有兩種類型：a.以文檔為核心的b.以數(shù)據(jù)庫核心的23結(jié)構(gòu)化分析方法最早開始于20世紀(jì)60年代末和70年代初。DeMaro在1979年出版的Structured Analysis and System Specification一書中，給出了數(shù)據(jù)流圖等結(jié)構(gòu)化分析工具，并使用數(shù)據(jù)字典和加工說明等作

15、為圖形工具的補(bǔ)充。 3.3 3.3 分析建模分析建模 現(xiàn)在在主導(dǎo)地位的分析方法為：結(jié)構(gòu)化分析方法(SA)和面向?qū)ο蟮姆治龇椒?OOA)本節(jié)主要講SA。2425數(shù)據(jù)字典功能模型數(shù)據(jù)模型行為模型實(shí)體關(guān)系圖數(shù)據(jù)流圖狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖結(jié)構(gòu)化分析導(dǎo)出的分析模型包括數(shù)據(jù)模型、功能模型和行為模型，該模型以“數(shù)據(jù)字典”為核心，它描述了軟件使用的所有數(shù)據(jù)對(duì)象。3.3.1 3.3.1 分析模型分析模型 2627 Entities 例：例： , ,StudentInstructorClass Attributes 例：例： ,NameI D# Relations 例：例：Enrolled inTeach111NMN一.實(shí)體

16、 -聯(lián)系圖(Entity-Relationship Diagram)數(shù)據(jù)模型有三種基本元素：數(shù)據(jù)對(duì)象、屬性、關(guān)系。28InstructorStudentEnrolled inTeachClassI D #I D #NameNameSexSexTitleInstructor IDClass IDGradeStudent IDClass IDCreditI D #Subjectmn1n例如：29二二. .數(shù)據(jù)流圖數(shù)據(jù)流圖數(shù)據(jù)流圖信息流和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。對(duì)加工進(jìn)行細(xì)化獲得數(shù)據(jù)流圖。從數(shù)據(jù)傳遞和加工的角度看，其以圖形的方式刻畫數(shù)據(jù)流從輸入到輸出的傳遞變換過程，描繪信息在系統(tǒng)中流動(dòng)和處理的情況。表示了系統(tǒng)內(nèi)部

17、信息的流向和系統(tǒng)的邏輯處理功能。30313233n為了表達(dá)數(shù)據(jù)處理過程的數(shù)據(jù)加工情況，需要采用為了表達(dá)數(shù)據(jù)處理過程的數(shù)據(jù)加工情況，需要采用層次結(jié)構(gòu)層次結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)流圖。按照系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)進(jìn)行的數(shù)據(jù)流圖。按照系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)進(jìn)行逐逐步分解步分解，并以分層的數(shù)據(jù)流圖反映這種結(jié)構(gòu)關(guān)系，并以分層的數(shù)據(jù)流圖反映這種結(jié)構(gòu)關(guān)系，能清楚地表達(dá)和容易理解整個(gè)系統(tǒng)。能清楚地表達(dá)和容易理解整個(gè)系統(tǒng)。n在多層數(shù)據(jù)流圖中，在多層數(shù)據(jù)流圖中，頂層流圖頂層流圖僅包含一個(gè)加工，它僅包含一個(gè)加工，它代表被開發(fā)系統(tǒng)。它的代表被開發(fā)系統(tǒng)。它的輸入流輸入流是該系統(tǒng)的輸入數(shù)據(jù)，是該系統(tǒng)的輸入數(shù)據(jù)，輸出流輸出流是系統(tǒng)所輸出數(shù)據(jù)是系統(tǒng)所輸出數(shù)

18、據(jù)34353637383940結(jié)構(gòu)化分析過程是創(chuàng)建結(jié)構(gòu)化分析過程是創(chuàng)建數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型、功能模型功能模型和和行為模型行為模型的過程的過程數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型功能模型功能模型行為模型行為模型E-RE-R圖圖DFDDFD圖圖STDSTD圖圖下面結(jié)合學(xué)生成績管理系統(tǒng)的子系統(tǒng)查詢系統(tǒng)，講解如何畫DFD。41（1 1） 第第0 0層層DFDDFD將整個(gè)系統(tǒng)表示成一個(gè)加工；將整個(gè)系統(tǒng)表示成一個(gè)加工； （2 2） 確定并標(biāo)記主要的輸入和輸出；確定并標(biāo)記主要的輸入和輸出；（3 3） 分離出下一層中的加工、數(shù)據(jù)對(duì)象和存儲(chǔ)，并對(duì)其進(jìn)分離出下一層中的加工、數(shù)據(jù)對(duì)象和存儲(chǔ)，并對(duì)其進(jìn)行細(xì)化，一次細(xì)化一個(gè)加工；行細(xì)化，一次細(xì)

19、化一個(gè)加工；（4 4） 標(biāo)記所有加工和箭頭；標(biāo)記所有加工和箭頭；（5 5） 重復(fù)步驟（重復(fù)步驟（3 3）和（）和（4 4），直到所有的加工只執(zhí)行一個(gè)），直到所有的加工只執(zhí)行一個(gè)簡單的操作，可以很容易地用程序?qū)崿F(xiàn)。簡單的操作，可以很容易地用程序?qū)崿F(xiàn)。在該系統(tǒng)中，教務(wù)人員錄入學(xué)生信息、課程信息和成績信息。在該系統(tǒng)中，教務(wù)人員錄入學(xué)生信息、課程信息和成績信息。學(xué)生可以隨時(shí)查詢自己所選課程的成績。學(xué)生在查詢成績時(shí)學(xué)生可以隨時(shí)查詢自己所選課程的成績。學(xué)生在查詢成績時(shí)應(yīng)該具有相應(yīng)的權(quán)限。應(yīng)該具有相應(yīng)的權(quán)限。數(shù)據(jù)流圖是分層繪制的，使自頂向下對(duì)功能分解和細(xì)化的過程。數(shù)據(jù)流圖是分層繪制的，使自頂向下對(duì)功能分解和

20、細(xì)化的過程。42教務(wù)人員0學(xué)生成績管理學(xué)生學(xué)生信息成績課程信息查詢請(qǐng)求查詢結(jié)果圖3.11第0層DFD圖 第0層DFD圖教務(wù)人員維護(hù)學(xué)生信息和課程信息，并登錄學(xué)生的選課成績； 學(xué)生查詢自己的成績單。 431錄入學(xué)生信息2錄入課程信息3登記學(xué)生成績4查詢學(xué)生成績學(xué)生教務(wù)人員成績課程學(xué)生查詢請(qǐng)求查詢結(jié)果成績課程信息學(xué)生信息 第1層DFD圖對(duì)第0層DFD圖中的一個(gè)加工“學(xué)生成績管理”進(jìn)行展開。 444.1合法性檢查4.2查詢成績成績課程學(xué)生合法查詢條件學(xué)生查詢請(qǐng)求查詢條件查詢條件查詢結(jié)果 第第2 2層層DFDDFD圖圖對(duì)第對(duì)第1 1層層DFDDFD圖中的一個(gè)圖中的一個(gè)加工加工“查詢學(xué)生成績查詢學(xué)生成績”進(jìn)行展開。進(jìn)行展開。 45繪制數(shù)據(jù)流圖應(yīng)當(dāng)遵循以下繪制數(shù)據(jù)流圖應(yīng)當(dāng)遵循以下原則原則：（1 1） 分層時(shí)，子圖的輸入、輸出數(shù)據(jù)流必須和父圖中相應(yīng)加分層時(shí)，子圖的輸入、輸出數(shù)據(jù)流必須和父圖中相應(yīng)加工的輸入、輸出數(shù)據(jù)流一致；工的輸入、輸出數(shù)據(jù)流一致；（2 2） 加工的編號(hào)應(yīng)唯一且具有層次性；加工的編號(hào)應(yīng)唯一且具有層次性；（3 3） 加工不應(yīng)該只有輸入或只有輸出，通常既有輸入又有輸加工不應(yīng)該只有輸入或只有輸出，通常既有輸入又有輸出；出；（4 4） 數(shù)據(jù)流圖不應(yīng)反映處理的順序；數(shù)據(jù)流圖不應(yīng)反映處理的順序；（5 5） 加工之間應(yīng)通過