第3章需求分析

第3章需求分析

本章目標?了解軟件需求和需求分析的基本概念?掌握需求分析的任務、過程、原則?掌握獲得軟件需求的主要方法?掌握編寫規(guī)格說明書的方法?掌握分析建模的方法，能夠理解與應用數(shù)據(jù)流圖、實體-聯(lián)系圖和狀態(tài)轉換圖準確地說，系統(tǒng)必須做什么？問題內(nèi)容線索需求分析的任務需求分析的步驟分析建模與規(guī)格說明實體-聯(lián)系圖狀態(tài)轉換圖其他圖形工具驗證軟件需求軟件需求

軟件需求是(1)用戶解決問題或達到目標所需的條件或權能(Capability)。(2)系統(tǒng)或系統(tǒng)部件要滿足合同、標準、規(guī)范或其它正式規(guī)定文檔所需具有的條件或權能。

(3)一種反映上面(1)或(2)所描述的條件或權能的文檔說明。（IEEE軟件工程標準詞匯表(1997年)中定義）需求分析的基本任務基本任務是準確地回答“系統(tǒng)必須做什么?”“分析軟件需求和書寫軟件需求規(guī)格說明書”需求分析方法所遵循的準則理解并描述問題的信息域=>建立數(shù)據(jù)模型。定義軟件應完成的功能=>建立功能模型。描述作為外部事件結果的軟件行為=>建立行為模型。必須對描述信息、功能和行為的模型進行分解，用層次的方式展示細節(jié)。確定系統(tǒng)要求…需求層次：業(yè)務需求用戶需求功能與非功能需求業(yè)務需求(businessrequirement)反映了組織機構或客戶對系統(tǒng)、產(chǎn)品高層次的目標要求，它們在項目視圖與范圍文檔中予以說明。用戶需求(userrequirement)描述了用戶使用產(chǎn)品必須要完成的任務，這在使用實例(usecase)文檔或方案腳本(scenario)說明中予以說明。功能需求(functionalrequirement)定義了開發(fā)人員必須實現(xiàn)的軟件功能，使得用戶能完成他們的任務，從而滿足了業(yè)務需求。確定系統(tǒng)要求…非功能性需求性能需求指定系統(tǒng)必須滿足的定時約束或容量約束（響應時間、信息量速率、安全性等）?？煽啃院涂捎眯孕枨罂煽啃孕枨蠖康刂付ㄏ到y(tǒng)的可靠性（一個月不能出現(xiàn)2次以上的故障）可用性量化用戶可以使用系統(tǒng)的程度（至少一臺機器可用，不可用時間不超過總時間的2%）出錯處理需求說明系統(tǒng)對環(huán)境錯誤（即不是由本應用系統(tǒng)造成的錯誤）應該怎樣響應。（本身的錯誤應該盡量避免）確定系統(tǒng)要求…接口需求描述應用系統(tǒng)與它的環(huán)境通信的格式。例如：用戶接口需求、硬件接口需求、軟件接口需求、通信接口需求。約束設計或實現(xiàn)應用系統(tǒng)時因遵守的限制條件。例如：精度；工具或語言約束、應該采用的標準、應該使用的硬件平臺。逆向需求說明系統(tǒng)不應該做什么。僅選取那些能澄清真實需求且可消除可能發(fā)生的誤解的逆向需求。未來需求應明確列出那些不屬于當前系統(tǒng)范疇，但將來很可能會提出來的要求。以便在設計中對將來可能的擴充或修改預做準備?！浖枨髮嵗频晗到y(tǒng)接待員會計系統(tǒng)客人服務員業(yè)務（域）需求客人預定客人入住客人退房換房提交服務記錄用戶（產(chǎn)品）需求查找空閑客房記錄客人信息查找客人數(shù)據(jù)記錄預定數(shù)據(jù)記錄入住數(shù)據(jù)……需求分析的其他任務分析系統(tǒng)的數(shù)據(jù)要求任何系統(tǒng)本質上都是信息處理系統(tǒng)。系統(tǒng)必須處理的信息和系統(tǒng)應該產(chǎn)生的信息很大程度上決定了系統(tǒng)的面貌，并進而影響軟件設計。數(shù)據(jù)分析采用建立數(shù)據(jù)模型的方法。（后面章節(jié)會有相應的描述）導出系統(tǒng)的邏輯模型（數(shù)據(jù)流圖、數(shù)據(jù)字典等）修正系統(tǒng)開發(fā)計劃小結：需求分析的具體任務具體任務確定對系統(tǒng)的綜合要求功能需求、性能需求、可靠性和可用性需求、出錯處理需求、接口需求、約束、逆向需求、擴展需求分析系統(tǒng)的數(shù)據(jù)要求導出系統(tǒng)的邏輯模型修正系統(tǒng)開發(fā)計劃內(nèi)容線索需求分析的任務需求分析的步驟分析建模與規(guī)格說明實體-聯(lián)系圖狀態(tài)轉換圖其他圖形工具驗證軟件需求需求分析的步驟需求獲取：問題識別需求提煉：分析建模(導出軟件邏輯模型)需求描述：編寫<需求規(guī)格說明書>需求驗證：需求分析評審涉及的問題1如何識別、獲取需求?你能夠何種手段與用戶進行交流溝通?涉及的問題2何為需求建模?你如何理解模型與建模?需求獲取需求的來源與用戶交流、文檔、當前系統(tǒng)獲取方法訪談正式訪談和非正式訪談，調查表、情景分析技術面向數(shù)據(jù)流自頂向下求精（細化到元素級）簡易的應用規(guī)格說明技術（用戶與開發(fā)人員開會共同確定需求）快速建立軟件原型（實現(xiàn)用戶看得見的功能。最準確有效的需求分析技術）面向數(shù)據(jù)流自頂向下求精任何信息處理系統(tǒng)的基本功能都是把輸入數(shù)據(jù)轉變成需要的輸出信息數(shù)據(jù)是分析的出發(fā)點結構化分析方法（簡稱SA方法）就是面向數(shù)據(jù)流自頂向下逐步求精進行需求分析的方法內(nèi)容線索需求分析的任務需求分析的步驟分析建模與規(guī)格說明實體-聯(lián)系圖狀態(tài)轉換圖其他圖形工具驗證軟件需求需求提煉：分析建模通過對現(xiàn)實環(huán)境的調查，

獲得當前系統(tǒng)的物理模型去掉具體模型中的非本質因素，

抽取現(xiàn)實系統(tǒng)的實質，抽象出當前系統(tǒng)的邏輯模型。分析當前系統(tǒng)與目標系統(tǒng)的差別，

建立目標系統(tǒng)的邏輯模型對目標系統(tǒng)的邏輯模型進行改進與優(yōu)化需求分析的驗證需求提煉：分析建模（例）

例如：需求提煉：分析建模（例）分析建模所謂模型，就是為了理解事物而對事物做出的一種抽象，是對事物的一種無歧義的書面描述模型由一組圖形符號和組織這些符號的規(guī)則組成三種模型功能模型數(shù)據(jù)流圖(DataFlowDiagram)數(shù)據(jù)模型實體-聯(lián)系圖(Entity-RelationDiagram)行為模型狀態(tài)轉換圖（StateTransitionDiagram）結構化分析模型的組成數(shù)據(jù)流圖

(DFD)E-R圖狀態(tài)轉換圖(STD圖)加工說明數(shù)據(jù)對象說明數(shù)據(jù)字典（DD）控制說明需求描述：規(guī)格說明規(guī)格說明文檔或規(guī)約(specifications)明確地描述產(chǎn)品的功能，即明確說明產(chǎn)品做什么，并且列出產(chǎn)品要滿足的任何約束。包括產(chǎn)品的輸入和要求的輸出正規(guī)的有法律效力的文檔，不能包括不嚴密的術語對于測試與維護都是必需的規(guī)格說明一定要避免不明確，二義性(Ambiguous)不完整(Incomplete)矛盾的(Contradictory)不可行實例“它”指什么？零件記錄還是工廠記錄？還是數(shù)據(jù)庫呢？從數(shù)據(jù)庫中讀出一個零件記錄和一個工廠記錄，如果它包括字母A、字母A后面緊跟著字母Q，則計算將那個零件運輸?shù)侥莻€工廠所需要的花費。如果輸入數(shù)據(jù)有錯，那么規(guī)格說明文檔可能不會指明要采取什么行動。二義性矛盾有一個控制發(fā)酵過程的軟件產(chǎn)品，在該產(chǎn)品的規(guī)格說明文檔中寫到，如果壓力超過35psi(磅/平方英寸)，則必須立即關閉閥門M17。而在文檔的另外地方卻指出，如果壓力超過35psi，則立刻向操作員報警，僅僅當操作員在30秒鐘內(nèi)沒有采取補救行動時，閥門M17才自動關閉。不完整需求分析規(guī)格說明書

文檔編號：

版本號：

文檔名稱：項目名稱：項目負責人：

年月日編寫：核對：審核：批準：開發(fā)單位：

需求分析規(guī)格說明書⑴系統(tǒng)規(guī)格說明：

系統(tǒng)概貌功能要求

性能要求運行要求

可能增加的要求

DFD

IPO⑵數(shù)據(jù)要求：

DD

Hierarchy或WarnierDiagram

（描述數(shù)據(jù)層次結構的圖形工具）⑶用戶系統(tǒng)描述

——初步用戶手冊：從用戶的觀點考慮系統(tǒng)

系統(tǒng)功能、性能

使用與步驟等⑷修正的開發(fā)計劃：

成本估計資源使用計劃

進度計劃內(nèi)容線索需求分析的任務與用戶溝通獲取需求的方法分析建模與規(guī)格說明實體-聯(lián)系圖狀態(tài)轉換圖其他圖形工具驗證軟件需求實體聯(lián)系圖是一種概念性數(shù)據(jù)模型。對象：可由一組屬性來定義的實體。屬性：對象或聯(lián)系所具有的性質。聯(lián)系：對象之間相互連接的方式?；疽c：

用矩形框表示實體型用橢圓框表示實體的屬性用菱形框表示實體間的聯(lián)系1：1一對一1：m一對多m：n多對多實例ME-R圖：

商店

商品

職工聘用經(jīng)營銷售職工號姓名性別價格產(chǎn)地商品名商品號商店號商店名地址經(jīng)理月銷量1nmnmm來店時間對應的關系模式如下

商店（商店號,商店名,地址,經(jīng)理）職工（職工號,姓名,性別,商店號,來店時間）商品（商品號,商品名,產(chǎn)地,價格)銷售（職工號,商品號,銷售數(shù)量）經(jīng)營（商品號,商店號，月銷量）數(shù)據(jù)規(guī)范化范式（normalforms,NF）：定義消除數(shù)據(jù)冗余的程度。1NF冗余度最大，5NF冗余度最小隨著NF的提高：1）存儲同樣的數(shù)據(jù)需要更多的表；2）數(shù)據(jù)存儲結構與現(xiàn)實問題域的結構間越不匹配。3）需要訪問的表增多使性能下降。1NF:每個屬性值必須為原子值2NF:在1NF基礎上，每個非關鍵字屬性由整個關鍵字決定（而不是由關鍵字的一部分決定）3NF:在2NF基礎上，每個非關鍵字屬性都僅由關鍵字決定，且非關鍵字屬性不能僅僅是對另一個非關鍵字屬性的進一步描述。（消除非關鍵字屬性之間的函數(shù)依賴）大多數(shù)場合要求選用3NF。內(nèi)容線索需求分析的任務與用戶溝通獲取需求的方法分析建模與規(guī)格說明數(shù)據(jù)流圖實體-聯(lián)系圖狀態(tài)轉換圖其他圖形工具驗證軟件需求狀態(tài)轉換圖…通過描繪系統(tǒng)的狀態(tài)及引起系統(tǒng)狀態(tài)轉換的事件，來表示系統(tǒng)的行為狀態(tài)任何可以被觀察到的系統(tǒng)行為模式，一個狀態(tài)代表系統(tǒng)的一種行為模式狀態(tài)規(guī)定了系統(tǒng)對事件的響應方式初態(tài)(即初始狀態(tài))、終態(tài)(即最終狀態(tài))和中間狀態(tài)事件在某個特定時刻發(fā)生的事情，它是對引起系統(tǒng)做動作或(和)從一個狀態(tài)轉換到另一個狀態(tài)的外界事件的抽象即：引起系統(tǒng)做動作或（和）轉換狀態(tài)的控制信息。行為指對象達到某種狀態(tài)時所做的一系列處理操作…狀態(tài)轉換圖…符號活動表事件名(參數(shù)表)/動作表達式事件：entry，exit和do事件表達式事件說明［守衛(wèi)條件］／動作表達式事件說明：事件名(參數(shù)表)初態(tài)終態(tài)中間狀態(tài)電梯的狀態(tài)轉換圖向上移動do/到第f層空閑do/增加TimerTimer=0向下移動do/到第f層在第一層上樓（f

）下樓（f

）[Timer=超時值]/下樓（第一層）到達上樓（f

）到達取消預定入住預訂空閑占用維修維修完成退房換房入住換房創(chuàng)建客房的狀態(tài)轉換圖白方黑方將死僵持僵持將死黑方勝平局白方勝黑方走開始白方走象棋比賽狀態(tài)轉換圖內(nèi)容線索需求分析的任務與用戶溝通獲取需求的方法分析建模與規(guī)格說明數(shù)據(jù)流圖實體-聯(lián)系圖狀態(tài)轉換圖其他圖形工具驗證軟件需求層次方框圖用樹型結構描繪數(shù)據(jù)的層次結構（信息分類）?！瓕哟畏娇驁D層次結構圖（層次圖）文件管理錄入案卷管理借閱管理打印報表備份┅排序修改刪除插入檔案管理系統(tǒng)┅┅層次方框圖與層次結構圖的區(qū)別層次方框圖:描述系統(tǒng)數(shù)據(jù)的層次結構。圖中的連線表示數(shù)據(jù)的組成關系。層次結構圖:(層次圖、功能模塊圖)描述系統(tǒng)的軟件結構。圖中的連線表示模塊的調用關系。Warnier圖可以表明信息的邏輯組織。⊕

操作系統(tǒng)（P1）

編譯程序（P2）軟件產(chǎn)品應用軟件系統(tǒng)軟件軟件工具

測試程序（P4）編輯程序（P3）表示同一類信息

異或:表明在一定條件下才出現(xiàn)，而且上、下方不能同時出現(xiàn)，代表每種軟件的數(shù)量

IPO圖是一種描繪輸入數(shù)據(jù)、對數(shù)據(jù)的處理和輸出數(shù)據(jù)之間關系的圖形工具。

舊的主文件

事務文件1校驗主記錄2校驗事務記錄3更新主記錄有效的主記錄有效的事務記錄更新后的主文件輸出輸入處理IPO圖描繪的不是數(shù)據(jù)結構,而是算法與輸入輸出數(shù)據(jù)之間的關系,以及算法處理的過程。改進的IPO圖（表）：增