需求分析基础

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1、需求分析基础,3,第三 章,软件需求作为软件生命周期的第一个阶段，其重要性越来越突出，到20世纪80年代中期，逐步形成了软件工程的子领域需求工程。90年代后，需求工程成为软件界研究的重点之一。从1993年起，每两年举办一次需求工程国际研讨会（ISRE），1994年起，每两年举办一次需求工程国际会议（ICRE）。一些关于需求工程的工作小组相继成立，使需求工程的研究得到了迅速进展。,3.1 软件需求工程的基本概念,对系统应该提供的服务和所受到的约束进行理解、分析、建立文档、检验的过程需求工程,1.什么是软件需求工程？ 2.软件需求工程的任务是什么？ 3.需求工程过程 4.软件需求分析方法,软件需求

2、的重要性,软件需求无疑是当前软件工程中的关键问题，没有需求就没有软件。,美国于1995年开始对全国范围内的8000个软件项目进行跟踪调查。,分析失败的原因发现，与需求过程相关的原因占了45%，而其中缺乏最终用户的参与以及不完整的需求又是两大首要原因，各占13%和12%。,未完成,完成未实施,完成,软件需求的困难,软件需求是软件工程中最复杂的过程之一： 应用领域的广泛性，它的实施无疑与各个应用行业的特征密切相关。 非功能性需求建模技术的缺乏，及其与功能性需求有着错综复杂的联系，大大增加了需求工程的复杂性。 沟通上的困难，由于系统分析员、需求分析员等各方面人员有不同的着眼点和不同的知识背景，给需求

3、工程的实施增加了人为的难度。,软 件需 求,软件需求的内容,一、软件需求内容,功能需求它是对系统应该提供的服务、功能以及系统 在特定条件下的行为的描述。它与软件系统的类 型、使用系统的用户等相关，有时需要详细描述 系统的功能、输入/输出、异常等，有时还需要申 明系统不应该做什么。,领域需求是由软件系统的应用领域所决定的特有的功 能需求，或是对功能的约束。,传统需求分析,在传统软件工程生命周期中，涉及需求的阶段称作需求分析。一般来说，需求分析的作用是：定义软件的范围及必须满足的约束；确定软件的功能和性能及与其他系统成分的接口; 建立数据模型、功能模型和行为模型；最终提供需求规格说明，并用于作为评

4、估软件质量的依据。,二、需求工程的活动,需求工程是系统工程和软件工程的一个交叉分支，涉 及到软件系统的目标、软件系统提供的服务、软件系统的 约束和软件系统运行的环境。它还涉及这些因素和系统的 精确规格说明以及系统进化之间的关系。它也提供现实需 求和软件能力之间的桥梁。,需求工程,需求工程的基本活动包括：, 获取需求；深入实际，在充分理解用户需求的基础上，获取系统需求。 需求分析与建模；进行需求建模、对模型或原型进行分析。 确认需求；确保需求说明准确、完整地表达系统的主要特性。 进化需求。客户的需要总是不断（连续）增长的 ，进化需求是必要的。,一、需求获取(requiremente licita

5、tion) 是需求工程的主体。, 缺乏领域知识,应用领域的问题常常是模糊的、不精确的； 存在默认的知识,如难以描述的常识问题； 存在多个知识源,且多知识源之间可能有冲突； 客户可能的偏见，如不能提供或不想告知你所需要了解的事情。,非常困难，主要原因有：,需求获取技术,需求抽取的方法一般有： 1.面谈法 重要而直接，简单的需求获取技术。 2. 问卷调查法 是对面谈法的补充。 3.需求专题讨论会 最有力的需求获取技术。有利 于 培养高效团队。 4. 观察用户的工作流程 适用于用户无法准确表达需求的情况。 5. 原型化方法 6. 基于用例的方法,还有知识工程方法等如：场记分析法、卡片分类法、分类表格

6、技术和基于模型的知识获取等。,面谈的对象主要有用户和领域专家： 1） 面谈前的准备要充分； 2） 面谈后注意认真分析总结； 3） 注意掌握面谈的人际交流技能。,需求获取技术,需求抽取的方法一般有： 1.面谈法 重要而直接，简单的需求获取技术。 2. 问卷法调查法 是对面谈法的补充。 3.需求专题讨论会 最有力的需求获取技术。有利 于 培养高效团队。 4. 观察用户的工作流程 适用于用户无法准确表达需求的情况。 5. 原型化方法 6. 基于用例的方法,是从多个用户中收集需求信息的有效方式 ，一般问卷设计形式： 1）多项选择问题 ； 2）评分问题 ； 3）排序问题 。,需求获取技术,需求抽取的方法

7、一般有： 1.面谈法 重要而直接，简单的需求获取技术。 2. 问卷法调查法 是对面谈法的补充。 3.需求专题讨论会 最有力的需求获取技术。有利 于 培养高效团队。 4. 观察用户的工作流程 适用于用户无法准确表达需求的情况。 5. 原型化方法 6. 基于用例的方法,由开发方和用户方共同召开,操作步骤： 开发方根据双方制定的需求调研计划召开相关需求主题沟通会； 会后开发方整理出需求调研记录提交给用户方确认； 如果此主题还有未明确的问题则再次沟通,否则开始下一主题； 所有需求都沟通清楚后，开发方根据历次需求调研记录整理出用户需求说明书，提交给用户方确认签字。,因此系统应该具备以下功能： 基本数据维

8、护功能 基本业务功能 数据库管理功能 信息查询功能,例1：有一个大学图书管理系统，该系统除了一般的图书管理功能外，还能够为学生和教工从其他图书馆借阅图书和文献资料提供服务。,1. 功能需求 基本数据维护功能：提供使用者录入，修改并进行维护基本数据的途径。基本数据包括读者的信息、图书资料的相关信息，可以对这些信息进行修改，更新。 基本业务功能：读者借、还书籍的登记管理功能，随时根据读者借、还书籍的情况更新数据库系统，如果书籍已经借出，可以进行预留操作，书籍的编目、入库、更新等操作。,数据库管理功能：对所有图书信息及读者信息进行统一管理维护的功能，对书籍的借还也要进行详细的登记，以便协调整个图书馆

9、的运作。 信息查询功能：提供对各类信息的查询功能，如对本图书馆的用户借书信息，还书的信息，书籍源信息，预留信息等进行查询，对其他图书馆的书籍、资料源信息的查询功能。,2.非功能需求 系统安全性需求：为保证系统安全性，对本图书馆的各项功能进行分级、分权限操作，对各类用户进行确认。对其它图书馆借阅图书和文献资料服务控制访问范围：如限IP、限用户等。 对系统可用性的需求：为了方便使用者，要求对所有交互操作提供在线帮助功能。 对系统查询速度的需求：要求系统在20S之内响应查询服务请求。 对系统可靠性的需求：要求系统失败发生率小于1%。,3. 领域需求例如：对“大学图书管理系统”，提出一些与图书管理的业

10、务相关的需求： 图书编目要求按照中国图书馆分类法进行； 由于版权限制，某些文献资料只能在图书馆规定的阅览室阅读，并限制复制和打印。第一条需求是对遵循我国图书管理的规定，执行对图书的分类管理的标准。而第二条需求则是版权法对图书馆文献资料的保护的需要，描述了对一类文献资料有限制的使用和服务。,二、需求分析与建模,需求分析和建模又包含三个层次的工作。 1、需求分析 2、需求建模（分为企业建模、功能需求建模和非功能需求建模等） 3、需求规格说明不同的描述方式。,主要对收集到的需求进行提炼、分析和认真审查，确保所有参加人员取得一致共识。找出错误、遗漏和不足，建立完整的分析模型。,需求分析常用技术,为了降

11、低软件的复杂度，便于对问题的分析和理解，常采用以下技术： 1. 分解 将大问题分解为小问题，通常是自顶而下，不断细化的过程。 2. 抽象 抓住问题的本质特性，从不同抽象层次进行分析，提出解决问题的方案。 3. 多视点 注意从各类开发人员和不同用户的角度考虑问题，才能获得 对系统的全面完整的需求。,三、需求的有效性验证,(一) 需求验证的重要性. 由于需求是软件开发的第一阶段，直接影响后面各阶段的开发。. 需求的可变性必须进行验证。,做什么,怎么做,三、需求的有效性验证,(二) 需求验证的内容1.有效性检查指功能需求是否符合用户所提出的需求。2.一致性检查系统功能描述及约束是否一致。3.完备性检

12、查是否包含所有系统用户的需求和约束。4.可检验性检查是否能设计出一组验证方法，确定了检验的标准。,四、需求管理,需求管理贯穿需求分析全过程，包括:,四、需求管理,需求管理的所有活动中，最重要的是“需求变更管理”，包括:,问题分析和变更描述,变更分析和成本计算,变更实现,需求管理过程需要CASE (Computer Aided Software Engineering) 工具支持。,1. 传统的变化管理基本内容包括软件配置、软件基线和变化审查。 2. 新的管理方法 软件家族法。即软件产品线方法，该方法是源于工业界产品线的概念，关注于一个软件企业如何组织一组具有共性特征的，相似产品的生产，并应用软

13、件复用的相关原理与技术。多视点方法。它可以用于管理不一致性并进行关于变化的推理。是从多个视点出发在软件工具的协助下对需求描述，进行自动需求建模，从而提高需求模型的完整性。,需求变更管理方法,需求工程过程,3.2 需求分析方法,功能分解方法 将系统看作若干功能模块的集合，每个功能又可 以分解为子功能,子功能还可继续分解,分解的结果即 是系统的雏形。,存在问题 1. 需要人工完成 2. 无法对描述的准确度进行验证。 3. 难以适应需求的变化。,1客房预定系统 2前台接待系统 3前台收银系统 4帐务系统 5管家系统 6电话系统 7客历系统 8合约系统 9经理系统 10总经理系统 11密码管理系统 1

14、2报表系统 13帐务报表,酒店管理系统,例：,按照功能分解为以下子系统：,例：盘存/销售系统，用户提出系统应有以下功能: 计算买主订单 准备销售报表 建立买主文件和应收帐发票 运行更新的盘存文件 产生托运单和包装单 保证库存及时订货,计算销售 记录 1.1.1,产生销售 报表1.1.2,核对买主 贷方金额1.1.3,3.2 需求分析方法,结构化分析方法是一种以数据、数据的封闭性为基础，从问题空 间到某种表示的映射方法,由数据流图(DFD图)表示。,3.2 需求分析方法,面向对象的分析方法 面向对象分析方法(OOA)的关键是识别问题域内的对象,分析它们之间的关系,并建立起三类模型。,信息建模法

15、是从数据的角度对现实世界建立系统的信息模型,基本工具是ER图。是由实体、属性和关系组成的网络图。 E-实体，是一个或一组对象；R-关系，实体之间联系或交互作用。,注意：信息建模与面向对象分析的区别！,3.2.1 结构化分析方法,分解：对于一个复杂的系统，为了将复杂性降低到可以掌握的程度，可以把大问题分解成若干小问题，然后分别解决（如右图）。,一、SA法的基本思想 “分解”和“抽象”。,抽象：分解可以分层进行，即先考虑问题最本质的属性，暂把细节略去,以后再逐层添加细节，直至涉及到最详细的内容，这种用最本质的属性表示一个系统的方法就是“抽象”。,基本思想与步骤,三、SA法的描述方法 1、分层的数据流图(DFD图) 2、数据词典 3、描述加工逻辑的结构化语言、判定表及判定树,二、SA法的步骤,深入调查 研究,分析用户需求,用DFD图描述,分析系统需求,用DFD图描述,修改完善DFD图,增添功能,顾客,出版社,验证 订单,汇总 订单,订单,出版社订单,图书目录文件,正确 订单,一批 订单,出版社档案文件,