【正文】 模型。（2）抽象出當(dāng)前系統(tǒng)的邏輯模型。（1）獲得當(dāng)前系統(tǒng)的物理模型。它是軟件實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。對(duì)于那些無法實(shí)現(xiàn)的要求應(yīng)向用戶做充分的解釋，以求得諒解。需求分析階段研究的對(duì)象是軟件項(xiàng)目的用戶要求。需求分析所要做的工作是深入描述軟件的功能和性能，確定軟件設(shè)計(jì)的限制和軟件同其他系統(tǒng)元素的接口細(xì)節(jié)。該過程將軟件設(shè)計(jì)階段所確定的軟件范圍（工作域）逐步細(xì)化到可詳細(xì)定義的程度，并分析出各種不同的軟件元素，然后為這些元素找到可行的解決方法。它同時(shí)也給出了整個(gè)軟件生命周期的基本成本預(yù)算的進(jìn)度安排。二是項(xiàng)目最后的交付日期由軟件機(jī)構(gòu)自已確定，可以從最佳的利用各種資源的角度出發(fā)來分配工作量，項(xiàng)目最后的交付日期經(jīng)過對(duì)軟件各部分仔細(xì)分析后才確定。軟件計(jì)劃由兩項(xiàng)任務(wù)組成:分析和估算。根據(jù)可行性研究結(jié)果要做出的決定是:是否繼續(xù)按預(yù)定目標(biāo)進(jìn)行這項(xiàng)開發(fā)工程，可行性分析人員必須清楚地表明他對(duì)這個(gè)關(guān)鍵性決定的建議。技術(shù)可行性的估計(jì)，需要有經(jīng)驗(yàn)的人員去完成。估計(jì)開發(fā)費(fèi)用以及新系統(tǒng)可能帶來的收益，將兩者進(jìn)行權(quán)衡，看結(jié)果是否可以接受。并不是所有問題都有簡單明顯的解決辦法，事實(shí)上，許多問題不能在預(yù)定的系統(tǒng)規(guī)模之內(nèi)解決。通過對(duì)系統(tǒng)的實(shí)際用戶和使用部門負(fù)責(zé)人的訪問調(diào)查，分析員扼要地寫出他對(duì)問題的理解，并在使用部門負(fù)責(zé)人的會(huì)議上認(rèn)真討論這份書面報(bào)告，澄清含糊不清的地方，改正理解不正確的地方，最后得出一份雙方都滿意的文檔。因此，問題定義的來源是用戶。問題定義階段必須回答的關(guān)鍵問題:“軟件要解決的問題是什么?”如果不知道問題是什么就試圖解決這個(gè)問題，顯然是盲目的，只會(huì)白白浪費(fèi)時(shí)間和金錢，最終得出的結(jié)果很可能是毫無意義的。有許多大、中型項(xiàng)目都采用了這種方法進(jìn)行開發(fā)并取得了顯著的成果。（五） 軟件開發(fā)環(huán)境軟件工程環(huán)境或稱軟件開發(fā)環(huán)境是全面支持軟件開發(fā)全過程的軟件工具集合。同時(shí)，軟件開發(fā)方法的有效應(yīng)用也必須得到相應(yīng)工具的支持，否則方法將難以有效的實(shí)施。（四） 軟件開發(fā)工具早期的軟件開發(fā)除了一般的程序設(shè)計(jì)語言外尚缺少工具的支持，致使編程工作量大，質(zhì)量和進(jìn)度卻難以保證，導(dǎo)致人們將很多的精力和時(shí)間花費(fèi)在程序的編制和調(diào)試上。有的適用于并發(fā)軟件系統(tǒng)，如PETRI網(wǎng)方法?，F(xiàn)在流行的方法有多種，它們的適用范圍也各不相同。但是70年代中期，軟件工作者認(rèn)識(shí)到編寫程序僅僅是軟件開發(fā)的一個(gè)環(huán)節(jié)，而合理地建立系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比編定程序更為重要。圖中的虛線部分表示在某一階段發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，其錯(cuò)誤可能是由上一階段造成的，因此開發(fā)過程可能要反饋到上一階段。（二） 軟件開發(fā)模型為了指導(dǎo)軟件的開發(fā)，用不同的方式將軟件生存周期中的所有開發(fā)活動(dòng)組織起來，形成不同的軟件開發(fā)模型。軟件維護(hù)階段的參加人員是維護(hù)人員，該階段產(chǎn)生的文檔有維護(hù)計(jì)劃和維護(hù)報(bào)告。引起修改軟件的原因主要有三種:一是在軟件運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)了軟件中隱藏的錯(cuò)誤而修改軟件。（3）軟件測試軟件測試的任務(wù)是發(fā)現(xiàn)軟件中的錯(cuò)誤，并加以糾正。設(shè)計(jì)階段產(chǎn)生的文檔有設(shè)計(jì)規(guī)約（design specification），也稱為設(shè)計(jì)說明書，它也可分為概要設(shè)計(jì)說明書和詳細(xì)設(shè)計(jì)說明書。（1）軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)通常還可分成概要設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)。需求分析階段的參加人員有用戶、項(xiàng)目負(fù)責(zé)人系統(tǒng)分析員。（2）軟件項(xiàng)目計(jì)劃軟件項(xiàng)目計(jì)劃的任務(wù)是確定待開發(fā)軟件的目標(biāo)，對(duì)其進(jìn)行可行性分析，并對(duì)資源分配、進(jìn)度安排等做出合理的計(jì)劃。（1）系統(tǒng)分析這里講的系統(tǒng)是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，包括計(jì)算機(jī)硬件、軟件和使用計(jì)算機(jī)的人。（一） 軟件生存周期如同人的一生要經(jīng)歷嬰兒期、少年期、老年期直至死亡這樣一個(gè)全過程一樣，任何一個(gè)軟件產(chǎn)品或軟件系統(tǒng)也都要經(jīng)歷軟件定義、軟件開發(fā)、軟件維護(hù)直至被淘汰這樣一個(gè)全過程，我們把軟件的這一全過程稱為軟件生存周期。此外，由于軟件開發(fā)時(shí)缺少好的方法指導(dǎo)和工具輔助，同時(shí)又缺少有關(guān)的文檔，使得大量已有的軟件難以維護(hù)。一、軟件工程基本概念早期的軟件主要指程序。軟件工程自從1968年首次提出軟件工程一詞以來，軟件工程已成為計(jì)算機(jī)軟件的一個(gè)重要分支和研究方向。程序的開發(fā)采用個(gè)體工作方式，開發(fā)工作主要依賴于開發(fā)人員的個(gè)人技能和程序設(shè)計(jì)技巧。上述這些問題嚴(yán)重地阻礙了軟件的發(fā)展，20世紀(jì)60年代中期，人們把上述軟件開發(fā)和維護(hù)中的各種問題稱為“軟件危機(jī)”。軟件定義、軟件開發(fā)、軟件維護(hù)等階段還可分為若干個(gè)階段，每個(gè)階段相對(duì)獨(dú)立又彼此有聯(lián)系，上一階段的工作結(jié)果是下一階段工作的依據(jù)，下一階段是上一階段的進(jìn)化，它更接近于問題的解。系統(tǒng)分析的任務(wù)是確定待開發(fā)軟件的總體要求和適用范圍，以及與之有關(guān)的硬件、支撐軟件的要求。軟件項(xiàng)目計(jì)劃階段的參加人員有用戶、項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、系統(tǒng)分析員。該階段產(chǎn)生的文檔有需求規(guī)約（requirements specification），習(xí)慣上稱它為需求規(guī)格說明書。概要設(shè)計(jì)的任務(wù)是模塊分解，確定軟件的結(jié)構(gòu)，模塊的功能和模塊間的接口，以及全局?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。根據(jù)需要還可產(chǎn)生數(shù)據(jù)說明書和模塊開發(fā)卷宗。軟件測試階段的參加人員通常由另一部門（或單位）的高級(jí)程序員或系統(tǒng)分析員承擔(dān)，該階段產(chǎn)生的文檔有軟件測試計(jì)劃和軟件測試報(bào)告。二是為了適應(yīng)變化了的環(huán)境而修改軟件。目前，軟件生存周期各階段的劃分尚不統(tǒng)一，有的分得粗些，有的分得細(xì)些。常見的軟件開發(fā)模型有瀑布模型、演化模型、螺旋模型、噴泉模型等。在瀑布模型中，各階段結(jié)束后，都要進(jìn)行嚴(yán)格的評(píng)審。所以研究的重點(diǎn)前移到設(shè)計(jì)階段，出現(xiàn)了設(shè)計(jì)階段的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)（SD）方法和JACKSON等方法，到了70年代后期，人們又發(fā)現(xiàn)事先對(duì)用戶的要求進(jìn)行分析更為重要，故又把重點(diǎn)前移到分析階段。有的適用于一般的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，如SA、SD（兩者統(tǒng)稱為結(jié)構(gòu)化分析與設(shè)計(jì)方法，即Yourdon方法）、JACKSON方法。作為90年代代表作的面向?qū)ο蠓椒?，其?yīng)用已幾乎遍布各個(gè)領(lǐng)域。相比之下，在更重要的軟件的需求和設(shè)計(jì)上反而得不到必要的精力和時(shí)間投入。工具的完善和發(fā)展將促進(jìn)軟件開發(fā)的進(jìn)步和完善。這些軟件工具按照一定的方法或模式組合起來，并能支持軟件開發(fā)生命周期的各個(gè)階段和各項(xiàng)任務(wù)的完成。瀑布模型的的軟件生命周期可劃分七個(gè)階段:系統(tǒng)需求分析、軟件需求分析、概要分析、詳細(xì)設(shè)計(jì)、編碼、測試和運(yùn)行維護(hù)。盡管確切地定義問題的必要性是十分明顯的，但是在實(shí)踐中它卻可能是最常被忽視的一個(gè)步驟。通過問題定義階段的工作，系統(tǒng)分析員應(yīng)該提出關(guān)于問題性質(zhì)、工程目標(biāo)和規(guī)模的書面報(bào)告。當(dāng)用戶的要求不是很多并且不太復(fù)雜時(shí)，一兩個(gè)分析員用上一兩天就可以完成這一工作了。如果問題沒有可行的解，那么花費(fèi)在這項(xiàng)開發(fā)工程上的任何時(shí)間、資源、人力和經(jīng)費(fèi)和都是無謂的浪費(fèi)。（2）技術(shù)可行性。（3）操作可行性。如果認(rèn)為值得繼續(xù)進(jìn)行這項(xiàng)開發(fā)工程，則應(yīng)提供選擇一種最好的解法并說明理由。分析是對(duì)系統(tǒng)內(nèi)各軟件功能的界限的劃定。在多數(shù)項(xiàng)目中，遇到的往往是第一種情況。（二） 軟件需求分析軟件需求分析工作是軟件生存期中重要的一步，也是決定性的一步。制定軟件的需求規(guī)格說明不只是軟件開發(fā)人員的事，用戶也起著至關(guān)重要的作用。定義軟件的其他有效性需求。需要注意的是，必須理解用戶的各項(xiàng)要求，但又不能全盤接受所有的要求。準(zhǔn)確地表達(dá)所接受的用戶要求，是需求分析的另一個(gè)重要方面。但是目標(biāo)系統(tǒng)的具體物理模型是由它的邏輯模型經(jīng)實(shí)例化，即具體到某個(gè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域而得到的。當(dāng)前系統(tǒng)可能是需要改進(jìn)的某個(gè)已在計(jì)算機(jī)運(yùn)行的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，也可能是一個(gè)人工的數(shù)據(jù)處理過程。在理解當(dāng)前系統(tǒng)“怎樣做”的基礎(chǔ)上，抽取其“做什么”的本質(zhì)，從而從當(dāng)前系統(tǒng)的物理模型抽象出當(dāng)前系統(tǒng)的邏輯模型。（4）為了對(duì)目標(biāo)系統(tǒng)做完整的描述，還需要對(duì)得到的邏輯模型做一些補(bǔ)充。這些細(xì)節(jié)包括系統(tǒng)的啟動(dòng)和結(jié)束、出錯(cuò)處理、系統(tǒng)的輸入輸出和系統(tǒng)性能方面的需求。（1）問題識(shí)別首先系統(tǒng)分析人員要研究計(jì)劃階段產(chǎn)生的可行性分析報(bào)告（如果有的話）和軟件項(xiàng)目實(shí)施計(jì)劃。也就是要求所開發(fā)軟件做什么，做到什么程度。?環(huán)境需求:這是對(duì)軟件系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)所處環(huán)境的要求。?可靠性需求:各種軟件在運(yùn)行時(shí)，失效的影響各不相同。?用戶界面需求:軟件與用戶界面的友好性是用戶能夠方便、有效、愉快地使用該軟件的關(guān)鍵之一。?軟件成本消耗與開發(fā)進(jìn)度需求:在軟件項(xiàng)目立項(xiàng)后，要根據(jù)合同規(guī)定，對(duì)軟件開發(fā)的進(jìn)度和步驟的費(fèi)用提出要求，作為開發(fā)管理的依據(jù)。?功能性需求是人們普遍關(guān)注的，但常常忽視對(duì)非功能性需求的分析。然后從軟件系統(tǒng)特性和用戶目標(biāo)出發(fā)，做市場調(diào)查和現(xiàn)場考察。分析員必須與用戶、軟件開發(fā)機(jī)構(gòu)的管理部門、軟件開發(fā)組的人員建立聯(lián)系。分析員需從數(shù)據(jù)流和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)出發(fā)，逐步細(xì)化所有的軟件功能，找出系統(tǒng)各元素之間的聯(lián)系、接口特性和設(shè)計(jì)上的限制，分析它們是否滿足功能要求，是否合理。在這個(gè)步驟中，分析和綜合工作反復(fù)地進(jìn)行。這些方法都采用圖文結(jié)合的方式，可以直觀地描述軟件的邏輯模型。此外，依據(jù)在需求分析階段對(duì)系統(tǒng)的進(jìn)一步分析，從目標(biāo)系統(tǒng)的精細(xì)模型出發(fā)，可以更確切地估計(jì)所開發(fā)項(xiàng)目的成本與進(jìn)度，從而修改、完善與確定軟件開發(fā)的實(shí)施計(jì)劃。?文檔中的所有描述是否完整、清晰、準(zhǔn)確所反映用戶要求。?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。?是否考慮過將來可能會(huì)提出的軟件需求。?軟件開發(fā)計(jì)劃中的估算是否受到了影響。通常，評(píng)審的結(jié)果都包括了一些修改意見，待修改完成后再經(jīng)評(píng)審?fù)ㄟ^，才可進(jìn)入設(shè)計(jì)階段。對(duì)于計(jì)算機(jī)程序處理的數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)域應(yīng)包括數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)內(nèi)容和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)內(nèi)容即數(shù)據(jù)項(xiàng)。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)即各種數(shù)據(jù)項(xiàng)的邏輯組織。在需求分析階段，軟件的功能域和信息域都能做進(jìn)一步的分解。但如果繼續(xù)分解，把某些子功能又分解為小的子功能，某個(gè)小的子功能又分解為更小的功能，這就屬于縱向分解了。類似的，系統(tǒng)中檢查庫存的功能只關(guān)心庫存文件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，而不關(guān)心在計(jì)算機(jī)中的具體存儲(chǔ)方式。需求分析方法由對(duì)軟件的數(shù)據(jù)域和功能域的系統(tǒng)分析過程及其表示方法組成。通常，一種需求分析方法總要利用其中的一種或幾種屬性。所有的方法都直接或間接地涉及到數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)內(nèi)容或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)域的屬性。（3）接口的定義接口的說明通常是數(shù)據(jù)表示和功能表示的直接產(chǎn)物。例如，無論使用哪種分析方法，都能表示“計(jì)算職工每月工資”之類的功能，并在這個(gè)抽象層次上操縱這個(gè)功能。通常，同一種表示法既可用來表示邏輯視圖，也可用來表示物理視圖?；蛘呖梢哉J(rèn)為，系統(tǒng)模型在分析員頭腦中形成，直接由分析員寫成規(guī)格說明。對(duì)于數(shù)據(jù)通信軟件，中心問題是數(shù)據(jù)傳送和過程控制，實(shí)現(xiàn)算法簡單，采用數(shù)據(jù)流模型比較合適。系統(tǒng)模型的建立是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界中存在的有關(guān)實(shí)體和活動(dòng)的抽象和精化，其建立過程包括觀察分析、模型表示和模型檢查3個(gè)階段。這種建立系統(tǒng)模型并模擬執(zhí)行和檢查的方法叫做系統(tǒng)原型開發(fā)。例如，結(jié)構(gòu)化分析與設(shè)計(jì)技術(shù)（Structured Analysis and Design Technique，SADT）、面向?qū)ο蠹夹g(shù)（ObjectOreinted Technique，OOT）、IDEF方法等。根據(jù)DeMarco的論述，結(jié)構(gòu)化分析方法使用的工具有:數(shù)據(jù)流圖、數(shù)據(jù)詞典、結(jié)構(gòu)化英語、判定表、判定樹。數(shù)據(jù)流圖從數(shù)據(jù)傳遞和加工的角度，以圖形的方式刻畫數(shù)據(jù)流從輸入到輸出的移動(dòng)變換過程。同一數(shù)據(jù)流圖上不能有同名的數(shù)據(jù)流。文件在數(shù)據(jù)流圖中起保存數(shù)據(jù)的作用，因而稱為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)（Data Store）。由于它在圖中的出現(xiàn)僅僅是一個(gè)符號(hào)，并不需要以軟件的形式進(jìn)行設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，因而，它只是數(shù)據(jù)流圖的外圍環(huán)境中的實(shí)體，故稱外部實(shí)體。為表達(dá)稍為復(fù)雜的實(shí)際問題需要按照問題的層次結(jié)構(gòu)進(jìn)行逐步分解，并以分層的數(shù)據(jù)流圖反映這種結(jié)構(gòu)關(guān)系。如果這個(gè)數(shù)據(jù)處理包括3個(gè)子系統(tǒng)，就可以畫出表示這3個(gè)子系統(tǒng)3的加工及其相關(guān)的數(shù)據(jù)流。僅以DF/2為例，其中的4個(gè)加工的編號(hào)均可聯(lián)系到其上層圖中的子系統(tǒng)2。頂層流圖僅包含一個(gè)加工，它代表被開發(fā)系統(tǒng)。中間層流圖則表示對(duì)其上層父圖的細(xì)化。具體步驟可按如下來做。③在圖的邊上畫出系統(tǒng)的外部實(shí)體。（5）進(jìn)行檢查和修改的原則①數(shù)據(jù)流圖上所有圖形符號(hào)只限于前述四種基本圖形元素。⑤在數(shù)據(jù)流圖中，需按層給加工框編號(hào)。⑦圖上每個(gè)元素都必須有名字。⑨初畫時(shí)可以忽略瑣碎的細(xì)節(jié)，以集中精力于主要數(shù)據(jù)流。數(shù)據(jù)詞典的任務(wù)是對(duì)于數(shù)據(jù)流圖中出現(xiàn)的所有被命名的圖形元素在數(shù)據(jù)詞典中作為一個(gè)詞條加以定義，使得每一個(gè)圖形元素的名字都有一個(gè)確切的解釋。①數(shù)據(jù)流詞條描述數(shù)據(jù)流是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在系統(tǒng)內(nèi)傳播的路徑。數(shù)據(jù)流組成:數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。其描述需要以下信息:數(shù)據(jù)元素名類型:數(shù)字（離散值，連續(xù)值），文字S（編碼類型）。數(shù)據(jù)元素的取值可分?jǐn)?shù)字型與文字型。對(duì)于文字型，需給予編碼類型，文字值需加以定義。簡述:存放的是什么數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)方式:順序，直接，關(guān)鍵碼。主要描述有。輸入數(shù)據(jù)流。如果過多就缺少獨(dú)立性，人—機(jī)界面太復(fù)雜，這時(shí)就要考慮減少，提高系統(tǒng)獨(dú)立性。有關(guān)數(shù)據(jù)流。都需要參考數(shù)據(jù)詞典進(jìn)行設(shè)計(jì)、修改和查詢。這種定義方法是自頂向下，逐級(jí)給出定義式，直到最后給出基本數(shù)據(jù)元素為止。在數(shù)據(jù)流圖中，每一個(gè)加工框只簡單地寫上了一個(gè)加工名，這顯然不能表達(dá)加工的全部內(nèi)容。在寫基本加工邏輯的說明時(shí)，應(yīng)滿足如下的要求。目前用于寫加工邏輯說明的工具有結(jié)構(gòu)化英語、判定表和判定樹。結(jié)構(gòu)化英語的詞匯表由英語命令動(dòng)詞、數(shù)據(jù)詞典中定義的名字、有限的自定義詞和控制結(jié)構(gòu)關(guān)鍵詞IFTHENELSE、WHELEDO、REPEATUNTIL、CASEOF等組成。此外在書寫時(shí)，必須按層次橫向向右移行，續(xù)行也同樣向右移行，對(duì)齊。下面以“檢查發(fā)貨單”為例，說明判定表的構(gòu)成。動(dòng)作茬（Action Stub）:———左下部分:列出了可能采取的動(dòng)作。顯然，判定表中列出了多少個(gè)條件取值的組合，也就有多少條規(guī)則，即條件項(xiàng)一動(dòng)作項(xiàng)有多少列。類似地，無關(guān)條件項(xiàng)“—”，在邏輯上又可包含其他項(xiàng)值，具有相同動(dòng)作的規(guī)則還可以進(jìn)一步合并。（3）判定樹判定樹也是用來表達(dá)加工邏輯的一種工具。首先，應(yīng)從文字資料中分清哪些是判定條件，哪些是判定做出的結(jié)論。使用的手段，應(yīng)當(dāng)以結(jié)構(gòu)化英語為主，對(duì)存在判斷問題的加工邏輯，可輔之以判定表和判定樹。（1）計(jì)算機(jī)輔助生成:由于需求文檔的規(guī)模較大，并且需要經(jīng)常查詢、維護(hù)，所以使用計(jì)算機(jī)輔助的軟件需求分析工具，來實(shí)現(xiàn)軟件需求文檔的自動(dòng)生成，是非常有意義的。其中PSL是用來描述系統(tǒng)的形式語言，它可以對(duì)系統(tǒng)需求的一致性進(jìn)行檢查，并可根據(jù)開發(fā)者的需要，隨時(shí)生成需求文檔。軟件設(shè)計(jì)通?？?