【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 棱兩可的需求風(fēng)險(xiǎn)承擔(dān)者產(chǎn)生不同的期望，使開發(fā)人員產(chǎn)生錯(cuò)誤的設(shè)計(jì)，使測(cè)試人員編寫不匹配的測(cè)試用例。 模棱兩可的需求直接的后果就是返工。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，返工會(huì)耗費(fèi)總開發(fā)費(fèi)用的 40%，其中 70%～ 80%是由需求方面的錯(cuò)誤造成的。 認(rèn)真、高質(zhì)量的需求評(píng)審可以消除大部分的模棱兩可型的錯(cuò)誤。 軟件工程 74 不適當(dāng)?shù)男枨笠鸬囊恍╋L(fēng)險(xiǎn) 4. 不必要的特性 “ 畫蛇添足 ” 是指開發(fā)人員力圖增加一些 “ 用戶可能欣賞 ” ，但需求規(guī)格中并未涉及的新功能；這類新功能可能很花哨但用戶并不認(rèn)為很有用，但實(shí)現(xiàn)卻耗費(fèi)可觀。相反的情況也存在，即客戶會(huì)提出這些花哨的但缺乏實(shí)用價(jià)值的需求，需求分析人員應(yīng)做的是去說(shuō)服客戶避免將資源浪費(fèi)在這些無(wú)關(guān)緊要的功能上。 與此相關(guān)的做法是，在可能的情況下，為客戶提供新的解決方案，在允許的資源和技術(shù)可行性之間求得平衡。 軟件工程 75 不適當(dāng)?shù)男枨笠鸬囊恍╋L(fēng)險(xiǎn) 5. 過(guò)分精簡(jiǎn)的規(guī)格說(shuō)明 有時(shí)客戶并不明白需求分析如此重要，于是只作一份簡(jiǎn)略之至的規(guī)格說(shuō)明。僅涉及產(chǎn)品的某些概念，其它讓開發(fā)人員在項(xiàng)目進(jìn)展中去完善，結(jié)果是為了管理上的某種要求，開發(fā)人員先建立產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、甚至是完成編碼，然后再補(bǔ)充需求說(shuō)明。大多數(shù)情況下，這會(huì)增加開發(fā)過(guò)程的迂回、返工。 軟件工程 76 不適當(dāng)?shù)男枨笠鸬囊恍╋L(fēng)險(xiǎn) 6. 忽略用戶分類 多數(shù)產(chǎn)品是由不同的人使用不同的特性，使用頻繁程度、受教育程度、經(jīng)驗(yàn)水平也不相同。如果產(chǎn)品功能設(shè)計(jì)不能滿足某些關(guān)鍵用戶需求，會(huì)大大影響產(chǎn)品的用戶接受度。 軟件工程 77 不適當(dāng)?shù)男枨笠鸬囊恍╋L(fēng)險(xiǎn) 7. 不準(zhǔn)確的計(jì)劃 需求分析不充分和缺乏理解會(huì)導(dǎo)致計(jì)劃的樂(lè)觀估計(jì)；導(dǎo)致需求過(guò)程中軟件成本估計(jì)極不準(zhǔn)確的主要原因?yàn)椋? a) 頻繁的需求變更； b) 遺漏的需求； c) 與用戶交流不夠； d) 質(zhì)量低下的需求規(guī)格說(shuō)明； e) 不完善的需求分析。 軟件工程 78 ? 軟件需求工程 需要執(zhí)行的活動(dòng) 包括： 1) 確定目標(biāo)系統(tǒng)將要面對(duì)的 各類用戶 ； 2) 從各類用戶的代表那里 收集需求 ； 3) 將頂層的 需求分配 到軟件系統(tǒng)構(gòu)架內(nèi)定義好的軟件成分中； 4) 協(xié)商需求的實(shí)現(xiàn) 優(yōu)先級(jí) ； 5) 書面化 ； 6) 審閱 需求文檔，以確保在認(rèn)識(shí)上與用戶需求相一致。應(yīng)在開發(fā)組接受需求之前解決所有分岐。 軟件工程 79 3. 可能的需求的來(lái)源 ? 軟件需求的來(lái)源取決于目標(biāo)系統(tǒng)的性質(zhì)和開發(fā)環(huán)境。典型的需求來(lái)源是： 1) 與潛在用戶進(jìn)行交談和討論 2) 描述現(xiàn)有產(chǎn)品或競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品的文檔 3) 系統(tǒng)需求規(guī)格說(shuō)明 4) 當(dāng)前系統(tǒng)的問(wèn)題報(bào)告和改進(jìn)要求 5) 市場(chǎng)調(diào)查和用戶問(wèn)卷調(diào)查 6) 觀察用戶如何工作 7) 用戶工作的場(chǎng)景分析 8) 事件和響應(yīng) 軟件工程 80 80 需求工程指南 (Roadmap: Bashar Nuseibeh amp。 Steve Easterbrook, 2022) ? 如何 獲取 需求信息？ ?核心技術(shù)： ? 座談，問(wèn)卷，代表會(huì)議 ? 采用人種學(xué)（ Ethnographic）方法（社交嵌入系統(tǒng)） ? 采用原型法，或參與設(shè)計(jì)法（缺乏了解的系統(tǒng)） 軟件工程 81 ? 根據(jù)所受限制不同，不同類型的應(yīng)用系統(tǒng)能夠從用戶那里獲取需求的比例也不同。 ? 所謂限制，是指受客觀物理規(guī)律的限制。 相對(duì)低的 相對(duì)高的 從人群獲取需求的大概百分比 應(yīng)用的類型 高度受限的 不受限制的 導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng) 航班控制系統(tǒng) 公司財(cái)務(wù)系統(tǒng)增強(qiáng)版 制造控制系統(tǒng) 公司財(cái)務(wù)系統(tǒng) 視頻游戲 軍事戰(zhàn)略決策支持系統(tǒng) 軟件工程 82 ? 如導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng)更多地受物理運(yùn)動(dòng)定律的限制，而非人的決策。視頻游戲的大部分需求依賴人，因?yàn)樗且粋€(gè)想象出來(lái)的產(chǎn)品。 ? 應(yīng)用受到的限制越少，能從人們那里獲得的需求比例越大。 4. 識(shí)別用戶類和用戶代表 ? 確定目標(biāo)系統(tǒng)的不同用戶 類型 ； ? 挑選出每一類用戶和其他項(xiàng)目相關(guān)者的 代表并與他們一起工作 。 ? 商定誰(shuí)是項(xiàng)目需求的 決策者 。 軟件工程 83 ? 不同用戶類可能還有不同的非功能需求。 ? 不同用戶類的需求甚至可能發(fā)生 沖突 ，導(dǎo)致需求不一致。 ? 用戶類可以是人，也可以是與系統(tǒng)打交道的 其他應(yīng)用程序 或硬件部件。 ? 分析員 必須 在項(xiàng)目初期便確定產(chǎn)品有哪些不同的用戶類，并描述它們的特點(diǎn)，這樣就能從每個(gè)重要用戶類的代表那里獲取用戶需求。 ? 用戶代表應(yīng)當(dāng)自始至終參與項(xiàng)目，而不僅僅是需求分析階段。 軟件工程 84 描述用戶需求 ? 需求可以看成是應(yīng)用與外部用戶之間的交互?？衫糜美鳛楸磉_(dá)工具。 ? 描述客戶需求的過(guò)程如下： 1) 標(biāo)識(shí)參與者 標(biāo)識(shí)目標(biāo)系統(tǒng)將支持的不同類型的用戶，可以是人、事件或其他系統(tǒng)。 2) 標(biāo)識(shí)場(chǎng)景 用場(chǎng)景描述目標(biāo)系統(tǒng)典型功能的活動(dòng)細(xì)節(jié)，并與用戶溝通，加深開發(fā)人員對(duì)應(yīng)用領(lǐng)域的理解。 軟件工程 85 3) 標(biāo)識(shí)用例 當(dāng)雙方確定了一組場(chǎng)景后，開發(fā)人員從該場(chǎng)景抽象出一組用例，描述所有可能的情況。用例表達(dá)了系統(tǒng)的范圍。 4) 求精用例 細(xì)化每一個(gè)用例。引入帶有出錯(cuò)處理或帶有異常處理的用例，描述系統(tǒng)的行為，保證需求的描述是完全的。 5) 標(biāo)識(shí)用例之間的關(guān)系 描述用例之間的依賴關(guān)系，提取相同功能，建立用例模型。 6) 標(biāo)識(shí)非功能需求 包括系統(tǒng)性能上的約束、文檔、使用資源、安全性和質(zhì)量等需求。 軟件工程 86 出口 托收導(dǎo)出 的 系 統(tǒng) 流程 看單人員 國(guó)外銀行 收件 審單 解款 呈 報(bào) 結(jié)賬人員 柜臺(tái) 人 員 世華總管理處 UML 的 Use Case 圖 軟件工程 87 草擬用戶界面和其他接口 ? 建立初始用戶界面，是原型方法的一種，目的是快速與客戶溝通。 ? 客戶通常在看到應(yīng)用的圖形用戶 界面（ GUI）才能 相像到這個(gè)應(yīng)用未來(lái)的樣子。 軟件工程 88 軟件工程 89 分析建模 ? 常用的分析方法 ? 面向數(shù)據(jù)流的結(jié)構(gòu)化分析方法 (SA) ? 面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的 Jackson方法 (JSD) ? 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 (DSSD) ? 面向?qū)ο蟮姆治龇椒? (OOA) 等 軟件工程 90 ? 結(jié)構(gòu)化分析方法最初只是著眼于數(shù)據(jù)流。 ? 擴(kuò)充后，將建模技術(shù)擴(kuò)展到 數(shù)據(jù)建模 、 功能建模 和 行為建模 ，以實(shí)體 關(guān)系圖、數(shù)據(jù)流圖和控制流圖、狀態(tài) 遷移圖為工具，數(shù)據(jù)字典為核心，從不同視點(diǎn)建立系統(tǒng)的分析模型。 結(jié)構(gòu)化分析方法 軟件工程 91 結(jié)構(gòu)化分析的分析模型 實(shí)體 — 關(guān)系圖 狀態(tài) —遷移圖 數(shù)據(jù)流圖 數(shù)據(jù)對(duì)象描述 加工規(guī)格說(shuō)明 數(shù)據(jù) 字典 控制規(guī)格說(shuō)明 軟件工程 92 數(shù)據(jù)建模 ? 數(shù)據(jù)模型包括三種互相關(guān)聯(lián)的信息：數(shù)據(jù)對(duì)象，描述對(duì)象的屬性，描述對(duì)象間相互連接的關(guān)系。 ? 在需求分析階段描述數(shù)據(jù)對(duì)象和它們之間的關(guān)系，使用了 ER 圖。 ? 例如，在教學(xué)管理中，一個(gè)教師可以教授零門、一門或多門課程，每位學(xué)生也需要學(xué)習(xí)幾門課程。因此，教學(xué)管理中涉及的對(duì)象有學(xué)生、教師和課程。 軟件工程 93 教學(xué)數(shù)據(jù)模型 學(xué)號(hào) 姓名 專業(yè) 性別 …… 學(xué)生 職工號(hào) 姓名 專業(yè) 職稱 年齡 教師 課程號(hào) 課程名 學(xué)分 學(xué)時(shí) …… 課程 學(xué)號(hào) 課程號(hào) 成績(jī) 選課 軟件工程 94 X Y 一個(gè) X與一個(gè) Y相關(guān)聯(lián) 一個(gè) X與一個(gè)或多個(gè) Y相關(guān)聯(lián) X Y 一個(gè) X與零個(gè)或一個(gè) Y相關(guān)聯(lián) X Y 一個(gè) X與零個(gè) , 一個(gè)或多個(gè) Y相關(guān)聯(lián) X Y 一個(gè) X與一個(gè) Y或 Z相關(guān)聯(lián) X Y Z 一個(gè) X與一個(gè) Y與 Z相關(guān)聯(lián) X Y Z 軟件工程 95 功能建模和數(shù)據(jù)流 ? 最初 ,結(jié)構(gòu)化分析方法僅討論數(shù)據(jù)流建模，目標(biāo)系統(tǒng)被表示成如圖所示的數(shù)據(jù)變換流程圖。系統(tǒng)的功能體現(xiàn)在核心的數(shù)據(jù)變換中。 外部實(shí)體 外部實(shí)體 外部實(shí)體 外部實(shí)體 目標(biāo) 系統(tǒng) 輸入信息 輸入信息 輸出信息 輸出信息 頂層數(shù)據(jù)流圖（上下文環(huán)境圖） 軟件工程 96 數(shù)據(jù)流圖中的主要圖形元素 數(shù)據(jù)加工 (數(shù)據(jù)變換 ) 數(shù)據(jù)源或數(shù)據(jù)潭 (外部實(shí)體 ) 數(shù)據(jù)流 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)文件 或 或 軟件工程 97 借書過(guò)程的數(shù)據(jù)流圖 ? 外部實(shí)體、數(shù)據(jù)流和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)都為候選對(duì)象 讀者 1 借書 檢驗(yàn) 2 借書 登記 圖書 借書證 檢驗(yàn)錯(cuò)誤 借書信息 借閱記錄 讀者信息 圖書信息 借書證 圖書 日歷 日期 日期 軟件工程 98 分層的數(shù)據(jù)流圖 軟件工程 99 實(shí)例：考務(wù)處理系統(tǒng)的功能 問(wèn)題陳述 1) 對(duì)考生送來(lái)的報(bào)名單進(jìn)行檢查 。 2) 對(duì)合格的報(bào)名單編好準(zhǔn)考證號(hào)后將準(zhǔn)考證送給考生，并將匯總后的考生名單送給閱卷站 。 3) 對(duì)閱卷站送來(lái)的成績(jī)單進(jìn)行檢查，并根據(jù)考試中心制定的合格標(biāo)準(zhǔn)審定合格者 。 4) 制作考生通知單（含成績(jī)及合格 /不合格標(biāo)志） 送給考生 。 5) 按地區(qū)進(jìn)行成績(jī)分類統(tǒng)計(jì)和試題難度分析，產(chǎn)生統(tǒng)計(jì)分析表。 軟件工程 100 功能建模的步驟 1. 確定與系統(tǒng)有交互關(guān)系的 外部實(shí)體 。這些外部實(shí)體即為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源和數(shù)據(jù)潭，它們與系統(tǒng)的交互構(gòu)成系統(tǒng)的輸入和輸出。本例外部實(shí)體有： ? 考生 ：填交報(bào)名表，退還不合規(guī)定的報(bào)名表，得到準(zhǔn)考證，得到考試通知單。 ? 閱卷站 ：得到考生名單，提交考試成績(jī)單，退還有誤成績(jī)單。 ? 考試 中心：提供合格標(biāo)準(zhǔn)，得到成績(jī)分類統(tǒng)計(jì)表和試題難度分析表。 2. 畫出 頂層數(shù)據(jù)流圖 。 軟件工程 101 考 生 考務(wù) 處理系統(tǒng) 考 試 中 心 閱卷站 不合格報(bào)名表 報(bào)名表 準(zhǔn)考證 考生通知單 合格標(biāo)準(zhǔn) 錯(cuò)誤成績(jī)單 考生名 單 2. 頂層數(shù)據(jù)流圖描述了系統(tǒng)與外部實(shí)體的交互，界定了系統(tǒng)的邊界。 軟件工程 102 1 登記 報(bào)名表 2 統(tǒng)計(jì) 成績(jī) 統(tǒng)計(jì)分析表 第 0層數(shù)據(jù)流圖 考生名冊(cè) 軟件工程 103 第 1層數(shù)據(jù)流圖 (a) 檢查 報(bào)名表 準(zhǔn)考證 編準(zhǔn)考證號(hào)碼 不合格 報(bào)名表 考生名冊(cè) 考生名單 合格 報(bào)名表 登記 考生 合格報(bào)名表 軟件工程 104 第 1層數(shù)據(jù)流圖 (b) 檢查 成績(jī)單 審定 合格者 考生名冊(cè) 正確 成績(jī)單 制作 通知單 分析統(tǒng) 計(jì)成績(jī) 分析試 題難度 試題得分表 考生 通知單 難度 分析表 合格 標(biāo)準(zhǔn) 分類 統(tǒng)計(jì)表 成績(jī)單 錯(cuò)誤 成績(jī)單 經(jīng)審定的 成績(jī)單 軟件工程 105 行為建模 ? 數(shù)據(jù)流圖不描述時(shí)序關(guān)系，控制和事件流通過(guò)行為模型描述。 ? 在描述系統(tǒng)或各個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象的行為時(shí)，采用狀態(tài)遷移圖。通過(guò)描述系統(tǒng)或?qū)ο蟮?狀態(tài) ，以及引起系統(tǒng)或?qū)ο鬆顟B(tài)轉(zhuǎn)換的 事件 來(lái)表示系統(tǒng)或?qū)ο蟮男袨椤? 軟件工程 106 狀態(tài)遷移圖 ? 狀態(tài)遷移圖是描述系統(tǒng)的狀態(tài)如何相應(yīng)外部的信號(hào)進(jìn)行推移的一種圖形表示。 ? 例如，有關(guān)處理器分配的進(jìn)程狀態(tài)遷移。 t2 t3 t4 t1 運(yùn)行 就緒 等待 軟件工程 107 ? 在狀態(tài)遷移圖中， ? “ ○ ”表示可得到的系統(tǒng) 狀態(tài) ? “ → ”表示從一種狀態(tài)向另一種狀態(tài)的 遷移 。 ? 在箭頭上要寫上導(dǎo)致遷移的信號(hào)或事件的名字。 S2 S1 S3 t1 t2 t3 t4 t4 t3 t2 t1 事件 狀態(tài) S1 S2 S3 S3 S2 S3 S1 軟件工程 108 Petri網(wǎng) ? Petri網(wǎng)已廣泛地應(yīng)用于硬件與軟件系統(tǒng)的開發(fā)中，它適用于描述相互獨(dú)立、協(xié)同操作的處理系統(tǒng)，也就是并發(fā)執(zhí)行的處理系統(tǒng)。 ? Petri網(wǎng)簡(jiǎn)稱 PNG (Petri Net Graph)，它有兩種結(jié)點(diǎn)： ? 庫(kù)所 ：符號(hào)“ ○ ”，表示系統(tǒng) 狀態(tài) 。 ? 變遷 ：符號(hào) “ |”, 表示系統(tǒng)中的 事件 。 ? 有向邊“ ?”表示 向變遷的輸入 ，或 從變遷的輸出 。 軟件工程 109 ? 令牌 (token)，是表明