软件工程需求分析.doc

第三章 需求分析31需求分析的任务需求分析是定义软件的最后一个阶段，其基本任务是对目标系统提出完整、准确、清晰、具体的要求。需求分析的结果是系统开发的基础，关系到工程的成败和软件产品的质量。因此，必须采取行之有效的办法对需求分析进行严格的审查验证。311确定对系统的综合要求1系统功能要求应该划分出系统必须完成的所有功能。2系统性能要求系统的性能如，系统联机响应时间、吞吐率、连续运行时间、可靠性、安全性，以及操作简便、界面美观等等。3运行要求主要指系统运行时所处环境的要求。如，硬件平台、软件平台、网络环境、通信接口等等。4可扩展性要求应明确列出将来可能会提出来的要求。在设计开发目标系统的同时，尽可能考虑到系统的扩展和修改，以免造成被动。312分析系统的数据要求任何一个软件系统，其本质都是信息处理系统，信息处理的要求决定了系统的性质。因此，分析系统的数据要求是需求分析的一项重要任务。分析系统的数据要求通常采用建立概念模型的方法。数据字典可以全面准确地定义数据，但不够直观。为提高直观性，通常采用图形工具描绘数据结构。常用的有层次方框图和Warnier图。软件系统经常要使用长期保存的信息，它们通常以一定的形式组织起来，保存到数据库和文件中。为减少冗余、避免操作错误、简化操作过程，通常要把数据结构规范化。313导出系统的逻辑模型从分析系统的综合要求和数据要求，可以导出系统详细的逻辑模型，通常用数据流图、数据字典、主要的处理算法来描述。314修正系统开发计划通过需求分析对系统更深入具体的理解，可以比较准确地估计系统的成本和进度，修正以前制定的开发计划。315开发原型系统开发原型系统类似于产品开发的“样机”。主要的理由是： 由于人类认识的局限性，很难预先指定所有的要求； 用户与系统分析员之间存在固有的通信鸿沟； 用户需要一个“实际”的系统，以便获得实践经验； 在开发过程中的重复和反复是不可避免的； 目前已有快速建立原型模型的开发工具。 开发原型系统将使系统的需求更完整、准确、合理，对提高开发成功率，对提高软件质量都有很大好处。但是要增加开发的成本。对于用户和系统分析员都不熟悉的系统，以及批量生产的软件，应开发原型系统。32分析过程对数据的来源/处理/去向，是分析的出发点。通过可行性分析研究，已经得到了目标系统的高层数据流图，需求分析的目的之一就是把数据流和数据存储定义到元素级。采用结构化分析方法（SA），面向数据流自顶向下，逐步求精进行分析。321沿数据流图回溯从输出端沿着数据流图向输入端溯，由此确定出每个数据的来源。对每个数据，或者是由外部输入到系统中的，或者是由系统加工处理产生的，在确定每个数据来源的同时，也就初步确定了加工处理的算法。由于可行性阶段产生的数据流图不太具体，常常会产生这样的情况，为了确定某个数据元素需要用到目前还没有的数据元素，或者得出该元素的算法尚不确切。通过更进一步的交流和研究，使得目标系统更加清楚、具体。通过分析研究，在数据字典、数据流图、IPO图中补充添加的有关内容。322用户复查对于数据字典、数据流图、IPO图中的有关内容是否完整正确地描述了目标系统，只有用户是最清楚的。与用户共同对描述的目标系统进行复查是极为重要的一个环节。“复查、补充、修改、再复查”，是一个不断循环的过程，系统在这个过程中不断完善，人们的认识在这个过程中不断加深。323细化数据流图为了追踪更详细的数据流图，分析员应该把数据流图扩展到更低的层次。通过对功能的分解来完成对数据流图的细化。在数据流图中选取功能比较复杂的处理，将其功能分解为若干子功能，它们成为一张新数据流图的处理，图上还应包括自己的数据存储和数据流。对数据流图细化之后得到一组新的数据流图，数据元素之间的关系更加清楚，处理加工算法更加具体。分析员将越来越深入具体地定义目标系统。 有补充 修改 无补充 细化数据流图用户复查分析追踪数据流图 修正 不需分解 334修正开发计划经过需求分析阶段的工作，对目标系统有更深入的认识，因此可以对原来的开发计划作进一步的修正。325书写文档 文档主要有四部分。 系统规格说明：主要描述目标系统的概貌、功能要求、性能要求、运行要求和将来可能提出的要求。数据流图、用IPO等描述的算法是其中主要的组成部分，还应包括用户需求与系统功能之间的参照关系，设计约束等。 数据要求：主要包括数据字典、层次方框图（描述数据结构）、数据的存储等。 用户系统描述：从用户使用系统的角度描述系统，相当于初步的用户手册。包括，对系统功能和性能的简要描述、使用系统的主要步骤和方法、以及系统用户的责任等。对保证系统符合用户的需求和软件质量具有重要作用。修正的开发计划：包括成本估计、资源使用计划、进度计划等。33概念模型和规范化为了更清晰明确地表达用户的数据要求，系统分析员通常建立一个概念性的数据模型。是面向问题，按照用户的观点对数据和信息建摸，且与在软件中实现的方法无关。最常用的是一种（Entity-Relationship Approach）“实体联系方法”。这种方法用ER图描述现实世界中的实体，不涉及实现方法，称为ER模型。331 ER模型ER模型包括“实体”、“联系”和“属性”三个基本部分。实体：是客观世界中存在的且可以相互区分的物。如，职工、教师、产品等。联系：客观世界中事物间的联系。可分为：一对一联系（1：1）一对多联系（1：N）多对多联系（M：N）属性：是实体或联系具有的性质，通常一个实体由若干个性质来刻画。例：P44图3.2332范式通常用“范式”（Normal Formas）定义消除数据的冗余的程度。按照冗余程度的大小，分为第一范式（1NF）到第五范式（5FN）。范式越高冗余度越小，但并非越高越好。随着范式的提高，存储过程变得复杂起来；数据的存储结构与问题的结构间的匹配程度随之下降，在需求变化时数据的稳定性差；访问的表增多，访问的性能下降。 满足最低要求的是第一范式，在第一范式中再进一步满足一些要求的为第二范式，。大多数情况下选用第三范式比较合适。第一范式：每个属性都必须是原子值，即仅仅是一个简单值而不含内部结构。第二范式：满足第一范式条件，而且每个非关键字的属性都由整个关键字决定。第三范式：符合第二范式条件，每个非关键字的属性仅由关键字决定，而且一个非关键字的属性不能仅仅是对另一个关键字的描述。34图形工具341层次方框图 采用多层次的树形结构的方框描述数据的层次结构。其顶层是数据，中间各层是该数据的子集，最底层的树叶是组成该数据的实际数据元素。342 Warnier图 由法国人Warnier 提出的表示信息层次结构的一种工具。与层次方框图类似，但Warnier图提供了更丰富的描绘手段。Warnier图可以更清楚地描述数据的逻辑组织，如信息的条件约束、重复、数量等。容易把Warnier图转变成软件设计的工具。例：P46 图3.4343 IPO图IPO（Input/process/output）图是输入/处理/输出的简称，是由IBM公司发展完善起来的一种图形工具，能方便地描绘输入数据、处理数据和输出数据之间的关系。例：P47 图3.5、图3.635验证软件需求351验证需求正确性的原则 一致性：所有的需求是一致的，没有任何矛盾。 完整性：需求必须是完整的，没有任何功能和 性能的遗漏。 现实性：完成需求所要求的软件和硬件条件，目前是可以达到的。 有效性：需求是有效的，可以解决用户的问题。352验证需求的方法353用于需求分析的软件工具为有效地保证软件需求的正确性和一致性，需要有适当的软件工具支持需求分析。应满足以下要求。 必须有形式化的语法（或表），可以用计算机进行处理这种语法说明的内容； 使用工具能够导出详细的文档； 必须提供分析（测试）规格说明书的不一致性和冗余性的手段； 使