软件工程 第四章 需求分析

第四章 需求分析,4.1 需求分析的概念和任务4.2 获取需求的方法4.3 结构化分析方法4.4 原型法,4.1 需求分析的概念和任务,4.1.1需求的概念软件产业存在的一个问题就是缺乏统一定义的名词术语来描述我们的工作。客户所定义的“需求”对开发者来说似乎是一个较高层次的产品概念，而开发人员所说的“需求”对用户来说又像是详细设计了。实际上，软件需求包含着多个层次，不同层次的需求从不同角度与不同程度反映着细节问题。IEEE软件工程标准词汇表(1997年)中定义需求为:用户解决问题或达到目标所需的条件或权能(Capability ) ;系统或系统部件要满足合同、标准、规范或其他正式规定文档所需具有的条件或权能;一种反映上面或所描述的条件或权能的文档说明。,下一页,返回,4.1 需求分析的概念和任务,4.1.2需求的层次软件需求包括3个不同的层次:业务需求、用户需求和功能需求。业务需求(business requirement)反映了组织机构或客户对系统、产品高层次的目标要求，它们在项目视图与范围文档中予以说明。用户需求(user requirement)文档描述了用户使用产品必须要完成的任务，这在使用实例文档或方案脚本说明中予以说明。,上一页,下一页,返回,4.1 需求分析的概念和任务,功能需求(functional requirement)定义了开发人员必须实现的软件功能，使得用户能够完成他们的任务，从而满足业务需求。特性(feature)是指逻辑上相关的功能需求的集合，给用户提供处理能力并满足业务需求。从以上定义可以发现，需求并未包括设计细节、实现细节、项目计划信息或测试信息。,上一页,下一页,返回,4.1 需求分析的概念和任务,4.1.3需求分析的任务软件需求分析的目标是深入描述软件的功能和性能，确定软件设计的约束和软件同其他系统元素的接口细节，定义软件的其他有效性需求。需求分析阶段的具体任务有以下几个方面。1.确定对系统的综合需求2.分析系统的数据要求3.导出系统的逻辑模型4.编写文档,上一页,返回,4.2 获取需求的方法,4.2.1存在问题首先系统分析人员要研究计划阶段产生的可行性分析报告和软件项目实施计划，主要是从系统的角度来理解软件并评审用于产生计划估算的软件范围是否恰当，确定对目标系统的综合要求，即软件的需求，并提出这些需求的实现条件，以及需求应达到的标准。也就是有哪些问题是己存在的，需要所开发软件来解决什么问题，做到什一么程度。这些问题或需求主要包括以下几个方面。,下一页,返回,4.2 获取需求的方法,(1)功能。(2)性能。(3)环境。 (4)可靠性。(5)安全性，(6)用户界而。(7)资源使用。(8)成本消耗与开发进度。 (9)系统以后可能达到的目标。,上一页,下一页,返回,4.2 获取需求的方法,4.2.2常用方法需求的3个层次是:业务层次，用户层次和功能层次。在一个项目中，它们有不同的来源和目标。需求功能都应来自于用户需求，同时也需要获得如质量属性等一些非功能需求，需求获取的主要过程如下。(1)确定需求开发过程，编写需求文档(2)与用户群多交流(3)确定非功能需求(4)通过检查当前系统的问题报告来进一步完善需求。,上一页,下一页,返回,4.2 获取需求的方法,4.2.3需求分析的原则需求分析包括提炼、分析和仔细审查已收集到的需求，以确保所有的风险承担者都明白其含义并找出其中的错误、遗漏或其他不足的地方。现在，有很多软件分析与说明的方法，每种方法的描述方法都是独特的，但从总体来看，所有的分析方法都有共同适用的基本原则。1.能够表达和理解问题的数据域和功能域2.按照自上向下，逐层分解的分解方式3.给出系统的逻辑视图和物理视图4.开发人员和用户的密切配合,上一页,下一页,返回,4.2 获取需求的方法,4.2.4需求分析方法概述需求分析方法由对软件的数据域和功能域的系统分析过程及其表示方法组成，它定义了表示系统逻辑视图和物理视图的方式。大多数的需求方法提供了一种表示数据域的机制，开发人员根据这种表示确定软件功能，建立待开发软件的抽象模型。需求分析方法有1.功能分解方法2.结构化分析方法3.信息建模方法4.面向对象分析方法等,上一页,返回,4.3 结构化分析方法,4.3.1结构化分析方法的基木思想结构化分析方法的基本思想是从上向下，逐步求精，基本原则是抽象和分解。结构化分析方法的特点有:简单实用，易掌握，适合数据处理的应用;对规模较大，复杂度较高的应用难以适应需求。结构化分析的基本手段是:分解，把一个复杂的问题划分为若十小问题，降低问题的复杂度。,下一页,返回,4.3 结构化分析方法,结构化分析的具体步骤如下。1.建立当前系统的物理模型2.抽象出当前系统的逻辑模型3.建立目标系统的逻辑模型4.进行进一步的补充,上一页,下一页,返回,4.3 结构化分析方法,4.3.2描述工具结构化分析方法的目的是利用抽象和分解将需求表示得容易理解，有以下3种描述工具。(1)数据流图:描述系统的分解，系统由哪些部分组成以及系统各部分之间的关系。(2)数据字典:定义数据流图中的数据和加工。(3)加工逻辑的描述:描述分解到不能再分解的那些基本加工的处理逻辑。,4.3 结构化分析方法,4.3.3数据流图数据流图(Data Flow Diagram DFD)是结构化系统分析的基本工具。数据流图是当前业务过程或新系统操作步骤的一种表示方法。数据流图中的主要图形元素，如图4.1所示。数据流图中的一些辅助符号，如图4.2所示。,上一页,下一页,返回,4.3 结构化分析方法,数据流图的分层原则如下:(1)在多层数据流图中，顶层流图仅包含一个加工，表示待开发系统。(2)中层流图，表示对上层图细化，将其加工细化成子加工。(3)底层流图，指其加工不再需要分解的数据流图，处在最低层。数据流图的基本画法如下。(1)确定外部实体及输入/输出数据流。(2)分解顶层的加工。(3)确定需要使用到的文件。(4)用数据流将各部分连接起来。,上一页,下一页,返回,4.3 结构化分析方法,4.3.4数据字典数据流图描述了系统由哪几部分组成，以及各部分之间的关系，但并没有对各部分进行详细的说明，无法反映其中的数据特性和处理过程，开发人员无法理解系统的逻辑功能。数据字典定义了数据流图中各成分的具体含义，对系统中的各过程之间的相关元素进行了一致详细的定义。数据字典是为了分析人员查找数据流图中的相关定义的服务的，要把所有条目按一定顺序排列起来。数据字典有以下4个条目:数据流、数据项、数据存储和基本加工。,上一页,下一页,返回,4.3 结构化分析方法,4.3.5加工逻辑说明逻辑加工对数据流图中每一个不能再分解的基本加工给出精确描述，如优先级，执行频率等。对数据流图的每一个基本加工，必须有一个基本加工逻辑说明。加工逻辑说明中包含的信息应是充足的，完备的，有用的，无冗余的。基本加工说明有3种说明方式:结构化语言、判定表和判定树。,上一页,下一页,返回,4.3 结构化分析方法,1.结构化语言结构化语言是一种介于自然语言和形式化语言之间的语言，语言的正文用基本控制结构进行分割，加工中的操作用自然语言短语来表小，其基本控制结构有以下3种。(1)简单陈述句结构:避免复合语句。(2)重复结构:while do或repeat until结构。(3)判定结构:if then else或case of结构。,上一页,下一页,返回,4.3 结构化分析方法,2.判定表有时候，某个加工的动作依赖于多个逻辑条件的取值，用结构化语言不易清楚描述，而判定表能够比较直观清楚地表示复杂组合。3.判定树判定树也是用来表达加工逻辑的一种工具，有时候比判定表更直观。,上一页,返回,4.4 原型法,4.4.1原型的概念1.原型的概念一个软件原型是所提出的新产品的部分实现。使用原型有以下3个主要目的。(1)明确并完善需求。(2)探索设计，选择方案。(3)发展为最终的产品原型。2.原型法几种不同的类型(1)探索型 (2)实验型 (3)进化型,下一页,返回,4.4 原型法,3.水平和垂直的原型水平原型也叫做“行为原型(behavioral prototype)”或“模型(mock-up ) ”。它可以探索预期系统的一些特定行为，并达到细化需求的目的。4.抛弃型原型或进化型原型在构造一个原型以前，需要充分与客户交流，并作出一个明确的判断，在评价原型以后，是抛弃掉原型还是把该原型进化为最终产品的一部分。可以通过建立一个抛弃型原型(throwaway prototype)或探索型原型(exploratory prototype)来回答这些问题，解决不可测性并提高需求质量(Davis 1993。,上一页,下一页,返回,4.4 原型法,5.原型评价通过建立脚本使用户遵从一系列步骤并目回答一些特定的问题以获取所需要的信息，这样可以提高原型评价的有效性。6.原型法的风险原型法是一种减少软件项目失败风险的技术。7.原型法成功的因素软件原型法提供了一套强有力的技术，它可以缩短开发进度，增加用户的满意程度，生产出高质量的产品并目可以减少需求错误和用户界面的缺陷。,上一页,下一页,返回,4.4