《软件开发方法与案例分析》- 第 3 章 软件项目的需求分析 - a

软件开发方法与案例分析,授课教师：刘伟电 话 件：bme_ QQ：1071271580办 公 室：长安校区东区教研楼 FZ136 室 （软件工程系办公室）,西安邮电大学计算机学院,第 3 章 软件项目的需求分析,项目简要说明,需要开发一个“乳腺癌筛查系统”，该软件系统可以储存筛查过程中获取的资料，包括文本资料和图像资料。前者包含如姓名、年龄、家族史、生育情况等流行病学的资料；后者包括影像检查所得到的钼靶图像等资料；软件系统所要求的功能大致为：（1）采用数据库对上述资料进行管理；（2）提供图像处理功能，方便临床医师交互式地查阅、标注相应图像；（3）具有数据统计和分析功能，并可以用可视化方式（用图、表等方式）直观地显示相应结果；（4）良好的人机界面、用户体验；（5）基于 C/S 或 B/S 架构；（6）其他用户所要求的功能。,西安邮电大学计算机学院,第 3 章 软件项目的需求分析,3.1 软件项目需求概述,需求是指用户对软件的功能和性能的要求，就是用户希望软件能做什么事情，完成什么样的功能，达到什么性能。,西安邮电大学计算机学院,第 3 章 软件项目的需求分析,软件需求的重要性和复杂性（1）软件需求是项目成败的关键。项目中出现的问题不一定都是需求导致，但需求通常是最主要，最普遍的问题源。（2）需求具有模糊性、不确定性、变化性（用户不断增加需求、变更需求）、主观性。（3）用户刁难（不合理的需求，和用户充分沟通）。,西安邮电大学计算机学院,第 3 章 软件项目的需求分析,项目失败的原因分析 1,西安邮电大学计算机学院,第 3 章 软件项目的需求分析,美国专门从事跟踪 IT 项目成功或失败的权威机构 Standish Group 在它每年的CHAOS Report 报告中给出了 IT 项目相关调查数据结果。根据 Standish Group 对 23000 个项目进行的研究结果表明，28% 的项目彻底失败，46% 的项目超出经费预算或者超出工期，只有约 26% 的项目获得成功。而在于这些高达 74% 的不成功项目中，有约 60% 的失败是源于需求问题。也就是说，有近 45% 的项目最终因为需求的问题最终导致失败。从历年的 Standish Group 报告分析看，导致项目失败的最重要原因与需求有关。Standish Group 的 CHAOS 报告进一步证实了与成功项目最密切的因素是良好的需求管理，也就是项目的范围管理，特别是管理好项目的变更。,项目失败的原因分析 2,对不知道航行目的地的人来说，没有顺风！,西安邮电大学计算机学院,第 3 章 软件项目的需求分析,在 Standish Group的 报告中总结了导致项目失败的最重要的 8 大原因中，有 5 个与需求相关：不完整的需求(13.1%)；缺乏用户的介入(12.4%)； 不实际的客户期望(9.9%)；需求和规范的变更(8.7%)；提供了不再需要的(7.5%)缺乏资源(10.6%)，没有执行层支持(9.3%)，缺少规划(8.1%),西安邮电大学计算机学院,第 3 章 软件项目的需求分析,图中形象说明了需求分析的复杂性。,西安邮电大学计算机学院,第 3 章 软件项目的需求分析,西安邮电大学计算机学院,第 3 章 软件项目的需求分析,建立良好需求的困难 典型场景,西安邮电大学计算机学院,第 3 章 软件项目的需求分析,建立良好需求的困难 典型场景,西安邮电大学计算机学院,第 3 章 软件项目的需求分析,建立良好需求的困难 典型场景,西安邮电大学计算机学院,第 3 章 软件项目的需求分析,建立良好需求的困难 典型场景,西安邮电大学计算机学院,第 3 章 软件项目的需求分析,需求管理的重要性,图中形象说明了开发软件项目就像和用户一起从河的两边开始修建桥梁。如果没有很好地理解和管理用户的需求，开发出来的软件不是用户希望的，那么这个桥永远不可能相接。,西安邮电大学计算机学院,第 3 章 软件项目的需求分析,软件需求的层次,西安邮电大学计算机学院,第 3 章 软件项目的需求分析,业务需求：客户对系统的目标要求。由市场分析人员确定。用户需求：用户提供的对软件必须完成任务的说明。功能需求：开发人员必须实现的软件功能（从项目开发的角度来看，这是最主要的需求）。约束条件：软件设计和构造上的限制。非功能性需求：性能、可靠性、安全性。文档化：软件需求规格说明（示例）,西安邮电大学计算机学院,第 3 章 软件项目的需求分析,软件需求：银行 ATM 系统,西安邮电大学计算机学院,第 3 章 软件项目的需求分析,软件需求：银行 ATM 系统,西安邮电大学计算机学院,第 3 章 软件项目的需求分析,3.2 需求工程,（1）确定客户需求，帮助分析人员理解问题，定义目标系统的所有外部特征。（2）用合适的工具和记号系统地描述待开发系统及其行为特征、相关约束。（3）形成需求文档。（4）可以对用户不断变化的需求演进予以支持。,西安邮电大学计算机学院,第 3 章 软件项目的需求分析,需求工程的管理划分为 5 个独立的过程,西安邮电大学计算机学院,第 3 章 软件项目的需求分析,西安邮电大学计算机学院,第 3 章 软件项目的需求分析,3.2.1 需求获取,需求获取就是进行需求收集的活动，从人员、资料和环境中得到系统开发所需要的相关信息。需求获取是通过与用户的交流，对现有系统的观察及对任务进行分析，从而开发、捕获和修订用户的需求。（1）建立需求分析小组，与用户交流，实地考察等；（2）了解客户方的用户类型；（3）访谈和调研。会议、邮件、小组讨论。每一次交流要有记录；（4）整理与分析收集到的用户需求；（5）将调研结果以适当方式呈交给用户方和开发方。,西安邮电大学计算机学院,第 3 章 软件项目的需求分析,需求获取的前提,（1）用户必须告诉你他想要什么（2）你必须完整地了解用户的业务（3）你必须知道与系统有关的任何人和任何东西（4）如果用户不能告诉你他们想要什么，你必须花费时间去观察和记录他们现在是怎么工作的（5）从专家那里了解用户业务的原理和规则（6）你是去了解要做什么而不是怎么做,西安邮电大学计算机学院,第 3 章 软件项目的需求分析,切记：需要把系统看成黑盒！,一开始就深入细节，忙乱而又没有绩效往往陷入细节的泥坑，甚至是技术细节，甚至 UI 细节被层出不穷的需求点和例外处理困扰控制不住满脑袋乱冒的 ideas要相信系统内部无论多么复杂它总是可以被“使用说明书”说清楚,西安邮电大学计算机学院,第 3 章 软件项目的需求分析,需求获取技术,阅读背景资料头脑风暴讨论分析文档考古面谈（用户访谈）联合应用设计用户调查需求剥离,现场观摩任务观察用例和场景,西安邮电大学计算机学院,第 3 章 软件项目的需求分析,主要需求捕获技术比较,西安邮电大学计算机学院,第 3 章 软件项目的需求分析,主要需求捕获技术比较,西安邮电大学计算机学院,第 3 章 软件项目的需求分析,用户访谈,用户访谈：最基本、最常见的技术利：直接有效、形式灵活、交流深入，应该做为主要的需求捕获技术（宽带通信、固有灵活性、各类信息）弊：占用时间长（特别当客户忙时更显示出其不足）、面窄而容易造成信息的片面性。要点：首先要有准备：通常包括说明对流程的理解，并征得客户的意见；预先根据流程中的不明确点设计要询问的问题，并将客户的反馈记录下来；应留有一些即兴的空间，根据实际情况应变，以确保信息完善。第二是要有计划性：计划好时间、计划好人员、计划好策略。,西安邮电大学计算机学院,第 3 章 软件项目的需求分析,用户访谈：特点,最传统的方法，单独使用并不有效，通常别期望用户知道并能够说出他们的需求应先草拟一份问卷，向要访谈的用户发出一份涉及访谈主题和时间安排的材料在访谈的过程中，及时用草图绘制模型（DFD、用例、思维图），从而得以及时反馈应以业务事件为谈话的中心，问问题，听取回答，然后反馈理解,西安邮电大学计算机学院,第 3 章 软件项目的需求分析,用户访谈：准备工作,围绕目标制订一个计划，包括一组按逻辑方式分组和排序的问题在计划内应有时间在结束时检查是否已涵盖所有问题，并理解对所有问题的答复不要超过 1 小时，否则应安排下一次面谈地点选择：适当的不受干扰和避免打扰记录：自己做笔记（分神）、专门一同事做笔记（成本高）、录音 （失去身体语言）/录像（难操作）自己做笔记+录音,西安邮电大学计算机学院,第 3 章 软件项目的需求分析,用户访谈：通用问卷,建立客户或用户情况表 姓名、职位等基本信息 你的主要职责是什么？ 你们的主要输出是什么？ 为谁做的？ 如何测试成功? 什么问题阻挠你们的成功? 如果有，什么使你的工作更容易或更困难,西安邮电大学计算机学院,第 3 章 软件项目的需求分析,用户访谈：通用问卷,理解用户环境 谁是用户？ 他们的教育背景如何？ 他们的计算机背景如何？ 用户经历过这种类型的应用吗? 使用的是哪一种平台？计划将来的平台是什么？ 有没有用其他和该应用有关的应用？如果有简单介绍 对产品可用性的预期是什么? 你需要什么样的用户帮助（在线文档、纸介质？）,西安邮电大学计算机学院,第 3 章 软件项目的需求分析,用户访谈：通用问卷,其他需求 有必须支持的法律、法规、环境需求或标准吗？ 你还能想到其他我们应该知道的需求吗?总结性提问 我还有其他问题应该问你吗？ 如果我还问你其他问题的话，可以打电话给你吗？你愿意参加需求审阅吗？分析人员总结：面谈后，趁你记得时，总结出用户/客户确认的三条最高优先级的需求或问题,西安邮电大学计算机学院,第 3 章 软件项目的需求分析,问卷调查法示例,西安邮电大学计算机学院,第 3 章 软件项目的需求分析,用户访谈：主要困难,缺乏对所需要的人的访问（知道最多的人最忙）在面谈时记录信息很困难被访谈人会试图说他们认为你想要听的话访谈人用诱导性问题提问束缚关键职员的有关费用由不同领域知识和行话引起的交流困难隐蔽的动机和组织政策产生错误信息,西安邮电大学计算机学院,第 3 章 软件项目的需求分析,用户调查：概述,用户调查：调查面最广的技术利：面广，能够获得更多的人的反馈。这点是对用户访谈技术不足之处的最好补充。弊：不够深入，容易形而上学。而这点是正是用户访谈技术所能够解决的。要点：结合用户访谈技术使用，具体来说：先设计问题，制作成为用户调查表，下发填写完后，进行仔细的分组、整理、分析，以获得基础信息，然后再针对这个结果进行小范围的用户访谈，作为补充。,西安邮电大学计算机学院,第 3 章 软件项目的需求分析,现场观摩：概述,现场观摩：最生动的技术利：百闻不如一见，能够对需求与业务流程建立直观的认识。弊：消耗时间长，而且由于“被观摩”的微妙心理变化，会使得“观摩”失真。适用性：要对于复杂流程的更加深入的理解时。要点：悄悄地进行，明确要强化理解的具体流程环节。,西安邮电大学计算机学院,第 3 章 软件项目的需求分析,文档考古：概述,文档考古：最贴近实现的技术利：能详细、直观地对数据流细节进行了解与分析。弊：易陷入文山书海之中不可自拔，甚至常引起误导。要点：应该尽量让客户提供写有真实数据的文档。特点：从旧的工作材料中挖掘新的需求检查收集的文档 ，从中找出名词，或“东西”，包括列标题、命名的表格区域涉及内容：文档、打印输出、清单、手册、屏幕等,西安邮电大学计算机学院,第 3 章 软件项目的需求分析,文档考古：常用思考点,此物的目的是什么？怎么用它？为什么用它？用它做什么？系统都利用它来做些什么？哪些业务事件用到或引用了此物？此物会有一个值吗？是数字、代码、数量？如果是这样的话，它属于哪些东西的组成体？此物的用途是什么？文档中是否包含了一组重复的事物？如果是这样的话，这些事物的集合称为什么？,西安邮电大学计算机学院,第 3 章 软件项目的需求分析,文档考古：常用思考点,我能找到事物之间的联系吗？什么过程建立了它们之间的联系？每件事物附加的规则是什么？换句话说，哪部分业务策略涉及该事物？什么过程确保了这些规则会被遵守？什么文档给用户最多问题？,建议：做为数据建模方法的一部分,西安邮电大学计算机学院,第 3 章 软件项目的需求分析,联合开发：概述,联合开发：最理想的技术利：客户、开发人员直接的头脑风暴，是击破需求盲点的关键手段。弊：成本高，如果缺乏控制会变成一次闲扯大会。要点：需要有一个经验丰富、能够把控大局的主持人。,西安邮电大学计算机学院,第 3 章 软件项目的需求分析,需求获取的误区,缺乏计划性：随意、走过场，预先没计划缺乏科学性：未从本质入手捕获对象不明确，甚至造成岐义过于迷信现有文档过于迷信“听”到的东西,西安邮电大学计算机学院,第 3 章 软件项目的需求分析,3.2.2 需求分析,需求分析是为最终用户所看到的系统建立一个概念模型，是对需求的抽象描述。,需求分析模型,需求是技术无关的，在需求阶段讨论技术没有任何意义，那只会让你的注意力分散。技术的实现细节需要在设计阶段考虑。需求分析技术包括结构化方法和面向对象方法。,西安邮电大学计算机学院,第 3 章 软件项目的需求分析,3.2.3 需求规格说明,需求规格说明书的编制是为了使用户和软件开发者双方对该软件的初始规定有一个共同的理解，使之成为整个开发工作的基础。需求分析工作完成的一个基本标志是形成了一份完整的、规范的需求规格说明书（Software Requirements Specification，SRS）。SRS 为客户和开发者之间建立一个约定，准确地陈述了要交付给客户什么。,西安邮电大学计算机学院,第 3 章 软件项目的需求分析,规格文档参考引言系统定义 应用环境功能规格 性能需求产品提交实现约束质量描述其它签字认证,西安邮电大学计算机学院,第 3 章 软件项目的需求分析,3.2.4 需求验证,需求是正确的吗？需求是一致的吗？需求是完全的吗？需求是实际可行的吗？需求是必要的吗？需求是可检验的吗？需求是可跟踪的吗？最后的签字,西安邮电大学计算机学院,第 3 章 软件项目的需求分析,3.2.5 需求变更,要接受“需求会变动”的事实需求变更管理软件变更控制委员会（Software Change Control Board，SCCB）建立基准和控制版本维护变更的历史记录,西安邮电大学计算机学院,第 3 章 软件项目的需求分析,西安邮电大学计算机学院,第 3 章 软件项目的需求分析,西安邮电大学计算机学院,第 3 章 软件项目的需求分析,3.3 需求分析模型,软件工程就是在不断的“建模”，分析模型在系统描述和设计模型之间建立桥梁。,关联模型行为模型数据模型原型模型,西安邮电大学计算机学院,第 3 章 软件项目的需求分析,关联模型,定义系统与环境的关联关系,ATM系统的关联模型,西安邮电大学计算机学院,第 3 章 软件项目的需