软件工程学：需求

1、1. 需求分析的任务需求分析的任务 需求分析是定义时期的最后一个阶段，仍然是回答需求分析是定义时期的最后一个阶段，仍然是回答“What”，而不是，而不是“How”，但更细致、精确，但更细致、精确可行性分析可行性分析DFDDD功功 能能具体化具体化需求规格说明需求规格说明加细加细DFDDD算法算法描述描述IPO 需求的需求的任务任务：在于完全地弄请用户对软件系统的确：在于完全地弄请用户对软件系统的确切要求，并用需求规格说明表达出来。切要求，并用需求规格说明表达出来。1. 需求分析的任务需求分析的任务 功能需求功能需求(functional requirements): : 系统必须做什么？不应该

2、做什么？系统必须做什么？不应该做什么？ 性能需求性能需求(performance requirements)： 做得怎样？做得怎样？response time , memory , security , reliability , usability 环境需求环境需求(operational requirements)： 运行可靠性、可用性、软硬件配置、出错处理，与环境运行可靠性、可用性、软硬件配置、出错处理，与环境的接口、约束等。的接口、约束等。 未来可能的扩充需求未来可能的扩充需求(possible evolution)： 为可能的功能做准备，便于扩充和修改。为可能的功能做准备，便于扩充和

3、修改。1、确定系统要求、确定系统要求1. 需求分析的任务需求分析的任务 建立数据模型建立数据模型(Data models): E-R Diagram 描绘数据结构描绘数据结构(Data structure): Hierarchy, Warnier Diagram, IPO 数据结构规范化数据结构规范化(Normalization)3、导出逻辑模型、导出逻辑模型4、修正开发计划、修正开发计划2、分析数据、分析数据DFD + DD + IPO重新估计成本、进度等重新估计成本、进度等2. 获取需求的方法获取需求的方法1、访谈的方法、访谈的方法基本形式：正式和非正式基本形式：正式和非正式有效方式：情景

4、分析技术（有效方式：情景分析技术（S Scenario Analysis Technique）2、面向数据流自顶向下求精、面向数据流自顶向下求精 从从DFD的输出端入手，沿着数据流回溯，找出目前还没有的的输出端入手，沿着数据流回溯，找出目前还没有的数据元素或不完全清楚的处理算法，通过与用户或其他人员的数据元素或不完全清楚的处理算法，通过与用户或其他人员的沟通，完成沟通，完成DFD、DD、处理算法的细化。、处理算法的细化。不需分解不需分解有补充有补充修修 正正无补充无补充修修 正正分析追踪分析追踪数据流图数据流图用户复查用户复查细细 化化数据流图数据流图需要需要分解分解2. 获取需求的方法获取需

5、求的方法4、快速建立软件原型、快速建立软件原型“原型原型 试用试用”CDG 开发人员快速地建立软件原型，在用户试用基础上，结合反开发人员快速地建立软件原型，在用户试用基础上，结合反馈意见形成新的原型，再试用馈意见形成新的原型，再试用，如此获取用户真正需求。，如此获取用户真正需求。3、简易的应用规格说明技术、简易的应用规格说明技术 用户与开发者以团队方式密切合作，共同标识问题，提出解用户与开发者以团队方式密切合作，共同标识问题，提出解决方案，商讨基本需求。决方案，商讨基本需求。构造构造 软件原型的方法与工具：软件原型的方法与工具： 第四代技术第四代技术 可重用的软件构件可重用的软件构件 形式化规

6、格说明及原型环境形式化规格说明及原型环境 软件原型应该具有软件原型应该具有“快速快速”和和“容易修容易修改改”的特征。的特征。3.分析建模与规格说明分析建模与规格说明 三种模型：三种模型： 数据模型：数据模型：ER图图 功能模型：功能模型：DFD 行为模型：状态转换图行为模型：状态转换图1、分析建模、分析建模结构化分析遵循的准则：结构化分析遵循的准则： 必须理解并描述问题的信息域；必须理解并描述问题的信息域； 必须定义软件应完成的功能；必须定义软件应完成的功能； 必须描述作为外部事件结果的软件行为；必须描述作为外部事件结果的软件行为； 必须对描述信息、功能和行为的模型进行分解，用层必须对描述信

7、息、功能和行为的模型进行分解，用层次方式展示细节。次方式展示细节。 模型模型是为了理解事物而对事物做出的一种抽象，是对事是为了理解事物而对事物做出的一种抽象，是对事物的一种无歧义的书面描述。物的一种无歧义的书面描述。3. 分析建模与规格说明分析建模与规格说明2、软件需求规格说明、软件需求规格说明规格说明的基本要求：规格说明的基本要求： 应具有准确性和一致性应具有准确性和一致性 应具有清晰性和无二义性应具有清晰性和无二义性 应直观、易读和易于修改应直观、易读和易于修改3. 分析建模与规格说明分析建模与规格说明规格说明包含的内容：规格说明包含的内容：系统规格说明：系统规格说明： 系统概貌系统概貌

8、功能需求功能需求 性能需求性能需求 环境需求环境需求 可能增加的需求可能增加的需求 DFD IPO 数据要求：数据要求： DD Hierarchy 或或 Warnier Diagram 用户系统描述用户系统描述 初步用户手册：从用户的观点考虑系统初步用户手册：从用户的观点考虑系统 系统功能、性能系统功能、性能 使用与步骤使用与步骤 等等修正的开发计划：修正的开发计划： 成本估计成本估计 资源使用计划资源使用计划 进度计划进度计划4. 实体实体-联系图联系图 (Entity-Relationship Diagram) 实体实体-联系图联系图(ER图图)是一种概念性数据模型，描述是一种概念性数据模

9、型，描述从用从用户角度户角度看到的数据。包括三种基本成分：看到的数据。包括三种基本成分： 数据对象数据对象 如：如： , , StudentInstructorClass 属性属性 如：如： , NameID# 联系联系 如：如： ， Enrolled inTeach111NMN一对一联系一对一联系一对多联系一对多联系多对多联系多对多联系4. 实体实体-联系图联系图例如：例如：InstructorStudentEnrolled inTeachClassI D #I D #NameNameSexSexTitleInstructor IDClass IDStudent IDClass IDCred

10、itI D #SubjectMNN1范式有范式有5类，其中第一、第二和第三范式定义为：类，其中第一、第二和第三范式定义为：1 - NF：所有属性都是原子值，即不出现：所有属性都是原子值，即不出现“表中有表表中有表”2 - NF：在：在 1-NF 基础上，每个基础上，每个non-key-word都由整个都由整个key word 决定（而非依赖于决定（而非依赖于key word 的一部分）。的一部分）。3 - NF：在：在 2-NF基础上，基础上，non-key-word之间无从属关系。之间无从属关系。5. 数据规范化数据规范化 为减少数据冗余，需要对数据进行规范化。通常数据冗为减少数据冗余，需要

11、对数据进行规范化。通常数据冗余的程度定义为范式余的程度定义为范式(Normal Forms)StudentInstructorClassEnrolled inTeachID*NameSexAgeMajor ID*NameSexAgeTitle ID*SubjectCreditStudent ID*Class IDInstructor ID* Class ID*例如：例如：*Keyword:可唯一地标识一个元组的属性可唯一地标识一个元组的属性5. 数据规范化数据规范化6. 状态转换图状态转换图 状态转换图状态转换图(状态图状态图)通过描绘系统的状态及引起系统状通过描绘系统的状态及引起系统状态转换

12、的事件，来表示系统的行为。态转换的事件，来表示系统的行为。1、状态、状态 状态是任何可以被观察到的系统行为模式。状态是任何可以被观察到的系统行为模式。 一个状态代表系统的一种行为模式，规定了系统对事件一个状态代表系统的一种行为模式，规定了系统对事件的响应方式。的响应方式。 初始状态初始状态(初态初态) 最终状态最终状态(终态终态)中间状态中间状态状态名状态名状态变量状态变量活动表活动表2、事件、事件6. 状态转换图状态转换图 事件是在某个特定时刻发生的事情，它是对引起系统做事件是在某个特定时刻发生的事情，它是对引起系统做动作或动作或(和和)从一个状态转换到另一个状态的外界事件的抽象。从一个状态

13、转换到另一个状态的外界事件的抽象。 活动表的语法：事件名活动表的语法：事件名(参数参数) / 动作表达式动作表达式 事件表达式的语法：事件说明事件表达式的语法：事件说明守卫条件守卫条件 / 动作表达式动作表达式事件表达式事件表达式状态状态1状态状态23、例子、例子 状态变量：与状态属性有关的变量及其值状态变量：与状态属性有关的变量及其值7. 其他图形工具其他图形工具例如：例如：A Room hierarchy based on an interior designers perspective.RoomRoom with lightsRoom with windowsGarageBasemen

14、tKitchenBathroomRoom withFurnitureLivingRoomBedRoomDiningRoom再如：再如：P. 68 图图 3.51、层次方框图、层次方框图 (Hierarchy) 描绘数据的结构描绘数据的结构 用树形结构的一系列多层次的矩形框描绘用树形结构的一系列多层次的矩形框描绘数据数据的层次结构。的层次结构。7. 其他图形工具其他图形工具2、Warnier Diagram例如：例如： 头条新闻头条新闻 地区队地区队 头版头版 国内新闻国内新闻 体育新闻体育新闻 职业队职业队 本地新闻本地新闻 拳击拳击 社论社论(1,1) 经营简讯经营简讯 专栏专栏(1,3)

15、报纸报纸 社论社论 读者来信读者来信(1,3) 副刊副刊 商业新闻商业新闻 雇员简讯雇员简讯 讽刺漫画讽刺漫画(0,1) 一般新闻一般新闻 体育新闻体育新闻 招生招生 副刊副刊 商业新闻商业新闻 广广 告告 招聘招聘 广广 告告 求助求助细细化化再如：再如：P.69 图图 3.6：层次；：层次；(n1 ,n2): 重复重复n1到到n2次；次； ：二者择一：二者择一符号：符号：7. 其他图形工具其他图形工具3、IPO图图(Input / Process / Output) 简要的算法描述简要的算法描述1. 1. 校验校验主记录主记录2. 2. 校验校验事务记录事务记录3. 3. 更新更新主记录主

16、记录旧的主文旧的主文件件事务文件事务文件有效的有效的主记录主记录有效的有效的事务记录事务记录更新后的更新后的主文件主文件输出输出O O处理处理P P输入输入I I8. 验证软件需求验证软件需求(Requirements Validation)方法：方法： 人工审查人工审查 Prototyping 使用软件工具使用软件工具 完整性、一致性完整性、一致性 一致性：一致性：Are the requirements consistent? 现实性：现实性：Are the requirements realistic? 完整性：完整性：Are the requirements complete?有效性：

17、有效性：Do the requirements described something that is really needed by the customer?8.验证软件要求验证软件要求例例1：Software Requirements Engineering Methodology (SREM) (TRW Corporation, 1977)SREM = Requirements Statement Language (RSL) + Requirements Engineering Validation System (REVS)REVSRSLRequirementsRSLStatementsAbstract System