第三章_需求分析

1、第三章第三章 需求分析需求分析(Requirements Analysis)1. 需求分析的任务需求分析的任务仍然回答仍然回答“What”，而不是，而不是“How”，但更细致、精确（合同的拟定）但更细致、精确（合同的拟定）可行性分析可行性分析DFDDD功能具体化功能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IPOFinal stage of Definition phase1、确定对系统的综合要求、确定对系统的综合要求 功能要求功能要求:系统必须做什么？系统必须做什么？ 性能要求：做得怎样？性能要求：做得怎样？ 例：响应时间例：响应时间 ,主存容量主存容量 , 安全性能安

2、全性能 , 可靠性和可用性可靠性和可用性 。出错处理需求出错处理需求(5)接口需求接口需求(6)约束约束(7)逆向需求逆向需求:不该做什么不该做什么.(8)未来可能的扩充要求：明确列出那些虽然不属于当前系统开发未来可能的扩充要求：明确列出那些虽然不属于当前系统开发范畴范畴,但是据分析将来很可能会提出来的要求但是据分析将来很可能会提出来的要求.2、分析数据、分析数据建立概念模型建立概念模型(conceptual models): E-R Diagram形象描绘数据结构形象描绘数据结构: Data Hierarchy, Warnier Diagram, IPO数据结构规范化数据结构规范化(Norm

3、alization)3、导出逻辑模型、导出逻辑模型 DFD + DD + IPO4、修正、修正计划计划：重估成本、进度等：重估成本、进度等可行性分析阶段的项目开发计划可行性分析阶段的项目开发计划5、开发原型系统、开发原型系统(Prototyping)（如有必要如有必要）“样机样机试用试用”CDG基本适用不适用、废弃Throw away追加 add on6、编写软件需求规格说明书、编写软件需求规格说明书3.需求分析过程需求分析过程 （SA）-数据驱动的分析方法数据驱动的分析方法 软件系统本质上是信息处理系统软件系统本质上是信息处理系统,而任何而任何信息处理系统的基本功能都是把输入数据转信息处理系

4、统的基本功能都是把输入数据转变成需要的输出信息。数据决定了需要的处变成需要的输出信息。数据决定了需要的处理和算法理和算法, 数据显然是分析的出发点数据显然是分析的出发点。 通过可行性研究已经得出了目标系统的通过可行性研究已经得出了目标系统的高层数据流图高层数据流图,需求分析的目的之一就是把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。数据流和数据存储定义到元素级。为了达到为了达到这个目的这个目的,通常从数据流图的输出端着手分通常从数据流图的输出端着手分析析,这是因为系统的目标是产生这些输出这是因为系统的目标是产生这些输出,输输出数据确定了系统必须具有的最基本的组成出数据确定了系统必须具

5、有的最基本的组成元素。元素。 分析过程分析过程:1、沿、沿DFD回溯：回溯： DFD的输出端是系统的最终目的。的输出端是系统的最终目的。沿数据流沿数据流图从输出端往输入端回溯图从输出端往输入端回溯,应该能够确定每个应该能够确定每个数据元素的来源数据元素的来源,与此同时也就初步定义了有与此同时也就初步定义了有关的算法。有时关的算法。有时,为了得到某个数据元素需要为了得到某个数据元素需要用到数据流图中目前还没有的数据元素用到数据流图中目前还没有的数据元素,或者或者得出这个数据元素需要用的算法尚不完全清得出这个数据元素需要用的算法尚不完全清楚。解决这个问题楚。解决这个问题,使分析员对目标系统的认使分

6、析员对目标系统的认识更深入更具体。识更深入更具体。向回确定每个数据元素的向回确定每个数据元素的来源，可加细来源，可加细DFD及及DD，并将相关算法记录，并将相关算法记录在在IPO图中。图中。2、用户复查、用户复查 系统的详细信息只能来源于直接在这个系系统的详细信息只能来源于直接在这个系统上工作的人一一系统的用户。因此统上工作的人一一系统的用户。因此,必须请必须请用户对前一个分析步骤中得出的结果仔细地用户对前一个分析步骤中得出的结果仔细地进行复查进行复查,数据流图是帮助复查的极好工具。数据流图是帮助复查的极好工具。 从输入端开始从输入端开始,分析员分析员借助借助数据流图数据流图以及以及数据字典数

7、据字典和和简明的算法简明的算法描述向用户解释描述向用户解释输入输入数据是怎样一步一步地转变成输出数据的。数据是怎样一步一步地转变成输出数据的。这些解释集中反映了通过前面的分析工作分这些解释集中反映了通过前面的分析工作分析员所获得的对目标系统的认识。用户应该析员所获得的对目标系统的认识。用户应该注意倾听分析员的报告注意倾听分析员的报告,并及时纠正和补充分并及时纠正和补充分析员的认识。析员的认识。3、细化、细化DFD： 反复进行上述分析过程反复进行上述分析过程,分析员越来越深入地分析员越来越深入地定义了系统中的数据和系统应该完成的功能。定义了系统中的数据和系统应该完成的功能。为了追踪更详细的数据流

8、为了追踪更详细的数据流,分析员应该把数据分析员应该把数据流图扩展到更低的层次。流图扩展到更低的层次。通过功能分解可以通过功能分解可以完成数据流图的细化。完成数据流图的细化。在数据流图中选出一在数据流图中选出一个功能比较复杂的处理个功能比较复杂的处理,并把它的功能分解成并把它的功能分解成若干个子功能若干个子功能,这些较低层的子功能成为一张这些较低层的子功能成为一张新数据流图上的处理新数据流图上的处理,在这张新数据流图上还在这张新数据流图上还应该包括自己的数据存储和数据流。应该包括自己的数据存储和数据流。 加细前后的加细前后的I/O须相同。须相同。 分解到须考虑具体实现的代码时即可仃止分解到须考虑

9、具体实现的代码时即可仃止4、修正计划、修正计划5、文档：、文档：需求规格说明书需求规格说明书不需分解不需分解有补充有补充修正修正无补充修正无补充修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需求规格说明书需求规格说明书封面封面： 文档编号文档编号： 版版 本本 号：号： 文档名称：文档名称： 项目名称：项目名称： 项目负责人：项目负责人： 年年 月月 日日编写：编写：核对：核对：审核：审核：批准：批准：开发单位：开发单位： 需求规格说明书需求规格说明书内容内容：系统规格说明：系统规格说明： 系统概貌系统概貌 功能要求功能要求 性能要求性能要求 运

10、行要求运行要求 可能增加的要求可能增加的要求 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6、审查和复审、审查和复审4 概念模型和规范化概念模型和规范化 对数据的分析对数据的分析1、概念模型：描述、概念模型：描述从用户角度从用户角度看到的数据看到的数据 实体实体 -联系图联系图(Entity -

11、 Relationship Diagram) Entities 例：例： , ,StudentInstructorClass Attributes 例：例： ,NameI D# Relations 例：例：Enrolled inTeach111NMNInstructorStudentEnrolled inTeachClassI D #I D #NameNameSexSexTitleInstructor IDClass IDGradeStudent IDClass IDCreditI D #Subject例：例：2、数据规范化、数据规范化:范式范式(Normal Forms)：消除数据冗余度：消

12、除数据冗余度例：例：StudentInstructorClassEnrolled inTeachID* *NameSexAgeMajor ID* *NameSexAgeTitle ID* *SubjectCreditStudent ID* *Class IDGradeInstructor ID* * Class ID* *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

13、定（而非依赖于决定（而非依赖于key word 的一部分）。例：的一部分）。例：“Major”实际上由实际上由“ID”的第的第6、7位决定，可省去。位决定，可省去。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。 某校教学管理ER图5 状态转换图状态转换图l状态转换图状态转换图(简称为状态图简称为状态图)通过描绘系统的通过描绘系统的状状态态及引起系统状态转换的及引起系统状态转换的事件事件，来表示系统的，来表示系统的行为。行为。l在状态图中定义的状态主要有：初态、终态和在状态图中定义的状态主要有：初态、终态和中间状态。中间状态。l在一张状态图

14、中只能有一个初态，而终态则可在一张状态图中只能有一个初态，而终态则可以有以有0至多个。至多个。l事件是在某个特定时刻发生的事情，它是对系事件是在某个特定时刻发生的事情，它是对系统做动作或统做动作或(和和)从一个状态转换到另一个状态从一个状态转换到另一个状态的外界事件的抽象。的外界事件的抽象。状态图中使用的主要符号状态图中使用的主要符号l状态名必须有，状态变量和活动表是可选的。状态名必须有，状态变量和活动表是可选的。l活动表的语法格式如下：事件名活动表的语法格式如下：事件名(参数表参数表)/动作表达式。动作表达式。 l3种标准事件：种标准事件：entry，exit和和do l事件表达式的语法如下

15、：事件说明守卫条件动作表达事件表达式的语法如下：事件说明守卫条件动作表达式式注：注：例子例子6 其他图形工具其他图形工具1、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 层次方框图用树形结构的一系列多层次的矩形框描绘层次方框图用树形结构的一系列多层次的矩形框描绘数据的层次结构。树形结构的顶层是一个单独的矩形数据的层次结构。树形结构的顶层是一个单独的矩形框框,它代表完整的数据结构它代表完整的数据结构,下面的各层矩形框代表这个下面的各层矩形框代表这个数据的子集数据的子集,最底层的各个框代表组成这个数据的实际最底层的各个框代表组成这个数据的实际数据元素数据元素(不能再

16、分割的元素不能再分割的元素)。例如，描绘一家计算机公司全部产品的数据结构例如，描绘一家计算机公司全部产品的数据结构2、Warnier Diagram：层次层次（n1 ,n2):重复重复n1到到n2次次 ：二者择一：二者择一例：例： 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) 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 体育新闻联播体育新闻联播 招生招生 副刊副刊 商业

17、新闻商业新闻 广告广告 招聘招聘 广告广告 求助求助细细化化Warnier图也用树形结构描绘信息图也用树形结构描绘信息,但是这种图形工具比层但是这种图形工具比层次方框图提供了更丰富的描绘手段。其可以表明信息的逻次方框图提供了更丰富的描绘手段。其可以表明信息的逻辑组织辑组织,也就是说也就是说,它可以指出一类信息或一个信息量是重它可以指出一类信息或一个信息量是重复出现的复出现的,也可以表示特定信息在某一类信息中是有条件也可以表示特定信息在某一类信息中是有条件地出现的。容易把地出现的。容易把Warnier图转变成软件设计的工具。图转变成软件设计的工具。 3、IPO图图(Input / Process

18、 / 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. 更新更新主记录主记录旧的主文件旧的主文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 I IPO图是输入图是输入/处理处理/输出图的简称输出图的简称, 能够方便地描绘输入能够方便地描绘输入数据、对数据的处理和输出数据之间的关系。数据、对数据的处理和输出数据之间的关系。 它的基本形式是在左边的框中列出有关的输入数据它的基本形式是在左边的框中列出有关的输入数据,在中在中间的框内列出

19、主要的处理间的框内列出主要的处理,在右边的框内列出产生的输出数在右边的框内列出产生的输出数据。处理框中列出处理的次序暗示了执行的顺序据。处理框中列出处理的次序暗示了执行的顺序.改进的改进的IPO图的形式图的形式 7.验证需求验证需求(Requirements Validation)从从以下以下四个四个方面方面验证验证所有所有需求需求必须是正确的必须是正确的. . 一致性：一致性：任何一条需求不能和其他需求矛盾任何一条需求不能和其他需求矛盾. . 完整性：规格说明书应包括用户需求的每一个完整性：规格说明书应包括用户需求的每一个功能和性能功能和性能. . 现实性：指定的需求应该是用现有的硬件技术现

20、实性：指定的需求应该是用现有的硬件技术和软件技术基本上可以实现的和软件技术基本上可以实现的. . 有效性有效性: :必须证明需求是正确有效的必须证明需求是正确有效的, ,确实能解确实能解决用户面对的问题决用户面对的问题. . 方法：方法： 人工审查人工审查 初步用户手册初步用户手册 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(1)必须有形式化的语法必须有形式化的语法(或表或表),因此可以用计因此可以用计算机自动处理使用这种语法说明的用于需求算机自动处理使用这种语法说明的用于需求分析的软件工具内容分析的软件工具内容;(2)使用这个软件工具能够导出详细的文档使用

21、这个软件工具能够导出详细的文档;(3)必须提供分析必须提供分析(测试测试)规格说明书的不一致规格说明书的不一致性和冗余性的手段性和冗余性的手段,并且应该能够产生一组报并且应该能够产生一组报告指明对完整性分析的结果告指明对完整性分析的结果;(4)使用这个软件工具之后使用这个软件工具之后,应该能够改进通信应该能够改进通信状况。状况。 用于需求分析的软件工具用于需求分析的软件工具例例1：Software Requirements Engineering Methodology (SREM) (TRW Corporation, 1977)REVSRSLRequirementsRSLStatementsAbstract System Semantic Model (ASSM)AnalyzerReports RSL(需求陈述语言需求陈述语言)。RSL中的语句是计算中的语句是计算机可以处理的机可以处理的,处理以后把从这些语句中得到的处理以后把从这些语句中得到的信息集中存放在一个称为抽象系统语义模型信息集中存放在一个称为抽象系统语义模型(ASSM)的数据库中。有一组软件工具处理的数据库中