軟件工程第三章課件

1、1第第3章章 需求分析需求分析3.1 需求分析的任務(wù)需求分析的任務(wù)3.2 與用戶溝通獲取需求的方法與用戶溝通獲取需求的方法3.3 分析建模與規(guī)格說明分析建模與規(guī)格說明3.4 實體實體-聯(lián)系圖聯(lián)系圖3.5 數(shù)據(jù)規(guī)范化數(shù)據(jù)規(guī)范化3.6 狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖3.7 其他圖形工具其他圖形工具3.8 驗證軟件需求驗證軟件需求3.9 小結(jié)小結(jié)2需求工程的重要性需求工程的重要性n standish-groupstandish-group對對350350家公司的家公司的80008000個軟件項目作過一次調(diào)查個軟件項目作過一次調(diào)查, ,其中，其中，31%31%的項目的結(jié)局是被取消的項目的結(jié)局是被取消。 引致這些

2、項目失敗的原因是：引致這些項目失敗的原因是： 13.1% 13.1% 不完整的產(chǎn)品要求；不完整的產(chǎn)品要求； 12.4% 12.4% 缺乏用戶的參與；缺乏用戶的參與； 10.6% 10.6% 缺少資源（人力、財力）；缺少資源（人力、財力）； 9.9% 9.9% 不現(xiàn)實的期望；不現(xiàn)實的期望； 9.3% 9.3% 高層領(lǐng)導(dǎo)支持不足；高層領(lǐng)導(dǎo)支持不足； 8.7% 8.7% 產(chǎn)品要求與指標(biāo)的改變；產(chǎn)品要求與指標(biāo)的改變； 8.1% 8.1% 沒有訂計劃；沒有訂計劃； 7.5% 7.5% 不再需耍該開發(fā)中的系統(tǒng)。不再需耍該開發(fā)中的系統(tǒng)。 其中，與產(chǎn)品需求有關(guān)的（其中，與產(chǎn)品需求有關(guān)的（1,2,4,1,2,4

3、,和和6 6項）占了項）占了44.1%44.1%。這些數(shù)據(jù)突。這些數(shù)據(jù)突出地顯示了軟件產(chǎn)品需求在軟件開發(fā)中的重要性。出地顯示了軟件產(chǎn)品需求在軟件開發(fā)中的重要性。3需求分析的準(zhǔn)則需求分析的準(zhǔn)則n回答回答“系統(tǒng)必須做什么系統(tǒng)必須做什么?” n準(zhǔn)則準(zhǔn)則(1) 必須理解并描述問題的信息域，建立必須理解并描述問題的信息域，建立數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型。(2) 必須定義軟件應(yīng)完成的功能，建立必須定義軟件應(yīng)完成的功能，建立功能模型功能模型。(3) 必須描述作為外部事件結(jié)果的軟件行為，建立必須描述作為外部事件結(jié)果的軟件行為，建立行為模型行為模型。(4) 必須對描述信息、功能和行為的模型進(jìn)行必須對描述信息、功能和行為的

4、模型進(jìn)行分解分解，用，用層次層次的方式展示細(xì)節(jié)。的方式展示細(xì)節(jié)。n最后寫出軟件需求規(guī)格說明書最后寫出軟件需求規(guī)格說明書43.1 需求分析的任務(wù)需求分析的任務(wù)n確定對系統(tǒng)的綜合要求確定對系統(tǒng)的綜合要求l功能、性能、可靠性、可用性、出錯處理、接口、功能、性能、可靠性、可用性、出錯處理、接口、需求、約束、擴充需求、約束、擴充n分析系統(tǒng)的數(shù)據(jù)要求分析系統(tǒng)的數(shù)據(jù)要求l數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)n導(dǎo)出系統(tǒng)的邏輯模型導(dǎo)出系統(tǒng)的邏輯模型l數(shù)據(jù)流圖、實體數(shù)據(jù)流圖、實體-聯(lián)系圖、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、數(shù)據(jù)字典聯(lián)系圖、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、數(shù)據(jù)字典和處理算法描述和處理算法描述n修正系統(tǒng)開發(fā)計劃修正系統(tǒng)開發(fā)計劃5模型化抽象化具

5、體化實例化理理解解需需求求表表達(dá)達(dá)需需求求導(dǎo)出怎么做怎么做做什么做什么63.2 獲取需求的方法獲取需求的方法n訪談：正式、非正式訪談、情景分析訪談：正式、非正式訪談、情景分析n面向數(shù)據(jù)流自頂向下求精面向數(shù)據(jù)流自頂向下求精結(jié)構(gòu)化分析結(jié)構(gòu)化分析n簡易的應(yīng)用規(guī)格說明技術(shù)簡易的應(yīng)用規(guī)格說明技術(shù)n快速建立軟件原型快速建立軟件原型7需求分析的人員需求分析的人員83.3 分析建模與規(guī)格說明分析建模與規(guī)格說明 3.3.1 分析建模分析建模n結(jié)構(gòu)化分析實質(zhì)結(jié)構(gòu)化分析實質(zhì)建模建模l不同角度抽象出目標(biāo)系統(tǒng)的特性不同角度抽象出目標(biāo)系統(tǒng)的特性l使用精確的表示方法構(gòu)造系統(tǒng)的模型使用精確的表示方法構(gòu)造系統(tǒng)的模型n需求分析建

6、立需求分析建立3種模型種模型l數(shù)據(jù)模型：實體數(shù)據(jù)模型：實體-聯(lián)系圖聯(lián)系圖l功能模型：數(shù)據(jù)流圖功能模型：數(shù)據(jù)流圖l行為模型：狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖行為模型：狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖9實體實體關(guān)系圖關(guān)系圖狀態(tài)遷移圖數(shù)據(jù)流圖數(shù)據(jù)對象描述加工規(guī)格說明數(shù)據(jù)字典控制規(guī)格說明10結(jié)構(gòu)化分析案例結(jié)構(gòu)化分析案例1112131415161718193.3.2 軟件需求規(guī)格說明軟件需求規(guī)格說明n需求分析階段需求分析階段最主要的文檔最主要的文檔l自然語言自然語言l完整、準(zhǔn)確、具體完整、準(zhǔn)確、具體l內(nèi)容：內(nèi)容：p數(shù)據(jù)要求、功能需求、性能需求、可靠性和可數(shù)據(jù)要求、功能需求、性能需求、可靠性和可用性要求、出錯處理需求、接口需求、約束、用性要求、出錯

7、處理需求、接口需求、約束、逆向需求以及將來可能提出的要求逆向需求以及將來可能提出的要求203.4 實體實體-聯(lián)系圖（聯(lián)系圖（ er圖）圖）n建立概念模型建立概念模型l描述了從描述了從用戶用戶角度看到的數(shù)據(jù)角度看到的數(shù)據(jù)l反映了用戶的現(xiàn)實環(huán)境反映了用戶的現(xiàn)實環(huán)境l與在軟件系統(tǒng)中的實現(xiàn)方法無關(guān)與在軟件系統(tǒng)中的實現(xiàn)方法無關(guān)n包含包含3種相互關(guān)聯(lián)的信息種相互關(guān)聯(lián)的信息l數(shù)據(jù)對象：數(shù)據(jù)對象：外部實體、事物、行為、事件外部實體、事物、行為、事件等等l數(shù)據(jù)對象的數(shù)據(jù)對象的屬性：屬性：定義了數(shù)據(jù)對象的性質(zhì)定義了數(shù)據(jù)對象的性質(zhì)l數(shù)據(jù)對象彼此間相互連接的數(shù)據(jù)對象彼此間相互連接的關(guān)系：關(guān)系：聯(lián)系聯(lián)系21某校教學(xué)管理

8、某校教學(xué)管理er圖圖223.5 數(shù)據(jù)規(guī)范化數(shù)據(jù)規(guī)范化n信息通常存儲在數(shù)據(jù)庫或文件中信息通常存儲在數(shù)據(jù)庫或文件中n數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)規(guī)范化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)規(guī)范化l減少數(shù)據(jù)冗余減少數(shù)據(jù)冗余l(xiāng)避免出現(xiàn)插入異?；騽h除異常避免出現(xiàn)插入異常或刪除異常l簡化修改數(shù)據(jù)的過程簡化修改數(shù)據(jù)的過程n“范式范式(normal forms)”l定義消除數(shù)據(jù)冗余的程度定義消除數(shù)據(jù)冗余的程度l第一范式第一范式(1 nf)第五范式第五范式(5 nf)233.6 狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖n表示系統(tǒng)的表示系統(tǒng)的行為模式行為模式l通過描繪系統(tǒng)的通過描繪系統(tǒng)的狀態(tài)狀態(tài)l引起系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換的引起系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換的事件事件及及事件的響應(yīng)方事件的響應(yīng)方式式n指明作為

9、特定事件的結(jié)果動作指明作為特定事件的結(jié)果動作n簡稱簡稱狀態(tài)圖狀態(tài)圖l初態(tài)初態(tài)(一個一個)、終態(tài)終態(tài)(0至多個至多個)、中間狀態(tài)中間狀態(tài)l表示系統(tǒng)循環(huán)運行過程表示系統(tǒng)循環(huán)運行過程:不關(guān)心循環(huán)是怎樣啟動的不關(guān)心循環(huán)是怎樣啟動的l表示系統(tǒng)單程生命期表示系統(tǒng)單程生命期:要標(biāo)明初態(tài)和終態(tài)要標(biāo)明初態(tài)和終態(tài)24狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖三要素狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖三要素 事件 (event)：引發(fā) object 狀態(tài)改變的控制信息（瞬時）。 狀態(tài)(status):即 object 的 attributes 所處的情形（可持續(xù)）。 行為(action): object 要達(dá)到某種 status 所做的操作（耗時）。event 0stat

10、us 1do: action 1status 2do: action 2event 1event 2startendcondition 12526閑閑 置置撥撥 號號通通 話話斷斷 線線撥號音撥號音do:do:響撥號音響撥號音超超 時時do:do:響蜂鳴音響蜂鳴音存儲的信息存儲的信息do:do:播放信息播放信息接通中接通中do:do:試接通試接通振振 鈴鈴do:do:振振 鈴鈴忙忙 音音do:do:響忙音響忙音拿起聽筒拿起聽筒數(shù)字?jǐn)?shù)字?jǐn)?shù)字?jǐn)?shù)字有效號碼有效號碼已接通已接通受話人回話受話人回話受話人掛斷電話受話人掛斷電話掛斷電話掛斷電話超超 時時掛斷電話掛斷電話超時超時無效號碼無效號碼信息播完信息

11、播完占占 線線電話系統(tǒng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖273.7 其他圖形工具其他圖形工具 3.7.1 層次方框圖層次方框圖n樹形樹形結(jié)構(gòu)描繪數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)描繪數(shù)據(jù)的層次層次結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)n頂層代表頂層代表完整完整的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)n下面的各層矩形框代表這個數(shù)據(jù)的下面的各層矩形框代表這個數(shù)據(jù)的子子集集n最底層的各個框代表組成這個數(shù)據(jù)的最底層的各個框代表組成這個數(shù)據(jù)的實際實際數(shù)據(jù)元素數(shù)據(jù)元素(不能再分割的元素不能再分割的元素)。n自頂向下，逐步求精，逐層細(xì)化自頂向下，逐步求精，逐層細(xì)化28產(chǎn)品的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)293.7.2 warnier圖圖n另一種圖形工具另一種圖形工具n用樹形結(jié)構(gòu)描繪信息用樹形結(jié)構(gòu)描繪信息n可以

12、表明信息的可以表明信息的邏輯組織邏輯組織l信息元素重復(fù)出現(xiàn)信息元素重復(fù)出現(xiàn)l有條件地出現(xiàn)有條件地出現(xiàn)n很容易把很容易把warnier圖圖轉(zhuǎn)變成軟件設(shè)計轉(zhuǎn)變成軟件設(shè)計的的工具工具30一類軟件產(chǎn)品的一類軟件產(chǎn)品的warnier圖圖313.7.3 輸入輸入-處理處理-輸出圖（輸出圖（ipo圖）圖）n方便地描繪輸入數(shù)據(jù)、對數(shù)據(jù)的處理和輸出方便地描繪輸入數(shù)據(jù)、對數(shù)據(jù)的處理和輸出數(shù)據(jù)之間的數(shù)據(jù)之間的關(guān)系關(guān)系。32改進(jìn)的改進(jìn)的ipo圖圖(ipo表表)n需求分析階段需求分析階段描述算法描述算法的重要工具的重要工具333.8 驗證軟件需求驗證軟件需求 3.8.1 驗證軟件需求的正確性驗證軟件需求的正確性n需求分

13、析階段的工作結(jié)果是開發(fā)軟件需求分析階段的工作結(jié)果是開發(fā)軟件系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)n軟件系統(tǒng)中軟件系統(tǒng)中15%的錯誤起源于錯誤的的錯誤起源于錯誤的需求。需求。n必須嚴(yán)格驗證這些需求的正確性。必須嚴(yán)格驗證這些需求的正確性。343.8.2 驗證軟件需求的方法驗證軟件需求的方法n一致性所有需求必須是一致性所有需求必須是一致一致的的l人工技術(shù)審查、形式化人工技術(shù)審查、形式化n現(xiàn)實性指定的需求應(yīng)該是現(xiàn)實性指定的需求應(yīng)該是可實現(xiàn)可實現(xiàn)的的l以往系統(tǒng)經(jīng)驗、分析現(xiàn)有技術(shù)的可能性、仿以往系統(tǒng)經(jīng)驗、分析現(xiàn)有技術(shù)的可能性、仿真、性能模擬技術(shù)真、性能模擬技術(shù)n完整性需求必須是完整性需求必須是完整完整的的 n有效性必須證明需求是有效性必須證明需求是正確有效正確有效的的l確實滿足用戶的實際需要確實滿足用戶的實際需要l用戶試用原型用戶試用原型353.8.3 需求分析的軟件工具需求分析的軟件工具(1) 必須有形式化的語法必須有形式化的語法(或表或表)，可以自動處，可以自動處理使用這種語法說明的內(nèi)容；理使用這種語法說明的內(nèi)容；(2) 能夠?qū)С鲈敿?xì)的文檔；能夠?qū)С鲈敿?xì)的文檔；(3) 必須提供分析必須提供分析(測試測試)規(guī)格說明書的不一致規(guī)格說明書的不一致性和冗余性的手段，產(chǎn)生完整性分析的結(jié)果報性和冗余性的手段，產(chǎn)生完整性分