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. 需求分析的任務需求分析的任務仍然回答仍然回答“What”，而不是，而不是“How”，但更細致、精確（合同的擬定）但更細致、精確（合同的擬定）可行性分析可行性分析DFDDD功能具體化功能具體化需求規(guī)格說明需求規(guī)格說明加細加細DFDDD算法算法描述描述IPOFinal stage of Definition phase1、確定對系統(tǒng)的綜合要求、確定對系統(tǒng)的綜合要求 功能要求功能要求:系統(tǒng)必須做什么？系統(tǒng)必須做什么？ 性能要求：做得怎樣？性能要求：做得怎樣？ 例：響應時間例：響應時間 ,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 。出錯處理需求出錯處理需求(5)接口需求接口需求(6)約束約束(7)逆向需求逆向需求:不該做什么不該做什么.(8)未來可能的擴充要求：明確列出那些雖然不屬于當前系統(tǒng)開發(fā)未來可能的擴充要求：明確列出那些雖然不屬于當前系統(tǒng)開發(fā)范疇范疇,但是據分析將來很可能會提出來的要求但是據分析將來很可能會提出來的要求.2、分析數據、分析數據建立概念模型建立概念模型(conceptual models): E-R Diagram形象描繪數據結構形象描繪數據結構: Data Hierarchy, Warnier Diagram, IPO數據結構規(guī)范化數據結構規(guī)范化(Norm

3、alization)3、導出邏輯模型、導出邏輯模型 DFD + DD + IPO4、修正、修正計劃計劃：重估成本、進度等：重估成本、進度等可行性分析階段的項目開發(fā)計劃可行性分析階段的項目開發(fā)計劃5、開發(fā)原型系統(tǒng)、開發(fā)原型系統(tǒng)(Prototyping)（如有必要如有必要）“樣機樣機試用試用”CDG基本適用不適用、廢棄Throw away追加 add on6、編寫軟件需求規(guī)格說明書、編寫軟件需求規(guī)格說明書3.需求分析過程需求分析過程 （SA）-數據驅動的分析方法數據驅動的分析方法 軟件系統(tǒng)本質上是信息處理系統(tǒng)軟件系統(tǒng)本質上是信息處理系統(tǒng),而任何而任何信息處理系統(tǒng)的基本功能都是把輸入數據轉信息處理系

4、統(tǒng)的基本功能都是把輸入數據轉變成需要的輸出信息。數據決定了需要的處變成需要的輸出信息。數據決定了需要的處理和算法理和算法, 數據顯然是分析的出發(fā)點數據顯然是分析的出發(fā)點。 通過可行性研究已經得出了目標系統(tǒng)的通過可行性研究已經得出了目標系統(tǒng)的高層數據流圖高層數據流圖,需求分析的目的之一就是把需求分析的目的之一就是把數據流和數據存儲定義到元素級。數據流和數據存儲定義到元素級。為了達到為了達到這個目的這個目的,通常從數據流圖的輸出端著手分通常從數據流圖的輸出端著手分析析,這是因為系統(tǒng)的目標是產生這些輸出這是因為系統(tǒng)的目標是產生這些輸出,輸輸出數據確定了系統(tǒng)必須具有的最基本的組成出數據確定了系統(tǒng)必須具

5、有的最基本的組成元素。元素。 分析過程分析過程:1、沿、沿DFD回溯：回溯： DFD的輸出端是系統(tǒng)的最終目的。的輸出端是系統(tǒng)的最終目的。沿數據流沿數據流圖從輸出端往輸入端回溯圖從輸出端往輸入端回溯,應該能夠確定每個應該能夠確定每個數據元素的來源數據元素的來源,與此同時也就初步定義了有與此同時也就初步定義了有關的算法。有時關的算法。有時,為了得到某個數據元素需要為了得到某個數據元素需要用到數據流圖中目前還沒有的數據元素用到數據流圖中目前還沒有的數據元素,或者或者得出這個數據元素需要用的算法尚不完全清得出這個數據元素需要用的算法尚不完全清楚。解決這個問題楚。解決這個問題,使分析員對目標系統(tǒng)的認使分

6、析員對目標系統(tǒng)的認識更深入更具體。識更深入更具體。向回確定每個數據元素的向回確定每個數據元素的來源，可加細來源，可加細DFD及及DD，并將相關算法記錄，并將相關算法記錄在在IPO圖中。圖中。2、用戶復查、用戶復查 系統(tǒng)的詳細信息只能來源于直接在這個系系統(tǒng)的詳細信息只能來源于直接在這個系統(tǒng)上工作的人一一系統(tǒng)的用戶。因此統(tǒng)上工作的人一一系統(tǒng)的用戶。因此,必須請必須請用戶對前一個分析步驟中得出的結果仔細地用戶對前一個分析步驟中得出的結果仔細地進行復查進行復查,數據流圖是幫助復查的極好工具。數據流圖是幫助復查的極好工具。 從輸入端開始從輸入端開始,分析員分析員借助借助數據流圖數據流圖以及以及數據字典數

7、據字典和和簡明的算法簡明的算法描述向用戶解釋描述向用戶解釋輸入輸入數據是怎樣一步一步地轉變成輸出數據的。數據是怎樣一步一步地轉變成輸出數據的。這些解釋集中反映了通過前面的分析工作分這些解釋集中反映了通過前面的分析工作分析員所獲得的對目標系統(tǒng)的認識。用戶應該析員所獲得的對目標系統(tǒng)的認識。用戶應該注意傾聽分析員的報告注意傾聽分析員的報告,并及時糾正和補充分并及時糾正和補充分析員的認識。析員的認識。3、細化、細化DFD： 反復進行上述分析過程反復進行上述分析過程,分析員越來越深入地分析員越來越深入地定義了系統(tǒng)中的數據和系統(tǒng)應該完成的功能。定義了系統(tǒng)中的數據和系統(tǒng)應該完成的功能。為了追蹤更詳細的數據流

8、為了追蹤更詳細的數據流,分析員應該把數據分析員應該把數據流圖擴展到更低的層次。流圖擴展到更低的層次。通過功能分解可以通過功能分解可以完成數據流圖的細化。完成數據流圖的細化。在數據流圖中選出一在數據流圖中選出一個功能比較復雜的處理個功能比較復雜的處理,并把它的功能分解成并把它的功能分解成若干個子功能若干個子功能,這些較低層的子功能成為一張這些較低層的子功能成為一張新數據流圖上的處理新數據流圖上的處理,在這張新數據流圖上還在這張新數據流圖上還應該包括自己的數據存儲和數據流。應該包括自己的數據存儲和數據流。 加細前后的加細前后的I/O須相同。須相同。 分解到須考慮具體實現(xiàn)的代碼時即可仃止分解到須考慮

9、具體實現(xiàn)的代碼時即可仃止4、修正計劃、修正計劃5、文檔：、文檔：需求規(guī)格說明書需求規(guī)格說明書不需分解不需分解有補充有補充修正修正無補充修正無補充修正分析追蹤分析追蹤數據流圖數據流圖用戶復查用戶復查細細 化化數據流圖數據流圖需要需要分解分解需求規(guī)格說明書需求規(guī)格說明書封面封面： 文檔編號文檔編號： 版版 本本 號：號： 文檔名稱：文檔名稱： 項目名稱：項目名稱： 項目負責人：項目負責人： 年年 月月 日日編寫：編寫：核對：核對：審核：審核：批準：批準：開發(fā)單位：開發(fā)單位： 需求規(guī)格說明書需求規(guī)格說明書內容內容：系統(tǒng)規(guī)格說明：系統(tǒng)規(guī)格說明： 系統(tǒng)概貌系統(tǒng)概貌 功能要求功能要求 性能要求性能要求 運

10、行要求運行要求 可能增加的要求可能增加的要求 DFD IPO 數據要求：數據要求： DD Hierarchy 或或 Warnier Diagram 用戶系統(tǒng)描述用戶系統(tǒng)描述 初步用戶手冊：從用戶的觀點考慮系統(tǒng)初步用戶手冊：從用戶的觀點考慮系統(tǒng) 系統(tǒng)功能、性能系統(tǒng)功能、性能 使用與步驟使用與步驟 等等修正的開發(fā)計劃：修正的開發(fā)計劃： 成本估計成本估計 資源使用計劃資源使用計劃 進度計劃進度計劃6、審查和復審、審查和復審4 概念模型和規(guī)范化概念模型和規(guī)范化 對數據的分析對數據的分析1、概念模型：描述、概念模型：描述從用戶角度從用戶角度看到的數據看到的數據 實體實體 -聯(lián)系圖聯(lián)系圖(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、數據規(guī)范化、數據規(guī)范化:范式范式(Normal Forms)：消除數據冗余度：消

12、除數據冗余度例：例：StudentInstructorClassEnrolled inTeachID* *NameSexAgeMajor ID* *NameSexAgeTitle ID* *SubjectCreditStudent ID* *Class IDGradeInstructor ID* * Class ID* *Keyword:可唯一地標識一個元組的屬性可唯一地標識一個元組的屬性1 - NF：所有屬性都是原子值，即不出現(xiàn)：所有屬性都是原子值，即不出現(xiàn)“表中有表表中有表”2 - NF：在：在 1-NF 基礎上，每個基礎上，每個non-key-word都由整個都由整個key word 決

13、定（而非依賴于決定（而非依賴于key word 的一部分）。例：的一部分）。例：“Major”實際上由實際上由“ID”的第的第6、7位決定，可省去。位決定，可省去。3 - NF：在：在 2-NF基礎上，基礎上，non-key-word之間無從屬關系。之間無從屬關系。 某校教學管理ER圖5 狀態(tài)轉換圖狀態(tài)轉換圖l狀態(tài)轉換圖狀態(tài)轉換圖(簡稱為狀態(tài)圖簡稱為狀態(tài)圖)通過描繪系統(tǒng)的通過描繪系統(tǒng)的狀狀態(tài)態(tài)及引起系統(tǒng)狀態(tài)轉換的及引起系統(tǒng)狀態(tài)轉換的事件事件，來表示系統(tǒng)的，來表示系統(tǒng)的行為。行為。l在狀態(tài)圖中定義的狀態(tài)主要有：初態(tài)、終態(tài)和在狀態(tài)圖中定義的狀態(tài)主要有：初態(tài)、終態(tài)和中間狀態(tài)。中間狀態(tài)。l在一張狀態(tài)圖

14、中只能有一個初態(tài)，而終態(tài)則可在一張狀態(tài)圖中只能有一個初態(tài)，而終態(tài)則可以有以有0至多個。至多個。l事件是在某個特定時刻發(fā)生的事情，它是對系事件是在某個特定時刻發(fā)生的事情，它是對系統(tǒng)做動作或統(tǒng)做動作或(和和)從一個狀態(tài)轉換到另一個狀態(tài)從一個狀態(tài)轉換到另一個狀態(tài)的外界事件的抽象。的外界事件的抽象。狀態(tài)圖中使用的主要符號狀態(tài)圖中使用的主要符號l狀態(tài)名必須有，狀態(tài)變量和活動表是可選的。狀態(tài)名必須有，狀態(tài)變量和活動表是可選的。l活動表的語法格式如下：事件名活動表的語法格式如下：事件名(參數表參數表)/動作表達式。動作表達式。 l3種標準事件：種標準事件：entry，exit和和do l事件表達式的語法如下

15、：事件說明守衛(wèi)條件動作表達事件表達式的語法如下：事件說明守衛(wèi)條件動作表達式式注：注：例子例子6 其他圖形工具其他圖形工具1、層次方框圖、層次方框圖 (Hierarchy) 描繪數據的結構描繪數據的結構 層次方框圖用樹形結構的一系列多層次的矩形框描繪層次方框圖用樹形結構的一系列多層次的矩形框描繪數據的層次結構。樹形結構的頂層是一個單獨的矩形數據的層次結構。樹形結構的頂層是一個單獨的矩形框框,它代表完整的數據結構它代表完整的數據結構,下面的各層矩形框代表這個下面的各層矩形框代表這個數據的子集數據的子集,最底層的各個框代表組成這個數據的實際最底層的各個框代表組成這個數據的實際數據元素數據元素(不能再

16、分割的元素不能再分割的元素)。例如，描繪一家計算機公司全部產品的數據結構例如，描繪一家計算機公司全部產品的數據結構2、Warnier Diagram：層次層次（n1 ,n2):重復重復n1到到n2次次 ：二者擇一：二者擇一例：例： 頭條新聞頭條新聞 地區(qū)隊地區(qū)隊 頭版頭版 國內新聞國內新聞 體育新聞體育新聞 職業(yè)隊職業(yè)隊 本地新聞本地新聞 拳擊拳擊 社論社論(1,1) 經營簡訊經營簡訊 專欄專欄(1,3) 報紙報紙 社論社論 讀者來信讀者來信(1,3) 副刊副刊 商業(yè)新聞商業(yè)新聞 雇員簡訊雇員簡訊 諷刺漫畫諷刺漫畫(0,1) 一般新聞一般新聞 體育新聞聯(lián)播體育新聞聯(lián)播 招生招生 副刊副刊 商業(yè)

17、新聞商業(yè)新聞 廣告廣告 招聘招聘 廣告廣告 求助求助細細化化Warnier圖也用樹形結構描繪信息圖也用樹形結構描繪信息,但是這種圖形工具比層但是這種圖形工具比層次方框圖提供了更豐富的描繪手段。其可以表明信息的邏次方框圖提供了更豐富的描繪手段。其可以表明信息的邏輯組織輯組織,也就是說也就是說,它可以指出一類信息或一個信息量是重它可以指出一類信息或一個信息量是重復出現(xiàn)的復出現(xiàn)的,也可以表示特定信息在某一類信息中是有條件也可以表示特定信息在某一類信息中是有條件地出現(xiàn)的。容易把地出現(xiàn)的。容易把Warnier圖轉變成軟件設計的工具。圖轉變成軟件設計的工具。 3、IPO圖圖(Input / Process

18、 / Output)：簡要的算法描述簡要的算法描述1. 1. 校驗校驗主記錄主記錄2. 2. 校驗校驗事務記錄事務記錄3. 3. 更新更新主記錄主記錄舊的主文件舊的主文件事務文件事務文件有效的有效的主記錄主記錄有效的有效的事務記錄事務記錄更新后的更新后的主文件主文件輸出輸出O O處理處理P P輸入輸入I I IPO圖是輸入圖是輸入/處理處理/輸出圖的簡稱輸出圖的簡稱, 能夠方便地描繪輸入能夠方便地描繪輸入數據、對數據的處理和輸出數據之間的關系。數據、對數據的處理和輸出數據之間的關系。 它的基本形式是在左邊的框中列出有關的輸入數據它的基本形式是在左邊的框中列出有關的輸入數據,在中在中間的框內列出

19、主要的處理間的框內列出主要的處理,在右邊的框內列出產生的輸出數在右邊的框內列出產生的輸出數據。處理框中列出處理的次序暗示了執(zhí)行的順序據。處理框中列出處理的次序暗示了執(zhí)行的順序.改進的改進的IPO圖的形式圖的形式 7.驗證需求驗證需求(Requirements Validation)從從以下以下四個四個方面方面驗證驗證所有所有需求需求必須是正確的必須是正確的. . 一致性：一致性：任何一條需求不能和其他需求矛盾任何一條需求不能和其他需求矛盾. . 完整性：規(guī)格說明書應包括用戶需求的每一個完整性：規(guī)格說明書應包括用戶需求的每一個功能和性能功能和性能. . 現(xiàn)實性：指定的需求應該是用現(xiàn)有的硬件技術現(xiàn)

20、實性：指定的需求應該是用現(xiàn)有的硬件技術和軟件技術基本上可以實現(xiàn)的和軟件技術基本上可以實現(xiàn)的. . 有效性有效性: :必須證明需求是正確有效的必須證明需求是正確有效的, ,確實能解確實能解決用戶面對的問題決用戶面對的問題. . 方法：方法： 人工審查人工審查 初步用戶手冊初步用戶手冊 Prototyping 使用軟件工具使用軟件工具 完整性、一致性完整性、一致性(1)必須有形式化的語法必須有形式化的語法(或表或表),因此可以用計因此可以用計算機自動處理使用這種語法說明的用于需求算機自動處理使用這種語法說明的用于需求分析的軟件工具內容分析的軟件工具內容;(2)使用這個軟件工具能夠導出詳細的文檔使用

21、這個軟件工具能夠導出詳細的文檔;(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性和冗余性的手段,并且應該能夠產生一組報并且應該能夠產生一組報告指明對完整性分析的結果告指明對完整性分析的結果;(4)使用這個軟件工具之后使用這個軟件工具之后,應該能夠改進通信應該能夠改進通信狀況。狀況。 用于需求分析的軟件工具用于需求分析的軟件工具例例1：Software Requirements Engineering Methodology (SREM) (TRW Corporation, 1977)REVSRSLRequirementsRSLStatementsAbstract System Semantic Model (ASSM)AnalyzerReports RSL(需求陳述語言需求陳述語言)。RSL中的語句是計算中的語句是計算機可以處理的機可以處理的,處理以后把從這些語句中得到的處理以后把從這些語句中得到的信息集中存放在一個稱為抽象系統(tǒng)語義模型信息集中存放在一個稱為抽象系統(tǒng)語義模型(ASSM)的數據庫中。有一組軟件工具處理的數據庫中