軟件工程理論與實踐 課件 3軟件需求工程

XXXXXX大學(xué)軟件工程SOFTWARE

ENGINEERING教師：XXXXX2024教學(xué)目標(biāo)：（1）理解軟件需求分析的概念和特點；（2）掌握需求分析的具體任務(wù)及過程；（3）掌握需求獲取的方法；（4）能夠編寫小型項目的需求規(guī)格說明書。第3章軟件需求工程3.1.1軟件需求1.什么是需求IEEE軟件工程標(biāo)準(zhǔn)詞匯表中對需求的定義是：（1）用戶解決問題或達(dá)到目標(biāo)所需的條件或能力；（2）系統(tǒng)或系統(tǒng)部件要滿足合同、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范或其它正式規(guī)定文檔所需具有的條件或能力；（3）一種反映上面（1）或（2）所描述的條件或能力的文檔說明。3.1

需求工程概述

3.1

需求工程概述功能性需求

功能性需求主要描述軟件應(yīng)該做什么，即為用戶或其他系統(tǒng)完成的功能、提供的服務(wù)。功能性需求是軟件的一項基本需求，但并不是唯一的需求。非功能性需求

非功能性需求主要描述軟件質(zhì)量屬性的特性，包括易用性、可靠性、執(zhí)行速度以及異常處理能力等。

3.1

需求工程概述軟件產(chǎn)品要滿足用戶所需就要創(chuàng)建良好的需求，一般良好的需求應(yīng)該包含以下9個特性：（1）正確性：技術(shù)可行，內(nèi)容合法，符合軟件設(shè)計實際要求；（2）完整性：能夠表達(dá)一個完整的想法；（3）清晰性：不易被錯誤理解，不模棱兩可；（4）一致性：不與其它需求相沖突；（5）可追蹤性：可以唯一識別并進(jìn)行跟蹤；（6）可驗證性：可驗證軟件能夠滿足用戶需求；（7）可行性：可以在預(yù)期成本和計劃進(jìn)度內(nèi)完成；（8）模塊化：可單獨變更而不影響其它需求，或不會造成較大影響；（9）獨立于設(shè)計：不包括項目設(shè)計和實現(xiàn)的細(xì)節(jié)、計劃信息等。3.1.2需求分析需求分析是研究用戶要求，以得到目標(biāo)系統(tǒng)的需求定義的過程，即理解、分析和表達(dá)“系統(tǒng)必須做什么”的過程。

客戶需求的模糊性對問題空間理解的不完備性與不一致性客戶需求的動態(tài)性需求分析過程需求獲取需求提煉需求描述需求驗證角色名稱描述用戶直接操作軟件的人員客戶軟件開發(fā)的委托方或軟件市場的目標(biāo)客戶需求分析人員負(fù)責(zé)進(jìn)行需求搜集，并進(jìn)行分析形成軟件需求規(guī)格說明書3.2

需求獲取3.2.2需求獲取存在問題（1）分析人員與用戶的溝通問題（2）誤解客戶需求問題（3）需求的不確定性問題（4）獲取方法問題（5）時間問題3.2.3需求獲取方法1．訪談2．問卷調(diào)查3．實地考查4．情景分析5．構(gòu)造原型3.2.4提高獲取的效率

1.主動了解客戶業(yè)務(wù)和相關(guān)知識2.及時整理記錄3.對客戶進(jìn)行正確分類4.引導(dǎo)客戶，使其充分表達(dá)自己的想法5.充分利用需求確認(rèn)會議6.需求是變動的7.及時交流3.2.5需求獲取實例

【例3-1】高校財務(wù)問答系統(tǒng)需求獲取實例1．確定用戶類型2．確定場景3.3需求提煉3.3.1需求分析模型所謂模型，就是為了理解事物而對該事物做出的一種抽象，在軟件工程中的模型由一組圖形符號和組織這些符號的規(guī)則組成。3.3.2需求分析模型分類1.域建模2.用例建模3.組件和服務(wù)建模4.性能建模3.3.3需求分析建模方法

結(jié)構(gòu)化分析建模方法是從數(shù)據(jù)流進(jìn)行分析，用數(shù)據(jù)流程圖把要開發(fā)的軟件功能結(jié)構(gòu)表示出來，這種圖形是軟件的功能模型，所以它是一種建模活動。面向?qū)ο蠓治鼋２粌H僅是新的編程語言的匯總。它是一種新的思維方式，一種關(guān)于計算和信息結(jié)構(gòu)化的新思維。面向?qū)ο蟮姆治鼋？梢砸暈槭且粋€包含抽象、封裝、模塊化、層次、分類、并行、穩(wěn)定、可重用和可擴展性等元素概念的框架。3.4需求描述3.4.1需求描述方法通常有三種方法進(jìn)行需求描述：（1）用好的結(jié)構(gòu)化和自然語言編寫文本型文檔；（2）建立圖形化模型，這些模型可以描繪轉(zhuǎn)換過程、系統(tǒng)狀態(tài)和它們之間的變化、數(shù)據(jù)關(guān)系、邏輯流或?qū)ο箢惡退鼈兊年P(guān)系；（3）編寫形式化規(guī)模說明，可以通過使用數(shù)學(xué)上精確的形式化邏輯語言來定義需求。盡管形式化規(guī)格說明具有很強的嚴(yán)密性和精確度，但由于其所使用的形式化語言只有極少數(shù)專業(yè)人員才熟悉，所以，這一方法一直沒有在工業(yè)界得到普遍使用。3.4.2軟件需求規(guī)格說明軟件需求規(guī)格說明書（SoftwareRequirementSpecification，SRS）是需求分析的結(jié)果，它具有廣泛的使用范圍，并成為客戶、分析人員和設(shè)計人員之間進(jìn)行理解和交流的手段?？蛻敉ㄟ^需求規(guī)格說明書指定需求，檢查需求描述是否滿足原來的期望；設(shè)計人員通過需求規(guī)格說明書了解軟件需要開發(fā)的內(nèi)容，將其作為軟件設(shè)計的基本出發(fā)點；測試人員根據(jù)軟件需求規(guī)格說明書中對產(chǎn)品行為的描述，制定測試計劃、測試用例和測試過程；產(chǎn)品發(fā)布人員根據(jù)軟件需求規(guī)格說明書和用戶界面設(shè)計編寫用戶手冊等文檔。3.4.3需求描述的編寫原則（1）句子和段落要短。使用正確的語法、拼寫、標(biāo)點。使用術(shù)語，要保持一致性，并在術(shù)語表或數(shù)據(jù)字典中定義它們。（2）要檢查需求是否被有效地定義。換句話說，作為軟件需求規(guī)格說明的編寫者，是否需要說明書以外的解釋，來幫助開發(fā)人員很好地理解需求，以便于設(shè)計和實現(xiàn)？如果是的話，說明書需求還需要精化。（3）需求編寫者還要努力正確地把握細(xì)化程度。要避免包含多個需求的冗長的敘述段落。盡量編寫?yīng)毩⒌目蓽y試的需求，如果一小部分測試就可以驗證一個需求的正確性，那么它已經(jīng)正確地被細(xì)化了。如果預(yù)想到多種不同的測試，則幾個需求可能已關(guān)聯(lián)在一起，需要拆分開。（4）密切關(guān)注合成了多個需求的單個需求。一個需求中的連接詞“和”與“或”表示了幾個需求的合并。盡量避免在一個需求中使用“和”與“或”。（5）通篇文檔細(xì)節(jié)上要保持一致。在多處包含相同的需求可以使文檔更易于閱讀，但也會給文檔的維護(hù)增加困難。文檔涉及的多份文本要在同一時間內(nèi)全部更新，避免不一致性。3.5需求驗證需求分析的最后一步是驗證以上需求分析成果。需求分析階段的工作成果是后續(xù)軟件開發(fā)的基礎(chǔ)，為了提高軟件開發(fā)質(zhì)量，降低軟件開發(fā)的成本，必須對需求的正確性進(jìn)行嚴(yán)格的驗證，確定需求的一致性、完整性和有效性。確保設(shè)計與實現(xiàn)過程中的需求可回溯，并進(jìn)行需求變更管理。3.5.1需求驗證標(biāo)準(zhǔn)1．正確性2．無歧義性3．完整性4．可驗證性5．一致性6．可修改性7．可追蹤性3.5.2如何做好需求驗證1．分層次和分階段評審用戶的需求可以分層次，一般而言可以分成如下的層次：（1）目標(biāo)性需求：定義了整個系統(tǒng)需要達(dá)到的目標(biāo)；（2）功能性需求：定義了整個系統(tǒng)必須完成的任務(wù)；（3）操作性需求：定義了完成每個任務(wù)時具體的人機交互。2．正式評審與非正式評審結(jié)合3．精心挑選和培訓(xùn)評審員4．建立標(biāo)準(zhǔn)的評審流程和充分準(zhǔn)備評審5．做好評審后的跟蹤工作3.6需求管理3.6.1需求變更控制1．需求變更的原因（1）對需求的理解存在分歧（2）系統(tǒng)實施時間過長（3）用戶業(yè)務(wù)需求改變（4）系統(tǒng)正常升級2．需求變更流程變更控制是在一定的流程下有效地實施整個變更過程，需求變更流程如圖3-3所示，應(yīng)該包括以下4個部分：（1）仔細(xì)評估已建議的變更；（2）挑選合適的人選對變更做出決定；（3）變更應(yīng)及時通知所涉及的人員；（4）項目要按一定的流程實施需求變更。3.6.2需求跟蹤一個管理系統(tǒng)的需求跟蹤通常應(yīng)該滿足，第一，能夠完整地定義需求之間的各種關(guān)系，并提供可視化表示方式；第二，在需求變更時，系統(tǒng)能夠按照所定義的需求跟蹤鏈，跟蹤到所有受影響的需求。同時，管理人員也需要進(jìn)行需求狀態(tài)跟蹤，以了解項目工程進(jìn)行到了何種程度，從而對項目進(jìn)度進(jìn)行控制。3.7應(yīng)用案例——高校財務(wù)問答系統(tǒng)需求描述3.7.1引言本文檔是軟件開發(fā)者和客戶之間簽訂的一份契約，保證客戶需求的穩(wěn)定性，為軟件開發(fā)者提供軟件開發(fā)過程的憑據(jù)。1．項目目的和目標(biāo)本系統(tǒng)的目的在于創(chuàng)建一個財務(wù)問答平臺，有助于解決大部分教職工的常見財務(wù)相關(guān)問題，減少財務(wù)部門工作人員回答咨詢問題的工作量。2.用戶簡介本系統(tǒng)面向的是各類高校，隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，需要為一些工作開發(fā)管理系統(tǒng)幫助減輕工作人員工作量。3.參考文獻(xiàn)略4.版本更新信息3.7.2綜合描述1.組織結(jié)構(gòu)與職責(zé)本系統(tǒng)用戶的組織結(jié)構(gòu)與角色。2.角色定義組織結(jié)構(gòu)圖中各用戶類型的職責(zé)說明。3.7.3目標(biāo)系統(tǒng)功能需求3.7.4目標(biāo)系統(tǒng)性能需求1.時間需求（1）檢查輸入資料合法性的時間應(yīng)少于1秒；（2）查詢的最長等待時間應(yīng)少于5秒；（3）更新信息的時間應(yīng)少于3秒；（4）信息上傳和下載的時間應(yīng)少于10秒。2.空間需求（1）支持的終端數(shù)：<=1500；（2）支持的并行操作的使用者數(shù)：<=300。3.7.5目標(biāo)系統(tǒng)界面與接口需求1.界面需求本系統(tǒng)的界面遵循風(fēng)格統(tǒng)一，兼容常用移動端系統(tǒng)和管理端瀏覽器。2.接口需求點列表/接口模型無接口。3.7.6目標(biāo)系統(tǒng)其他需