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1、第3章 軟件需求分析,掌握：需求分析的重要性、需求分析的任務(wù)、需求分析的步驟、數(shù)據(jù)流圖、數(shù)據(jù)字典、判定表和判定樹(shù)、軟件需求分析規(guī)格說(shuō)明書。,3.1 需求分析概述,3.1.1 需求分析的重要性,通俗地說(shuō)，需求分析就是分析軟件用戶的需求是什么。試想一下，如果投入大量的人力、物力、財(cái)力和時(shí)間，開(kāi)發(fā)出的軟件卻滿足不了客戶的要求，那所有的投入都是徒勞。如果費(fèi)了很大的精力，開(kāi)發(fā)一個(gè)軟件，最后卻因不滿足用戶的要求，而要重新開(kāi)發(fā)，這種返工同樣也是讓人痛心疾首的。,3.1.2 需求分析的任務(wù),需求分析階段的任務(wù)主要要解決的是系統(tǒng)“做什么”的問(wèn)題。用戶了解他們所面對(duì)的問(wèn)題，知道必須做什么，但是通常不能完整地、準(zhǔn)確
2、地表達(dá)出來(lái)，也不知道怎樣用計(jì)算機(jī)解決他們的問(wèn)題。而軟件開(kāi)發(fā)人員雖然知道怎樣用軟件完成人們提出的各種功能要求，但是，對(duì)用戶的具體業(yè)務(wù)和需求不完全清楚，這是需求分析階段的困難所在。,3.1.2 需求分析的原則,1分析人員要使用符合用戶語(yǔ)言習(xí)慣的表達(dá) 2分析人員要了解用戶的業(yè)務(wù)及目標(biāo) 3分析人員必須編寫軟件需求報(bào)告 4要求得到需求工作結(jié)果的解釋說(shuō)明 5開(kāi)發(fā)人員要尊重客戶的意見(jiàn) 6開(kāi)發(fā)人員要對(duì)需求及產(chǎn)品實(shí)施提出建議和解決方案,7描述產(chǎn)品使用特性 8允許重用已有的軟件組件 9要求對(duì)變更的代價(jià)提供真實(shí)可靠的評(píng)估 10獲得滿足客戶功能和質(zhì)量要求的系統(tǒng) 11給分析人員講解業(yè)務(wù) 12用戶應(yīng)抽出時(shí)間清楚地說(shuō)明并完
3、善需求 13準(zhǔn)確而詳細(xì)地說(shuō)明需求,14及時(shí)做出決定 15尊重開(kāi)發(fā)人員的需求可行性及成本評(píng)估 16劃分需求的優(yōu)先級(jí) 17評(píng)審需求文檔和原型 18需求變更要立即聯(lián)系 19遵照開(kāi)發(fā)小組處理需求變更的控制過(guò)程 20尊重開(kāi)發(fā)人員采用的需求分析過(guò)程,3.1.3 需求分析的步驟,（1）歸納整理用戶提出的各種問(wèn)題和要求，弄清用戶企圖通過(guò)軟件達(dá)到的目的，并把它作為要求和條件予以明確。分析人員借助各種工具和方法，獲得對(duì)用戶需求的基本理解，然后在需求獲取方法的驅(qū)動(dòng)和指導(dǎo)下，從非正式需求陳述中提取出用戶的實(shí)際需求，由此確定軟件的功能、性能、接口關(guān)系及有關(guān)屬性、限制和邊界等，標(biāo)定軟件的作用范圍，確認(rèn)支持性的軟硬件環(huán)境及
4、輔助工具與條件。此階段還為軟件需求分析活動(dòng)提供了相應(yīng)的過(guò)程控制機(jī)制。,（2）在需求獲取的基礎(chǔ)上建立邏輯模型，使用自頂向下、逐層分解的方法，把用戶對(duì)軟件的需求分解成若干子系統(tǒng)或軟件成分，定義軟件成分的內(nèi)部功能，并標(biāo)定它們之間的接口。 （3）用準(zhǔn)確、簡(jiǎn)練、無(wú)二義性的語(yǔ)言將用戶需求規(guī)格化為軟件需求規(guī)格說(shuō)明，使用戶和開(kāi)發(fā)人員對(duì)擬開(kāi)發(fā)的軟件有共同的理解。軟件需求規(guī)格說(shuō)明同時(shí)還是軟件測(cè)試、驗(yàn)收和交付的基準(zhǔn)。,（4）通過(guò)需求評(píng)審，對(duì)需求獲取、需求定義等進(jìn)行全面審查，力圖發(fā)現(xiàn)需求分析中的錯(cuò)誤和缺陷，最終確認(rèn)軟件需求規(guī)格說(shuō)明。同時(shí)，以需求規(guī)格說(shuō)明為輸入，通過(guò)模擬或快速原型等方法，向用戶展示需求規(guī)格說(shuō)明所描述的
5、系統(tǒng)外部行為和相應(yīng)特征。,3.2 結(jié)構(gòu)化分析方法及工具,3.2.1 概述,結(jié)構(gòu)化分析（簡(jiǎn)稱SA 法）方法是面向數(shù)據(jù)流的需求分析方法，由Yourdon，Constaintine 及DeMarco 等人于70 年代末提出，并得到廣泛的應(yīng)用。結(jié)構(gòu)化分析方法適合于分析大型的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，特別是企事業(yè)管理系統(tǒng)。,結(jié)構(gòu)化分析的步驟如下： （1）分析當(dāng)前的情況，做出反映當(dāng)前物理模型的數(shù)據(jù)流圖。 （2）推導(dǎo)出等價(jià)的邏輯模型的數(shù)據(jù)流圖。 （3）設(shè)計(jì)新的邏輯系統(tǒng)，生成數(shù)據(jù)字典和基元描述。 （4）建立人機(jī)接口，提出可供選擇的目標(biāo)系統(tǒng)物理模型的數(shù)據(jù)流圖。 （5）確定各種方案的成本和風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，據(jù)此對(duì)各種方案進(jìn)行分析。
6、（6）選擇一種方案。 （7）建立完整的需求規(guī)約。,3.2.2 數(shù)據(jù)流圖,數(shù)據(jù)流圖，簡(jiǎn)稱DFD（Data Flow Diagraph），是采用圖形方式來(lái)表達(dá)系統(tǒng)的邏輯功能、數(shù)據(jù)在系統(tǒng)內(nèi)部的邏輯流向和邏輯變換過(guò)程，是結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)分析方法的主要表達(dá)工具及用于表示軟件模型的一種圖示方法。,數(shù)據(jù)流圖由以下4部分組成： 1數(shù)據(jù)流 數(shù)據(jù)流由一組固定成分的數(shù)據(jù)組成，表示數(shù)據(jù)的流向。值得注意的是，數(shù)據(jù)流圖中描述的是數(shù)據(jù)流，而不是控制流。除了流向數(shù)據(jù)存儲(chǔ)或從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)流出的數(shù)據(jù)不必命名外，每個(gè)數(shù)據(jù)流必須要有一個(gè)合適的名字，以反映該數(shù)據(jù)流的含義。 2加工 加工描述了輸入數(shù)據(jù)流到輸出數(shù)據(jù)之間的變換，也就是
7、輸入數(shù)據(jù)流經(jīng)過(guò)什么處理后變成了輸出數(shù)據(jù)。每個(gè)加工都有一個(gè)名字和編號(hào)。編號(hào)能反映該加工位于分層的數(shù)據(jù)流圖的哪個(gè)層次和哪張圖中，能夠看出它是由哪個(gè)加工分解出來(lái)的子加工。,3數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)表示暫時(shí)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。每個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)都有一個(gè)名字。 4外部實(shí)體 外部實(shí)體是存在于軟件系統(tǒng)之外的人員或組織，它指出數(shù)據(jù)的發(fā)源地或系統(tǒng)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的歸屬地。,,,,,,,,,,,,,,,,,在實(shí)際應(yīng)用中，一般是采用分層的數(shù)據(jù)流圖來(lái)描述軟件系統(tǒng)，其步驟如下： （1）從問(wèn)題描述中分析出4種基本組成成分（外部實(shí)體、加工、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)流）。 （2）根據(jù)（1）的結(jié)果畫出基本系統(tǒng)數(shù)據(jù)流圖，稱為頂層圖。 （3）把（2
8、）得到的基本系統(tǒng)模型細(xì)化為功能級(jí)數(shù)據(jù)流圖。 （4）對(duì)功能級(jí)數(shù)據(jù)流圖中的主要功能進(jìn)一步細(xì)化，直至滿意為止。,根據(jù)數(shù)據(jù)處理對(duì)象和處理方式的不同，通常又將數(shù)據(jù)流圖分為變換型數(shù)據(jù)流圖和事務(wù)型數(shù)據(jù)流圖： （1）變換型數(shù)據(jù)流圖 具有較明顯的輸入、變換（或主加工）和輸出的數(shù)據(jù)流圖稱為變換型數(shù)據(jù)流圖。在變換型數(shù)據(jù)流圖中，主加工是系統(tǒng)的中心。如圖3-2所示的是一個(gè)典型的變換型數(shù)據(jù)流圖，圖中“發(fā)卡”是主加工，“現(xiàn)金”是輸入，“IC卡”是輸出。,圖3-2 IC卡管理系統(tǒng)的頂層數(shù)據(jù)流圖,（2）事務(wù)型數(shù)據(jù)流圖 某個(gè)加工將它的輸入分離成一串發(fā)散的數(shù)據(jù)流，形成許多活動(dòng)路徑，并根據(jù)輸入的值選擇其中一條路徑，具有這樣特
9、征的數(shù)據(jù)流圖是事務(wù)型數(shù)據(jù)流圖。,圖3-1 事務(wù)型數(shù)據(jù)流圖的一個(gè)例子,以下以某商場(chǎng)顧客IC卡管理系統(tǒng)為例，來(lái)說(shuō)明數(shù)據(jù)流圖的畫法。 顧客持IC卡進(jìn)行購(gòu)物，其中負(fù)責(zé)管理IC卡的業(yè)務(wù)包括發(fā)卡、維護(hù)、對(duì)賬及錯(cuò)誤處理、發(fā)票打印、結(jié)算。發(fā)卡需要向卡內(nèi)寫入發(fā)卡信息；維護(hù)是指對(duì)卡的修復(fù)、初始化、讀取、查詢的操作；對(duì)賬及錯(cuò)誤處理指將IC卡帳戶主記錄中的金額與帳戶流水賬中的消費(fèi)明細(xì)進(jìn)行核對(duì)，如發(fā)現(xiàn)賬目不同，則進(jìn)行錯(cuò)誤處理；發(fā)票打印是打印當(dāng)前IC卡所產(chǎn)生金額的發(fā)票；結(jié)算指當(dāng)前IC卡操作員對(duì)購(gòu)物進(jìn)行結(jié)算。,1）從問(wèn)題描述中分析出4種基本組成成分 （1）外部實(shí)體：顧客。 （2）數(shù)據(jù)流：顧客ID、現(xiàn)金、IC卡信息、購(gòu)物單
10、、發(fā)票信息、維護(hù)結(jié)果、對(duì)賬結(jié)果、結(jié)賬信息、正確的帳戶信息。 （3）加工：發(fā)卡、維護(hù)、對(duì)賬及錯(cuò)誤處理、發(fā)票打印、結(jié)算。 （4）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：發(fā)卡記錄、結(jié)賬記錄。,2）畫出系統(tǒng)的基本模型,圖3-2 IC卡管理系統(tǒng)的頂層數(shù)據(jù)流圖,3）將基本系統(tǒng)模型細(xì)化為成功能級(jí)模型 根據(jù)系統(tǒng)個(gè)描述，在“發(fā)卡”后，還應(yīng)有“充值”，“購(gòu)物”后還應(yīng)有“收費(fèi)”。,圖3-3 對(duì)IC卡管理系統(tǒng)基本模型形成功能級(jí)模型,4）對(duì)系統(tǒng)主要功能進(jìn)一步細(xì)化 以“發(fā)卡”模塊為例，可細(xì)化為“發(fā)卡”、“打印”、“維護(hù)”、“結(jié)賬”、“對(duì)賬”幾個(gè)功能模塊。,圖3-4 IC卡管理系統(tǒng)模型的進(jìn)一步細(xì)化,3.2.3 數(shù)據(jù)字典,分層數(shù)據(jù)流圖只是表達(dá)了系統(tǒng)的
11、“分解”，為了完整地描述這個(gè)系統(tǒng)，還需對(duì)圖中的每個(gè)數(shù)據(jù)和加工給出解釋。數(shù)據(jù)字典的作用就是對(duì)數(shù)據(jù)流圖進(jìn)行描述，它是數(shù)據(jù)流圖中包含的所有元素的定義的集合，是對(duì)數(shù)據(jù)流圖的補(bǔ)充。 數(shù)據(jù)字典包括了4類條目：數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)項(xiàng)、文件及基本加工。,1數(shù)據(jù)流條目 它給出了數(shù)據(jù)流圖中數(shù)據(jù)流的定義，通常將數(shù)據(jù)流簡(jiǎn)單描述為該數(shù)據(jù)流的各組成數(shù)據(jù)項(xiàng)。 例如，數(shù)據(jù)流“乘客名單”由 “乘客姓名”、“單位名”和“等級(jí)”組成，則數(shù)據(jù)字典中的“乘客名單”條目是： 乘客名單=乘客姓名+單位名+等級(jí) 又如，報(bào)名單=姓名+單位名+年齡+性別+課程名。,數(shù)據(jù)流名：查詢 簡(jiǎn) 述：系統(tǒng)處理的一個(gè)命令 別 名：無(wú) 組 成：學(xué)生查詢|教
12、師查詢|課程查詢 注 釋 ： 至2010年底還將增加3 4 種查詢,2文件條目 給出某個(gè)文件的定義。文件的定義通常是列出文件記錄的組成數(shù)據(jù)流，還可指出文件的組織方式。 例如，某銷售系統(tǒng)的訂單文件： 訂單文件=訂單編號(hào)+顧客名稱+產(chǎn)品名稱+訂貨數(shù)量+交貨日期,3數(shù)據(jù)項(xiàng)條目 給出某個(gè)數(shù)據(jù)單項(xiàng)的定義，通常是該數(shù)據(jù)項(xiàng)的值類型、允許值等。 例如，賬號(hào)= 00000 99999；存款期= 1 | 3 | 5 (單位：年) 4加工條目 加工條目就是“加工小說(shuō)明”，是對(duì)“加工”的注釋。由于“加工”是DFD 圖的重要組成部分，一般應(yīng)單獨(dú)進(jìn)行說(shuō)明。,表3-2 在數(shù)據(jù)字典的定義中出現(xiàn)的符號(hào),3.2.4
13、 結(jié)構(gòu)化語(yǔ)言,結(jié)構(gòu)化語(yǔ)言是介乎自然語(yǔ)言和形式語(yǔ)言之間的一種半形式語(yǔ)言，它是自然語(yǔ)言的一個(gè)受限制的子集。結(jié)構(gòu)化語(yǔ)言一般分為兩層結(jié)構(gòu)：外層語(yǔ)法較具體，為控制結(jié)構(gòu)；內(nèi)層較靈活，表達(dá)要做什么。一般來(lái)說(shuō)，外層的控制結(jié)構(gòu)可參考編程語(yǔ)言中的順序、選擇和循環(huán)結(jié)構(gòu)。 以火車票售票為例，如果是學(xué)生，并且每年累計(jì)的乘車次數(shù)少于4次，則售半票，否則售全票。用形式化語(yǔ)言可描述如下：,IF 乘客是學(xué)生 THEN IF 每年累計(jì)的乘車次數(shù)少于4次 THEN 售半票 ELSE 售全票 ENDIF ELSE 售全票 ENDIF,結(jié)構(gòu)化語(yǔ)言的特點(diǎn)是簡(jiǎn)單直觀，且容易轉(zhuǎn)化為程序，但它不方便處理組合條件。,3.2.5 判
14、定表和判定樹(shù),判定表和判定樹(shù)都是用于描述加工的圖形工具。 判定表采用表格形式來(lái)表達(dá)邏輯判斷問(wèn)題，表格分成4個(gè)部分：左上角為條件說(shuō)明，左下角為行動(dòng)說(shuō)明，右上角為各種條件的組合說(shuō)明，右下角為各條件組合下相應(yīng)的行動(dòng)。 以某校教師的課時(shí)津貼為例，課時(shí)津貼標(biāo)準(zhǔn)是由教師的職稱及類別（本校、外聘）來(lái)決定的，本校教師：教授50元，副教授40元，講師35元，助教30元。外聘：教授60元，副教授50元，講師40元，助教35元。用判定表表達(dá)如表3-3所示。,表3-3 教師課時(shí)津貼的判定表表示,圖3-5 教師課時(shí)津貼的判定樹(shù)表示,判定表雖然能清晰地表示復(fù)雜的條件組合與應(yīng)做的動(dòng)作之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，但其含義卻不是一眼就
15、能看出來(lái)的，初次接觸這種工具的人要理解它需要有一個(gè)簡(jiǎn)短的學(xué)習(xí)過(guò)程。 判定樹(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于，它的形式簡(jiǎn)單到不需任何說(shuō)明，一眼就可以看出其含義，因此易于掌握和使用。 雖然判定樹(shù)比判定表更直觀，但簡(jiǎn)潔性卻不如判定表,3.2.6 層次方框圖,層次方框圖用樹(shù)形結(jié)構(gòu)的一系列多層次的矩形框描述數(shù)據(jù)的層次結(jié)構(gòu)。樹(shù)形結(jié)構(gòu)的頂層是一個(gè)單獨(dú)的矩形框，它代表完整的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，下面的各層矩形框代表這個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的子集，最底層的各個(gè)框代表組成這個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際數(shù)據(jù)元素。 例如，描繪一家計(jì)算機(jī)公司的產(chǎn)品的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可用如圖3-6所示的層次方框圖來(lái)表示。,圖3-6 計(jì)算機(jī)公司產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的層次方框圖,3.2.7 Warnier圖,法國(guó)計(jì)
16、算機(jī)科學(xué)家Warnier提出了表示信息層次結(jié)構(gòu)的另外一種圖形工具Warnier圖。與層次方框圖類似，Warnier圖也用樹(shù)形結(jié)構(gòu)描繪信息。圖3-7是用Warnier圖描繪軟件概念的例子，它說(shuō)明了這種圖形工具的用法。,圖3-7 軟件概念的Warnier圖,3.2.8 IPO圖,IPO圖是輸入/處理/輸出圖的簡(jiǎn)稱，它是由美國(guó)IBM公司發(fā)展完善起來(lái)的一種圖形工具，能夠方便地描繪輸入數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)處理和輸出數(shù)據(jù)的關(guān)系。IPO圖使用的基本符號(hào)既少又簡(jiǎn)單，因此很容易學(xué)會(huì)。IPO圖的基本形式是在左邊的框中列出有關(guān)的輸入數(shù)據(jù)，在中間的框中列出主要的處理，在右邊的框中列出產(chǎn)生的輸出數(shù)據(jù)。,圖3-8 數(shù)據(jù)庫(kù)更新記錄的
17、IPO圖,IPO圖的不足之處在于： （1）它沒(méi)有驗(yàn)證功能。 （2）它沒(méi)有反映軟件的性能要求。 （3）對(duì)于一些大型軟件，資料量太大。例如，如果程序有1000個(gè)模塊，則僅IPO圖就需1000張。,3.3 需求評(píng)審,3.3.1 需求評(píng)審的原則,1分層次評(píng)審 2正式評(píng)審與非正式評(píng)審結(jié)合 3分階段評(píng)審 4精心挑選評(píng)審員 5對(duì)評(píng)審員進(jìn)行培訓(xùn) 6充分利用需求評(píng)審檢查單 7建立標(biāo)準(zhǔn)的評(píng)審流程 8做好評(píng)審后的跟蹤工作 9充分準(zhǔn)備評(píng)審,3.4 軟件需求分析規(guī)格說(shuō)明書,3.4.1 軟件需求分析規(guī)格說(shuō)明書的內(nèi)容,1引言 1.1編寫目的 1.2背景 1.3定義 1.4參考資料 2任務(wù)概述 2.1目標(biāo) 2.2用戶的特點(diǎn) 2.3假定和約束 3需求規(guī)定 3.1對(duì)功能的規(guī)定 3.2對(duì)性能的規(guī)定 3.2.1精度 3.2.2時(shí)間特性要求 3.2.3靈活性,3.3輸人輸出要求 3.4數(shù)據(jù)管理能力要求 3.5故障處理要求 3.6其他專門要求 4運(yùn)行環(huán)境規(guī)定 4.1設(shè)備 4.2支持軟件 4.3接口 4.4控制,3.4.2 案例分析,圖3-9 學(xué)生成績(jī)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)流圖,第3章 結(jié)束,謝謝！,
《軟件工程與項(xiàng)目管理》第3章軟件需求分析.ppt
