软件需求说明书

实用软件工程（第4版）课件4北食咩汉大笨31罨分校：赵龙龙美丽的北师大珠海分校(4)丽泽湖畔的学生宿舍与食堂----赵池龙摄北食咩汉大笨31罨分校：赵龙龙第4章软件需求软件需求分析或软件需求获取，它既是软件幵发中的老问题，又包含着许多新思想、新方法、新技术。-需求获取是否彻底与成功，直接关系到软件幵发的成败。因为需求分析文档，是软件幵发与软件管理的第一根基线。-本章首先介绍需求分析中的基本概念，以及需求分析的任务、目的、方法，然后介绍需求分析的各种技巧、艺术、描述工具及需求管理过程。本章对读者的要求要求具体内容了解1）需求分析的输入与输出2）需求获取的难点3）

用户、顾客、客户的概念4）

不符合项、基线、里程碑、软件产品的概念5）

信息系统需求、网络游戏软件需求的概念6）

《需求报告》和《需求分析规格说明书》的差异理解1）

需求分析的目的2）

需求分析的重要性3）

三种需求分析方法的描述工具4）

需求管理方法关注1）需求分析的任务4.1需求分析基本概念•1.需求分析定义-1997年，IEEE软件工程标准词汇表中定义需求为：(1).用户解决问题或达到目标所需的条件或能力(Capability)。•(2).系统或系统部件要满足合同、标准、规范或其它正式规定文档所需具有的条件或能力。.力(的文档说明映上面⑴或⑵所描鵬件或(1).许多大型应用系统的失败，最后均归结到需求分析：要么获取需求的方法不当，使得需求分析不到位或不彻底，导致开发者反复多次地进行需求分析，致使设计、编码、测试无法顺利进行；要么客户配合不好，导致客户对需求不确认，或客户需求不断变化，同样致使设计、编码、测试无法顺利进行。-(2).用户需求报告既是软件生命周期中的第一个里程碑，又是客户、软件开发人员、软件测试人员和项目管理人员四者共同工作的基线，是项目Alpha测试和Beta测试的准则，是供方交付产品和需方验收产品的依据。（3）.需求分析要占用整个软件开发时间或工作量的30%左右。-（4）.需求获取中的错误，属于软件开发中的早期错误，将给项目成功带来极大风险，因为这些错误会在后续的设计和实现中进行发散式的传播。-根据以上四项原因，IT企业的高层经理，对需求分析特别重视，常常派经验最丰富的人员去作项目需求。-3.需求获取为什么难-（1）.用户需求具有动态性，即需求的不稳定性:在整个软件生命周期内，应用软件的需求会随着时间的进展而有所变化。个别用户，甚至是朝三暮四地变化。-（2）.用户需求具有模糊性：由于用户的素质不是很高，业务流程不很规范，所以需求表达不很清楚也不够明确。-（3）.开发者和用户要对需求达成完全一致的认识，用户要在需求报告上签字。-（4）.中国的国有企业正处在变动期（体制改革与企业重组），中国的民营企业正处在成长期（发展壮大与不完全成熟）。-4.用户需求报告与需求分析规格说明书-《用户需求报告》是站在用户的角度、使用他们可以看懂的语言写的，内容是有关系统的运行环境、业务流程、业务功能、业务性能和业务接口寸。-它是需求分析阶段产生的第一份重要的文档，表达了用户全面的、系统的、准确的、并且用户确认的需求，它是用户、项目开发者、项目测试者和项目管理者四方共同工作的基础，是用户测试和验收目标的依据，是作为软件开发机构和用户之间一份事实上的技术合同书，是软件生命周期中的第一根基线。-5.需求获取与需求规约-所谓需求获取，就是开发者与用户共同提取并共同确认需求。-在需求获取过程中，人们将“划分、抽象和投影”三要素，作为需求获取的三原则。-(1).划分，就是捕获问题空间的“整体/部分”关系；-(2).抽象，就是捕获问题空间的“一般/特殊”或“一般/特例”关系；-(3).投影，就是捕获问题空间的多维“视图”。-所谓需求规约，就是对获取并确认的需求进行定义与分析，并且解决需求中存在的二义性和不一致性，最后以一种系统化的文档形式，准确地表达用户的需求，形成所谓的需求分析规格说明书。-7.需求是一个迭代过程-由于人们对客观事物的认识不断深化，所以需求过程是一个迭代过程，每次迭代提供更高质量和更详细内容的软件需求。•这种迭代会给项目带来一定的风险，上一次迭代的设计实现可能会因为需求不足而被推翻。但是，软件分析师应根据项目计划，在给定的资源条件下得到尽可能高质量的需求。大笨氐海4.2需求分析的任务根据信息系统的定义与内容，信息系统的需求分析是最难的，也最具有代表性，为此，我们通过“图书馆信息系统”的例子，来说明需求分析所需要完成的任务，是再好不过的了。最后，本节还简单介绍网络游戏软件对需求分析的要求。第1项任务：画出目标系统的组织结构图，列出各部门的岗位角色表，即组织机构模型，如图4-2至表4-4所示。序号单位名称单位职责1馆长室全馆业务的组织领导，全馆信息的查询2采编部图书的采购、分编3藏书部图书的入库、保存、迁移、出库4借书处图书的借书、还书5阅览室杂志和书报的开架阅览与借还管理6读者服务部读者信息管理、读者网上图书查询帝汊大笨a海分岗位编号岗位名称所在部门岗位职责相关的业务1011采购员采编部图书采购、进货合同的签订、出版社的选择进货、合同管理1012分编员采编部图书分编协助入库大竿氐海-第3项任务：画出目标系统的数据流图DFD,即单据和报表的流图，掌握业务规则，获得初步数据模型(真正的数据模型是E-R图加上相应的数据字典)。•数据流图中要突出单据流，分清不同单据之间的先后流动次序，以及同一单据中的不同数据项的先后流动次序。数据流图的画法多种多样，各软件组织可根据自身的习惯和特点，制定一套图形规则，在本组织内统一遵守。数据流图的制作工具，可以是微软的桌面办公工具Office(Word,Visio)，也可以是PowerDesigner中的数据流图绘制工具ProcessAnalysto-完整的数据流图还包括定义数据字典。数据字典是指对数据流图中出现的数据源、数据潭、数据加工、数据流向、单据、报表等数据名字进行定义与解释。、使用单位、制作单位、•据于表的名单据或途、使用单TW单位将单频率、高峰时流量，及每个数据项的名称、类型、长度、精度、算法等，都要全部列出，形成原始单据和输出报表的表格。对每一张单据或报表，都必须用两张表格来描述，其中第一张表格描述单据或报表的公共信息，、即单据或报表的“头尾”信息。第二张表格描述单据或报表的数据项信息，即单据或报表的“体”。单据名称用途使用单位制作单位频率时流峰据高数量序号据中名数项史L|—t数据项类型、长度、精度1X23?B-第4项任务：列出目标系统的功能点列表，即功能模型。（注：有时将性能模型、界面模型和接口模型的内容都合并到功能模型之中。）功能模型也可以用UseCase图表示，也可以用功能点列表描述。-“图书馆信息系统”的功能点列表，如表4-7所示。其中“系统响应”这一项，表示将来的目标系统所要做的工作。需要指出，功能列表不是唯一，也没有标准答案。编号能称功各用门使部使用岗位功能描述軌应统系出输1±书库息入图入信录扁分室分编员书编并系图类，入给分号录统图书编号、条形码、书名、作者、译者、ISBN、出版社、价格、所放位置、现存量、库存总量、入库日期、操作员、内容简介、借阅次数、是否注销图扇到息入信录书完成图书的入库2者息入读信录阅借处管理员读础入基息录者信别、记、借名注性称登码、姓否、名、形失册是名件话条挂注、姓证电卡否上令、、、书是网口号月码借、、册编年号、员数注者生件期作次上读出证日操阅网销读扇到息入信录者打印并制作读者“借书卡”家羈B笨遘;r3图书借阅信息录入借阅处管理员录入读者借阅图书信息号号期期数操编编日日次、书者阅还借金员图读借应续押作，#M入图借信泰图的现”录到书阅息该书“量1书上45,图交读从架取将书给者4图书归还信息录入借阅处管理员录入读者归还图书信息图书编号、读者编号、归还日期、退还押金、操作员，存加入图归信表图的现”录到书近息该书“量1书架图上5图书I借阅：管理I录入号号一书者2S-赛I入图一录到h印款！打罚"7查询读者信息借阅处管理员录入读者信息号S-者读读在“编”者息和款息中询读信按者号读信表罚信表查该者息♦书、、、”示读号名话款数显“编姓电罚次E£IM称名书图照按示显询阅理IA姓者作/书图图书信息处员查询图书信息名图”组条，“信表检决的合件在书息中出、、、w称者名阅况容介名作姓借情内简O1±者上陆读网登上者网读上者网读读上信入网陆录者登息名令姓口册册注注上上网网上、口网名册“姓注对册上”核注网令失成陆陆登登““或示””显功败1±-T者上询书息读网查图信网上读者购单头：订购单编_网上读者订购金额、订购录入读者网上査询日图出脈:书信息WI名名‘书姓獅图者按照输入的组合条件，在“图书信息表”中检索该图书名I内书姓、图者况”“作»介示、勋简显称借容21±书购图订购«>部购采员订书、入图息录购焦:订购:、一TJ细号、明编量购订数价订征购单书和两图头细扇到单明息入购购信录订订张，，认单确社购字版订皆出印长寄打馆邮大竿氐海龙3图书借还统计馆长办公室馆长图源用计纪利况统书的情统计起止日期统计前100本热门图书的借阅情况、后100本冷门图书的借阅情况、全部图书的平均借阅情况显示“前100本热门图书的借阅情况、后100本冷门图书的借阅情况、图书的平均借阅情况”14补办借书卡借阅处管理员原卡办书废书补借作借并新卡者工称号读、名证入名证作录姓作工码31表者，卡息读息书-氣亂氣借:者询本旧-读查基废：在中的作号打印并制作读者新的“借书卡”i分校期杰龙-第5项任务：列出系统的性能点列表，即性能模型。-“图书馆信息系统”的性能点列表，如表4-8所示。-其中“系统响应”这一项，表示将来的目标系统所要做的工作。•需要指出，性能列表不是唯一，也没有标准答案。图书名称/作者姓名按照输入的组合条件，进行模糊查询显示“图书名称、作者姓名、借阅情况、内容简介”2后台查询读者信息响应时间图书馆借阅部3后台查询图书信息响应时间图书馆借阅部显示“图书名称、作者姓名、是否借出、内容简介”显示“读者姓名、编号、身份证号、电话、借书信息、超期借书信息、罚款次数”图书名称/作者姓名按照输入的组合条件，进行模糊查询网上读者编性能名称号使用部门使用性能描岗位述输入系统响应输出本于策小查书秒上者网读某者小阅作借操员本于策小查书秒阅作借操员入条行输合进照组，询按抓件奎姓编者、读名号上书应网图响者询ft间读查良WI•第6项任务：列出目标系统的接口列表，即接口模型。•“图书馆信息系统”的接口点列表，如表4-9所示。•需要指出，接口列表不是唯一，也没有标准答案。北食，茂大竿改毎分校编号口称接名口范接规口准接标数参n入数参n出输率传速1±与财务系(1)凭证记录统接口财务系统眷式凭证编号、日期状规定的接口规范记账凭证单状张数期借状凭证状贷方与分录的具体格式(2)分录记录参数：凭证编号、日期、借方、贷方、数量、单价、摘要。格、要算、方单录号摘结期借、记编、、日、量录<号码算式数分分！S代结方、)4证目、算方◦(^式凭科号结贷价f瓶1太军•屬龙fl-第8项任务：目标系统的界面约定，即界面模型。-界面设计的原则是：方便、简洁、美观、一致。整个目标系统的界面风格定义要统一，某些功能模块的特殊界面要说明。例如，-输入设备：键盘、鼠标、条码扫描器、扫描仪等;-输出设备：显示器、打印机、光盘刻录机、磁带机、音箱等；•显示风格：图形界面、字符界面、IE界面等；•显示方式：1024X768,640X480等；•输出格式：显示布局、打印格式等。-第9项任务：对目标系统的开发工期、费用、开发进度、系统风险等问题进行分析与评估。-对于一般企事业单位的信息系统需求分析，完成好上述任务，并与用户达成全面共识，通过评审，得到用户签字确认，就算成功了。-但是，上述任务不是教条，不能完全生搬硬套，而要根据具体问题具体分析，活学活用，举一反三。例如，对于特殊的系统，除了上述任务之外，可能还要增加其他任务，项目经理和系统分析师要严把关口，分析彻底、实事求是、灵活掌握。大笨a海士-游戏需求分析相对来说比其他项目复杂，除了技术上的分析外，还要考虑市场方面的因素，对所有这些因素的分析，往往不是某一个专业工作人员可以胜任的。-游戏属于内容产业，除涉及到多个不同技术领域外，还涉及到多个艺术领域，其复杂程度可想而知。-网络游戏《需求分析规格说明书》，至少应该包含以下内容：北食咩汉大笨31罨分校：赵龙龙4.3需求分析方法-1.面向流程分析-需求分析是面向流程的，而流程是动态的、实时的。系统的功能、性能、接口、界面都是在流程中动态实时地反映出来。-在所有的流程（物流、人流、资金流、信息流、单据流、报表流、数据流）中，数据流最重要，也最有代表性。因为在计算机网络系统内，一切流程都表现为数据流。所以，面向流程分析，实质上是面向数据流程分析，或面向数据分析。计算机网络只认识数据，其他所有的信息必须转化为数据之后才能流动。【例4-2】在人力资源系统中，“员工的基本情况”是一个实体名，而员工的“编号、姓名、性别、年龄、学历、住址、电话、电子信箱、业务特长”等则是属性名，这些名词统称为人事系统的元数据。-而某一员工的具体信息，不是元数据，例如，“8008，张开，男，30岁，大学本科，北京王麻子胡同东一条8号，66268866，zhangk987@sina.com，软件开发”，则是被I上述元数据所组织好的一条记录（该实体的一个实例），称为人事系统中的基础数据。北食盱汉大笨31海分校1対龙龙部门名称1员工人数男性人数本科以上人数30岁以下人数•參•舉舉舉市场部25162123开发部88678266销售部35323119-4.找出元数据与中间数据之间的关系-元数据对应原始单据，中间数据对应查询、统计、报表。元数据将原始单据中录入的数据组织起来变成基表中的记录，这些记录称为基础数据。中间数据将统计报表中输出的数据组织起来变成中间表中的记录，这些记录称为统计数据。•中间表中的记录是由基表中的记录派生出来的，为了简单起见，我们说“中间数据是由元数据派生出来的”，这种派生就是算法分析。•在需求分析中，弄清由元数据到中间数据之间的演变关系，对需求分析的成败至关重要，这是需求分析的技巧之三。-5.找出单据中的流程-需求分析的技巧之四，是找出单据中的流程。单据中有如下三个流程。-（1）该单据的上游是什么？例如，若要录入“单据2”，必须先录入“单据1”，否则“单据2”就录入不进去。那么“单据1”就是“单据2”的上游。::::::::-【例4-5】在人力资源系统中，“个人简历”和“员工基本情况”都是一个单据（实体），“个人简历”的上游就是“员工基本情况”，只有先录入“员工基本情况”，“个人简历”才能录入。在信息系统中，一般都要先录入父表（主表）中的记录，然后再录入子表（又称明细表）中的记录。(2)同一个单据内部的数据项之间，也存在一个先后次序问题。-【例4-6】家电出库单中的数据项“制单人，审核人，批准人”之间的录入次序，也有一个先后问题。制单人必须第一个录入，审核人必须是第二个确认，批准人只能是第三个确认。而且规定：只有批准人确认之后，该单据才能生效，电视机才能出库，信息系统才能向后台数据库服务器提交这条记录。否则仓库中的家电早就丢光了。-(3)该单据的下游是什么？是录入“单据3”呢？还是打印“报表A”呢？还是当日单据汇总处理呢？这个问题要明确。否则，操作员就可能误操作。-（2）面向对象分析，实质上是面向类分析，它也从系统的基本功能入手，或从与系统有关的人和事入手，将所有的功能需求找出来，然后将每项功能对应一个对象集（类），分析每个对象集的属性、方法及包装方式，最后归并相同对象集，删除冗余属性，用以类及类之间的关联来表示用户所有需求。•RationalRose用Usecase（称为“用况”或“用例”，表示与系统有关的人、设备或外界子系统的一组交互动作序列）来进行需求分析，所有的Usecase集合，就是系统的需求。北糸，迮大竿％海分校，n龙龙(3)面向数据分析，就是面向元数据和中间数据分析，只要将这两类数据及其之间的关系分析透了，对开发者来说，主要目的就达到了。-三种需求分析方法的对比情况，如表4-11所示。-以上三种需求分析方法，各自适用于不同的目标系统。但是，三种分析方法都离不开面向流程分析这根总线：功能、对象、数据都是在流程中产生的，又都是为流程服务的。大孥a海分校=龙智需求分析方法名称目的点评适用范围面向功能需求分析为了获得功能模型简单明了系统软件和应用软件面向对象需求分析为了获得对象模型复杂抽象系统软件和应用软件面向数据需为了获得数抓住本以关系数据库为平台求分析据模型质的信息系统-7.分析与设计要同时考虑-无论是哪一种分析方法，在分析师心灵深处既要弄清目标系统是什么，又要为目标系统怎么设计做充分准备。-那种在分析师心灵深处只考虑目标系统是什么、而不考虑目标系统怎么做的需求分析观点，是片面的、表面的、过时的、不可取的。-有经验的分析师，常常是一边搞需求分析，一边思考今后怎么去设计实现。一旦发现设计实现中将会出现问题，立即进一步需求分析。因为许多问题在分析“目标系统是什么”时发现不了，只有考虑“目标系统怎么做”时才能暴露。-9.提取需求技术•(1)会谈-在与用户的会谈过程中，软件分析师应积极地进行引导，使用户能谈出他们的需求。•(2)场景•软件分析师为每个用户任务设计一个场景，以提问的方式提取需求。场景通常以用例图来表示。•(3)原型•用户有时在原型系统中更容易表达自己的需求。原型技术有很多，从界面示意图到快速搭建的原型系统。•(4)实地观察需求分析中的概念模型，是站在用户的立场上，开发者用一些软件工具，来表述用户对目标系统的功能、性能、接口和界面的需求。-这些工具包括用用例图、数据流图、状态模型图、用户交互图、对象模型图、实体关系图（E-R图），以及功能需求列表、性能需求列表、接口需求列表、界面需求列表等。-需求分析选择哪种软件描述工具，不仅决定于项目组采用何种软件开发方法，而且取决于问题域的本质特征。北食择汶大竿氐海分校：好龙龙-面向过程的方法，一般采用数据流图、加工说明、数据字典来描述需求；-面向元数据的方法，一般采用实体关系图来描述需求；-面向对象的方法，一般采用UML语言来描述需求；-对于实时系统，它对数据流图和状态模型图的要求高；-对管理信息系统，它对实体关系图的要求高；-对于Windows图形界面下的网站开发与网络游戏制作，它对UML语言中的有关图形要求高。•关于功能需求列表、性能需求列表、接口需求列表、界面需求列表和“直式业务流程图”，在前面的“需求分析的任务”中，已经做了介绍，在此就不再说明了。-下面将要介绍的需求分析描述工具有：-(1)实体关系图。-(2)数据流图。-(3)用例图。•(4)活动图。4.4.2面向元数据的需求描述工具•实体关系图又叫E—R图或实体一联系模型，它是在调查分析用户的需求之后，把用户对数据的需求用实体联系模型表达出来，明确描述应用系统的概念结构数据模型。构造E-R模型，要分析与确定应用系统中的实体集、实体之间的联系及实体或联系的属性等要素。_________概念数据库模型的实质，就是分析和梳理现实中的数据及其数据联系，为建立数据库设计打好基础。图4-5表示图书馆信息系统的实体联系模型。主要实体是“图书”和“读者”，这两个实体之间的关系是图书借阅和图书归还，因为一个复杂关系也是一个实体，所以用“图书借阅”和“图书归还”这两个实体来表示这两个复杂关系。-另外，极少数读者可能有违规行为，所以需要增设一个“罚款”实体。-由于图书馆的图书，来自于对外的采购，每一次采购都要有订购单，而且一张订购单上可以同时订购一个出版社的多种图书，所以要用“订购单头”和“订购单明细”两个实体来描述。团书R2iT胸细呈H类号ldentifier_1<pi>号_A15<M>ldentifieF_1<pi>明进芙号MgIdentify」<pi>囝书奘号<£>A15<M>ldentifi&「_1<pj>刍老奘号<W>A12<M>ldentifiEr_'<pi>Frir鵬iR1<pi>A16<M>I3ff-m*ldentifiEF_1<pP-R2囝书奘号ldentifi&「_1<pj>需要指出的是：不同的软件分析师，对于同一个图书馆信息系统，所设计出来的实体--联系图，可能大同小异，也可能各不相同。-因为对于同一个信息系统，实体--联系图不存在唯一的标准答案。实体--联系模型既是表达用户需求的工具，又是数据库概念设计的工具。在需求分析中，它叫做实体--联系模型，在数据库设计中，它叫做概念数据模型CDM。实体--联系模型的每个实体、每个属性、每个关系、每个操作方法，都要用数据字典详尽定义。名称图例说明信息源或信息潭表示信息源或信息潭，即数据流的起点或终点加工或处理表示对流到此处的数据进行加工或处理，即对数据的算法分析与科学计算输入文件/输出文件表示输入文件或输出文件，说明加工或处理之前的输入文件，记录加工或处理之后的输出文件数据流连线-表示数据流的流动方向-rt

二tf

;L__h——:——-若加工中既包含了顺序执行的动作，又包含了判断或循环逻辑时，使用结构化语言最好；-对于一个不太复杂的判断逻辑，或判断很复杂但在与用户讨论时，使用判断树最好；-对于复杂的判断逻辑，条件多、条件组合与判断结果也多时，使用判定表最好。也可以交叉使用，互为补充，以充分发挥各自的长处。目的只有一个：表达简洁、精确、清晰、可读性和容易理解。*4.4.4面向对象的需求描述工具▼色一个特定的任务，其图例如表4-13所示。用例图是需求和系统行为设计的高层模型，它以图形化的方式描述外部实体对系统功能的感知。用例图从用户的角度来组织需求，每个用例描述面向对象需求分析的描述工具，主要有统一建模语言UML中的用例图、类图、顺序图和活动图。-1.用例图-在统一建模语言UML中，用例图又叫做用况图，有时又称为UseCase图。它用于定义系统的行为，展示角色（系统的外部实体，即参入者）与用例（系统执行的服务）之间的相互作用。大笨改海分校北食择1大笨31灣分校，対龙龙用例编号：3.1用例名称：借书登记用例描述：图书管理员对读者借阅的图书进行登记。读者借阅图书的数量不能超过规定的数量。如果读者有过期未还的图书，不能借阅新图书。前置条件：读者请求借阅登记。后置条件：读者取得借阅的图书。活动步骤：1.读者请求借阅图书。2.检查读者的状态。3.检查图书的状态。4.标记图书为借出状态。5.读者获取图书。扩展点：2a.如果用户借阅数量超过规定数量，或者有逾期未还的图书，则用例终止。3a.如果借阅的图书不存在，则用例终止。异常处理：无□AOFactoryK)DteOAOPeisofiDAOPmdudMD^GeDa^an^SUiiToifalO^GdAKaleOOShoppingCarDAOImpISaleDAOImpIoteSale敦簞KU大笨轚海分校，趣瑜tPersonProductHtsfiiio♦quefjejMO^nseil^alesaleX)*i|ueiy^W^kMSaleMX)曲rmlud(】^FiidQiieHiHPmdiidOHtsHPiDdudOttseilQdd^QvdyByWOFiei