软件工程之需求分析(二)

2． 需求分析

　　1）绘制关联图：绘制系统关联图是用于定义系统与系统外部实体间的界限和接口的简单模型。同时它也明确了通过接口的信息流和物质流。

　　2）创建开发原型：创建用户接口原型当开发人员或用户不能确定需求时，开发一个用户接口原型，这样使得许多概念和可能发生的事更为直观明了。用户通过评价原型将使项目参与者能更好地相互理解所要解决的问题。注意要找出需求文档与原型之间所有的冲突之处。

　　3）分析可行性：分析需求可行性在允许的成本、性能要求下，分析每项需求实施的可行性，明确与每项需求实现相联系的风险，包括与其它需求的冲突，对外界因素的依赖和技术障碍。

　　4）确定需求优先级：确定需求的优先级别应用分析方法来确定使用实例、产品特性或单项需求实现的优先级别。以优先级为基础确定产品版本将包括哪些特性或哪类需求。当允许需求变更时，在特定的版本中加入每一项变更，并在那个版本计划中作出需要的变更。

　　5）为需求建立模型：为需求建立模型需求的图形分析模型是软件需求规格说明极好的补充说明。它们能提供不同的信息与关系以有助于找到不正确的、不一致的、遗漏的和冗余的需求。这样的模型包括数据流图、实体关系图、状态变换图、对话框图、对象类及交互作用图。

　　6）编写数据字典：创建数据字典数据字典是对系统用到的所有数据项和结构的定义，以确保开发人员使用统一的数据定义。在需求阶段，数据字典至少应定义客户数据项以确保客户与开发小组是使用一致的定义和术语。分析和设计工具通常包括数据字典组件。

　　7）应用质量功能调配：使用质量功能调配质量功能调配是一种高级系统技术，它将产品特性、属性与对客户的重要性联系起来。该技术提供了一种分析方法以明确那些是客户最为关注的特性。它将需求分为三类：期望需求，即客户或许并未提及，但如若缺少会让他们感到不满意；普通需求；兴奋需求，即实现了会给客户带去惊喜，但若未实现也不会受到责备。 

3． 编写规格说明书

　　项目视图和范围文档包含了业务需求，而使用实例文档则包含了用户需求。你必须编写从使用实例派生出的功能需求文档，还要编写产品的非功能需求文档，包括质量属性和外部接口需求。软件需求规格说明阐述一个软件系统必须提供的功能和性能以及它所要考虑的限制条件,它不仅是系统测试和用户文档的基础，也是所有子系列项目规划、设计和编码的基础。它应该尽可能完整地描述系统预期的外部行为和用户可视化行为。除了设计和实现上的限制，软件需求规格说明不应该包括设计、构造、测试或工程管理的细节。

　　1）采用软件需求规格说明模版: 采用需求规格说明书模板在你的组织中要为编写软件需求文档定义一种标准模板。该模板为记录功能需求和各种其它与需求相关的重要信息提供了统一的结构。注意，其目的并非是创建一种全新的模板，而是采用一种已有的且可满足项目需要并适合项目特点的模板。许多组织一开始都采用IEEE标准830-1998(IEEE 1998)描述的需求规格说明书模板。要相信模板是很有用的，但有时要根据项目特点进行适当的改动。

  1 2 3 4 5 6 A引言 目的 文档约定 预期的读者和阅读建议 产品的范围 参考文献   B综合描述 产品的前景 产品的功能 用户类和特征 运行环境 设计和实现上的限制 假设和依赖附录 C外部接口需求附录 用户界面附录 硬件接口 软件接口 通信接口     D系统特性 说明和优先级 激励/响应序列 功能需求       E 其它非功能需求 性能需求 安全设施需求 安全性需求 软件质量属性 业务规则 用户文档 F其它需求             G附件 词汇表 分析模型 待确定问题的列表      　　　　　　　　　　　　　　　　　表2 需求规格说明模板
　　a. 引言

　　　引言提出了对软件需求规格说明的纵览，这有助于读者理解文档如何编写并且如何阅读和解释。

　　a . 1 目的

　　　对产品进行定义，在该文档中详尽说明了这个产品的软件需求，包括修正或发行版本号。如果这个软件需求规格说明只与整个系统的一部分有关系，那么就只定义文档中说明的部分或子系统。

　　a.2 文档约定

　　　描述编写文档时所采用的标准或排版约定，包括正文风格、提示区或重要符号。

　　a.3 预期的读者和阅读建议

　　　列举了软件需求规格说明所针对的不同读者，例如开发人员、项目经理、营销人员、用户、测试人员或文档的编写人员。描述了文档中剩余部分的内容及其组织结构。提出了最适合于每一类型读者阅读文档的建议。

　　a.4 产品的范围

　　　提供了对指定的软件及其目的的简短描述，包括利益和目标。把软件与企业目标或业务策略相联系。可以参考项目视图和范围文档而不是将其内容复制到这里。

　　a.5 参考文献

　　　列举了编写软件需求规格说明时所参考的资料或其它资源。这可能包括用户界面风格指导、合同、标准、系统需求规格说明、使用实例文档，或相关产品的软件需求规格说明。

　　b. 综合描述

　　　这一部分概述了正在定义的产品以及它所运行的环境、使用产品的用户和已知的限制、假设和依赖。

　　b.1 产品的前景

　　　描述了软件需求规格说明中所定义的产品的背景和起源。说明了该产品是否是产品系列中的下一成员，是否是成熟产品所改进的下一代产品、是否是现有应用程序的替代品，或者是否是一个新型的、自含型产品。

　　b.2 产品的功能

　　　概述了产品所具有的主要功能。其详细内容将在d 中描述，所以在此只需要概略地总结。很好地组织产品的功能，使每个读者都易于理解。

　　b.3 用户类和特征

　　　确定你觉得可能使用该产品的不同用户类并描述它们相关的特征。有一些需求可能只与特定的用户类相关。

　　b.4 运行环境

　　　描述了软件的运行环境，包括硬件平台、操作系统和版本，还有其它的软件组件或与其共存的应用程序。

　　b.5 设计和实现上的限制

　　　确定影响开发人员自由选择的问题，并说明这些问题为什么成为一种限制。

　　b.6 假设和依赖

　　　列举出在对软件需求规格说明中影响需求陈述的假设因素（与已知因素相对立）。这可能包括你打算要用的商业组件或有关开发或运行环境的问题。你可能认为产品将符合一个特殊的用户界面设计约定，但是另一个S R S 读者却可能不这样认为。如果这些假设不正确、不一致或被更改，就会使项目受到影响。

　　此外，确定项目对外部因素存在的依赖。例如，如果你打算把其它项目开发的组件集成到系统中，那么你就要依赖那个项目按时提供正确的操作组件。如果这些依赖已经记录到其它文档(例如项目计划)中了，那么在此就可以参考其它文档。

　　c. 外部接口需求

　　　利用本节来确定可以保证新产品与外部组件正确连接的需求。关联图表示了高层抽象的外部接。需要把对接口数据和控制组件的详细描述写入数据字典中。如果产品的不同部分有不同的外部接口，那么应把这些外部接口的详细需求并入到这一部分的实例中。

　　c.1 用户界面

　　　陈述所需要的用户界面的软件组件。描述每个用户界面的逻辑特征。而对于用户界面的细节，例如特定对话框的布局，应该写入一个独立的用户界面规格说明中，而不能写入软件需求规格说明中。

　　c.2 硬件接口

　　　描述系统中软件和硬件每一接口的特征。这种描述可能包括支持的硬件类型、软硬件之间交流的数据和控制信息的性质以及所使用的通信协议。

　　c.3 软件接口

　　　描述该产品与其它外部组件（由名字和版本识别）的连接，包括数据库、操作系统、工具、库和集成的商业组件。明确并描述在软件组件之间交换数据或消息的目的。描述所需要的服务以及内部组件通信的性质。确定将在组件之间共享的数据。

　　c.4 通信接口

　　　描述与产品所使用的通信功能相关的需求，包括电子邮件、We b 浏览器、网络通信标准或协议及电子表格等等。定义了相关的消息格式。规定通信安全或加密问题、数据传输速率和同步通信机制。

　　d. 系统特性

　　d.1 说明和优先级

　　　提出了对该系统特性的简短说明并指出该特性的优先级是高、中，还是低。或者你还可以包括对特定优先级部分的评价，例如利益、损失、费用和风险，其相对优先等级可以从1（低）到9 （高）。

　　d.2 激励/响应序列

　　　列出输入激励（用户动作、来自外部设备的信号或其它触发器）和定义这一特性行为的系统响应序列。这些序列将与使用实例相关的对话元素相对应。

　　d.3 功能需求

　　　详列出与该特性相关的详细功能需求。这些是必须提交给用户的软件功能，使用户可以使用所提供的特性执行服务或者使用所指定的使用实例执行任务。描述产品如何响应可预知的出错条件或者非法输入或动作。就像本章开头所描述的那样，你必须唯一地标识每个需求。

　　e. 其它非功能需求

　　　这部分列举出了所有非功能需求，如产品的易用程度如何，执行速度如何，可靠性如何，当发生异常情况时，系统如何处理，而不是外部接口需求和限制。

　　e.1 性能需求

　　　阐述了不同的应用领域对产品性能的需求，并解释它们的原理以帮助开发人员作出合理的设计选择。确定相互合作的用户数或者所支持的操作、响应时间以及与实时系统的时间关系。你还可以在这里定义容量需求，例如存储器和磁盘空间的需求或者存储在数据库中表的最大行数。尽可能详细地确定性能需求。可能需要针对每个功能需求或特性分别陈述其性能需求，而不是把它们都集中在一起陈述。

　　e.2 安全设施需求

　　　详尽陈述与产品使用过程中可能发生的损失、破坏或危害相关的需求。定义必须采取的安全保护或动作，还有那些预防的潜在的危险动作。明确产品必须遵从的安全标准、策略或规则。

　　e.3 安全性需求

　　　详尽陈述与系统安全性、完整性或与私人问题相关的需求，这些问题将会影响到产品的使用和产品所创建或使用的数据的保护。定义用户身份确认或授权需求。明确产品必须满足的安全性或保密性策略。

　　e.4 软件质量属性

　　　详尽陈述与客户或开发人员至关重要的其它产品质量特性。这些特性必须是确定、定量的并在可能时是可验证的。至少应指明不同属性的相对侧重点，例如易用程度优于易学程度，或者可移植性优于有效性。

　　e.5 业务规则

　　　列举出有关产品的所有操作规则，例如什么人在特定环境下可以进行何种操作。这些本身不是功能需求，但它们可以暗示某些功能需求执行这些规则。

　　e.6 用户文档

　　　列举出将与软件一同发行的用户文档部分，例如，用户手册、在线帮助和教程。明确所有已知的用户文档的交付格式或标准。

　　f. 其它需求

　　　定义在软件需求规格说明的其它部分未出现的需求，例如国际化需求或法律上的需求。你还可以增加有关操作、管理和维护部分来完善产品安装、配置、启动和关闭、修复和容错，以及登录和监控操作等方面的需求。

　　附录A ：词汇表

　　定义所有必要的术语，以便读者可以正确地解释软件需求规格说明，包括词头和缩写。你可能希望为整个公司创建一张跨越多项项目的词汇表，并且只包括特定于单一项目的软件需求规格说明中的术语。

　　附录B ：分析模型

　　这个可选部分包括或涉及到相关的分析模型的位置，例如数据流程图、类图、状态转换图或实体-关系图。

　　附录C ：待确定问题的列表

　　编辑一张在软件需求规格说明中待确定问题的列表，其中每一表项都是编上号的，以便于跟踪调查。

　　2）指明需求来源：指明需求的来源为了让所有项目风险承担者明白需求规格说明书中为何提供这些功能需求，要都能追溯每项需求的来源，这可能是一种使用实例或其它客户要求，也可能是某项更高层系统需求、业务规范、政府法规、标准或别的外部来源。

　　3）为每项需求注上标号：为了满足软件需求规格说明的可跟踪性和可修改性的质量标准，必须唯一确定每个软件需求。为每项需求注上标号制定一种惯例来为需求规格说明书中的每项需求提供一个独立的可识别的标号或记号。这种惯例应当很健全，允许增加、删除和修改。作了标号的需求使得需求能被跟踪，记录需求变更并为需求状态和变更活动建立度量。需求标识方法有序列号;层次化编码;使用"待确定"（to be determined, TBD ）符号等。

　　4）记录业务规范：是指关于产品的操作原则，比如谁能在什么情况下采取什么动作。将这些编写成需求规格说明书中的一个独立部分，或一独立的业务规范文档。某些业务规范将引出相应的功能需求；当然这些需求也应能追溯相应业务规范。

　　5）创建需求跟踪能力矩阵：建立一个矩阵把每项需求与实现、测试它的设计和代码部分联系起来。这样的需求跟踪能力矩阵同时也把功能需求和高层的需求及其它相关需求联系起来了。在开发过程中建立这个矩阵，而不要等到最后才去补建。

　　这里我们还要介绍需求规格说明书中设计阶段，用到的图形模型--数据字典、数据流图、数据流图、状态转换图、对话图和类图。

　　数据字典：一个定义应用程序中使用的所有数据元素和结构的含义、类型、数据大小、格式、度量单位、精度以及允许取值范围的共享仓库。数据字典的维护独立于软件需求规格说明，并且在产品的开发和维护的任何阶段，各个风险承担者都可以访问数据字典。它定义了原数据元素、组成结构体的复杂数据元素、重复的数据项、一个数据项的枚举值以及可选的数据项。

　　数据流图：是结构化系统分析的基本工具。一个数据流图确定了系统的转化过程、系统所操纵的数据或物质的收集（存储），还有过程、存储、外部世界之间的数据流或物质流。数据流模型把层次分解方法运用到系统分析上，这种方法很适用于事务处理系统和其它功能密集型应用程序。

　　数据流图：描绘了系统的数据关系。分析实体联系图有助于对业务或系统数据组成的理解和交互，并暗示产品将有必要包含一个数据库。相反，当你在系统设计阶段建立实体联系图时，通常要定义系统数据库的物理结构。

　　状态转换图：实时系统和过程控制应用程序可以在任何给定的时间内以有限的状态存在。当满足所定义的标准时，状态就会发生改变，例如在特定条件下，接收到一个特定的输入激励。这样的系统是有限状态机的例子。大多数软件系统需要一些状态建模或分析，就像大多数系统涉及到转换过程、数据实体和业务对象。

　　对话图：在许多应用程序中，用户界面可以看作是一个有限状态机。在任何情况下仅有一个对话元素（例如一个菜单，工作区，行提示符或对话框）对用户输入是可用的。在激活的输入区中，用户根据他所采取的活动，可以导航到有限个其它对话元素。因此，许多用户界面可以用状态转换图中的一种称为对话图来建模。对话图描绘了系统中的对话元素和它们之间的导航连接，但它没有揭示具体的屏幕设计。

　　类图：面向对象的软件开发优于结构化分析和设计，并且它运用于许多项目的设计中，从而产生了面向对象分析、设计和编程的域。类图是用图形方式叙述面向对象分析所确定的类以及它们之间的关系 

4. 需求验证

　　1）审查需求文档：对需求文档进行正式审查是保证软件质量的很有效的方法。组织一个由不同代表（如分析人员，客户，设计人员，测试人员）组成的小组，对需求规格说明书及相关模型进行仔细的检查。另外在需求开发期间所做的非正式评审也是有所裨益的。

　　2）依据需求编写测试用例：根据用户需求所要求的产品特性写出黑盒功能测试用例。客户通过使用测试用例以确认是否达到了期望的要求。还要从测试用例追溯回功能需求以确保没有需求被疏忽，并且确保所有测试结果与测试用例相一致。同时，要使用测试用例来验证需求模型的正确性，如对话框图和原型等。

　　3）编写用户手册：在需求开发早期即可起草一份用户手册，用它作为需求规格说明的参考并辅助需求分析。优秀的用户手册要用浅显易懂的语言描述出所有对用户可见的功能。而辅助需求如质量属性、性能需求及对用户不可见的功能则在需求规格说明书中予以说明。

　　4）确定合格的标准：确定合格的标准让用户描述什么样的产品才算满足他们的要求和适合他们使用的。将合格的测试建立在使用情景描述或使用实例的基础之上。 

二、需求管理

　　需求开发的结果应该有项目视图和范围文档、使用实例文档、软件需求规格说明及相关分析模型。经评审批准，这些文档就定义了开发工作的需求基线。这个基线在客户和开发人员之间就构筑了计划产品功能需求和非功能需求的一个约定。需求约定是需求开发和需求管理之间的桥梁，需求管理包括在工程进展过程中维持需求约定集成性和精确性的所有活动。

　　 1．确定需求变更控制过程，确定一个选择、分析和决策需求变更的过程。所有的需求变更都需遵循此过程，商业化的问题跟踪工具都能支持变更控制过程。

　　2．建立变更控制委员会，组织一个由项目风险承担者组成的小组作为变更控制委员会，由他们来确定进行哪些需求变更，此变更是否在项目范围内，估价它们，并对此评估作出决策以确定选择哪些，放弃哪些，并设置实现的优先顺序，制定目标版本。

　　3．进行需求变更影响分析，应评估每项选择的需求变更，以确定它对项目计划安排和其它需求的影响。明确与变更相关的任务并评估完成这些任务需要的工作量。通过这些分析将有助于变更控制委员会作出更好的决策。影响分析可以提供对建议的变更的准确理解，帮助做出信息量充分的变更批准决策。通过对变更内容的检验，确定对现有的系统做出是修改或抛弃的决定，或者创建新系统以及评估每个任务的工作量。进行影响分析的能力依赖于跟踪能力数据的质量和完整性。

　　4．跟踪所有受需求变更影响的工作产品当进行某项需求变更时，参照需求跟踪能力矩阵找到相关的其它需求、设计模板、源代码和测试用例，这些相关部分可能也需要修改。这样能减少因疏忽而不得不变更产品的机会，这种变更在变更需求的情况下是必须进行的。

　　5．建立需求基准版本和需求控制版本文档确定一个需求基准，这是一致性需求在特定时刻的快照。之后的需求变更就遵循变更控制过程即可。每个版本的需求规格说明都必须是独立说明，以避免将底稿和基准或新旧版本相混淆。最好的办法是使用合适的配置管理工具在版本控制下为需求文档定位。

　　6．维护需求变更的历史记录记录变更需求文档版本的日期以及所做的变更、原因，还包括由谁负责更新和更新的新版本号等。版本控制工具能自动完成这些任务。版本控制是管理需求的一个必要方面。需求文档的每一个版本必须被统一确定。组内每个成员必须能够得到需求的当前版本，必须清楚地将变更写成文档，并及时通知到项目开发所涉及的人员。为了尽量减少困惑、冲突、误传，应仅允许指定的人来更新需求。这些策略适用于所有关键项目文档。

　　7．跟踪每项需求的状态建立一个数据库，其中每一条记录保存一项功能需求。保存每项功能需求的重要属性，它包括状态（如已推荐的，已通过的，已实施的，或已验证的），这样在任何时候都能得到每个状态类的需求数量。

　　8．衡量需求稳定性记录基准需求的数量和每周或每月的变更（添加、修改、删除）数量。过多的需求变更"是一个报警信号"，意味着问题并未真正弄清楚，项目范围并未很好地确定下来或是政策变化较大。

　　9．使用需求管理工具商业化的需求管理工具能帮助你在数据库中存储不同类型的需求，为每项需求确定属性，可跟踪其状态，并在需求与其它软件开发工作产品间建立跟踪能力联系链。 

原文转自：http://www.ltesting.net