《軟件需求分析》教學(xué)PPT

《軟件需求分析》教學(xué)PPT,軟件需求分析,軟件,需求,分析,教學(xué),PPT 第十一章.需求分析概述主要內(nèi)容1.需求分析的根本任務(wù)1.建立分析模型2.建立解決方案2.需求分析技術(shù)3.需求分析方法4.前期需求階段的建模與分析5.需求分析的活動(dòng)1.需求分析的根本任務(wù)1.需求分析的根本任務(wù)n建立分析模型q將復(fù)雜的系統(tǒng)分解成為簡(jiǎn)單的部分以及它們之間的聯(lián)系，確定本質(zhì)特征q和用戶達(dá)成對(duì)信息內(nèi)容的共同理解q分析的活動(dòng)主要包括識(shí)別、定義和結(jié)構(gòu)化，它的目的是獲取某個(gè)可以轉(zhuǎn)換為知識(shí)的事物的信息1.需求分析的根本任務(wù)n創(chuàng)建解決方案q將一個(gè)問題分解成獨(dú)立的、更簡(jiǎn)單和易于管理的子問題來幫助尋找解決方案q創(chuàng)建解決方案的過程是創(chuàng)造性的q幫助開發(fā)者建立問題的定義，并確定被定義的事物之間的邏輯關(guān)系n這些邏輯關(guān)系可以形成信息的推理，進(jìn)而可以被用來驗(yàn)證解決方案的正確性。1.1建立分析模型n模型模型 q“模型是對(duì)事物的抽象，幫助人們?cè)趧?chuàng)建一個(gè)事物之前可以有更好的理解”q集中關(guān)注問題的計(jì)算特性（數(shù)據(jù)、功能、規(guī)則等等）q“它是對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行思考和推理的一種方式。建模的目標(biāo)是建立系統(tǒng)的一個(gè)表示，這個(gè)表示以精確一致的方式描述系統(tǒng)，使得系統(tǒng)的使用更加容易”q建模方法n抽象n分解n投影1.1建立分析模型n抽象（Abstraction）q一方面要求人們只關(guān)注重要的信息，忽略次要的內(nèi)容n通過強(qiáng)調(diào)本質(zhì)的特征，就減少了問題的復(fù)雜性q另一方面也要求人們將認(rèn)知保留在適當(dāng)?shù)膶哟?，屏蔽更深層次的?xì)節(jié)n在問題的各元素之間推斷出更廣泛和更普遍的關(guān)系，幫助人們尋找解決方案n分解（Decomposition/Partitioning）q“分而治之”n將單個(gè)復(fù)雜和難以理解的問題分解成多個(gè)相對(duì)更容易的子問題，并掌握各子問題之間的聯(lián)系q分解的方案往往還能提供問題的解決思路n投影（Projection）q多視點(diǎn)方法1.1建立分析模型n計(jì)算世界與計(jì)算模型q使用軟件的構(gòu)成單位作為模型的組元q軟件構(gòu)建單位之間的關(guān)系作為模型組元之間的關(guān)系n基于計(jì)算科學(xué)建立的，具有形式化的特征q信息的描述具有明確化、準(zhǔn)確化和確定化的特征n需求分析階段不適宜建立形式化的計(jì)算模型q重點(diǎn)是問題，缺乏和軟件實(shí)現(xiàn)相關(guān)的技術(shù)細(xì)節(jié)q用戶無法理解1.1建立分析模型n問題世界與業(yè)務(wù)模型q使用問題域中的重要概念作為模型的組元q使用概念之間的業(yè)務(wù)聯(lián)系作為組元之間的關(guān)系n使用了業(yè)務(wù)描述的方式，具有非形式化特征q業(yè)務(wù)模型元素（即業(yè)務(wù)概念和業(yè)務(wù)聯(lián)系）的選取和定義上具有不準(zhǔn)確、不確定和模糊化q可以抽取出需求信息中最重要和最本質(zhì)的內(nèi)容q可以達(dá)成用戶和開發(fā)者的共同理解n非形式化特征使得它不適合于進(jìn)行需求建模q不足以用于描述一個(gè)有效的軟件解決方案n不準(zhǔn)確、不確定和模糊化1.1建立分析模型n軟件分析模型q介于計(jì)算模型和業(yè)務(wù)模型二者之間的模型形式q使用了計(jì)算模型的組元形式q在組元的表現(xiàn)上采用了業(yè)務(wù)模型的表現(xiàn)方式n半形式化的q不像計(jì)算模型那么嚴(yán)謹(jǐn)q比業(yè)務(wù)模型更嚴(yán)格1.1建立分析模型n三種模型1.1建立分析模型n模型的描述q三個(gè)要素之間互為依賴，每個(gè)要素都為下一個(gè)要素提供了一個(gè)必需的環(huán)境n語法：使用規(guī)則怎樣使用模型的元素，并且以什么方式組織、連接或關(guān)聯(lián)這些元素；n語義：特定模型元素所具有的含義；n語用：模型元素的上下文，以及影響該模型元素意義的約束和假定n分析模型q語用復(fù)雜q語義豐富q語法嚴(yán)格同時(shí)又不太復(fù)雜曾經(jīng)有很多的研究者嘗試建立一種能夠描述軟件開發(fā)中各種情景的形式化或半形式化模型語言，但最后都失敗了1.1建立分析模型n模型的描述q多視點(diǎn)方法1.1建立分析模型n視點(diǎn)（Viewpoints）：將系統(tǒng)中既交織共存又相對(duì)獨(dú)立的不同內(nèi)容拆解成不同的部分q每一個(gè)視點(diǎn)都是獨(dú)立的模型存在，用獨(dú)立的模型語言和表示法進(jìn)行描述n多視點(diǎn)：所有視點(diǎn)的模型描述集成起來，就是對(duì)原有復(fù)雜系統(tǒng)的模型描述q依據(jù)系統(tǒng)內(nèi)不同部分之間的關(guān)系，建立不同模型內(nèi)元素之間的聯(lián)系，從而將多個(gè)獨(dú)立的模型描述在語義上連接起來1.1建立分析模型模型、模型語言與表示法 1.1建立分析模型n需求建模q通常的做法是：n先依據(jù)獲取的問題域信息建立初步的模型。n然后分析用戶需求，對(duì)模型進(jìn)行調(diào)整，得到一個(gè)中間形式的模型形式。n最后，對(duì)調(diào)整后的模型進(jìn)行邏輯推理和驗(yàn)證，如果符合預(yù)期的期望，那么它就是最終的解決方案模型。1.2 建立解決方案需求分析的目標(biāo)1.2 建立解決方案建立解決方案的過程主要內(nèi)容1.需求分析的根本任務(wù)2.需求分析技術(shù)1.常用需求分析技術(shù)2.需求分析技術(shù)的發(fā)展過程3.Wieringa框架4.Zachman 框架3.需求分析方法4.前期需求階段的建模與分析5.需求分析的活動(dòng)2.1 常用需求分析技術(shù)n結(jié)構(gòu)化技術(shù)q數(shù)據(jù)建模n實(shí)體關(guān)系圖Entity Relationship Diagramq過程建模n數(shù)據(jù)流圖Data Flow Diagramn上下文圖Context Diagramn微規(guī)格說明Mini-Specificationn數(shù)據(jù)字典Data Dictionaryq行為建模n狀態(tài)(轉(zhuǎn)換)圖/矩陣State(Transition)Diagram/Matrixq過程/數(shù)據(jù)關(guān)系建模n功能實(shí)體矩陣Function/Entity Matrixq信息工程方法n功能分解圖Function Decomposition Diagramn過程依賴圖Process Dependency Diagramn面向?qū)ο蠹夹g(shù)qUMLn用例圖Use-Case Diagramn類圖Class Diagramn交互圖（順序圖/通信圖）Interaction（Sequence/Communication）Diagramn活動(dòng)圖Activity Diagramn對(duì)象約束語言O(shè)bject Constraint Languagen狀態(tài)圖State Chart DiagramNext2.1 常用需求分析技術(shù)n技術(shù)的綜合運(yùn)用q如何為各個(gè)視角選擇需求分析技術(shù)？n每一種需求分析技術(shù)都有自己的特點(diǎn)，具有在應(yīng)用上的獨(dú)特性q如何實(shí)現(xiàn)它們之間的配合？n只有通過多種需求分析技術(shù)的有機(jī)結(jié)合與集成才能充分的描述復(fù)雜應(yīng)用2.2需求分析技術(shù)的發(fā)展過程2.3 Wieringa框架系統(tǒng)對(duì)外交互系統(tǒng)內(nèi)部交互功能式描述通信式描述行為式描述對(duì)交互的有用性的描述對(duì)交互中發(fā)生的信息交流情況的描述更小的交互相互之間形成的先后銜接與協(xié)作關(guān)系交互所涉及的系統(tǒng)或者系統(tǒng)部分的分解關(guān)系分解可以使得系統(tǒng)的對(duì)外交互轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)的內(nèi)部交互形式2.3 Wieringa框架結(jié)構(gòu)化信息工程面向?qū)ο笸ㄓ闷渌獠抗δ芄δ芊纸鈭D用例圖狀態(tài)（轉(zhuǎn)移）圖/矩陣外部通信上下文圖用例圖交互圖外部行為過程依賴圖交互圖概念組元數(shù)據(jù)流圖DFD實(shí)體關(guān)系圖ERD功能實(shí)體矩陣實(shí)體生命歷史事件實(shí)體矩陣類圖數(shù)據(jù)字典對(duì)象角色模型組元功能對(duì)象約束語言微規(guī)格說明組元通信數(shù)據(jù)流圖DFD功能實(shí)體矩陣事件實(shí)體矩陣過程依賴圖交互圖組元行為實(shí)體生命歷史活動(dòng)圖狀態(tài)（轉(zhuǎn)移）圖/矩陣業(yè)務(wù)過程模型Petri網(wǎng)2.4 Zachman 框架2.4 Zachman 框架nZachman矩陣的行q目標(biāo)/范圍（規(guī)劃者視圖）n關(guān)心軟件系統(tǒng)的成本和效益，n對(duì)最終系統(tǒng)的規(guī)模、形式、位置空間以及基本目標(biāo)的粗略描述n規(guī)劃者視圖規(guī)定了項(xiàng)目的前景和范圍。q企業(yè)模型（所有者視圖）：n關(guān)心軟件系統(tǒng)會(huì)如何參與和幫助實(shí)際工作n對(duì)業(yè)務(wù)實(shí)體、業(yè)務(wù)過程以及它們與系統(tǒng)之間交互的描述n利用業(yè)務(wù)概念限定了系統(tǒng)的解決方案分析模型。q系統(tǒng)模型（設(shè)計(jì)師視圖）：n關(guān)注軟件系統(tǒng)應(yīng)該的需要以及設(shè)計(jì)方法的選擇限制n對(duì)軟件系統(tǒng)的基本功能和設(shè)計(jì)空間的描述體系結(jié)構(gòu)。2.4 Zachman 框架nZachman矩陣的行q技術(shù)模型（構(gòu)建者視圖）：n關(guān)注程序n對(duì)軟件系統(tǒng)當(dāng)中控制邏輯、算法、I/O控制以及其他各種具體技術(shù)細(xì)節(jié)的描述描述詳細(xì)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)模型q組件模型（集成者視圖）：n關(guān)注組裝n對(duì)軟件系統(tǒng)的組件、接口以及編碼程序等內(nèi)容的描述q實(shí)際運(yùn)行的系統(tǒng)：n描述系統(tǒng)投入使用后的實(shí)際狀況和在運(yùn)行中的實(shí)際表現(xiàn)。2.4 Zachman 框架nZachman矩陣的列：q數(shù)據(jù)：對(duì)企業(yè)有重要意義的事物以及企業(yè)對(duì)這些事物的理解q功能：企業(yè)在業(yè)務(wù)中執(zhí)行的任務(wù)以及企業(yè)對(duì)任務(wù)的理解。q位置：組織活動(dòng)和軟件系統(tǒng)的地理分布，以及它們與組織的其他方面的關(guān)聯(lián)。q人：在軟件系統(tǒng)被引入后會(huì)涉及的人員和組織q時(shí)間：系統(tǒng)內(nèi)的事件-事件關(guān)聯(lián)之間的時(shí)間因素，表現(xiàn)為業(yè)務(wù)的規(guī)劃調(diào)度、系統(tǒng)的事件響應(yīng)和控制結(jié)構(gòu)。q動(dòng)機(jī)：該列針對(duì)的是企業(yè)建立目標(biāo)系統(tǒng)的動(dòng)機(jī)，揭示了企業(yè)的目標(biāo)、目的、業(yè)務(wù)規(guī)劃、知識(shí)架構(gòu)、思想路線和決策基礎(chǔ)。2.4 Zachman 框架ContextualConceptualLogicalPhysicalAs BuiltFunctioningContextualConceptualLogicalPhysicalAs BuiltFunctioningWhyWhyWhoWhoWhenWhenWhereWhereWhatWhatHowHowProject scopeAnalysis modelDesign modelCoded programApplication SystemPlaning*AnalysisDesignImplementationIntegrationData ModelingBehavior ModelingEvent ModelingBusiness RulesNetwork topologiesOrganizational structure modelingBusiness Model2.4 Zachman 框架2.4 Zachman 框架結(jié)構(gòu)化信息工程面向?qū)ο笸ㄓ闷渌麛?shù)據(jù)數(shù)據(jù)流圖DFD實(shí)體關(guān)系圖ERD數(shù)據(jù)流圖DFD實(shí)體關(guān)系圖ERD類圖數(shù)據(jù)字典對(duì)象角色模型功能上下文圖數(shù)據(jù)流圖DFD功能實(shí)體矩陣上下文圖數(shù)據(jù)流圖DFD功能實(shí)體矩陣功能分解圖過程依賴圖用例圖交互圖活動(dòng)圖對(duì)象約束語言微規(guī)格說明狀態(tài)（轉(zhuǎn)移）圖/矩陣業(yè)務(wù)過程模型網(wǎng)絡(luò)Map人員層次模型矩陣模型網(wǎng)狀模型時(shí)間實(shí)體生命歷史事件實(shí)體矩陣實(shí)體生命歷史事件實(shí)體矩陣狀態(tài)（轉(zhuǎn)移）圖/矩陣Petri網(wǎng)動(dòng)機(jī)對(duì)象約束語言微規(guī)格說明對(duì)象角色模型主要內(nèi)容1.需求分析的根本任務(wù)2.需求分析技術(shù)3.需求分析方法4.前期需求階段的建模與分析5.需求分析的活動(dòng)3.需求分析方法n傳統(tǒng)分析 q沒有方法(1950s)n依賴個(gè)體才智,依據(jù)個(gè)人習(xí)慣n缺乏結(jié)構(gòu)、不可重復(fù)、不可測(cè)量,冗長(zhǎng)、混亂、偏頗、無結(jié)構(gòu)等等n結(jié)構(gòu)化分析 q傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)化分析(late 1960s),現(xiàn)代結(jié)構(gòu)化分析(late 1970s)n以數(shù)據(jù)流動(dòng)為中心，以DFD為核心技術(shù)，輔助ERD,STDq信息工程(late 1980s)n以數(shù)據(jù)知識(shí)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，ERD為核心技術(shù)，輔助DFD，STD,FDD,PDn面向?qū)ο蠓治觯?990s）q以對(duì)象為中心，以UML（類圖）為核心技術(shù)q以全面思想革新為理想，以承繼結(jié)構(gòu)化技術(shù)為現(xiàn)實(shí)3.需求分析方法n結(jié)構(gòu)化分析3.需求分析方法n面向?qū)ο蠓治鲋饕獌?nèi)容1.需求分析的根本任務(wù)2.需求分析技術(shù)3.需求分析方法4.前期需求階段的建模與分析5.需求分析的活動(dòng)4.前期需求階段的建模與分析4.前期需求階段的建模與分析n面向目標(biāo)的分析（Goal Oriented Analysis）n面向問題域的分析（Problem Domain Oriented Analysis）n領(lǐng)域分析（Domain Analysis）n企業(yè)建模（Enterprise Modeling）4.前期需求階段的建模與分析n面向問題域的分析q問題框架n特性n解決q框架分解與組合q基本思路n研究所有可能的問題域，從中發(fā)現(xiàn)一些重復(fù)出現(xiàn)的簡(jiǎn)單問題類型n分析每一種問題框架的特性，確定問題的理解和解決方法n將問題框架的建立和分類系統(tǒng)化，以簡(jiǎn)單的問題框架為基本單位，進(jìn)行復(fù)雜問題的分解4.前期需求階段的建模與分析n領(lǐng)域分析4.前期需求階段的建模與分析n企業(yè)建模主要用來理解組織的結(jié)構(gòu)、行為規(guī)則、目標(biāo)、重要成員的任務(wù)與職責(zé)、操縱的數(shù)據(jù)等等。企業(yè)建模利用企業(yè)的目標(biāo)、任務(wù)、策略、資源等來刻畫組織的行為，并依此來發(fā)現(xiàn)組織開發(fā)系統(tǒng)的目的，建立系統(tǒng)的業(yè)務(wù)需求主要內(nèi)容1.需求分析的根本任務(wù)2.需求分析技術(shù)3.需求分析方法4.前期需求階段的建模與分析5.需求分析的活動(dòng)5.需求分析的活動(dòng)5.需求分析的活動(dòng)需求細(xì)化n明確用戶需求的隱含因素 n將從問題域和業(yè)務(wù)的角度表述的用戶需求等價(jià)的轉(zhuǎn)化為從軟件和技術(shù)的角度表述的系統(tǒng)需求 n非功能需求也需要從高層次的表述方式轉(zhuǎn)化為一系列更加詳細(xì)和具體的需求表述 n需求細(xì)化也會(huì)發(fā)現(xiàn)新的細(xì)節(jié)需求n需求已經(jīng)得了充分的理解，并且開發(fā)者已經(jīng)可以著手為其進(jìn)行方案設(shè)計(jì)時(shí)停止細(xì)化過程 n細(xì)化后的需求應(yīng)該被一一的標(biāo)識(shí)和記錄下來 5.需求分析的活動(dòng)需求細(xì)化n需求的記錄q標(biāo)識(shí)符（ID），每一條需求都應(yīng)該能夠通過ID唯一的標(biāo)識(shí)自己。q源頭（Source），要能夠回溯到需求的源頭，例如特定的涉眾。q理由（Rational），需求被提出的目的。q優(yōu)先級(jí)（Priority），詳細(xì)情況見下一節(jié)。q成本（Cost），預(yù)估的實(shí)現(xiàn)成本。q風(fēng)險(xiǎn)（Risk），實(shí)現(xiàn)該需求的過程中可能帶來的風(fēng)險(xiǎn)。q可變性（Volatility），將來發(fā)生變化的可能性。5.需求分析的活動(dòng)確定需求優(yōu)先級(jí)n累計(jì)投票累計(jì)投票 n區(qū)域劃分區(qū)域劃分 q重要性。需求的不可或缺程度。q緊急性。需求的時(shí)間緊迫程度。q懲罰性。忽略需求會(huì)導(dǎo)致的懲罰程度。q成本。實(shí)現(xiàn)需求的代價(jià)。q風(fēng)險(xiǎn)。需求實(shí)現(xiàn)中可能產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)程度。5.需求分析的活動(dòng)確定需求優(yōu)先級(jí)nTop-NqN的取值是不受明確限制的，真正受限制的是Top-N個(gè)需求的實(shí)現(xiàn)代價(jià)總和n數(shù)據(jù)量化數(shù)據(jù)量化 5.需求分析的活動(dòng)需求協(xié)商n明確沖突的因素，避免情緒上的沖突 n明確沖突的解決空間 n確定最佳解決方案 本章小結(jié)n需求分析是需求工程中最為重要和核心的活動(dòng)，它對(duì)信息的建模是理解問題的關(guān)鍵，也是創(chuàng)建正確解決方案的關(guān)鍵n需求分析涉及很多的技術(shù)和方法，需求分析活動(dòng)的有效執(zhí)行需要分析人員能夠掌握并判定這些方法的選擇與使用n需求分析過程當(dāng)中會(huì)執(zhí)行很多的重要子活動(dòng)，它們的有效整合確保了整個(gè)需求分析工作的成功思考題1.分析“結(jié)構(gòu)化分析”和“面向?qū)ο蠓治觥钡倪^程，說明它們?yōu)槭裁炊奸_始于系統(tǒng)的邊界定義？2.“事件”和“事物”一直是進(jìn)行需求分析的一個(gè)重要思路，你對(duì)此如何評(píng)價(jià)？3.列舉面向?qū)ο蠓治龅母鞣N技術(shù)，說明它們是對(duì)結(jié)構(gòu)化分析技術(shù)的繼承和借鑒嗎？如果是，那么說明它們借鑒了哪些結(jié)構(gòu)化分析技術(shù)，如果不是，那么說明它們的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)是什么？4.Wieringa框架和Zachman框架給了你什么啟示？5.結(jié)合實(shí)踐調(diào)查情況，評(píng)價(jià)一下各種建模技術(shù)在實(shí)踐中的重要性.