軟件需求分析的任務和過程結構化分析方法原型化方法動態分析方法軟件需求分析1SW03軟件工程殷人昆軟件需求分析的任務深入描述軟件的功能和性能確定軟件設計的約束和軟件同其它系統元素的接口細節定義軟件的其它有效性需求2SW03軟件工程殷人昆需求分析研究的對象是軟件項目的用戶要求準確地表達被接受的用戶要求確定被開發軟件系統的系統元素將功能和信息結構分配到這些系統元素中3SW03軟件工程殷人昆需求分析的任務就是借助于當前系統的邏輯模型導出目標系統的邏輯模型，解決目標系統的“做什么”的問題。4SW03軟件工程殷人昆通常軟件開發項目是要實現目標系統的物理模型目標系統的具體物理模型是由它的邏輯模型經實例化，即具體到某個業務領域而得到的5SW03軟件工程殷人昆需求分析的過程(1)問題識別

從系統的角度來理解軟件并評審軟件范圍是否恰當

確定對目標系統的綜合要求，即軟件的需求

提出這些需求實現條件，以及需求應達到的標準6SW03軟件工程殷人昆軟件的需求包括：功能需求性能需求環境需求可靠性需求安全保密要求用戶界面需求資源使用需求成本消耗需求開發進度需求預先估計以后系統可能達到的目標7SW03軟件工程殷人昆問題識別的另一項工作是建立分析所需要的通信途徑，以保證能順利地對問題進行分析。8SW03軟件工程殷人昆(2)分析與綜合

從信息流和信息結構出發，逐步細化所有的軟件功能，找出系統各元素之間的聯系、接口特性和設計上的約束，分析它們是否滿足功能要求，是否合理。剔除其不合理的部分，增加其需要部分。最終綜合成系統的解決方案，給出目標系統的詳細邏輯模型。9SW03軟件工程殷人昆常用的分析方法面向數據流的結構化分析方法（SA）面向數據結構的Jackson方法（JSD）結構化數據系統開發方法（DSSD）面向對象的分析方法（OOA）等10SW03軟件工程殷人昆(3)編制需求分析階段的文檔?軟件需求說明書?數據要求說明書?初步的用戶手冊?修改、完善與確定軟件開發實施計劃11SW03軟件工程殷人昆(4)

需求分析評審系統定義的目標是否與用戶的要求一致;系統需求分析階段提供的文檔資料是否齊全;文檔中的所有描述是否完整、清晰、準確反映用戶要求;與所有其它系統成分的重要接口是否都已經描述;12SW03軟件工程殷人昆被開發項目的數據流與數據結構是否足夠，確定;所有圖表是否清楚，在不補充說明時能否理解;主要功能是否已包括在規定的軟件范圍之內，是否都已充分說明;設計的約束條件或限制條件是否符合實際;開發的技術風險是什么;13SW03軟件工程殷人昆是否考慮過軟件需求的其它方案;是否考慮過將來可能會提出的軟件需求;是否詳細制定了檢驗標準，它們能否對系統定義是否成功進行確認;14SW03軟件工程殷人昆需求分析流程15SW03軟件工程殷人昆軟件需求分析的原則需要能夠表達和理解問題的信息域和功能域要能以層次化的方式對問題進行分解和不斷細化要給出系統的邏輯視圖和物理視圖16SW03軟件工程殷人昆17SW03軟件工程殷人昆軟件需求規格說明的原則從現實中分離功能，即描述要“做什么”而不是“怎樣實現”要求使用面向處理的規格說明語言（或稱系統定義語言）如果被開發軟件只是一個大系統中的一個元素，那么整個大系統也包括在規格說明的描述之中18SW03軟件工程殷人昆規格說明必須包括系統運行環境規格說明必須是一個認識模型規格說明必須是可操作的規格說明必須容許不完備性并允許擴充規格說明必須局部化和松散耦合19SW03軟件工程殷人昆軟件需求分析方法需求分析方法由對軟件問題的信息域和功能域的系統分析過程及其表示方法組成大多數的需求分析方法是由信息驅動的信息域具有三種屬性:信息流、信息內容和信息結構。

20SW03軟件工程殷人昆結構化分析方法

面向數據流進行需求分析的方法結構化分析方法適合于數據處理類型軟件的需求分析21SW03軟件工程殷人昆具體來說，結構化分析方法就是用抽象模型的概念，按照軟件內部數據傳遞、變換的關系，自頂向下逐層分解，直到找到滿足功能要求的所有可實現的軟件為止結構化分析方法使用工具：數據流圖，數據詞典，結構化英語，判定表與判定樹22SW03軟件工程殷人昆數據流圖數據流圖中的主要圖形元素23SW03軟件工程殷人昆描述銀行取款過程的數據流圖24SW03軟件工程殷人昆數據流與數據加工之間的關系25SW03軟件工程殷人昆數據流圖的層次結構為了表達數據處理過程的數據加工情況，需要采用層次結構的數據流圖。按照系統的層次結構進行逐步分解，并以分層的數據流圖反映這種結構關系，能清楚地表達和容易理解整個系統26SW03軟件工程殷人昆分層數據流圖27SW03軟件工程殷人昆在多層數據流圖中，頂層流圖僅包含一個加工，它代表被開發系統。它的輸入流是該系統的輸入數據，輸出流是系統所輸出數據底層流圖是指其加工不需再做分解的數據流圖，它處在最底層中間層流圖則表示對其上層父圖的細化。它的每一加工可能繼續細化，形成子圖。28SW03軟件工程殷人昆

結構化分析方法步驟示例

商店業務處理系統29SW03軟件工程殷人昆這個數據流圖只是一個高層的系統邏輯模型，它反映了目標系統要實現的功能數據流圖繪制步驟首先確定系統的輸入和輸出根據商店業務，畫出頂層數據流圖，以反映最主要業務處理流程30SW03軟件工程殷人昆經過分析，商店業務處理的主要功能應當有銷售、采購、會計三大項。主要數據流輸入的源點和輸出終點是顧客和供應商。然后從輸入端開始，根據商店業務工作流程，畫出數據流流經的各加工框，逐步畫到輸出端，得到第一層數據流圖31SW03軟件工程殷人昆第一層數據流圖32SW03軟件工程殷人昆加細每一個加工框 銷售細化33SW03軟件工程殷人昆采購細化34SW03軟件工程殷人昆檢查和修改數據流圖的原則數據流圖上所有圖形符號只限于前述四種基本圖形元素數據流圖的主圖必須包括前述四種基本元素，缺一不可數據流圖的主圖上的數據流必須封閉在外部實體之間每個加工至少有一個輸入數據流和一個輸出數據流35SW03軟件工程殷人昆在數據流圖中，需按層給加工框編號。編號表明該加工所處層次及上下層的親子關系規定任何一個數據流子圖必須與它上一層的一個加工對應，兩者的輸入數據流和輸出數據流必須一致。此即父圖與子圖的平衡可以在數據流圖中加入物質流，幫助用戶理解數據流圖36SW03軟件工程殷人昆圖上每個元素都必須有名字數據流圖中不可夾帶控制流初畫時可以忽略瑣碎的細節，以集中精力于主要數據流37SW03軟件工程殷人昆數據詞典數據詞典與數據流圖配合，能清楚地表達數據處理的要求詞條描述——對于在數據流圖中每一個被命名的圖形元素，均加以定義，其內容有:名字，別名或編號，分類，描述，定義，位置，其它，等38SW03軟件工程殷人昆（1）數據流詞條描述數據流名：說明：簡要介紹作用即它產生的原因和結果數據流來源：來自何方數據流去向：去向何處數據流組成：數據結構數據量流通量：數據量，流通量39SW03軟件工程殷人昆（2）數據元素詞條描述數據元素名：類型：數字（離散值，連續值），文字（編碼類型）長度：取值范圍：相關的數據元素及數據結構：40SW03軟件工程殷人昆（3）數據文件詞條描述數據文件名：簡述：存放的是什么數據輸入數據：輸出數據：數據文件組成：數據結構存儲方式：順序，直接，關鍵碼存取頻率：41SW03軟件工程殷人昆（4）加工邏輯詞條描述加工名：加工編號：反映該加工的層次簡要描述：加工邏輯及功能簡述輸入數據流：輸出數據流：加工邏輯：簡述加工程序，加工順序42SW03軟件工程殷人昆（5）源點及匯(終)點詞條描述名稱：外部實體名簡要描述：什么外部實體有關數據流：數目：43SW03軟件工程殷人昆數據結構的描述

符號

含義

舉例＝被定義為＋與

x=a＋b[...,...]或[...|...]或

x=[a,b]，x=[a|b]{...}或m{...}n重復

x={a}，x=3{a}8(...)可選

x=(a)“...”基本數據元素

x=“a”.. 連結符

x=1..944SW03軟件工程殷人昆存折格式45SW03軟件工程殷人昆存折＝戶名＋所號＋帳號＋開戶日＋性質＋（印密）＋1{存取行}50戶名＝2{字母}24所號＝“001”..“999”帳號＝“00000001”..“99999999”開戶日＝年＋月＋日性質＝“1”..“6”注：“1”表示普通戶，“5”表示工資戶等印密＝“0”注：印密在存折上不顯示存取行＝日期＋（摘要）＋支出＋存入＋余額＋操作＋復核46SW03軟件工程殷人昆

對數據流圖的每一個基本加工，必須有一個基本加工邏輯說明基本加工邏輯說明必須描述基本加工如何把輸入數據流變換為輸出數據流的加工規則基本加工邏輯說明47SW03軟件工程殷人昆加工邏輯說明必須描述實現加工的策略而不是實現加工的細節加工邏輯說明中包含的信息應是充足的，完備的，有用的，沒有重復的多余信息48SW03軟件工程殷人昆用于寫加工邏輯說明的工具?結構化英語?判定表?判定樹49SW03軟件工程殷人昆（1）結構化英語結構化英語的詞匯表由英語命令動詞數據詞典中定義的名字有限的自定義詞邏輯關系詞IF_THEN_ELSE、CASE_OF、WHILE_DO、

REPEAT_UNTIL等組成。50SW03軟件工程殷人昆是一種介于自然語言和形式化語言之間的語言語言的正文用基本控制結構進行分割，加工中的操作用自然語言短語來表示其基本控制結構有三種：簡單陳述句結構：避免復合語句；重復結構：WHILE_DO或

REPEAT_UNTIL結構。判定結構：IF_THEN_ELSE或

CASE_OF結構；51SW03軟件工程殷人昆商店業務處理系統中“檢查發貨單”IF發貨單金額超過$500THENIF欠款超過了60天THEN在償還欠款前不予批準ELSE（欠款未超期）發批準書，發貨單ENDIFELSE（發貨單金額未超過$500）IF欠款超過60天THEN發批準書，發貨單及賒欠報告ELSE（欠款未超期）發批準書，發貨單ENDIFENDIF52SW03軟件工程殷人昆（2）判定表如果數據流圖的加工需要依賴于多個邏輯條件的取值，使用判定表來描述比較合適53SW03軟件工程殷人昆以“檢查發貨單”為例54SW03軟件工程殷人昆55SW03軟件工程殷人昆（3）判定樹判定樹也是用來表達加工邏輯的一種工具。有時侯它比判定表更直觀。

56SW03軟件工程殷人昆原型化方法在開發初期，要想得到一個完整準確的規格說明不是一件容易的事。特別是對一些大型的軟件項目。用戶往往對系統只有一個模糊的想法，很難完全準確地表達對系統的全面要求。57SW03軟件工程殷人昆軟件開發者對于所要解決的應用問題認識更是模糊不清隨著開發工作向前推進，用戶可能會產生新的要求，或因環境變化，要求系統也能隨之變化；開發者又可能在設計與實現的過程中遇到些沒有預料到的實際困難，需要以改變需求來解脫困境。58SW03軟件工程殷人昆因此規格說明難以完善、需求的變更、以及通信中的模糊和誤解，都會成為軟件開發順利推進的障礙。為了解決這些問題，逐漸形成了軟件系統的快速原型的概念。59SW03軟件工程殷人昆軟件原型的分類在軟件開發中，原型是軟件的一個早期可運行的版本，它反映最終系統的部分重要特性。

探索型：目的是要弄清對目標系統的要求，確定所希望的特性，并探討多種方案的可行性。60SW03軟件工程殷人昆

實驗型：這種原型用于大規模開發和實現之前，考核方案是否合適，規格說明是否可靠。

進化型：這種原型的目的不在于改進規格說明，而是將系統建造得易于變化，在改進原型的過程中，逐步將原型進化成最終系統。61SW03軟件工程殷人昆原型使用策略

廢棄策略

追加策略

殷人昆:62SW03軟件工程殷人昆建立快速原型，進行系統的分析和構造的好處：增進軟件者和用戶對系統服務需求的理解，使比較含糊的具有不確定性的軟件需求（主要是功能）明確化。軟件原型化方法提供了一種有力的學習手段。63SW03軟件工程殷人昆

使用原型化方法，可以容易地確定系統的性能，確認各項主要系統服務的可應用性，確認系統設計的可行性，確認系統作為產品的結果。軟件原型的最終版本，有的可以原封不動地成為產品，有的略加修改就可以成為最終系統的一個組成部分，這樣有利于建成最終系統。64SW03軟件工程殷人昆65SW03軟件工程殷人昆

66SW03軟件工程殷人昆原型開發技術可執行規格說明基于腳本(scenario)的設計自動程序設計專用語言可復用(reusable)的軟件簡化假設

67SW03軟件工程殷人昆可執行規格說明可執行規格說明是用于需求規格說明的一種自動化技術。使用這種方法，人們可以直接觀察他們用語言規定的任何系統性行為。包括

代數規格說明

有限狀態模型

可執行的數據流圖

68SW03軟件工程殷人昆（1）代數規格說明代數規格說明使用集合、定義于這些集合上的函數和定義于這些函數上的方程來描述對象。規格說明的操作語義用這些方程表示。69SW03軟件工程殷人昆

NEW_STACK：→StackPUSH：Stack，Element→StackPOP：Stack→(Element|Undefined)POP(NEW_STACK())＝UndefinedPOP(PUSH(stk，elem))＝elem其中，前三行定義了操作的語法，后兩行把它們的語義定義為一些方程。舉例：定義一個無界的棧及其操作

70SW03軟件工程殷人昆（2）有限狀態模型parnas提出的使用最廣泛的一種可執行規格說明形式。從一個初始狀態開始接收輸入，到產生輸出，狀態在推移變化。施加在狀態元素上的約束確定了有效狀態的推移。71SW03軟件工程殷人昆舉例：建立用戶／程序對話

72SW03軟件工程殷人昆（3）可執行的數據流圖數據流圖是基于結構化開發方法的結構化規格說明用一種可執行的語言程序代替定義處理邏輯的結構化英語，數據流圖就成為由可執行語言程序模塊組成的網絡，在一定環境或工具的支持下就可成為一個可以執行的原型系統。

73SW03軟件工程殷人昆基于腳本的設計腳本是指用戶界面的原型。一個腳本用以模擬在系統運行期間用戶經歷的事件。它提供了輸入─處理─輸出的屏幕格式和有關對話的模型。因此，軟件開發者能夠給用戶顯示系統的逼真的視圖，使用戶得以判斷是否符合他的意圖。74SW03軟件工程殷人昆可在任一腳本中使用一套可復用的軟件模塊，以表達某一方面的要求。可使用一種原型語言來描述原型系統。原型開發過程中用這種語言來定義屏幕、數據項、及其相關的操作。從系統的外部描述開始，開發與數據庫的接口、錯誤處理和恢復過程等系統的與外部視圖一致的細節。

75SW03軟件工程殷人昆自動程序設計自動程序設計是指在程序自動生成環境的支持下，利用計算機實現軟件的開發。它可以自動地或半自動地把用戶的非過程式問題規格說明轉換為某種高級語言程序：76SW03軟件工程殷人昆演繹綜合手段：基于數學推理的構造式證明。程序變換手段：將一程序轉換成另一功能等價的程序，并保持其正確性不變。77SW03軟件工程殷人昆實例推廣手段：從實例特征出發，將它推廣為待編程序的特征，最后得到程序。過程化手段：研究甚高級語言的編譯和知識的過程化。

78SW03軟件工程殷人昆專用語言專用語言是應用領域的模型化語言。在原型開發中使用專用語言，可方便用戶和軟件開發者在計劃中的系統特性方面的交流。

79SW03軟件工程殷人昆軟件復用技術利用可復用的模塊，做出適當的組合，就可得到快速構造的原型系統。為了快速地構造原型，這些模塊首先必須有簡單而清晰的界面；其次它們應當盡量不依賴其它的模塊或數據結構；第三，它們應具有一些通用的功能。

80SW03軟件工程殷人昆簡化假設簡化假設是在開發過程中使設計者迅速得到一個簡化的系統所做的假設。盡管這些假設可能實際上并不能成立，但它們在原型開發過程中可以使開發者的注意力集中在一些主要的方面。

81SW03軟件工程殷人昆在修改一個文件時，可以假設這個文件確實存在在存取文件時，待存取的記錄總是存在一旦計劃中的系統滿足用戶所有的要求，就可以撤消這些假設，并追加一些細節。

82SW03軟件工程殷人昆系統動態分析系統的需求規格說明通常是用自然語言來敘述的，但是用自然語言描述往往會出現歧義性。為了