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1、第4章軟件需求分析與建模4.1需求分析4.2數(shù)據(jù)建模4.3功能建模4.4行為建模4.5數(shù)據(jù)字典4.6結(jié)構(gòu)化需求分析的若干技術(shù)4.7驗證軟件需求4.8小結(jié)4.1需求分析4.1.1需求分析的任務(wù)需求分析的主要任務(wù)就是要通過軟件開發(fā)人員與用戶的交流和討論，準確地獲取用戶對系統(tǒng)的具體要求。需求分析中任何的含混不清或微小的遺漏都可能會造成系統(tǒng)開發(fā)中的重大問題甚至導(dǎo)致失敗。在正確理解用戶需求的前提下，軟件開發(fā)人員還需要將這些需求準確地以文檔的形式表達出來，作為設(shè)計階段的依據(jù)。需求分析階段結(jié)束時需要提交的主要文檔是軟件規(guī)格說明書。由

2、于需求分析研究的對象是用戶對開發(fā)項目的要求，在實現(xiàn)這一階段任務(wù)時必須要注意兩個問題。問題之一在于：一個項目的參與者既包括軟件設(shè)計開發(fā)人員，又包括用戶，他們之間交流的難題會給軟件的開發(fā)留下隱患。用戶往往在軟件交付使用時，才會發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在的一系列問題。這就要求雙方必須在需求分析過程中加強溝通和協(xié)調(diào)。一方面，軟件設(shè)計人員應(yīng)盡量使用通俗的語言與用戶進行交流；另一方面，用戶應(yīng)積極主動地配合軟件設(shè)計人員的工作。問題之二在于：為了保證需求階段能夠提出完整、準確的系統(tǒng)邏輯模型，開發(fā)人員必須花費足夠的時間，全面了解用戶的需要，絕不能在需

3、求模糊的情況下倉促進行軟件的設(shè)計和編程。根據(jù)國外的統(tǒng)計資料表明，在典型環(huán)境下開發(fā)軟件，需求分析階段的工作量大約要占到整個系統(tǒng)開發(fā)工作量的20%左右。用戶對系統(tǒng)的需求通?？煞譃槿缦聝深悾?1)功能性需求：主要說明了待開發(fā)系統(tǒng)在功能上實際應(yīng)做到什么，是用戶最主要的需求。通常包括系統(tǒng)的輸入、系統(tǒng)能完成的功能、系統(tǒng)的輸出及其他反應(yīng)。(2)非功能性需求：從各個角度對所考慮的可能的解決方案的約束和限制。主要包括：過程需求(如交付需求、實現(xiàn)方法需求等)、產(chǎn)品需求(如可靠性需求、可移植性需求、安全保密性需求等)和外部需求(如法規(guī)需求、

4、費用需求等)等。4.1.2需求分析的步驟需求分析階段的工作，大致可分為如下幾個步驟進行：(1)通過調(diào)查研究，獲取用戶的需求。軟件開發(fā)人員只有通過認真細致的調(diào)查研究，才能獲得進行系統(tǒng)分析的原始資料。需求信息的獲取可來源于閱讀描述系統(tǒng)需求的用戶文檔；對相關(guān)軟件、技術(shù)的市場調(diào)查；對管理部門、用戶的訪問咨詢；對工作現(xiàn)場的實際考察等。(2)去除非本質(zhì)因素，確定系統(tǒng)的真正需求。對于獲取的原始需求，軟件開發(fā)人員需要根據(jù)掌握的專業(yè)知識，運用抽象的邏輯思維，找出需求間的內(nèi)在聯(lián)系和矛盾，去除需求中不合理和非本質(zhì)的部分，確定軟件系統(tǒng)的真正需

5、求。(3)描述需求，建立系統(tǒng)的邏輯模型。對于確定的系統(tǒng)需求，軟件開發(fā)人員要通過現(xiàn)有的需求分析方法及工具對其進行清晰、準確的描述，建立無二義性的、完整的系統(tǒng)邏輯模型。(4)書寫需求說明書，進行需求復(fù)審。需求階段應(yīng)提交的主要文檔包括需求規(guī)格說明書、初步的用戶手冊和修正后的開發(fā)計劃。其中，需求規(guī)格說明書是對分析階段主要成果的綜合描述，是該階段最重要的技術(shù)文檔。為了保證軟件開發(fā)的質(zhì)量，對需求分析階段的工作要按照嚴格的規(guī)范進行復(fù)審，從不同的技術(shù)角度對該階段工作做出綜合性的評價。復(fù)審即要有用戶參加，也要有管理部門和軟件開發(fā)人員參加

6、。4.1.3需求分析的原則目前存在著許多需求分析的方法，雖然各種方法都有其獨特的描述方法，但不論采用何種方法，需求分析都必須遵循以下基本原則：(1)能夠表達和理解問題的數(shù)據(jù)域和功能域。所有軟件開發(fā)的最終目的都是為了解決數(shù)據(jù)處理的問題，數(shù)據(jù)處理的本質(zhì)就是將一種形式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成另一種形式的數(shù)據(jù)，即通過進行一系列加工將輸入的原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為所需的結(jié)果數(shù)據(jù)。需求分析階段必須明確系統(tǒng)中應(yīng)具備的每一個加工、加工的處理對象和由加工所引起的數(shù)據(jù)形式的變化。(2)能夠?qū)?fù)雜問題分解化簡。為了便于問題的解決和實現(xiàn)，在需求分析過程中需要對于原

7、本復(fù)雜的問題按照某種合適的方式進行分解(對功能域和數(shù)據(jù)域均可)。分解可以是同一層次上的橫向分解，也可以是多層上的縱向分解。每一步分解都是在原有基礎(chǔ)上對系統(tǒng)的細化，使系統(tǒng)的理解和實現(xiàn)變得較為容易。(3)能夠給出系統(tǒng)的邏輯表示和物理表示。系統(tǒng)需求的邏輯表示用于指明系統(tǒng)所要達到的功能要求和需要處理的數(shù)據(jù)，不涉及實現(xiàn)的細節(jié)。系統(tǒng)需求的物理表示用于指明處理功能和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實際表現(xiàn)形式，通常由系統(tǒng)中的設(shè)備決定。如處理數(shù)據(jù)的來源，某些軟件可能由終端輸入，另一些軟件可能由特定設(shè)備提供。給出系統(tǒng)的邏輯表示和物理表示對滿足系統(tǒng)處理需求所提

8、出的邏輯限制條件和系統(tǒng)中其他成分提出的物理限制是必不可少的。4.2數(shù)據(jù)建模4.2.1實體模型1.實體模型的概念對于一個軟件系統(tǒng)來說，所涉及的數(shù)據(jù)成千上萬，如何對這些復(fù)雜數(shù)據(jù)及其之間的關(guān)系進行分析并將它們以最優(yōu)的方式組織起來，對軟件開發(fā)的成敗起著非常重要的作用。E-R(Entity-Relation)方法，即實體—聯(lián)系方法是目前最常