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第3章 需求分析 3.1 需求分析的任务 3.2 与用户沟通获取需求的方法 3.3 分析建模与规格说明 3.4 实体-联系图 3.5 数据规范化 3.6 状态转换图 3.7 其他图形工具 3.8 验证软件需求 需求分析是软件定义时期的最后一个阶段，它的基本任务是准确地回答“系统必须做什么?”这个问题。 需求分析的任务还不是确定系统怎样完成它的工作，而仅仅是确定系统必须完成哪些工作，也就是对目标系统提出完整、准确、清晰、具体的要求。 用于需求分析的结构化分析方法应遵守下述准则： (1) 必须理解并描述问题的信息域，根据这条准则应该建立数据模型。 (2) 必须定义软件应完成的功能，这条准则要求建立功能模型。 (3) 必须描述作为外部事件结果的软件行为，这条准则要求建立行为模型。 (4) 必须对描述信息、功能和行为的模型进行分解，用层次的方式展示细节。 3.1 需求分析的任务 3.1.1 确定对系统的综合要求 1. 功能需求 这方面的需求指定系统必须提供的服务，划分出系统必须完成的所有功能。 2. 性能需求 性能需求指定系统必须满足的定时约束或容量约束，通常包括速度(响应时间)、信息量速率、主存容量、磁盘容量、安全性等方面的需求。 3. 可靠性和可用性需求 可靠性需求定量地指定系统的可靠性。 可用性与可靠性密切相关，它量化了用户可以使用系统的程度。 4. 出错处理需求 这类需求说明系统对环境错误应该怎样响应。注意，上述这类错误并不是由该应用系统本身造成的。 5. 接口需求 接口需求描述应用系统与它的环境通信的格式。常见的接口需求有：用户接口需求；硬件接口需求；软件接口需求；通信接口需求。 6. 约束 设计约束或实现约束描述在设计或实现应用系统时应遵守的限制条件。 7. 逆向需求 逆向需求说明软件系统不应该做什么。 8. 将来可能提出的要求 3.1.2 分析系统的数据要求 建立数据模型 分析系统的数据要求 (见3.4节)。 数据字典 全面准确地定义数据 层次方框图 Warnier图 （见第3.7节） 3.2 与用户沟通获取需求的方法 3.2.1 访谈 访谈是最早开始使用的获取用户需求的技术，也是迄今为止仍然广泛使用的需求分析技术。 访谈有两种基本形式，分别是正式的和非正式的访谈。正式访谈时，系统分析员将提出一些事先准备好的具体问题。在非正式访谈中，分析员将提出一些用户可以自由回答的开放性问题，以鼓励被访问人员说出自己的想法。 3.2.2 面向数据流自顶向下求精 数据决定了需要的处理和算法，因此数据是需求分析的出发点。 结构化分析方法就是面向数据流自顶向下逐步求精进行需求分析的方法。通过可行性研究已经得出了目标系统的高层数据流图，通过功能分解可以完成数据流图的细化。 通常把分析过程中得到的有关数据元素的信息记录在数据字典中，把对算法的简明描述记录在IPO图(见3.7节)中。 图3.1 面向数据流自顶向下求精过程 3.2.3 简易的应用规格说明技术 简易的应用规格说明技术，是一种面向团队的需求收集法。 这种方法提倡用户与开发者密切合作，共同标识问题，提出解决方案要素，商讨不同方案并指定基本需求。今天，简易的应用规格说明技术已经成为信息系统领域使用的主流技术。 3.2.4 快速建立软件原型 快速建立软件原型是最准确、最有效、最强大的需求分析技术。 快速原型就是快速建立起来的旨在演示目标系统主要功能的可运行的程序。 构建原型的要点是，它应该实现用户看得见的功能(例如，屏幕显示或打印报表)，省略目标系统的“隐含”功能(例如，修改文件)。 快速原型应该具备的第一个特性是“快速”。快速原型的目的是尽快向用户提供一个可在计算机上运行的目标系统的模型，以便使用户和开发者在目标系统应该“做什么”这个问题上尽可能快地达成共识。 快速原型应该具备的第二个特性是“容易修改”。如果原型的第一版不是用户所需要的，就必须根据用户的意见迅速地修改它，构建出原型的第二版，以更好地满足用户需求。在实际开发软件产品时，原型的 “修改—试用—反馈”过程可能重复多遍。 3.3 分析建模与规格说明 3.3.1 分析建模 模型，是为了理解事物而对事物做出的一种抽象，是对事物的一种无歧义的书面描述。 通常，模型由一组图形符号和组织这些符号的规则组成。 结构化分析实质上是一种创建模型的活动。 需求分析过程应该建立3种模型，它们分别是数据模型、功能模型和行为模型。 3.4节将介绍的实体-联系图，描绘数据对象及数据对象之间的关系，是用于建立数据模型的图形。 2.4节讲过的数据流图，描绘当数据在软件系统中移动时被变换的