軟件工程軟件需求與軟件需求規(guī)約朱建凱

1、軟件工程 第五講 軟件需求與軟件需求規(guī)約 朱建凱,三、軟件需求及系統(tǒng)/產品(需求)規(guī)約 定義問題的基本要素是”需求” 需求的基本性質 ?必要的(Necessary)。 ?無歧義的(Unambiguous)。 ?可測試的(testable)。 ?可跟蹤的(Tracea

2、ble)。 ?可測量的(Measurable)。,3) 需求分類 　 功能； 性能； 外部接口； 設計約束； 質量屬性。 ? 功能需求 功能需求規(guī)約了系統(tǒng)或系統(tǒng)構件必須執(zhí)行的功能。,? 性能需求 性能需求(Performance requirement)規(guī)約了一個系統(tǒng)或系統(tǒng)構件必須具有的性能特性。,?外部接口需求

3、 外部接口需求(External interface requirement)規(guī)約了系統(tǒng)或系統(tǒng)構件必須與之交互的硬件、軟件或數(shù)據庫元素。它也可能規(guī)約其格式、時間或其他因素?！±纾?賬戶接收系統(tǒng)必須為月財務狀況系統(tǒng)提供更新信息，如在“　　　財務系統(tǒng)描述”第4修訂版中所描述的。 引擎控制系統(tǒng)必須正確處理從飛行控制系統(tǒng)接收來的命令，　　　符合接口控制文檔B2-10A4，修訂版C的1到8段的規(guī)定。,--用戶接口(User

4、interfaces)：規(guī)約了軟件產品和用戶之間接口的邏輯特性。即規(guī)約 對給用戶所顯示的數(shù)據，對用戶所要求的數(shù)據以及用戶如何控制該用戶接口。 --硬件接口(Hardware interfaces)：如果軟件系統(tǒng)必須與硬件設備進行交互，那么就應說明所要求的支持和協(xié)議類型。 --軟件接口(Software interfaces)：允許與其它軟件產品進行交互，如，數(shù)據管理系統(tǒng)、操作系統(tǒng)或數(shù)學軟件包。 --通訊接口(Communi

5、cations interfaces)：規(guī)約待開發(fā)系統(tǒng)與通訊設施(如，局域網)之間的交互。如果通訊需求包含了系統(tǒng)必須使用的網絡類型（TCP/IP，WindowsNT,Novell），那么有關類型的信息就應包含在SRS中。,--存儲約束(Memory constraints)：描述易失性存儲和永久性存儲的特性和限制，特別應描述它們是否被用于與一個系統(tǒng)中其它處理的通訊。,--操作(Operation)：規(guī)約用戶如何使系統(tǒng)進入正常和異常的運行

6、以及在系統(tǒng)正常和異常運行下如何與系統(tǒng)進行交互。應該描述在用戶組織中的操作模式，包括交互模式和非交互模式；描述每一模式的數(shù)據處理支持功能；描述有關系統(tǒng)備份、恢復和升級功能方面的需求。 --地點需求(Site adaptation requirements)：描述系統(tǒng)安裝以及如何調整一個地點，以適應新的系統(tǒng)。,?設計約束 設計約束限制了系統(tǒng)或系統(tǒng)構件的設計方案。就約束的本身而言，對其進行權衡或調整是相當困難的，甚至是不可能的。它們

7、必須予以滿足。這一性質，是與其它需求的最主要差別。為了滿足功能、性能和其它需求，許多設計約束將對軟件項目規(guī)劃、所需要的附加成本和工作產生直接影響。例如： 系統(tǒng)必須用C++或其他面向對象語言編寫。 系統(tǒng)用戶接口需要菜單。 任取10秒，一個特定應用所消耗的可用計算能力平均不超過50%。 必須在對話窗口的中間顯示錯誤警告，其中使用紅色的、14點加粗 Arial字體。,針對產品開發(fā)，為

8、確定其相關的設計約束，一般需要考慮以下10個方面： --法規(guī)政策(Regulatory policies)； --硬件限制(Hardware limitations)，例如：處理速度、信號定序需求、存儲容量、通訊速度以及可用性等； --與其它應用接口(Interfaces to other applications)，如，當外部系統(tǒng)處于一個特定狀態(tài)時，禁止新系統(tǒng)某些操作 --并發(fā)操作(Parallel operation

9、s)，例如，可能要求從/自一些不同的源，并發(fā)地產生或接收數(shù)據。對此，必須清晰地給出有關時間的描述。,--審計功能(Audit functions)，規(guī)約軟件系統(tǒng)必須滿足的數(shù)據記錄準則或事務記錄準則。如，如果用戶察看或修改數(shù)據，那么就可能要求該系統(tǒng)為了以后復審，記錄該系統(tǒng)的動作。--控制功能(Control functions)：可以對系統(tǒng)的管理能力進行遠程控制、可以對其他外部軟件以及內部過程進行控制。 --高級語言需求(Higher

10、 order language requirements)： --握手協(xié)議(Signal handshake protocols)：通常用于硬件和通訊控制軟件，特別當給出特定的時間約束時，一般就要把“握手協(xié)議”作為一項約束。 --應用的關鍵程度(Criticality of the application)，許多生物醫(yī)學、航空、軍事或財務軟件屬于這一類。 --安全考慮(Safety and security considerati

11、ons)。,? 質量屬性 質量屬性(Quality attribute)規(guī)約了軟件產品必須具有的一個性質是否達到質量方面一個所期望的水平。例如： 屬性 描述 可靠性 軟件系統(tǒng)在指定環(huán)境中沒有失敗而正常運行的概率。 存活性 當系統(tǒng)的某一部分系統(tǒng)不能運行時，該軟件繼續(xù)運行或支 持關鍵功能的可能性。 可維護性 發(fā)現(xiàn)和改正一個軟件故障或對特定的范圍進行修

12、改 所要求的平均工作。 用戶友好性 學習和使用一個軟件系統(tǒng)的容易程度。 安全性 在一個預定的時間內，使軟件系統(tǒng)安全的可能性。 可移植性 軟件系統(tǒng)運行的平臺類型。,,3) 需求發(fā)現(xiàn)技術 假如現(xiàn)在獲得一個開發(fā)項目，如何獲取需求呢？ 自悟 交談

13、 觀察 小組會 提煉,自悟要求對業(yè)務熟悉，用于不方便對用戶調查交談對供需雙方都有要求，要防止需求越界小組會復雜系統(tǒng)常用方法提煉有一定文檔或者現(xiàn)有一些資料，功能規(guī)范情景模擬，用例法… …,總之，需求獲取方法是靈活的靈活組合或者多次迭代,2 定義需求的基本格式 --需求規(guī)約（Ｓ

14、ＲＳ） 1)概念 一個需求規(guī)約是一個軟件項/產品/系統(tǒng)所有需求陳述的正式文檔,是一個軟件產品／系統(tǒng)的概念模型。 A requirement specification is the formal documentation all requirement statements for an item/product/system. 2) 基本性質　 IEEE標準還規(guī)定SRS必須具有以下4個

15、性質： ?重要性和穩(wěn)定性程度(Ranked for importance and stability)。,?可修改的(Modifiable)。在不過多地影響其它需求的前提下，可以容易地修改一個單一需求. ?完整的(Complete)。沒有被遺漏的需求. ?一致的(Consistent)。不存在互斥的需求. 注：大型復雜項目和一些有能力的組織，在開發(fā)需求文檔時，往往使用系統(tǒng)化的需求分析技術和工具。其中一些方法提供

16、了系統(tǒng)化、自動化的功能，逐一驗證單一需求所具有的五個性質，并進一步驗證需求規(guī)約是否具有以上四個性質。,××××××系統(tǒng)需求規(guī)格說明書1．引言1．1 編寫目的 說明編寫本需求分析規(guī)格說明書的目的。 1．2背景說明 (1)給出待開發(fā)的軟件產品的名稱； (2)說明本項目的提出者、開發(fā)者及用戶； (3)

17、說明該軟件產品將做什么，如必要，說明不做什么。 1．3術語定義 列出本文檔中所用的專門術語的定義和外文首字母組詞的原詞組。 1．4參考資料 列出本文檔中所引用的全部資料，包括標題、文檔編號、版本號、出版日期及出版單位等，必要時注明資料來源。,3)需求規(guī)約格式實例,2．概述 2．1功能概述 敘述待開發(fā)軟件產品將完成的主要功能，并用方框圖來表示各功能及其相互關系。

18、 2．2約束 敘述對系統(tǒng)設計產生影響的限制條件，并對下一節(jié)中所述的某些特殊需求提供理由，如管理模式、硬件限制、與其他應用的接口、安全保密的考慮等。,3．數(shù)據流圖與數(shù)據字典3．1 數(shù)據流圖 3．1．1 數(shù)據流圖l (1)畫出該數(shù)據流圖 (2)加工說明 (a)編號 (b)加工名

19、 (c)輸入流 (d)輸出流 (e)加工邏輯 (3)數(shù)據流說明 3．1．2 數(shù)據流圖2 … …,3．2 數(shù)據字典 3．2．1 文件說明 說明文件的成分及組織方式。 3．2．2數(shù)據項說明 以表格的形式說明每一數(shù)據項，格式如下表所

20、示：,4．接口 4．1 用戶接口 說明人機界面的需求，包括： (1)屏幕格式； (2)報表或菜單的頁面打印格式及內容； (3)可用的功能鍵及鼠標。 4．2硬件接口 說明該軟件產品與硬件之間各接l51的邏輯特點及運行該軟件的硬件設備特征。 4．3軟件接口 說明該軟件產品與其他軟件之間接口，對于每個需要的軟件產品，應提供：

21、 (1)名稱； (2)規(guī)格說明； (3)版本號。,5．性能需求 5．1 精度 逐項說明對各項輸入數(shù)據和輸出數(shù)據達到的精度，包括傳輸中的精度要求。 5．2 時間特征 定量地說明本軟件的時間特征，如響應時間、更新處理時間、數(shù)據傳輸、轉換時間、計算時間等。 5．3 靈活性 說明本軟件所具有的靈活性，即當用戶需求(如對操作方式、運行環(huán)境、結

22、果精度、時間特性等的要求)有某些變化時，本軟件的適應能力。,6．屬性 6．1 可使用性 規(guī)定某些需求，如檢查點、恢復方法和重啟動性，以確保軟件可使用。 6.2 保密性 規(guī)定保護軟件的要素。 6．3 可維護性 規(guī)定確保軟件是可維護的需求，如模塊耦合矩陣。 6．4 可移植性 規(guī)定用戶程序、用戶接口的兼容方面的約束。,7．其他需求 7．1 數(shù)據庫 說明

23、作為產品的一部分來開發(fā)的數(shù)據庫的需求。如： (1)使用的頻率； (2)訪問的能力； (3)數(shù)據元素和文件描述；(4)數(shù)據元素、記錄和文件關系； (5)靜態(tài)和動態(tài)組織； (6)數(shù)據保留要求。 7．2 操作 列出用戶要求的正常及特殊的操作，如： (1)在用戶組織中各種方式的操作； (2)后援和恢復操作。 7．3 故障及處理

24、 列出可能發(fā)生的軟件和硬件故障，并指出這些故障對各項性能指標所產生的影響及對故障的處理要求。,注意: 以上給出的是一份需求規(guī)格說明書的樣例，在實際軟件工程中，每個開發(fā)組織可根據相關的標準和從事的開發(fā)領域，規(guī)定自己組織的軟件需求分析規(guī)格說明書的格式。,4)表達需求規(guī)約(規(guī)格說明書)的三種風格 ?非形式化的規(guī)約 即以一種自然語言來表達需求規(guī)約,如同使用一種自然語言 寫了一篇文章. 其中:可以不局限于那種語言

25、通常所約定的任何符號或特殊 限制(例如文法和詞法）,但要為那些在一個特定語境 中所使用的術語提供語義定義，一般情況下，該語境 與通常使用該術語的語境是有區(qū)別的。,?半形式化的規(guī)約 即以半形式化符號體系(包括術語表、標準化的表達格式等)來表達需求規(guī)約。因此,半形式化規(guī)約的編制應遵循一個標準的表示模板(一些約定)。 其中: --術語表明確地標識了一些詞，可以基于某一種自然語言

26、 --標準化的表達格式(例如例如數(shù)據流圖、狀態(tài)轉換圖、實 體關系圖、數(shù)據結構圖以及過程結構圖等)標識了一些元 信息,支持以更清晰的方式系統(tǒng)化地來編制文檔. --應用中,不論是詞還是標準化的表達格式,在表達上均必 須遵循一些約定,即應以一種準確和一致方式使用之。,?形式化規(guī)約 即以一種基于良構數(shù)學概念的符號體系來編制需求規(guī)約，一般往往伴有解釋性注釋的支持。 其中: --以數(shù)學概念用于定義該符號