第三章 结构化建模技术

系统建模技术-结构化方法 第三章 系统建模技术 结构化方法 （一）结构化分析方法 要回答：如何定义问题？ 要回答：如何定义问题？ 就如何定义问题而言， 就如何定义问题而言，如何获得需求 如何规约需求 如何验证需求 1、关于需求获取 、 需求面临的挑战 • 问题空间理解 • 人与人之间的通信 • 需求的不断变化
– 需求分类 根据软件产品的性能指标和实现难度， 根据软件产品的性能指标和实现难度，对问题和需求进 行分类： 行分类： • 核需求 • 基本功能需求 • 高级功能需求 • 组合功能需求
恰当地选取问题和需求的切入点。 – 恰当地选取问题和需求的切入点。所有问题和需求都 有发生的根源， 有发生的根源，其表面现象往往是开发者思路的切入 其中，如果切入点是狭隘的， 点。其中，如果切入点是狭隘的，那么围绕着问题和 需求的分析往往局限于自身的思路范围， 需求的分析往往局限于自身的思路范围，问题和需求 产生的原因就很难发现。 产生的原因就很难发现。所以当不能理解分析的问题 和需求时，不妨先跳出思维惯例， 和需求时，不妨先跳出思维惯例，寻求存在这样的问 题和需求的原因，然后再分析理解之。 题和需求的原因，然后再分析理解之。 交替反复分析多个问题和需求， – 交替反复分析多个问题和需求，寻找问题间的共性和 特性。 特性。 问题复杂化，是一个抽象问题或需求的逆过程。 – 问题复杂化，是一个抽象问题或需求的逆过程。提出 问题需求的许多可能的假设，丰富问题需求的形式。 问题需求的许多可能的假设，丰富问题需求的形式。 问题复杂化的意图是许多问题应该从更多的方面去验 证不同环境下问题是否同样存在。 证不同环境下问题是否同样存在。 问题抽象化，继而简化问题。 – 问题抽象化，继而简化问题。众多的问题和需求变成 程序式过程，就是公式化问题和需求。 程序式过程，就是公式化问题和需求。类模板就是一 个抽象问题很好的例子。 个抽象问题很好的例子。
重要性之一 软件需求工程直接关系到“成本、质量和按时交付” • 软件需求工程直接关系到“成本、质量和按时交付” 等问题-它们是项目成败的关键因素。 等问题-它们是项目成败的关键因素。 项目的五维：进度，特性，质量，成本，人员。 项目的五维：进度，特性，质量，成本，人员。 重要性之二 软件需求工程• 软件需求工程-这种发生在软件生命周期的初始阶段 的错误是非常难于改正，并且是代价极高的。 的错误是非常难于改正，并且是代价极高的。 最新的研究兴趣聚焦于“需求引出” 最新的研究兴趣聚焦于“需求引出”， 因为它涉及到 软件开发人员与非软件专业人员合作的问题。 软件开发人员与非软件专业人员合作的问题。
1）需求目标
在任何一个设计中，精确地陈述问题总是第一步的。 在任何一个设计中，精确地陈述问题总是第一步的。需 求的目标是要简洁而精确地说明所要解决的问题。 求的目标是要简洁而精确地说明所要解决的问题。 为此： 为此： 软件人员的注意力应在做什么和为什么做，而不是如何做。 • 软件人员的注意力应在做什么和为什么做，而不是如何做。 与用户和该领域的专家进行交流，导引出他们对软件产品的要求。 • 与用户和该领域的专家进行交流，导引出他们对软件产品的要求。 基于对用户要求的理解，结合计算机软件的特有能力， • 基于对用户要求的理解，结合计算机软件的特有能力，创造出对用
需求获取技术- Use Case (Ivar Jacobson,1994) 1）引言 Case主要用于促进和用户的交流 沟通。 主要用于促进和用户的交流、 • Use Case主要用于促进和用户的交流、沟通。为此使用 了一种用户和开发人员都能理解方式描述系统功能和行 为。 Case可以划分系统与外部实体的界限 可以划分系统与外部实体的界限， • Use Case可以划分系统与外部实体的界限，是系统开发 的起点，而最终应该落实到类和实现代码上。 的起点，而最终应该落实到类和实现代码上。 Case既然是对系统行为的动态描述 因此它是类、 既然是对系统行为的动态描述， • Use Case既然是对系统行为的动态描述，因此它是类、 对象、操作的来源，是系统分析和设计阶段的输入之一， 对象、操作的来源，是系统分析和设计阶段的输入之一， 是分析和设计，制定开发计划，测试计划，设计测试用 是分析和设计，制定开发计划，测试计划， 例的依据之一。 例的依据之一。 Model是系统需求分析阶段的成果之一 是系统需求分析阶段的成果之一。 • Use Case Model是系统需求分析阶段的成果之一。 Case不但有助于帮助分析员理清思路 不但有助于帮助分析员理清思路； • Use Case不但有助于帮助分析员理清思路；验证用户需 而且，也是开发人员之间进行交流的重要手段。 求。而且，也是开发人员之间进行交流的重要手段。
可见，为了实现这一目标：需求(工程)包括需求的引出、 可见，为了实现这一目标：需求(工程)包括需求的引出、 创造、分析、表述、验核和管理。 创造、分析、表述、验核和管理。
2）需求工程的重要性
Standish-Group对350家公司的8000个软件项目作 Standish-Group对350家公司的8000个软件项目作 家公司的8000 过一次调查 其中，31%的项目的结局是被取消 的项目的结局是被取消。 其中，31%的项目的结局是被取消。 引致这些项目失败的原因是： 引致这些项目失败的原因是： 不完整的产品要求； 13.1% 不完整的产品要求； 缺乏用户的参与； 12.4% 缺乏用户的参与； 缺少资源（人力、财力）； 10.6% 缺少资源（人力、财力）； 不现实的期望； 9.9% 不现实的期望； 高层领导支持不足； 9.3% 高层领导支持不足； 产品要求与指标的改变； 8.7% 产品要求与指标的改变； 没有订计划； 8.1% 没有订计划； 不再需耍该开发中的系统。 7.5% 不再需耍该开发中的系统。 其中，与产品需求有关的（1,2,4,和6项）占了44.1%。 其中，与产品需求有关的（1,2,4,和 占了44.1% 44.1%。 这些数据突出地显示了软件产品需求在软件开发中的重 要性。 要性。
4）需求获取技术特征 由上可见，需求获取技术特征： 由上可见，需求获取技术特征： · 方便通讯（使用易于理解的语言） 方便通讯（使用易于理解的语言） · 提供定义系统边界的方法 · 提供划分、抽象、投影等方法 提供划分、抽象、 · 允许采用多种可供选择的设计方法 · 适应需求的变化 · 支持使用问题空间的术语，思考问题和编制文档 支持使用问题空间的术语， ···
（3）做法 开始问题定义时，通常是建立一个词汇表。 – 开始问题定义时，通常是建立一个词汇表。对于具有 模糊含义的术语， 模糊含义的术语，或者在目前的问题中用于有限范围 内的术语，要给出专门的定义。 内的术语，要给出专门的定义。 另外， 另外，在词汇表中加入精化细节也是很有帮助的-那 些通常归入功能性需求规范的“东西” 些通常归入功能性需求规范的“东西”，常体现在精 化细节中。 化细节中。 集中在公司的关键任务的目标上。 – 集中在公司的关键任务的目标上。1一个新项目的 开始，可能是执行一个已有的长期系统计划的结果， 开始，可能是执行一个已有的长期系统计划的结果， 或来自于一系列高层战略信息系统计划编制的建议。 或来自于一系列高层战略信息系统计划编制的建议。 因此，由此产生的建造， 因此，由此产生的建造，应该尽量基于长期的方向和 目标，而不是针对商业危机或技术潮流而做出的反应。 目标，而不是针对商业危机或技术潮流而做出的反应。 2应该直接集中在公司的业务需要上，而不是技术员 应该直接集中在公司的业务需要上， 的理想软件列表上。 应该通过考察现在的应 的理想软件列表上。 3 应该通过考察现在的应 用情 并根据其业务性能和任何预计的未来的市场影响， 况，并根据其业务性能和任何预计的未来的市场影响， 对每个系统进行分类。 对每个系统进行分类。
3）需求工程的原则
（1） 抽象：抓住事物的本质（要素）。其中，一个重 抽象：抓住事物的本质（要素）。其中， ）。其中 要方面是：捕获问题空间的“一般/特殊” 要方面是：捕获问题空间的“一般/特殊”关系 是认识 、构造问题的一般途径。 构造问题的一般途径。 划分：分离问题。其中，一个重要方面是： （2） 划分：分离问题。其中，一个重要方面是：捕获 问题空间的“整体/部分” 问题空间的“整体/部分”关系 是降低问题复杂性的基本途径之一 （3）投影：捕获并建立问题空间的多维“视图” 投影：捕获并建立问题空间的多维“视图” 是描述问题的基本手段之一 是解决“ 是解决“A是B，B是A”的基本方法 •••
2）语义与表示 ） 一般地说， 一般地说，USE CASE是用户为了达到某一目标和系统 是用户为了达到某一目标和系统 进行的典型交互。例如： 进行的典型交互。例如： 做一次拼写检查” “做一次拼写检查” “对一个文档建立索引” 对一个文档建立索引” 对一个用况而言，关键要素是： 对一个用况而言，关键要素是：表示一种用户可以理解 并对该用户有价值的功能。 并对该用户有价值的功能。 用况提供了客户和开发人员在制订项目计划中进行交流 的主要成分。 的主要成分。
具体地说 （1）基础 – 软件人员必须先在一定程度上熟悉并学习软件所涉及 的专业领域。程度的深浅，以满足工作的要求为目标。 的专业领域。程度的深浅，以满足工作的要求为目标。 – 软件人员要懂得如何帮助用户去表达出他们对产品的 耍求。因为需求获取是一个交互的过程。 耍求。因为需求获取是一个交互的过程。 软件人员面对的用户是： – 软件人员面对的用户是：他们不是计算机或软件的专 业人员， 业人员，他们不能完全清楚软件能带来一些什么新的 功能可以帮助提高工作效率和提供新的服务，因此 功能可以帮助提高工作效率和提供新的服务， 必须在需求规约中包括用户对产品工作性能，可靠性， 必须在需求规约中包括用户对产品工作性能，可靠性， 可维护性，可扩展性等的需求。 可维护性，可扩展性等的需求。 （2）表达 使用清楚而良构的语言完成需求规约。 – 使用清楚而良构的语言完成需求规约。 必须完全用问题领域方面的词汇来表达, – 必须完全用问题领域方面的词汇来表达,不应该出现 软件领域内的词汇。通过浏览文档， 软件领域内的词汇。通过浏览文档，能够完全理解所 要解决的具体问题和该问题的一般性解决方案。 要解决的具体问题和该问题的一般性解决方案。