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🚀前言

需求工程（Requirements Engineering）是指软件工程中的一个重要领域，专注于确定用户需求、系统需求和软件需求，并确保这些需求被正确地捕获、分析、规范和管理。需求工程是软件开发生命周期的早期阶段，关注于确保软件系统开发过程中对需求的准确理解和有效管理。

需求工程的主要目标包括：

1. 需求获取：识别、理解和记录系统用户和利益相关者的需求。

2. 需求分析：分析需求，识别需求之间的关系、优先级和约束条件。

3. 需求规范：将需求转化为可验证、可跟踪的需求规范，确保需求清晰、完整和一致。

4. 需求验证：确保需求规范符合用户和利益相关者的期望，并满足系统和业务需求。

5. 需求管理：跟踪和控制需求变更，确保需求在软件开发过程中的有效管理和更新。

通过有效的需求工程实践，软件开发团队能够更好地理解客户需求、降低开发过程中的风险，并提高最终软件产品的质量和用户满意度。

🚀一、需求工程

软件需求：是指用户对系统在功能、行为、性能、设计约束等方面的期望。是指用户解决问题或达到目标所需的条件或能力，是系统或系统部件要满足合同、标准、规范或其他正式规定文档所需具有的条件或能力，以及反映这些条件或能力的文档说明。

分为需求开发和需求管理两大过程，如下所示：

🔎1.软件需求分类

在软件工程中，需求工程涉及不同类型的需求，包括业务需求、用户需求和系统需求。这些需求在软件开发过程中起着关键作用，帮助确保软件系统能够满足用户和利益相关者的期望。

1. 业务需求：

   • 来源于企业或客户，反映系统的高层次目标要求。
   • 确定项目的视图和范围。
   • 通常由项目投资人、客户、市场营销部门或产品策划部门提出。

2. 用户需求：

   • 描述用户的具体目标和要求系统必须完成的任务。
   • 用户需求确定了用户如何使用系统。
   • 通过用户访谈、问卷调查等方式整理用户使用场景，建立用户需求。

3. 系统需求：

   • 从系统角度说明软件的需求，包括功能需求、非功能需求和设计约束。

   • 功能需求：

     • 规定开发人员必须在系统中实现的软件功能。
     • 用户利用这些功能来完成任务，满足业务需要。

   • 非功能需求：

     • 包括软件质量属性（如可维护性、可靠性、效率等）、性能需求以及其他非功能需求。

   • 设计约束：

     • 也称为限制条件或补充规约，对系统的一些约束进行说明。
     • 例如，必须采用国有自主知识产权的数据库系统，必须在UNIX操作系统上运行，金钱相关要求需精确到小数点后2位等。

🔎2.需求获取

需求获取是一个确定和理解不同项目干系人的需求和约束的过程。

1. 用户访谈

   • 形式：1对1至1对3，找有代表性的用户进行访谈。
   • 要求：对提问者的水平有要求。
   • 类型：
     • 结构化访谈（有剧本）
     • 非结构化访谈（随意发挥）

2. 问卷调查

   • 适用场景：用户数量多，无法一一访谈。
   • 优缺点：
     • 优点：能够快速收集大量数据。
     • 缺点：收集到的需求不够精准，比较杂乱，考验问卷编写者的水平。

3. 采样

   • 定义：从种群中系统地选出有代表性的样本集的过程，类似于数学中的数理统计。
   • 样本数量计算公式：样本数量 = 0.25 * (可信度因子 / 错误率)^2

4. 情节串联板

   • 形式：通过一系列图片来叙述需求。
   • 优缺点：
     • 优点：生动形象，容易理解。
     • 缺点：耗时较长。

5. 联合需求计划 (JRP)

   • 形式：通过联合各个关键用户代表、系统分析师、开发团队代表一起，通过有组织的会议来讨论需求。

6. 需求记录技术

   • 常见形式：
     • 任务卡片
     • 场景说明
     • 用户故事
     • Volere白卡

🔎3.需求分析

需求分析是软件工程中的关键阶段，旨在将混乱的用户需求和期望转化为清晰、可管理的用户需求，以确保软件系统开发的成功。

🦋3.1 特性要求

• 无二义性
• 完整性
• 一致性
• 可测试性
• 确定性
• 可跟踪性
• 正确性
• 必要性

🦋3.2 需求分析工作内容

1. 转化用户要求为用户需求：将用户提出的需求和期望整理转化为清晰的用户需求。

2. 常见需求分析任务：

   • 绘制系统上下文范围关系图（数据流图）
   • 创建用户界面原型
   • 分析需求的可行性
   • 确定需求的优先级
   • 为需求建立模型
   • 创建数据字典
   • 使用QFD（质量功能部署）将需求与QFD进行关联

🦋3.3 结构化的需求分析

结构化特点：自顶向下，逐步分解，面向数据。

三大模型：功能模型(数据流图)、行为模型(状态转换图)、数据模型(E-R图)以及数据字典。

☀️3.1.1 数据流图

数据流图DFD基本图形元素：外部实体、加工、数据存储、数据流

数据流：由一组固定成分的数据组成，表示数据的流向。在DFD中，数据流的流向必须经过加工。

加工：描述了输入数据流到输出数据流之间的变换，数据流图中常见的三种错误如图所示：

• 加工3.1 .2有输入但是没有输出，称之为“黑洞”
• 加工3.1 .3有输出但没有输入。称之为“奇迹”。
• 加工3.1 .1 中输入不足以产生输出，我们称之为“灰洞”。

数据存储：用来存储数据。

外部实体(外部主体)：是指存在于软件系统之外的人员或组织，它指出系统所需数据的发源地(源)和系统所产生的数据的归宿地(宿)。

☀️3.1.2 分层数据流图

☀️3.1.3 数据字典DD

数据流图描述了系统的分解，但没有对图中各成分进行说明。数据字典就是为数据流图中的每个数据流、文件、加工，以及组成数据流或文件的数据项做出说明，即为了描述数据流图的。

数据字典有以下4类条目：数据流、数据项、数据存储和基本加工。（注意这里没有描述外部实体，因为外部实体不是系统内部的内容）

加工逻辑也称为“小说明”。常用的加工逻辑描述方法有结构化语言、判定表和判定树3种。

🔎4.需求定义

需求定义(SRS)概述：

• 定义：需求定义，即软件需求规格说明书(SRS)，是需求开发活动的产物，旨在确保项目干系人和开发团队对系统的初始规定有共同理解，成为整个开发工作的基础。
• 重要性：SRS是软件开发过程中最重要的文档之一，任何规模和性质的软件项目都应该具备。

需求定义方法：

1. 严格定义：

   • 也称为预先定义或结构化定义。
   • 基本假设：所有需求能被预先定义，开发人员与用户能准确交流。
   • 采用图形或文字体现最终系统，适用于需求明确的情况。

2. 原型方法：

   • 迭代循环型开发方式。
   • 需注意并非所有需求能在系统开发前准确说明。
   • 原型解决项目干系人之间交流困难问题。
   • 特点：需要实际、用户参与的系统模型，合适的开发环境。
   • 重复是必要的，一旦需求确定，应遵从严格方法。

需求定义方法，可以确保在软件开发过程中，需求明确、项目干系人理解一致，为开发团队提供清晰的工作基础，从而保障软件项目的顺利开展。

🔎5.需求验证

需求验证概述：
需求验证，也称为需求确认，旨在与用户一同确认需求的准确性，评审和测试需求规格说明书(SRS)。该过程包括以下两个步骤：

1. 需求评审：

   • 分为正式评审和非正式评审。

2. 需求测试：

   • 设计概念测试用例和场景，用以测试需求，不牵涉到编写代码。

一旦需求验证通过，需要邀请用户签字确认，作为验收标准之一。此时，需求规格说明书成为需求基线，不得随意更新。若需更改，必须经过需求变更流程。通过需求验证确保了软件开发过程中需求的准确性和一致性，为后续开发工作提供了稳定的基础。

🔎6.需求管理

定义需求基线：通过了评审的需求说明书就是需求基线，下次如果需要变更需求，就需要按照流程来一步步进行。需求的流程及状态如下图所示：

🦋6.1 需求变更和风险

需求变更和风险管理概述：

在需求变更过程中，需求风险管理至关重要。以下是主要关注的点以及带有风险的做法和变更产生的原因：

• 关注点：需求变更过程中的需求风险管理。

• 带有风险的做法：

  1. 无足够用户参与
  2. 忽略用户分类
  3. 用户需求不断增加
  4. 模棱两可的需求
  5. 不必要的特性
  6. 过于精简的SRS
  7. 不准确的估算

• 变更产生的原因：

  1. 外部环境变化
  2. 需求和设计不完整
  3. 新技术出现
  4. 公司机构重组导致业务流程变化

• 变更控制委员会CCB：

  • 也称为配置控制委员会。
  • 任务：评价、审批建议的配置项变更，监督已批准变更的实施。

通过对需求变更过程中的风险管理和变更控制的关注，可以有效应对变更带来的挑战，确保软件开发过程中的稳定性和高效性。

🔎7.需求跟踪

需求跟踪概述：

需求跟踪是编制每个需求与系统元素之间联系的文档，又称为双向跟踪。它包括两种方式：

1. 正向跟踪：

   • 用于确认用户原始需求是否全部实现，以判断产品是否存在遗漏。

2. 反向跟踪：

   • 用于验证软件实现是否符合用户需求，不多不少。

使用方式：

• 正向跟踪：若原始需求和用例对应，打上对号；若某行无对号，表示原始需求未实现，存在问题。
• 反向跟踪：若某列无对号，说明有多余功能用例，软件实现了多余功能，需要审查。

通过需求跟踪，可以确保软件开发过程中的需求与实现之间的对应关系清晰明了，帮助团队确保产品开发的准确性和完整性，同时避免遗漏或过度实现的问题。

🔎8.题目

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