需求分析-数据库技术

前言

为了提高软件生产率，降低开发成本，提高软件质量和可靠性等，软件工程师们开始寻求探索软件产品的特点，软件开发的本质及其规律，并推出了一批软件开发方法和工具。同时大量的实践和研究也表明，需求分析是软件开发阶段的前提和基础，软件需求与目标产品之间存在着一定的依赖关系，且这种依赖关系和软件的规模以及软件的复杂性成正比，这个阶段的工作做得越深入详尽，目标系统的满意度越高。

需求分析

需求分析就是对待开发的系统要做什么完成什么功能的全面描述。

需求分析工作是通过对需求的调查了解，观察和分析，采用以证实是有效的技术方法或工具，对原始资料进行加工整理，得到有关目标系统需要实现的功能及其相互关系等一系列活动的集合。

需求分析的概念与意义

需求是软件项目的投资方和使用者，对一个待开发的系统在实现目标、完成功能、应达到的性能、安全性、可靠性等诸方面指标的一个期望和要求的结合。

通常应以一种清晰，简洁，准确一致且无二义性的方式表述和描述。

需求分析的目标是以使用者和开发人员都容易理解的文档形式提供一个关于目标系统所完成的全部功能及性能等需求的完整描述，以保证目标系统后续阶段，如系统设计、编码、测试等阶段工作的顺利完成，为最终开发出一个满意度高的系统打下基础。

然而由于软件产品的下列特性，常常使得需求的获取困难重重。

1.软件功能复杂。软件是一种逻辑产品，它比一般的实物产品不论是在功能方面还是其他方面都复杂得多。

2.需求的可变性。

3.软件产品的不可见性。

需求分析的结果通常以模型形式展示，如用DFD图、IDEF0图等建模工具和方法描述系统的信息流、功能结构及完成各功能需要的数据，通常把描述系统功能的这类模型称为功能模型。

由于功能模型和软件需求规格说明书是软件开发的依据，将指导后续的开发工作因此要求需求描述要准确清楚一致，不存在任何不完全，含混或者二类性的描述。

需求获取的方法

面谈是获取需求最基本的方法。

需求分析过程

获取到需求以后需要对用户需求进行全面的理解和分析，在对需求理解的基础上，采用一系列行之有效的技术方法和工具表示和描述你开发应用系统的目标功能，性能数据范围和相关约束，定义其内外部特征，最后形成需求模型和需求规格说明书。

需求分析是建立和开发应用信息系统和软件产品的基础。

1. 标识问题

标识问题是需求分析的第一步，通过对问题的识别和标识获得所求解问题及其运行环境的理解。

可行性分析阶段只是初步的、概括性的定义问题，而在需求分析阶段需要对应用领域的各类问题进行全面细致的分析。

标识问题从现行系统的业务流程做起，理解现行系统的业务流程，包括现行流程存在的问题及需要改进的方面。

在标识理解需求的同时，还需要注意确定系统的人机界面，所谓人机界面，即手工处理和计算机处理相衔接的部分。

2. 建立需求模型

模型是对现实原型所做的一种抽象，其本质是只关心与研究内容有关的因素而忽略无关的因素，其目的是借助模型或者抽象方法，把复杂的事物变得相对简单，便于认识和分析复杂的事物。

3. 描述需求

需求描述是对待开发系统从宏观和整体上的一个完整描述。也是项目后期审核和验收的依据。

需求描述，包括对应用信息系统或软件项目功能性需求和非功能性需求的描述。

功能性需求通常指需要计算机系统实际解决的问题或实现的具体功能及常说的数据处理要求。

非功能性要求通常指信息系统或软件项目对实际运行环境的要求。

需求描述主要由需求模型(系统功能模型)和软件需求说明书组成。

系统功能模型采用一些流行的建模方法，如DFD等构建，软件需求说明书则侧重文字说明，重点叙述和说明以下内容：

1.需求概述

2.功能需求

3.信息需求

4.性能需求

5.环境要求

6.其他需求

需求文档是需求分析工作完成的标志，其成果是软件生命周期后续阶段工作的依据。要力求做到论述全面，结构清晰，内容准确，描述清楚。

4. 确认需求

需求确认或评审的目的是进一步检查确信需求说明书中不包含任何不一致和含糊的内容，进一步证实需求说明书描述的内容是客户所期望和需要的。

需求的确认和评审工作由评审组或评审委员会完成。

评审的依据主要是系统的功能模型和需求说明书中描述的内容。

评审委员会将图像审核下列内容：

1.功能需求

2.数据需求

3.性能

4.数据管理

5.其他需求

需求分析方法

目前在信息系统的需求分析中，广为使用的结构化分析与功能建模方法，主要有DFD、IDEF0等。

需求分析方法概述

结构化分析方法作为一种需求分析方法，在实际应用中被证实是需求分析阶段较为有效的需求分析和建模方法。

结构化分析方法的基本特征是抽象和分解。

抽象是一种手段，用抽象方法把一个个具体事物或问题的非主要方面剔除，从而把握住事物的内部规律或本质。然后采用自顶向下、逐步求精的方法，对复杂的事物和问题进行分解，即把一个大问题分解成几个小问题。

DFD需求建模方法

DFD建模方法也被称为过程建模和功能建模方法。

DFD建模方法的核心是数据流，从应用系统的数据流着手以图形方式刻画和表示一个具体业务系统中的数据处理过程和数据流。

• 1.DFD方法的基本元素DFD方法由4种基本元素（模型对象）组成：数据流、处理、数据存储和外部项。

1.数据流（Data Flow），数据流用一个箭头描述数据的流向,箭头上标注的内容可以是信息说明或数据项。

2.处理（Process）,表示对数据进行的加工和变换，在图形中用矩形框表示,指向处理的数据流为该处理的输入数据,离开处理的数据 流为 该处理的输出数据。

3.数据存储，表示用数据库形式或文件形式存储的数据，对其进行的存取分别以指向或离开数据存储的箭头表示。

4.外部项也称数据源或数据终点，描述系统数据的提供者或数据的使用者。在图中用圆角框或平行四边形框表示。

图 DFD方法的基本元素

2.DFD图

DFD图采用自顶向下、逐步细化的结构化分析方法表示目标系统。

DFD方法以应用信息系统或软件项目的功能为中心进行抽象和分解，以数据流的变换来分析和考察数据对企业及组织中各类业务活动的影响。

DFD图实现过程解释：

顶层数据流图是对企业主要业务功能的抽象，也表示企业的使命。由顶层图分解出来的下一层图描述为了实现顶层的使命，必须要完成的功能和活动。然后再对每个活动进行分解，直到每项功能活动都是具体的、可操作的、用一个程序模块可以实现提功能为止。

3. DFD建模过程

建立DFD图的目的是描述系统的功能需求。

DFD方法利用应用问题域中的数据及信息的提供者与使用者、信息的流向、处理、存储4种元素描述系统需求，建立应用系统的功能模型。具体建模过程及步骤如下：

1.明确目标，确定系统范围。

2.建立顶层DFD图。

3.构建第一层DFD分解图

4.开发DFD的层次结构图。

5.检查确认DFD图。按照以下规则检查和确认DFD图以保证构建的DFD模型是正确的、一致的且满足要求。

1.父图中描述过的数据流，必须要在相应的子图中出现。

2.一个处理至少有一个输入流和一个输出流。

3.一个存储必定有流入的数据流和流出的数据流。

4.一个数据流，至少有一端是处理框。

5.模型图中表达和描述的信息是全面的、完整的、正确的和一致的。

经过以上过程和步骤后，顶层图被逐层细化，同时也把面向问题的术语逐渐转化为面向实现的解法，并得到了最终的DFD层次结构图。

层次结构图中的上一层是下一层的抽象，下一层是上一层的求精和细化，而最后一层中的每个处理都是具体的面向一个具体实现的描述，即一个处理模块仅描述和解决一个问题。

其他需求建模方法

除了DFD方法以外，还可以用IDEF0、UML的用例模型等建立系统的功能模型。

1. IDEF0方法简介

IDEF0的基本思想也是结构化分析，强调自顶向下、有控制的逐步地展开细节。精确、准确、全面的描述系统，通过建模过程与模型来理解一个系统。模型由图形、文字说明、词汇表及相互的交叉引用表组成，图形是其主要成分。

组成IDEF0图的基本元素是矩形框和箭头。矩形框代表功能活动，写在矩形框内的动词短语描述功能活动的名称，活动的编号按照要求写在矩形框右下角指定的位置。

左边的输入箭头表示完成活动需要的数据。

矩形框上方的控制箭头描述了影响这个活动执行的事件或约束条件。

右边的输出箭头说明由活动产生的结果及信息。

下方进入的机制箭头表示实施该活动的物理手段或完成活动需要的资源（计算机系统人或组织）。

每个箭头所表示的数据用一个名词短语描述，数据可以是信息或对象。

2.UML用例模型简介

UML（统一建模语言）

UML方法采用面向对象思想建模，其中的用例模型用于描述系统功能需求。UML的用例模型由用例图组成，用例图由系统、角色和用例三种模型元素及其之间的关系构成。

DFD与IDEF0比较

相同点：

二者基础都是结构化分析思想，强调用自顶向下逐步求精的方法，对现实世界建模。即先抓住主要的问题或方面，形成较高层次的抽象，然后再由粗到细，由表及里的逐步细化，逐步设计问题的具体细节。

不同点：

1.DFD图用箭头也叫做数据流来描述数据移动的方向、数据处理及处理之间的数据依赖关系。IDEF0图也用箭头代表数据流，但在IDEF0图中不是强调流或顺序，而是强调数据约束。

2.IDEF0图中的箭头更加丰富的语义，不仅能够表示出数据流，还可以表示出控制流和说明处理或活动实施方式的一些约束。

3.从模型元素的组成上看，DFD模型由4种元素组成，外部项（数据源及终点）数据流、数据存储和处理，而IDEF0模型元素的组成更加简单，只有两种元素组成，箭头和活动。

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