没有需求就没有软件——需求工程简论

2009/2/25 10:50:56 | 3204次阅读 | 来源：网友转载【已有0条评论】发表评论

然语言、半形式化（如图、表、结构化英语等）和形式化表示等三种。自然语言形式具有表达能力强的特点，但它不利于捕获模型的语义，一般只用于需求抽取或标记模型。半形式化表示可以捕获结构和一定的语义，也可以实施一定的推理和一致性检查。形式化表示具有精确的语义和推理能力，但要构造一个完整的形式化模型，需要较长时间和对问题领域的深层次理解。对需求概念模型的要求包括：
● 实现的独立性:不模拟数据的表示和内部组织等；
● 足够抽象：只抽取关于问题的本质方面；
● 足够形式化：语法无二义性，并具有丰富的语义；
● 可构造性：简单的模型块，能应付不同复杂程度和规模的描述；
● 利于分析：能支持二义性、不完整性和不一致性分析；
● 可追踪性:支持横向交叉索引并能与设计或实现等建立关联；
● 可执行性：可以动态模拟，利于与现实相比较；
● 最小性：没有冗余的概念。
需求模拟技术又分为企业模拟、功能需求模拟和非功能需求模拟等。
    企业模拟是一种软系统方法，涉及整个组织，从各个不同的视点分析问题，包括目标、组织结构、活动、过程等。有的企业模拟还建立可执行的领域模型。采用企业模拟方法产生的不仅仅是规格说明，还可以得到许多关于企业运作的状况分析。目前代表性的工作包括：信息模拟、组织模拟和目标模拟等。
    功能需求模拟从不同视点为模拟软件提供服务，包括结构视点和行为视点等，主要方法有：结构化分析、面向对象分析和形式化方法。结构化分析是一种面向数据的方法，以数据流为中心。其核心概念包括：进程、数据流、数据存储、外部实体、数据组和数据元素。有代表性的模拟工具有：数据流图、数据字典、原始进程规格说明。面向对象分析以对象及其服务作为建模标准，比较自然，对象也具有相对的稳定性。主要模拟的元素有：对象、类、属性、关系、方法、消息传递、Use Cases等。其主要原理包括分类继承层次、信息隐藏、汇集关系等。形式化方法从广义上说，是应用离散数学的手段来设计、模拟和分析，得到像数学公式那样精确的表示。从狭义上说，就是使用一种形式语言进行语言公式的形式推理，用于检查语法的良构性并证明某些属性。形式化方法一般用于一致性检查、类型检查、有效性验证、行为预测以及设计求精验证。引入形式化机制的目的是：
● 减少二义性，提高精确性；
● 为验证打下基础；
● 允许对需求进行推理；
● 允许执行需求。
但是人们常常不用形式化手段，因为：
● 形式化涉及太多细节，分析的级别较低；
● 形式化的核心问题是一致性和完整性，而不是获取需求；
● 没有合适的工具；
● 要求更多的代价。
传递需求的主要任务是书写软件需求规格说明，其目的是：
● 传达对需求的理解；
● 作为软件开发项目的一份契约；
● 作为评价后续工作的基线；
● 作为控制需求进化的基线。
    对需求规格说明感兴趣的群体包括：用户、客户；系统分析员、需求分析员；软件开发者、程序员；测试员；项目管理者。
    认可需求就是让上述人员对需求规格说明达成一致，其主要任务是冲突求解，包括定义冲突和冲突求解两方面。常用的冲突求解方法有：协商、竞争、仲裁、强制、教育等，其中有些只能用人的因素去控制。
    进化需求的必要性是明显的，因为客户的需要总是不断（连续）增长的，但是一般的软件开发又总是落后于客户需求的增长，如何管理需求的进化（变化）就成为软件进化的首要问题。对传统的变化管理过程来说，其基本成分包括软件配置、软件基线和变化审查小组。当前的发展是软件家族法，即产品线方法。多视点方法也是管理需求变化的一种新方法，它可以用于管理不一致性并进行关于变化的推理。
作者简介：
    金芝博士，中科院数学与系统科学研究院研究员，该院计算机科学室副主任，中科院管理、决策与信息系统开放实验室副主任，中国计算机学会YOCSEF学术委员会委员。主要研究方向为人工智能、软件需求工程、领域建模和基于知识的软件工程等。先后主持、协助主持或参加包括国家“八五”、“九五”科技重点攻关项目、国家“863”高技术计划项目、国家自然科学重点基金项目、国家自然科学基金项目以及中法和中英合作项目十余项，发表论文40余篇，出版合著英文专著1部，并多次获奖。