需求分析也称为软件需求分析、系统需求分析或需求分析工程等,是开发人员经过深入细致的调研和分析,准确理解用户和项目的功能、性能、可靠性等具体要求,将用户非形式的需求表述转化为完整的需求定义,从而确定系统必须做什么的过程。
需求分析是软件计划阶段的重要活动,也是软件生存周期中的一个重要环节,该阶段是分析系统在功能上需要“实现什么”,而不是考虑如何去“实现”。需求分析的目标是把用户对待开发软件提出的“要求”或“需要”进行分析与整理,确认后形成描述完整、清晰与规范的文档,确定软件需要实现哪些功能,完成哪些工作。此外,软件的一些非功能性需求(如软件性能、可靠性、响应时间、可扩展性等),软件设计的约束条件,运行时与其他软件的关系等也是软件需求分析的目标。
为了促进软件研发工作的规范化、科学化,软件领域提出了许多软件开发与说明的方法,如结构化方法、原型化法、面向对象方法等。这些方法有的很相似。在实际需求分析工作中.每一种需求分析方法都有独特的思路和表示法,基本都适用下面的需求分析的基本原则。
(1)侧重表达理解问题的数据域和功能域。对新系统程序处理的数据,其数据域包括数据流、数据内容和数据结构。而功能域则反映它们关系的控制处理信息。
(2)需求问题应分解细化,建立问题层次结构。可将复杂问题按具体功能、性能等分解并逐层细化、逐一分析。
(3)建立分析模型。模型包括各种图表,是对研究对象特征的一种重要表达形式。通过逻辑视图可给出目标功能和信息处理间关系,而非实现细节。由系统运行及处理环境确定物理视图,通过它确定处理功能和数据结构的实际表现形式。
需求分析的内容是针对待开发软件提供完整、清晰、具体的要求,确定软件必须实现哪些任务。具体分为功能性需求、非功能性需求与设计约束三个方面。
1.功能性需求
功能性需求即软件必须完成哪些事,必须实现哪些功能,以及为了向其用户提供有用的功能所需执行的动作。功能性需求是软件需求的主体。开发人员需要亲自与用户进行交流,核实用户需求,从软件帮助用户完成事务的角度上充分描述外部行为,形成软件需求规格说明书。
2.非功能性需求
作为对功能性需求的补充,软件需求分析的内容中还应该包括一些非功能需求。主要包括软件使用时对性能方面的要求、运行环境要求。软件设计必须遵循的相关标准、规范、用户界面设计的具体细节、未来可能的扩充方案等。
3.设计约束
一般也称做设计限制条件,通常是对一些设计或实现方案的约束说明。例如,要求待开发软件必须使用Oracle数据库系统完成数据管理功能,运行时必须基于Linux环境等。
需求分析阶段的工作,可以分为四个方面:问题识别、分析与综合、制订规格说明、评审。
问题识别:就是从系统角度来理解软件,确定对所开发系统的综合要求,并提出这些需求的实现条件,以及需求应该达到的标准。这些需求包括:功能需求(做什么)、性能需求(要达到什么指标)、环境需求(如机型、操作系统等)、可靠性需求(不发生故障的概率)、安全保密需求、用户界面需求、资源使用需求(软件运行是所需的内存、CPU等)、软件成本消耗与开发进度需求、预先估计以后系统可能达到的目标。
分析与综合: 逐步细化所有的软件功能,找出系统各元素间的联系,接口特性和设计上的限制,分析他们是否满足需求,剔除不合理部分,增加需要部分。最后综合成系统的解决方案,给出要开发的系统的详细逻辑模型(做什么的模型)。
制订规格说明书: 即编制文档,描述需求的文档称为软件需求规格说明书。请注意,需求分析阶段的成果是需求规格说明书,向下一阶段提交。
评审: 对功能的正确性,完整性和清晰性,以及其它需求给予评价。评审通过才可进行下一阶段的工作,否则重新进行需求分析。
需求分析的特点及难点,主要体现在以下几个方面。
(1)确定问题难。主要原因:一是应用领域的复杂性及业务变化,难以具体确定;二是用户需求所涉及的多因素引起的,比如运行环境和系统功能、性能、可靠性和接口等。
(2)需求时常变化。软件的需求在整个软件生存周期,常会随着时间和业务而有所变化。有的用户需求经常变化,一些企业可能正处在体制改革与企业重组的变动期和成长期,其企业需求不成熟、不稳定和不规范,致使需求具有动态性。
(3)交流难以达到共识。需求分析涉及的人事物及相关因素多,与用户、业务专家、需求工程师和项目管理员等进行交流时,不同的背景知识、角色和角度等,使交流共识较难。
(4)获取的需求难以达到完备与一致。由于不同人员对系统的要求认识不尽相同,所以对问题的表述不够准确,各方面的需求还可能存在着矛盾。难以消除矛盾,形成完备和一致的定义。
(5)需求难以进行深入的分析与完善。需求理解对不全面准确的分析,客户环境和业务流程的改变。市场趋势的变化等。也会随着分析、设计和实现而不断深入完善,可能在最后重新修订软件需求。分析人员应认识到需求变化的必然性,并采取措施减少需求变更对软件的影响。对必要的变更需求要经过认真评审、跟踪和比较分析后才能实施。