第二章需求工程

第二节需求获取与需求分析方法

概述

需求工程是软件开发的基础环节，而需求获取与需求分析则是需求工程中最关键的两个阶段。本节内容旨在帮助学习者系统掌握需求获取的基本方法及技巧，以及如何进行需求分析，从而准确理解和定义软件系统应满足的功能和性能要求。通过深入讲解需求获取与需求分析的概念、步骤、方法和工具，配合典型案例分析，帮助考生建立严密的需求思维，提升需求工程的实战能力。

学习目标：

理解需求获取和需求分析的定义与区别
掌握常用的需求获取技术和方法
熟悉需求分析的流程和工具
能够识别和解决需求获取与分析过程中的常见问题
通过案例掌握实际需求工程的操作技巧

核心概念

需求（Requirement）：指软件系统必须具备的功能、性能、约束和属性，是用户对系统的期望和要求。
需求获取（Requirements Elicitation）：收集和发现用户需求的过程，确保需求的全面性和准确性。
需求分析（Requirements Analysis）：对获取的需求进行分类、细化、验证和组织，形成清晰、一致的需求规格说明。
需求规格说明书（SRS, Software Requirements Specification）：详细描述软件系统需求的正式文档。
利益相关者（Stakeholders）：涉及项目的所有人员，包括用户、客户、开发团队、管理者等。
用例（Use Case）：描述系统与外部实体交互的场景，体现功能需求。
需求优先级：对需求的重要性和实现顺序进行排序。

原理分析

需求获取的原理

需求获取的目的是从各种利益相关者那里收集完整、真实且有效的需求信息。需求可能隐含、模糊或相互冲突，因此获取过程需要采用多种技术手段，确保信息的准确性和全面性。需求获取不仅是信息收集，更是沟通和理解的过程，强调与用户和其他利益相关者的互动。

需求分析的原理

需求分析基于获取的需求信息，进行系统化梳理和处理。分析过程包括需求分类（功能需求、非功能需求）、识别需求间的关系和依赖、消除矛盾和模糊点、进行需求验证和确认。分析结果应形成规范化、可理解、无歧义的需求规格。

需求分析强调需求的可行性、完整性和一致性，同时兼顾系统设计的可实现性。

详细内容

1. 需求获取方法

需求获取是需求工程的第一步，常用的方法包括：

访谈法：通过与用户或利益相关者进行一对一或小组访谈，获取需求信息。
- 优点：可深入了解用户需求背景和动机，灵活互动。
- 缺点：依赖访谈技巧，可能遗漏隐性需求。
问卷调查法：设计结构化问卷，收集大量用户的需求意见。
- 优点：效率高，适合大规模用户。
- 缺点：难以获取深入信息，设计问卷难度大。
观察法：观察用户实际工作流程和行为，发现隐含需求。
- 优点：真实反映用户操作，有助于发现未表达的需求。
- 缺点：耗时，可能受观察者影响。
头脑风暴法：组织利益相关者集体讨论，激发创意和需求。
- 优点：多角度提出需求，促进创新。
- 缺点：管理复杂，可能出现偏离主题。
文档分析法：分析现有系统文档、规范、报告等资料。
- 优点：节省时间，获取历史需求。
- 缺点：可能过时或不完整。
原型法：构建软件原型，帮助用户形象化表达需求。
- 优点：直观，易于沟通和修改。
- 缺点：制作成本较高，易引起误解。

2. 需求分析流程

需求分析一般包括以下步骤：

需求分类：将需求划分为功能需求、性能需求、约束条件等。
需求细化：将高层需求拆解为具体的子需求。
需求冲突识别与解决：发现需求间的矛盾，协调利益相关者达成一致。
需求优先级确定：根据重要性和实现难度排序。
需求建模：使用用例图、数据流图等工具进行需求表达。
需求验证：确认需求的正确性和一致性。
需求规格说明书编写：形成正式文档。

3. 需求建模技术

用例图：展示系统功能及其与外部用户的交互。
数据流图（DFD）：描述信息流动和处理过程。
状态图：展示系统状态及状态间的转变。
实体关系图（ER图）：描述数据及其关系。

4. 需求文档编写规范

语言应准确、简洁、无歧义。
应包括需求编号、描述、优先级、来源、验证方法。
结构清晰，便于维护和更新。

实例分析

案例一：图书管理系统需求获取与分析

背景：某高校图书馆计划开发一套图书管理系统，实现图书借阅、归还、查询等功能。

需求获取：通过访谈图书管理员和学生用户，结合观察现有管理流程，收集需求。

分析：对需求进行分类，发现部分需求存在冲突，如管理员和学生对借阅期限的不同期待。通过会议协调，确定统一的借阅期限规则。

结论：采用用例图描述主要功能，形成需求规格说明书，为后续设计提供基础。

案例二：电子商务系统需求分析

背景：电商平台需要开发新功能，实现用户评价和推荐。

需求获取：采用问卷调查收集用户意见，结合头脑风暴讨论新功能设计。

分析：将用户需求细化为评价功能、评分机制、推荐算法接口等子需求，明确优先级。

结论：通过用例建模和数据流图，明确系统功能和数据流，确保需求完整。

案例三：医院预约挂号系统需求分析

背景：医院希望推出网上预约挂号，提高挂号效率。

需求获取：访谈医生、护士、患者，观察挂号流程，发现现有流程繁琐。

分析：识别关键需求如身份验证、预约时间选择、挂号费用支付等，明确非功能需求如系统响应时间。

结论：制定详细需求规格，确保系统设计满足用户需求。

常见误区

忽视隐性需求：只关注用户显性表达的需求，忽略潜在需求，导致系统功能不完整。
- 正确做法：结合观察法和原型法，挖掘隐含需求。
需求获取过于依赖单一方法：如仅通过访谈，信息片面。
- 正确做法：多种方法结合，覆盖全面。
需求分析不充分，草率形成规格说明：导致后续开发反复修改。
- 正确做法：严格分析、验证，确保需求准确。
忽视需求间的冲突：未及时解决需求矛盾，影响系统设计。
- 正确做法：协调利益相关者，统一需求。
需求优先级不明确：导致资源分配和开发顺序混乱。
- 正确做法：明确优先级，合理安排开发计划。

应用场景

软件项目启动阶段的需求调研与分析
需求变更管理中的需求重新获取与评估
新系统替换老系统时的需求迁移与确认
面向用户定制软件解决方案的需求沟通
质量保证过程中需求验证与确认

知识拓展

需求管理（Requirements Management）：需求获取和分析后，如何跟踪和控制需求变更，确保项目顺利进行。
敏捷需求获取：敏捷开发环境中需求获取的持续性和迭代性特点。
需求工程工具：如JIRA、DOORS等工具在需求管理和分析中的应用。
非功能需求的分析：安全性、可靠性、性能等非功能需求的特殊处理方法。
需求验证技术：评审、原型验证、测试用例设计等方法。

总结回顾

需求获取与需求分析是软件开发生命周期中至关重要的环节。准确、全面的需求获取为系统开发奠定坚实基础，而科学严谨的需求分析则保证需求的合理性和可实现性。本节重点讲解了需求获取的多种方法及其特点，详细阐述了需求分析的流程和建模技术，配合典型案例帮助理解实际操作。掌握这些内容能够有效避免需求错误和遗漏，提高软件项目成功率。

考生应重点掌握：需求获取与分析的定义、方法、流程和注意事项；如何运用建模工具表达需求；识别并解决需求冲突；编写规范的需求规格说明书；以及结合实际案例提高实战能力。

关键词汇总结

需求获取
需求分析
用例建模
需求规格说明书
需求优先级
利益相关者
需求验证