軟件需求與需求管理

內(nèi)容

軟件發(fā)展的三個時期軟件生存期過程軟件開發(fā)軟件需求需求工程需求變更及其控制CMM2級需求管理關(guān)鍵過程域

一、軟件發(fā)展的三個時期

表一

時期年代階段涉及注重主要使用語言標準模型初期50-60程序設(shè)計點編程技巧ALGOLFORTRANCOBOLBASIC

中期70-80軟件開發(fā)線結(jié)構(gòu)化模塊化PASCALGB8566軟件開發(fā)規(guī)范瀑布原型現(xiàn)代90-軟件過程面過程能力C,C++JAVAVB、VCISO/IEC12207軟件生存期過程ISO9000螺旋CMM二、軟件生存期過程

ISO/IEC12207信息技術(shù)－軟件生存期過程

基本過程支持過程組織過程軟件生存期過程圖1-1

供應過程開發(fā)過程運行過程基本過程獲取過程維護過程⑴⑵⑶⑷⑸圖1-2質(zhì)量保證過程驗證過程確認過程支持過程配置管理過程聯(lián)合評審過程審核過程文檔編制過程問題解決過程圖1-3⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀基礎(chǔ)設(shè)施過程改進過程培訓過程組織過程管理過程圖1-4⒃

⒂

⒁⒄

三、軟件開發(fā)

1.計算機系統(tǒng)

人員硬件軟件數(shù)據(jù)傳輸機構(gòu)執(zhí)行機構(gòu)（劇作家、導演）（舞臺劇本演員道具）圖2計算機系統(tǒng)2.軟件開發(fā)過程：活動－任務

⑴系統(tǒng)需求分析⑵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計⑶軟件需求分析 建立軟件需求 評價軟件需求 聯(lián)合評審 ⑷軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計 ⑸軟件詳細設(shè)計 ⑹軟件編碼和測試 ⑺軟件集成⑻軟件鑒定測試⑼系統(tǒng)集成⑽系統(tǒng)鑒定測試⑾軟件安裝⑿軟件驗收支持

軟件開發(fā)面臨的實際問題軟件開發(fā)面臨的實際問題軟件開發(fā)面臨的實際問題3．當前軟件開發(fā)項目的特點

――規(guī)模大：

LOC 1萬幾十萬

HP 激光打印驅(qū)動軟件4萬110萬

――復雜

――質(zhì)量要求高 滿足客戶需求和期望 客戶滿意度統(tǒng)計――開發(fā)和維護成本 缺陷后期發(fā)現(xiàn)返工成本

――延誤交付期四、軟件需求

1. 系統(tǒng)需求分析

軟件系統(tǒng)需求(1)系統(tǒng)需求分配軟件工程組硬件系統(tǒng)需求(2)其它成分系統(tǒng)需求(n)軟件需求客戶最終用戶系統(tǒng)工程組圖3系統(tǒng)需求分配2.軟件需求

⑴

定義（IEEE-STD-610）用戶為解決某個問題、或為實現(xiàn)某一目標，要求軟件必須滿足的條件或能力。⑵軟件需求的三個層次業(yè)務需求

用戶需求

功能需求和非功能需求

非功能需求過程需求：交付需求，實現(xiàn)需求，遵循的標準性能需求：速度，容量，可靠性外部需求：互操作性，倫理性，機密性，安全性，使用要求

業(yè)務需求業(yè)務說明使用實例用戶需求功能需求約束條件非功能需求軟件需求規(guī)格說明圖4軟件需求的層次⑶質(zhì)量功能展開（QFD－QualityFunctionDevelopment）

客戶需求

常規(guī)需求：客戶明確提出期望需求：并未明確提出的潛在需求，不言而喻的需求興奮需求：客戶未想到，若實現(xiàn)客戶感到意外⑷ 分配需求的實例系統(tǒng)需求ACCS應能使汽車保持在預期車速的2KMH范圍內(nèi)行駛分配給硬件的需求硬件應能使車速在規(guī)定的精確度1.5KMH范圍內(nèi)分配給軟件的需求軟件應能在車速超出預期車速0.5KMH時給硬件加/減速命令軟件需求軟件應能：讀入當前車速值計算當前車速與預期車速之差若差值0.5KMH給出加/減速命令圖5汽車限速系統(tǒng)ACCS的需求分配3．CMM2級

關(guān)鍵過程域需求管理（KPARM）中對軟件需求的解釋：

分配需求（allocatedrequirements）：

分配給軟件的系統(tǒng)需求

（1）分配需求包括：――影響和確定軟件項目活動的非技術(shù)性需求（在合同條款中規(guī)定），如：要交付的產(chǎn)品交付日期里程碑――軟件的技術(shù)需求，如：最終用戶、操作人員、支持或集成的功能性能需求設(shè)計約束條件編程語言界面需求――用于確認軟件產(chǎn)品滿足分配需求的驗收準則（2）分配需求應當是：以軟件來實現(xiàn)是可行的，而且是適合的；已得到清晰而正確的闡述；相互之間是一致的；可以測試的。同時，分配需求應當：被管理和控制（如必要可納入軟件配置管理）是制定軟件開發(fā)計劃SDP的基礎(chǔ)是制定軟件需求的基礎(chǔ)

（3）與分配需求相關(guān)的組：軟件評估組系統(tǒng)工程組系統(tǒng)測試組軟件質(zhì)量保證組SQA合同管理組文檔支持組

五、需求工程

1．需求工程＝需求開發(fā)＋需求管理

獲取需求分析需求定義需求驗證需求需求變更控制需求跟蹤需求狀態(tài)跟蹤需求文檔版本控制需求開發(fā)需求管理需求工程圖6需求工程的構(gòu)成用戶/系統(tǒng)市場管理者初始需求變更的需求獲取,分析,定義,驗證需求控制需求變更需求規(guī)格說明項目環(huán)境需求開發(fā)需求管理圖7需求開發(fā)與需求管理2．需求開發(fā)

（1）獲取需求確定目標用戶、服務對象明確用戶代表用戶培訓了解實際業(yè)務和業(yè)務需求（2）分析需求分清功能需求、性能需求、使用需求……必要性可行性（3）定義需求編寫軟件需求規(guī)格說明（SRS）作用要求：完整、正確、可行、無歧意、可驗證形式：圖、表、文字（4）驗證需求聯(lián)合評審

六、需求變更1、難于完全避免初始需求變更的需求對問題的初始理解對問題的新理解時間圖8需求的變更2、需求變更原因分析

單純的用戶因素

市場形勢變化

系統(tǒng)因素

工作環(huán)境和要求變化

需求開發(fā)的缺陷

★

需求分析、定義和評審不充分

★

與用戶溝通不暢

3、需求變更對軟件開發(fā)的影響

⑴

使變更前開發(fā)工作和成果失效

⑵

返工成為被迫采取的對策

⑶

工作量及資源投入的增加使開發(fā)成本提高

⑷

項目完成時間后延

4、需求變更失控可能導致的后果

⑴

未受控的需求

變更引起需求

和實現(xiàn)不一致

需求文檔V1系統(tǒng)實現(xiàn)V1系統(tǒng)實現(xiàn)V2需求變更⑵

受控的需求變更使需求和實現(xiàn)一致

圖7未受控及受控的需求變更

需求文檔V1需求文檔V2系統(tǒng)實現(xiàn)V1系統(tǒng)實現(xiàn)V2需求變更5.降低需求變更風險的策略

⑴與用戶充分溝通★與用戶共同明確確定的需求的意義

項目開發(fā)工作項目開發(fā)組織用戶*產(chǎn)品后續(xù)開發(fā)工作的基礎(chǔ)*產(chǎn)品維護工作的重要參考*對用戶的承諾*關(guān)系到項目開發(fā)工作的投入、交付期和產(chǎn)品質(zhì)量*關(guān)系到能否如期獲得所需的產(chǎn)品*作為合同的附件，關(guān)系到雙方的權(quán)益*是產(chǎn)品驗收的依據(jù)★向用戶說明需求不確切或頻繁變更對開發(fā)工作的沖擊★使用戶理解過多變更最終對用戶不利

⑵

與用戶共同確定需求，作為合同附件，簽字生效

⑶

合同中含有對需求變更的條款

⑷

采用原型方法開發(fā)，或螺旋模型開發(fā)

⑸

項目計劃中適當留有余地（時間進度、人力投入、費用等）

⑹

嚴格實施變更控制

七、需求變更控制要求1．變更控制的策略（1）所有需求變更必須遵循需求變更控制規(guī)程實施變更。（2）需求變更提出后是否被接受，應由專門的組織―變更控制委員會（CCB－ChangeControlBoard）審查決定。（3）不得以任何理由刪除和修改需求變更的原始文件。（4）應將已接受的需求變更通知到所有相關(guān)人員。（5）已接受的需求變更應能追溯到批準的變更請求。（6）對項目的需求賦予狀態(tài)屬性，以利于需求變更的控制。

2．需求變更影響的控制

按CMM2級RMKPA的要求，由于分配需求的變更導致軟件計劃、工作產(chǎn)品和活動的變更，都應對其作：識別評價風險分析編制文檔制定計劃傳達給受影響的小組和人員跟蹤直至結(jié)束3．變更控制的步驟

（1）提出變更請求（2）審理變更請求，進行變更影響評估。評估內(nèi)容包括：變更所需人力投入變更對原計劃安排的影響估計變更引起的成本增加（3）批準變更請求（4）取得用戶的認可（5）修訂項目計劃（6）實施變更（7）驗證變更

批準提出變更請求變更影響評估評審評估報告審批用戶認可修訂項目計劃實施變更驗證變更結(jié)束拒絕修正圖10需求變更控制流程八、需求變更控制實施

1．需求變更請求（1）內(nèi)容申請?zhí)栕兏f明變更類別影響分析變更請求狀態(tài)變更請求日期

（2）需求變更請求實例（表三）

項目名：XYZ變更申請?zhí)?1日期：23Feb1998變更說明IS-41分析器對CDMA的支持影響分析對CDMA的配置模塊和分析器無影響TDMA碼可復用受影響的模塊是：――CGAAPP模塊，需對IS-41單獨進行規(guī)范性分析――CDMAPP01模塊（a）

TRIS41R01按TRCDMARS41R01復制（b）

使用純虛擬對TRCDMAR01建立（c）

ActualCallModeManager并重新定義――SILVER06GUIAPP++模塊：在資源表中加入IS-41工作量5人日計劃時間無需重大變動狀態(tài)將并入新的CDMA軟件包2．需求變更累積影響的跟蹤

（1）需求變更累積影響跟蹤的意義和作法累積影響變更累積表（2）需求變更累積表實例（表四）

表四

需求變更累積表

需求變更號需求變更時間變更說明工作量狀態(tài)118/2規(guī)定使用情況統(tǒng)計322/2結(jié)束2演示期用戶阻塞2未結(jié)束3演示期用戶強迫退出2未結(jié)束418/2用戶信息歸檔527/2結(jié)束5演示期關(guān)閉窗口1未結(jié)束6演示期保存擴展數(shù)并在需要時恢復10未結(jié)束7演示期能夠在特定節(jié)點啟動2未結(jié)束8演示期刪除時列出所有節(jié)點1未結(jié)束918/2注釋（建立刪除批準修改等）10未結(jié)束1023/2PENETCONFIG――支持netconfig格式10未結(jié)束1123/2IS-41分析器――IS-41分析器對CDMA的支持51/3結(jié)束總計513．需求控制流

（1）需求狀態(tài)及其演變軟件需求在后繼階段開發(fā)工作中將逐步展開，加以實現(xiàn)。在不同的開發(fā)階段軟件需求以不同的形式進行著狀態(tài)的演變。例如：――需求階段――從獲取的需求到定義的需求――建議階段――制定出項目計劃以后演化為承諾的需求――設(shè)計階段――設(shè)計工作完成并在驗收后成為設(shè)計的需求――編碼階段――完成編碼和單元測試后成為實現(xiàn)的需求――測試階段――完成確認測試后成為完成的需求

開發(fā)階段需求狀態(tài)需求建議設(shè)計編碼測試獲取定義承諾設(shè)計實現(xiàn)完成圖11生存期各階段需求狀態(tài)的演變九、可追溯性管理

1．需求可追溯性與需求變更控制隨著開發(fā)工作的進展需求將逐步擴展和演化各個開發(fā)階段的工作產(chǎn)品之間存在的繼承關(guān)系可追溯性矩陣2．可追溯性管理的目標使每一項需求均能追溯到前后繼承關(guān)系的脈絡(luò)清晰可見3．兩類不同的追溯（1）向前追溯（2）向后追溯

4．可追溯性矩陣

（1）矩陣的作用

可防止遺漏為評審提供方便便于進行變更影響追蹤、分析和檢查（2）矩陣的建立與維護（3）矩陣的應用完整性檢驗――考察有無需求遺漏的情況――有無冗余代碼――檢查所有性能需求是否已被測試用例測試――對集成測試計劃和系統(tǒng)測試計劃進行交互檢查需求變更控制――需求變更后相關(guān)的工作產(chǎn)品受影響的部分應隨之變更――更新需求規(guī)格說明，同時要更新追溯矩陣――每增加一項需求，應在追溯矩陣中得到體現(xiàn)

表五

追溯矩陣實例

12345678需求號需求描述概要設(shè)計文檔索引號對應的設(shè)計(功能,結(jié)構(gòu),數(shù)據(jù)庫)實現(xiàn)(程序,類,繼承類)單元測試用例集成/系統(tǒng)測試用例驗收測試用例1.1.2利用收集的數(shù)據(jù)實現(xiàn)亮點的實時集成5.3.2數(shù)據(jù)采集與亮度控制器接口PB405數(shù)據(jù)采集#12#46#11CICS203亮點控制器啟動#1#47#11十、CMM2級

RMKPA

需求管理（RM－RequirementsManagement）是CMM2級的第1個關(guān)鍵過程域。需求管理的目的是要在客戶和將處理客戶需求的軟件項目之間形成共同的理解。這種共同理解應該體現(xiàn)在：客戶需求的文檔和對客戶需求的控制中使項目的計劃、產(chǎn)品和活動都應與需求一致

2級RMSPPSPTOSSMSQASCM目標G1G2約定能力活動測量驗證C1Ab1Ab2Ab3Ab4Ac1Ac2Ac3M1V1V2V3圖13RMKPA結(jié)構(gòu)1．目標與活動

目標1：分配給軟件的系統(tǒng)需求應是受控的，以利建立軟件工程和管理的基線活動1：在分配需求被納入軟件項目之前，軟件工程組應對其進行評審目標2：軟件計劃、產(chǎn)品和活動要與分配給軟件的系統(tǒng)需求保持一致活動2：軟件工程組將分配需求作為軟件計劃、工作產(chǎn)品和活動的基礎(chǔ)活動3：評審對分配需求的變更，并將變更納入軟件項目2．約定與能力

約定1：項目要遵循一個書面的組織方針來管理分配給軟件的系統(tǒng)需求能力1：為每個項目規(guī)定分析系統(tǒng)需求并將其分配給硬件、軟件和其它系統(tǒng)成分的職責能力2：編制分配需求文檔能力3：為管理分配需求提供足夠的資源和資金能力4：軟件工程組人員和與軟件相關(guān)的其它組人員要接受培訓，以利于完成他們的需求管理活動

3．測量與驗證

測