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[p] 對大多數(shù)人來說，若要建一幢數(shù)百萬元的房子，他一定會與建房者詳細(xì)討論各種細(xì)節(jié)，他們都明白完工以后的修改會造成損失，以及變更細(xì)節(jié)的危害性。然而，涉及到軟件開發(fā)，人們卻變得“大大咧咧”起來。軟件項目中百分之四十至百分之六十的問題都是在需求分析階段埋下的“禍根”(leffingwell 1997)?？稍S多組織仍在那些基本的項目功能上采用一些不合規(guī)范的方法，這樣導(dǎo)致的后果便是一條鴻溝(期望差異)—開發(fā)者開發(fā)的與用戶所想得到的軟件存在著巨大期望差異。[br][br] 在軟件工程中，所有的風(fēng)險承擔(dān)者(stakeholder)(這個詞很有意思，原義是賭金保管者。我看過很多的翻譯，有翻譯成涉眾的，也有的翻譯成參與者的，但是我想他的主要意思就是和這個項目有密切相關(guān)利益的人)都感興趣的就是需求分析階段。這些風(fēng)險承擔(dān)者包括客戶、用戶、業(yè)務(wù)或需求分析員(負(fù)責(zé)收集客戶需求并編寫文檔，以及負(fù)責(zé)客戶與開發(fā)機(jī)構(gòu)之間聯(lián)系溝通的人)、開發(fā)人員、測試人員、用戶文檔編寫者、項目管理者和客戶管理者。這部分工作若處理好了，能開發(fā)出很出色的產(chǎn)品，同時會使客戶感到滿意，開發(fā)者也倍感滿足、充實(shí)。若處理不好，則會導(dǎo)致誤解、挫折、障礙以及潛在質(zhì)量和業(yè)務(wù)價值上的威脅。因為需求分析奠定了軟件工程和項目管理的基礎(chǔ)，所以所有風(fēng)險承擔(dān)者最好是采用有效的需求分析過程。 軟件需求的定義[br][br]ieee軟件工程標(biāo)準(zhǔn)詞匯表(1997年)中定義需求為：[br][br](1)用戶解決問題或達(dá)到目標(biāo)所需的條件或權(quán)能(capability)。[br](2)系統(tǒng)或系統(tǒng)部件要滿足合同、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范或其它正式規(guī)定文檔所需具有的條件或權(quán)能。[br](3)一種反映上面(1)或(2)所描述的條件或權(quán)能的文檔說明。[br][br]需求的層次[br][br]下面這些定義是需求工程領(lǐng)域中常見術(shù)語的定義說明。[br][br] 軟件需求包括三個不同的層次—業(yè)務(wù)需求、用戶需求和功能需求—也包括非功能需求。業(yè)務(wù)需求( business requirement)反映了組織機(jī)構(gòu)或客戶對系統(tǒng)、產(chǎn)品高層次的目標(biāo)要求，它們在項目視圖與范圍文檔中予以說明。用戶需求(user requirement) 文檔描述了用戶使用產(chǎn)品必須要完成的任務(wù)，這在使用實(shí)例(use case)文檔或方案腳本(scenario)說明中予以說明。功能需求(functional requirement)定義了開發(fā)人員必須實(shí)現(xiàn)的軟件功能，使得用戶能完成他們的任務(wù)，從而滿足了業(yè)務(wù)需求。所謂特性(feature)是指邏輯上相關(guān)的功能需求的集合，給用戶提供處理能力并滿足業(yè)務(wù)需求。軟件需求各組成部分之間的關(guān)系如圖所示。[br][br] 作為補(bǔ)充，軟件需求規(guī)格說明還應(yīng)包括非功能需求，它描述了系統(tǒng)展現(xiàn)給用戶的行為和執(zhí)行的操作等。它包括產(chǎn)品必須遵從的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和合約；外部界面的具體細(xì)節(jié)；性能要求；設(shè)計或?qū)崿F(xiàn)的約束條件及質(zhì)量屬性。所謂約束是指對開發(fā)人員在軟件產(chǎn)品設(shè)計和構(gòu)造上的限制。質(zhì)量屬性是通過多種角度對產(chǎn)品的特點(diǎn)進(jìn)行描述，從而反映產(chǎn)品功能。多角度描述產(chǎn)品對用戶和開發(fā)人員都極為重要。 值得注意的一點(diǎn)是，需求并未包括設(shè)計細(xì)節(jié)、實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)、項目計劃信息或測試信息。需求與這些沒有關(guān)系，它關(guān)注的是充分說明你究竟想開發(fā)什么。[br][br] frederick brooks在他1987年的經(jīng)典的文章“no silver bullet：essence and accidents ofsoftware engineering ”中充分說明了需求過程在軟件項目中扮演的重要角色：[br][br] 開發(fā)軟件系統(tǒng)最為困難的部分就是準(zhǔn)確說明開發(fā)什么。最為困難的概念性工作便是編寫出詳細(xì)技術(shù)需求，這包括所有面向用戶、面向機(jī)器和其它軟件系統(tǒng)的接口。同時這也是一旦做錯，將最終會給系統(tǒng)帶來極大損害的部分，并且以后再對它進(jìn)行修改也極為困難。[br]為什么這么說呢，因為在大多數(shù)的軟件系統(tǒng)中，最終用戶可能都不清楚他的需求是什么，這是千真萬確的。如果你的用戶告訴你需求就是這些了，不要相信他，繼續(xù)刨根問底，直到你們都筋疲力盡了。[br][br] 雖然聽上去有些不可思議，但這是教訓(xùn)之談，在我從事的項目之中，沒有一個用戶在軟件接近完成的時候打電話對我說，我看了你們的軟件，我想我必須改動一些地方。在那些日子中，我甚至得了一種電話鈴音恐懼癥。[br][br]需求風(fēng)險[br][br] 下面列出了在做需求分析時一些很危險的做法，如果你發(fā)現(xiàn)你的一些做法與之相似，那么，給自己一些時間，好好思考一下，這些做法會對你的軟件產(chǎn)生致命的影響。[br][br]1. 無足夠用戶參與[br][br] 客戶經(jīng)常不明白為什么收集需求和確保需求質(zhì)量需花費(fèi)那么多功夫，開發(fā)人員可能也不重視用戶的參與。究其原因：一是因為與用戶合作不如編寫代碼有意思；二是因為開發(fā)人員覺得已經(jīng)明白用戶的需求了。在某些情況下，與實(shí)際使用產(chǎn)品的用戶直接接觸很困難，而客戶也不太明白自己的真正需求。但還是應(yīng)讓具有代表性的用戶在項目早期直接參與到開發(fā)隊伍中，并一同經(jīng)歷整個開發(fā)過程。 最重要的就是用戶必須要重視他的軟件，必須讓他明白：如果失敗，他的損失最大(當(dāng)然你的損失也不小，但這時候你必須讓他重視這項工作)。如果用戶不夠重視，想辦法解決，否則你就不用再繼續(xù)了。[br][br]2. 用戶需求的不斷增加[br][br] 在開發(fā)中若不斷地補(bǔ)充需求，項目就越變越龐大以致超過其計劃及預(yù)算范圍。這使得問題更難解決。實(shí)際上，問題根源在于用戶需求的改變和開發(fā)者對新需求所作的修改。要想把需求變更范圍控制到最小，必須一開始就對項目視圖、范圍、目標(biāo)、約束限制和成功標(biāo)準(zhǔn)給予明確說明，并將此說明作為評價需求變更和新特性的參照框架。說明中包括了對每種變更進(jìn)行變更影響因素分析的變更控制過程，有助于所有風(fēng)險承擔(dān)者明白業(yè)務(wù)決策的合理性，即為何進(jìn)行某些變更，相應(yīng)消耗的時間、資源或特性上的折中。[br][br] 產(chǎn)品開發(fā)中不斷延續(xù)的變更會使其整體結(jié)構(gòu)日漸紊亂，補(bǔ)丁代碼也使得整個程序難以理解和維護(hù)。插入補(bǔ)丁代碼使模塊違背強(qiáng)內(nèi)聚、松耦合的設(shè)計原則，特別是如果項目配置管理工作不完善的話，收回變更和刪除特性會帶來問題。如果你盡早地區(qū)別這些可能帶來變更的特性，你就能開發(fā)一個更為健壯的結(jié)構(gòu)，并能更好地適應(yīng)它。這樣設(shè)計階段需求變更不會直接導(dǎo)致補(bǔ)丁代碼，同時也有利于減少因變更導(dǎo)致質(zhì)量的下降。[br][br] 最糟糕的莫過于用戶覺得如果不再加點(diǎn)什么功能就對不起自己。我曾經(jīng)看過一個數(shù)據(jù)倉庫的一期工程，在設(shè)計階段沒有很好的定義范圍，當(dāng)我向項目管理者提出這個問題的時候，他認(rèn)為都已經(jīng)說好了，合同上也寫清楚了，并沒有加以重視?？墒亲詈?，用戶提出的修改意見已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了范圍，項目時間也延長了一倍。整個的項目組成員疲憊不堪，可是卻不斷的接到用戶投訴說項目失敗。[br][br]3. 模棱兩可的需求[br][br] 模棱兩可是需求規(guī)格說明中最為可怕的問題(lawrence 1996)。它的一層含義是指諸多讀者對需求說明產(chǎn)生了不同的理解；另一層含義是指單個讀者能用不止一個方式來解釋某個需求說明。[br][br] 模棱兩可的需求會使不同的風(fēng)險承擔(dān)者產(chǎn)生不同的期望，它會使開發(fā)人員為錯誤問題而浪費(fèi)時間，并且使測試者與開發(fā)者所期望的不一致。一位系統(tǒng)測試人員曾告訴我，她所在的測試組經(jīng)常對需求理解有誤，以致不得不重寫許多測試用例并重做許多測試。[br][br] 模棱兩可的需求帶來不可避免的后果便是返工—重做一些你認(rèn)為已做好的事情。返工會耗費(fèi)開發(fā)總費(fèi)用的40%，而70%～85%的重做是由于需求方面的錯誤所導(dǎo)致的(leffingwell 1997)。想像一下如果你能減少一半的返工會是怎樣的情況？你能更快地開發(fā)出產(chǎn)品，在同樣的時間內(nèi)開發(fā)更多、更好的產(chǎn)品，甚至能偶爾回家休息休息。[br][br] 處理模棱兩可需求的一種方法是組織好負(fù)責(zé)從不同角度審查需求的隊伍。僅僅簡單瀏覽一下需求文檔是不能解決模棱兩可問題的。如果不同的評審者從不同的角度對需求說明給予解釋，但每個評審人員都真正了解需求文檔，這樣二義性就不會直到項目后期才被發(fā)現(xiàn)，那時再發(fā)現(xiàn)的話會使得更正代價很大。[br][br]4. 不必要的特性[br][br] “畫蛇添足”是指開發(fā)人員力圖增加一些“用戶欣賞”但需求規(guī)格說明中并未涉及的新功能。經(jīng)常發(fā)生的情況是用戶并不認(rèn)為這些功能性很有用，以致在其上耗費(fèi)的努力“白搭”了。[br][br] 開發(fā)人員應(yīng)當(dāng)為客戶構(gòu)思方案并為他們提供一些具有創(chuàng)新意識的思路，具體提供哪些功能要在客戶所需與開發(fā)人員在允許時限內(nèi)的技術(shù)可行性之間求得平衡，開發(fā)人員應(yīng)努力使功能簡單易用，而不要未經(jīng)客戶同意，擅自脫離客戶要求，自作主張。[br][br] 同樣，客戶有時也可能要求一些看上去很“酷”，但缺乏實(shí)用價值的功能，而實(shí)現(xiàn)這些功能只能徒耗時間和成本。為了將“畫蛇添足”的危害盡量減小，應(yīng)確信：你明白為什么要包括這些功能，以及這些功能的“來龍去脈”，這樣使得需求分析過程始終是注重那些能使用戶完成他們業(yè)務(wù)任務(wù)的核心功能。[br][br] 時刻記?。很浖晒Φ臉?biāo)準(zhǔn)是是否解決用戶的問題，而不是它有多cool的功能。[br][br]5. 過于精簡的規(guī)格說明[br][br] 有時，客戶并不明白需求分析有如此重要，于是只作一份簡略之至的規(guī)格說明，僅涉及了產(chǎn)品概念上的內(nèi)容，然后讓開發(fā)人員在項目進(jìn)展中去完善，結(jié)果很可能出現(xiàn)的是開發(fā)人員先建立產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)之后再完成需求說明。這種方法可能適合于尖端研究性的產(chǎn)品或需求本身就十分靈活的情況(mcconnell 1996)，不過商業(yè)應(yīng)用大多都不是這種情況。在大多數(shù)情況下，這會給開發(fā)人員帶來挫折(使他們在不正確的假設(shè)前提和極其有限的指導(dǎo)下工作)，也會給客戶帶來煩惱(他們無法得到他們所設(shè)想的產(chǎn)品)。[br][br]6. 忽略了用戶分類[br][br] 大多數(shù)產(chǎn)品是由不同的人使用其不同的特性，使用頻繁程度也有所差異，使用者受教育程度和經(jīng)驗水平也不盡相同。如果你不能在項目早期就針對所有這些主要用戶進(jìn)行分類的話，必然導(dǎo)致有的用戶對產(chǎn)品感到失望。例如，菜單驅(qū)動操作對高級用戶太低效了，但含義不清的命令和快捷鍵又會使不熟練的用戶感到困難。[br][br]7. 不準(zhǔn)確的計劃[br][br] “上述是我對新產(chǎn)品的看法，好，現(xiàn)在你能告訴我你什么時候能完成嗎？”許多開發(fā)人員都遇到這種難題。對需求分析缺乏理解會導(dǎo)致過分樂觀的估計，而當(dāng)不可避免的超支發(fā)生時，會帶來頗多麻煩。據(jù)報道，導(dǎo)致需求過程中軟件成本估計極不準(zhǔn)確的原因主要有以下五點(diǎn)：頻繁的需求變更、遺漏的需求、與用戶交流不夠、質(zhì)量低下的需求規(guī)格說明和不完善的需求分析(davis 1995)。[br][br] 對不準(zhǔn)確的要求所提問題的正確響應(yīng)是“等我真正明白你的需求時，我就會來告訴你”。基于不充分信息和未經(jīng)深思的對需求不成熟的估計很容易為一些因素左右。要作出估計時，最好還是給出一個范圍(如最好的情況下，很可能的，最壞情況下)或一個可信賴的程度(我有9 0 %的把握，我能在8周內(nèi)完成)。未經(jīng)準(zhǔn)備的估計通常是作為一種猜測給出的，聽者卻認(rèn)為是一種承諾。因此我們要盡力給出可達(dá)到的目標(biāo)并堅持完成它。[br][br]什么是優(yōu)秀的需求[br][br] 討論軟件需求的文章有很多，對于需求的標(biāo)準(zhǔn)也不盡相同，這里我想用nasa的軟件開發(fā)過程中的概念，軟件需求過程的標(biāo)準(zhǔn)是：清楚(clear)、完整(complete)、一致(consistent)、可測試(testable)，此外還有其他的概念，如可跟蹤的、可修改的等等。[br][br] 清楚：目前大多數(shù)的需求分析采用的仍然是自然語言（因為如果采用形式化語言的話，和用戶的溝通將成為一個大問題，這意味著客戶在開發(fā)軟件之前必須先進(jìn)行形式化語言培訓(xùn)，這是不現(xiàn)實(shí)的）。自然語言對需求分析最大的弊病就是它的二義性。所以我們不得不對需求分析中采用的語言做某些限制。例如盡量采用主語＋動作的簡單表達(dá)方式。說白了，需求分析中的描述讓人看上去像是剛學(xué)習(xí)寫作的小孩子就對了，千萬不要采用疑問句、修飾這些華麗的表達(dá)方式。[br][br] 除了語言的二義性之外，主意不要使用行話，就是計算機(jī)術(shù)語。需求分析最重要的是和用戶溝通，可是用戶多半不是計算機(jī)的專業(yè)人士，如果在需求分析中使用了行話，就會造成用戶理解上的困難。[br][br] 打個比方，如果你要做一個銀行的信用卡系統(tǒng)，你就可以這樣描述軟件需求：銀行的卡部管理信用卡，每張信用卡只屬于一個帳戶。信用卡有卡號、余額。一張信用卡有多筆的交易記錄。[br][br]完整：再也沒有什么比軟件開發(fā)接近完成是發(fā)現(xiàn)遺漏了一項需求更糟的事情了。需求的完整性是非常非常重要的，想象一下遺漏需求而不得不返工，這簡直就是惡夢?？墒橇钊诉z憾的是，需求的遺漏是很經(jīng)常發(fā)生的事情，不僅僅是你的問題，更多的問題發(fā)生在用戶那里，他們不知道該做些什么。要做到需求的完整性是很艱難的一件事情，它涉及到需求分析過程的各方各面，貫穿了整個過程，從最初的計劃制定到最后的需求評審。至于完整性的詳細(xì)討論，我們會在下面的章節(jié)中討論，現(xiàn)在你只需要拼命的想象缺乏完整性的壞處，直到你出了一身的冷汗。出了嗎？好，那我們繼續(xù)。[br][br] 一致：一致性也是一個比較大的概念，很難用幾句話講清楚。還記得我們在開始的時候提到的需求的層次嗎？簡單的來說，就是用戶需求必須和業(yè)務(wù)需求一致，功能需求必須和用戶需求一致。嚴(yán)格的遵守不同層次間的一致性關(guān)系，就可以保證最后開發(fā)出來的軟件系統(tǒng)不會偏離最初的實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。在實(shí)現(xiàn)過程中，我們還必須把一致性關(guān)系細(xì)化。比如說用戶需求不能超出先前指定的范圍。[br][br] 可測試：大家覺得一個項目的測試從什么時候開始呢？有人說從編碼完成后開始。更清楚一點(diǎn)的說是編碼的時候同時進(jìn)行單元測試，編碼完成后進(jìn)行系統(tǒng)測試。這些都沒有錯。但是實(shí)際上測試是從需求分析過程就開始了。需求分析是測試計劃的輸入和參照。這就要求需求分析是可測試的。什么是可測試呢？“我們要用新的系統(tǒng)完成報表自動化處理”，你覺得這個需求是可測試的嗎？當(dāng)然不是，報表包括哪些？自動化處理的標(biāo)準(zhǔn)是什么？這些在需求中都沒有說明。因此這項需求是無法測試的，就是不具有可測試性。說到這里，大家可能就會明白之前的需求的幾項標(biāo)準(zhǔn)都是為了保證需求的可測試性的。事實(shí)就是這樣，只有系統(tǒng)的所有需求是可以被測試的，才能夠保證軟件始終圍繞著用戶的需要，保證軟件系統(tǒng)是成功的。大家真正在應(yīng)用一些科學(xué)的方法的時候也應(yīng)該記住，任何的方法都是為了保證軟件的成功，不要偏離這個目標(biāo)，千萬不要走火入魔了，呵呵，很容易的。[/p]