软件工程与计算II-07-需求文档化与验证

本文主要内容来自 SpriCoder的博客，更换了更清晰的图片并对原文的疏漏做了补充和修正。

为什么文档化需求

1. 方便团队工作和沟通
2. 方便项目管理
3. 更加明确的体系架构
4. 方便软件设计
5. 方便编码
6. 方便维护

为什么建立需求规格说明？结合试验说明重要

1. 方便交流，软件开发过程中，子任务与人员之间存在错综复杂的关系，存在大量的沟通和交流，所以要编写软件开发中要编写不同类型的文档，每种文档都是针对项目中需要广泛交流的内容。因为软件需求需要进行广泛交流，所以要把需求文档化。
2. 需求规格说明是在软件产品的角度以系统级需求列表的方式描述软件系统解决方案，书写需求规格说明，可以建立管理控制的基线，方便任务分配，制定工作计划，进行跟踪和度量。
3. 在实验中，需求规格的重要性不只体现在结果上，还包括中间过程，在书写需求规格过程中，才真正把问题域的问题和分析模型的成果转化为系统级需求，方便小组成员真正明确需求，个人认为在这个阶段包含一部分的需求在发现和完整化。

需求文档基础

需求文档的交流对象

1. 用户：用户要验证文档内描述的需求信息是否和最初的意图一致
2. 项目管理者：软件需求文档全面、准确地定义了软件的功能和非功能要求。
3. 设计人员和程序员：设计人员和程序员需要根据软件需求文档来完成自己的任务
4. 测试人员：测试人员需要根据文档的需求内容进行验收测试，确保最终产生的软件系统能满足用户的需求
5. 文档编写人员：用户使用手册的编写人员需要根据需求信息编写用户使用手册
6. 维护人员：在软件维护中，维护人员需要在充分理解软件原有需求的基础上进行信息的修改

用例文档

1. 在用户的角度以用例文本为主描述软件系统与外界的交互
2. 基本职责是把问题域信息和需求传达给软件系统解决方案的设计者
3. 示例

4. 用例图等描述图可以更加直观的了解这部分。

软件需求规格说明文档（SRS，software Requirements Specification)

1. 在软件产品的角度以系统级需求列表的方式描述软件系统解决方案

实例

1. 在一栋大楼中有一个电梯，现在有人打算从 1 楼使用电梯到达 x 楼。
   • 请写出其用例的场景描述
   • 根据用例场景编写 SRS 片段
2. 用例的场景描述：
   1. 这个人在 1 楼按的按钮，等待电梯（系统调度图）
   2. 电梯到达，电梯开门，登上电梯
   3. 用户按 x 楼的按钮，系统关门
   4. 电梯启动开始上行
   5. 该人到达 x 楼，电梯开门
   6. 电梯关门
3. 异常流程：
   1. 电梯故障：和电梯、人无关的不加入
   2. 超载超重
   3. 其他楼层按钮
   4. 电梯运行方向

SRS 模板

技术文档写作要点

1. 简洁：动词名词+辅助词，不要使用复杂长句、形容词和副词。
2. 精确：不能产生起义或无法理解。

3. 易读（查询）
   1. 有效使用引言、目录、索引等能够增强文档易读性的方法。
   2. 使用系统化的方式组织内容信息，提供文档内容的可读性。
4. 易修改：使用相同的语句格式组织相关联或相似的信息；使用列表组织独立、并列的信息；使用编号表达繁杂信息之间的关系。引用而不是重复

系统化的方式

1. 使用相同的语句格式来描述相似、关联的信息。
2. 使用列表或者表格来组织独立、并列的信息。
3. 使用编号来表达繁杂信息之间的关系,包括顺序关系、嵌套关系和层次关系。
   • 对图、表进行编号
   • 对文档的章节进行编号
   • 对信息内容进行标识和编号

需求书写要点

1. 需求书写要点
   1. 使用用户术语：不要使用计算机术语（导致用户无法理解）
   2. 可验证：不可验证的需求一般是因为描述模糊或者过于抽象
   3. 可行性：需求必须能够在系统及其运行环境的已知条件和约束下实现。要考虑在限定成本、时间和人力约束内，实现需求的可能性
2. 需求规格说明文档书写要点
   1. 充分利用标准的文档模版，保持所有内容位置得当
   2. 保持文档内的需求集具有完备性和一致性。
   3. 为需求划分优先级（可以分为高中低、也可以分为 1-10 等分）

Requirements Review

1. "After the payment process is complete, the relevant information should be appended to a log file."(b)
   • 1. This requirement should be rewritten; it is incorrect. 不正确
   • 2. This requirement should be rewritten; it is ambiguous or inconsistent. 模糊的
   • 3. This requirement should be rewritten; it is unrealistic. 不现实的
   • 4. This requirement should be rewritten; it is unverifiable. 不可验证的
   • 5. This requirement is fine. 好的
2. "The system should be constructed so that it will be easy to add new functionality in the future."(b)
   • 1. This requirement should be rewritten; it is incorrect.
   • 2. This requirement should be rewritten; it is ambiguous or inconsistent.
   • 3. This requirement should be rewritten; it is unrealistic.
   • 4. This requirement should be rewritten; it is unverifiable.
   • 5. This requirement is fine.
3. "The price of a gasoline purchase is computed as the price per gallon for the type of gas purchased, multiplied by the number of gallons purchased (use two decimal points for representing fractions of gallons)."(e)
   • 1. This requirement should be rewritten; it is incorrect.
   • 2. This requirement should be rewritten; it is ambiguous or inconsistent.
   • 3. This requirement should be rewritten; it is unrealistic.
   • 4. This requirement should be rewritten; it is unverifiable.
   • 5. This requirement is fine.
4. "The system should be available 24 hours a day, 7 days a week.(c)
   • 1. This requirement should be rewritten; it is incorrect.
   • 2. This requirement should be rewritten; it is ambiguous or inconsistent.
   • 3. This requirement should be rewritten; it is unrealistic.
   • 4. This requirement should be rewritten; it is unverifiable.
   • 5. This requirement is fine.

验证需求的方法

评审

1. 重视需求评审：坚实的需求基础是影响项目成败的重要因素
2. 需求评审的组织
   1. 评审的人员不能仅由技术人员组成，必须包括客户和用户
   2. 在评审中使用线索，用户对场景与线索表现出了最大的兴趣
   3. 使用需求检查列表

开发系统测试用例

1. 以需求为线索，开发测试用例套件；
2. 使用测试技术确定输入/输出数据，开发测试用例。
3. 我们可以开发出黑盒测试用例

测试用例套件

1. 基于用例描述，可以为销售处理确定测试用例套件
2. 测试用例套件是测试用例的集合，将有关测试用例集合在一起

测试用例对需求的覆盖情况

建立测试用例

1. 主要是基于规格的技术，设计测试场景的输入与输出数据

2. 不断地添加测试用例来完成测试

度量

1. 度量需求功能点

度量需求

1. 用例的数量
   • 平均每个用例中的场景数量
   • 平均用例行数
   • 在一个尺度下进行分析
2. 软件需求数量
3. 非功能需求数量
4. 功能点数量

度量的意义

1. 如果平均的用例场景数量过低，那么就可能存在对异常流程考虑不周的可能。
2. 如果平均用例行数过大或者过小，那么可能对用例的细分粒度过大或者过小。
3. 用例数量、软件需求数量和功能点数量应该是相对比例均衡的，如果三者之间有着非常大的差距，那么可能会有需求的遗漏。

功能点度量

1. 用于估算和度量软件系统规模与复杂度的抽象单位。
2. 在需求开发阶段，估计代码行数误差较大，使用功能点来估算和度量软件系统的规模与复杂度则有较好的效果。
   1. 输入数量：一次有意义的输入，需要程序员进行一次编程处理
   2. 输出数量：系统需要对外展示的内容组，表现为屏幕界面、打印输出、错误提示等等。
   3. 查询数量：用户的“命令”输入，通常表现为鼠标点击和键盘输入（热键）
   4. 逻辑文件数量：系统内部的持久化数据，包括文件、数据表等
   5. 对外接口数量：与外部系统交换数据的软硬件通信接口。

功能点测度总数

F_i 为调整系统复杂度的因子，每一项都是经验估计数值，从 0（不重要或不需要）到 5（必须且重要）

1. 0.65 是一个标准值的测算值

销售用例的功能点

\[ FP(Sale) = 215 * (0.65+0.01*40) = 225.75 \]

对给定的需求规格说明实例，判定并修正其错误-Summary

首先了解需求文档化要点：

1. 技术文档写作要点（简洁，精确，易读，易修改）；
2. 需求书写要点（使用用户术语，可验证，可行性）；
3. 需求规格说明文档书写要点（充分利用标准的文档模板，保持所以内容位置得当；保持文档内的需求集具有完备性和一致性；为需求划分优先级）

将需求制品纳入配置管理

重要的需求制品：

1. 需求分析模型
2. 需求文档
3. 系统测试用例