朱明英，邢 豫，王海霞，張金娟

(中國(guó)電信股份有限公司廣東研究院 廣州510630)

1 引言

1.1 需求定義

需求是支撐系統(tǒng)建設(shè)的起點(diǎn)。從廣義的分析來看，需求來源于客戶的一些“需要”，這些“需要”被分析、確認(rèn)后形成完整的文檔，該文檔詳細(xì)地說明了產(chǎn)品“必須或應(yīng)當(dāng)”做什么。業(yè)界對(duì)“需求”的主流定義主要分兩類。

（1）IEEE定義

IEEE的軟件工程標(biāo)準(zhǔn)詞匯表（1990年）中將需求定義為：

A.用戶解決問題或達(dá)到目標(biāo)所需的條件或能力（capability）；

B.系統(tǒng)或系統(tǒng)部件要滿足合同、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范或其他正式規(guī)定文檔所需具有的條件或能力；

C.一種反映上面A或B所描述的條件或能力的文檔說明。

IEEE公布的定義既體現(xiàn)了用戶對(duì)需求的看法 （系統(tǒng)的外部行為），又代表了開發(fā)人員的觀點(diǎn)（一些深層的特性）。

（2）其他定義

著名軟件工程專家Jones于1994年給出這樣的定義：需求是“用戶所需要的并能觸發(fā)一個(gè)程序或系統(tǒng)開發(fā)工作的說明”。需求分析專家Alan Davis（1993年）對(duì)IEEE的需求概念進(jìn)行了拓展：“需求是從系統(tǒng)外部能發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)所具有的滿足于用戶的特點(diǎn)、功能及屬性等”。這些定義強(qiáng)調(diào)的是產(chǎn)品是什么樣的，而并非產(chǎn)品是怎樣設(shè)計(jì)、構(gòu)造的。Sommerville and Sawyer（1997年）認(rèn)為：需求是對(duì)應(yīng)該實(shí)現(xiàn)什么功能的說明。它描述了系統(tǒng)的行為、特征或?qū)傩?，是在開發(fā)過程中對(duì)系統(tǒng)的約束。

綜上所述，業(yè)界并沒有一個(gè)清晰、毫無二義性的“需求”術(shù)語存在，真正的“需求”實(shí)際上在人們的腦海中。任何文檔形式的需求（如需求規(guī)格說明）僅是一個(gè)模型，一種敘述，以確保所有項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)承擔(dān)者在描述需求的名詞的理解上達(dá)成共識(shí)。

1.2 需求的重要性分析

在系統(tǒng)開發(fā)項(xiàng)目中，好的需求是至關(guān)重要的。Glass R提出：“項(xiàng)目需求無疑是在軟件項(xiàng)目前期造成麻煩的一個(gè)最大原因。一個(gè)又一個(gè)的研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)項(xiàng)目失敗時(shí)，需求問題通常正是核心問題?！盨tandish集團(tuán)公司的研究報(bào)告也稱，項(xiàng)目失敗的10個(gè)重要原因中有5個(gè)與需求相關(guān)，其權(quán)重占整個(gè)失敗因素的51.7%。這5個(gè)需求原因主要有：不完整的需求、缺乏用戶參與、不切實(shí)際的客戶期望、需求變更頻繁、提供了不必要的功能。因此，在軟件開發(fā)過程中，必須及早、有效地發(fā)現(xiàn)和解決與需求相關(guān)的問題。

需求分析是制定需求的一種有效方法。需求分析實(shí)際上是業(yè)務(wù)分析，也就是選擇一種業(yè)務(wù)導(dǎo)向的線索將零散的需求串起來，形成一個(gè)體系完整、內(nèi)容清晰的框架，以指導(dǎo)后續(xù)的設(shè)計(jì)、開發(fā)工作。需求分析的任務(wù)是先分解，再提煉，在這個(gè)過程中消除矛盾。建模是需求分析的主要手段，通過簡(jiǎn)化、強(qiáng)調(diào)來幫助需求分析人員理清思路，達(dá)成共識(shí)。

2 主流需求建模方法分析

需求建模是需求分析中的重要工作。需求建模是根據(jù)待開發(fā)軟件系統(tǒng)的需求，利用某種建模方法來建立該系統(tǒng)的邏輯模型，以幫助軟件開發(fā)人員檢測(cè)軟件需求的一致性、完全性、二義性和錯(cuò)誤等。

需求建模方法的要素有以下兩方面。

（1）提供描述手段

需求建模方法應(yīng)該規(guī)定描述模型的手段，包括要記錄什么內(nèi)容及用什么符號(hào)來表達(dá)。在目前的需求建模方法中，主要使用自然語言、圖形符號(hào)和形式語言作為需求模型的描述手段。

（2）提供基本步驟

需求建模方法需要規(guī)定基本的實(shí)施步驟，確定每一步的目的，要產(chǎn)生什么樣的結(jié)果，每步中要注意哪些概念以及完成該步工作需要掌握哪些必要的信息和哪些輔助性的工作等。

根據(jù)需求建模方法關(guān)注重點(diǎn)的差異，業(yè)界主要將需求建模方法分為兩大類：面向過程的需求建模方法和面向?qū)ο蟮男枨蠼７椒ā?/p>

2.1 面向過程的需求建模方法

面向過程的需求建模通常是采用結(jié)構(gòu)化的分析方法（SA）。SA方法是由美國(guó)Yourdon公司和密歇根大學(xué)在開發(fā)ISDOS工具系統(tǒng)時(shí)提出的，是20世紀(jì)70年代中期以來比較流行和普及的需求分析技術(shù)之一。SA方法主要用于數(shù)據(jù)處理，用于分析系統(tǒng)的功能，是一種直接根據(jù)數(shù)據(jù)流劃分功能層次的分析方法。

SA方法描述手段由以下3部分組成。

·一套分層的數(shù)據(jù)流圖，主要說明系統(tǒng)由哪些部分組成以及各部分之間的聯(lián)系。

·一本詞典，對(duì)數(shù)據(jù)流圖中出現(xiàn)的每個(gè)元素提供詳細(xì)的說明。

·其他補(bǔ)充材料：具體的補(bǔ)充和修改文檔的說明。

為簡(jiǎn)單起見，將現(xiàn)實(shí)中已存在的人工系統(tǒng)稱為當(dāng)前系統(tǒng)，把待開發(fā)的軟件系統(tǒng)稱為目標(biāo)系統(tǒng)。SA方法的分析步驟如下。

·理解和分析當(dāng)前的現(xiàn)實(shí)環(huán)境，以獲得當(dāng)前系統(tǒng)的具體模型。具體模型必須忠實(shí)地反映當(dāng)前系統(tǒng)的實(shí)際情況。

·建立當(dāng)前系統(tǒng)的邏輯模型，從系統(tǒng)的具體模型中抽象出當(dāng)前系統(tǒng)的邏輯模型，當(dāng)前系統(tǒng)的邏輯模型應(yīng)反映當(dāng)前系統(tǒng)必須滿足的性質(zhì)，即當(dāng)前系統(tǒng)“做什么”。此步的作用在于除去具體模型中非本質(zhì)因素或一些具體因素。

·建立目標(biāo)系統(tǒng)的邏輯模型。此步的主要工作是分析目標(biāo)系統(tǒng)與當(dāng)前系統(tǒng)在邏輯模型的差別，并建立目標(biāo)系統(tǒng)的邏輯模型。

·進(jìn)一步完善目標(biāo)系統(tǒng)的邏輯模型，包括對(duì)尚未說明的處理細(xì)節(jié)的完善，如：出錯(cuò)處理、系統(tǒng)的啟動(dòng)和結(jié)束方式；某些需要的輸入輸出格式或用戶界面的說明；增加性能需求和其他的一些約束限制等。

2.2 面向?qū)ο笮枨蠼７椒?/h3>

面向?qū)ο笮枨蠼７椒ㄊ敲嫦驅(qū)ο蟮拈_發(fā)方法在需求建模過程中的一種應(yīng)用，它屬于軟件工程的范疇。面向?qū)ο蟮男枨蠼７椒ㄖ饕校篛MT方法、Booch方法、OOSE方法、UM（unified method）方法等。

面向?qū)ο蟮男枨蠼７椒ㄖ饕褂靡恍┟枋瞿Ｐ偷膱D形工具來進(jìn)行建模。在市場(chǎng)上已有一些公司，如Rationa1、Cayenne、Platinum等開始提供商品化的建模工具，即通常所謂的Case工具，使得建模過程實(shí)現(xiàn)了一定的自動(dòng)化和標(biāo)準(zhǔn)化，并逐步走向?qū)嵱谩?/p>

面向?qū)ο笮枨蠼７椒ǖ慕２襟E如下介紹。

（1）建立對(duì)象模型

建立對(duì)象模型是在分析獲得的所有需求信息的基礎(chǔ)上，首先確定對(duì)象和類以及它們之間的靜態(tài)關(guān)聯(lián)。然后給類和關(guān)聯(lián)增添屬性，并利用類和對(duì)象的繼承關(guān)系等，對(duì)初步建立的對(duì)象模型進(jìn)行修改和完善。建立對(duì)象模型主要包括分析需求信息、確定類與對(duì)象、確定實(shí)體間靜態(tài)關(guān)系、劃分主題、確定屬性、簡(jiǎn)化對(duì)象模型等6個(gè)環(huán)節(jié)。對(duì)象模型的建立過程是一個(gè)反復(fù)修改、逐漸完善的過程。在建立起對(duì)象模型后，有必要對(duì)該模型進(jìn)行修改，以使對(duì)象模型更加簡(jiǎn)單和清晰。

（2）構(gòu)建動(dòng)態(tài)模型

動(dòng)態(tài)模型用于表達(dá)類或?qū)ο箝g所發(fā)生的動(dòng)態(tài)時(shí)序關(guān)系。構(gòu)建動(dòng)態(tài)模型主要包括編寫場(chǎng)景、設(shè)計(jì)用戶界面、建立序列圖、構(gòu)建動(dòng)態(tài)模型等4個(gè)環(huán)節(jié)。

（3）構(gòu)建功能模型

功能模型主要表達(dá)系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)流的傳遞和處理的過程。

（4）定義類和對(duì)象中的操作

確定類和對(duì)象中的操作主要取決于該類和對(duì)象在問題中的實(shí)際作用。

2.3 需求建模方法分析

從關(guān)注重點(diǎn)和建模要點(diǎn)兩方面進(jìn)行分析，面向過程的需求建模方法和面向?qū)ο蟮男枨蠼７椒ǖ牟町愐姳?。

3 需求建模的應(yīng)用探討

根據(jù)上面對(duì)需求建模方法的分析，在實(shí)際工作中，需要選取適當(dāng)?shù)男枨蠼７椒?，按需要的樣式?duì)系統(tǒng)進(jìn)行可視化，給出一個(gè)指導(dǎo)系統(tǒng)構(gòu)造的模板以及將建模的內(nèi)容進(jìn)行文檔化。

在需求建模的實(shí)際應(yīng)用中，提取了關(guān)鍵的幾個(gè)建模環(huán)節(jié)進(jìn)行分析。這些環(huán)節(jié)主要有以下兩個(gè)。

·業(yè)務(wù)建模:業(yè)務(wù)主題域分析、上下文關(guān)系分析、業(yè)

務(wù)流程建模等。

·系統(tǒng)建模：系統(tǒng)用例建模、界面建模等。

下面對(duì)需求建模的幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行舉例說明。

3.1 業(yè)務(wù)建模

業(yè)務(wù)建模的第一步是對(duì)目標(biāo)系統(tǒng)的主題域進(jìn)行分析。TMF(電信管理論壇)所提出的eTOM（擴(kuò)展的電信運(yùn)營(yíng)模型）中，對(duì)主題域進(jìn)行了劃分，如圖1所示。

表1 兩種需求建模方法的比較

根據(jù)中國(guó)電信提出的CTG-MBOSS體系，其功能和系統(tǒng)架構(gòu)由管理支撐系統(tǒng)（MSS）、業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)（BSS）、運(yùn)營(yíng)支撐系統(tǒng)（OSS）和企業(yè)數(shù)據(jù)模型（EDA）等部分構(gòu)成。其中,業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)主要包含CRM和計(jì)費(fèi)兩大核心主題功能域。在中國(guó)電信的CTG-MBOSS規(guī)范中明確了CRM系統(tǒng)在eTOM中的定位，即CRM系統(tǒng)包含eTOM模型中的下列模塊；

·客戶關(guān)系管理中的運(yùn)營(yíng)支持與就緒、服務(wù)開通與服務(wù)保障和部分的服務(wù)計(jì)費(fèi)功能(收費(fèi)前端)；

·供應(yīng)商/合作伙伴關(guān)系管理中的運(yùn)營(yíng)支持與就緒、服務(wù)開通和服務(wù)保障部分；

·營(yíng)銷與提供管理中產(chǎn)品生命周期管理部分。

確定了CRM主題域之后，就可以確定CRM系統(tǒng)的上下文關(guān)系，劃分出CRM系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的功能邊界，確定CRM系統(tǒng)和其他系統(tǒng)的交互關(guān)系，進(jìn)而設(shè)計(jì)CRM系統(tǒng)和其他系統(tǒng)之間的接口方案。

對(duì)關(guān)鍵業(yè)務(wù)進(jìn)行業(yè)務(wù)流程建模，是業(yè)務(wù)建模的重要環(huán)節(jié)之一。下面以固定電話類產(chǎn)品的新裝業(yè)務(wù)為例，采用UML序列圖建模工具，建立固定電話新裝業(yè)務(wù)的流程，如圖2所示。

3.2 系統(tǒng)建模

系統(tǒng)建模主要包括界面建模和系統(tǒng)用例建模。界面建模主要是對(duì)信息在界面表達(dá)方式以及系統(tǒng)與用戶交互方式的建模。界面建模對(duì)于用戶及開發(fā)團(tuán)隊(duì)來講更直觀、更容易理解。業(yè)界有很多專用工具可以用來進(jìn)行界面建模 ， 如Balsamiq mockups、Pencil project、Axure RP pro、DENIM等。

系統(tǒng)用例建模主要包括系統(tǒng)用例以及用例描述。系統(tǒng)用例建模是根據(jù)業(yè)務(wù)用例建模結(jié)果，分離出與系統(tǒng)相關(guān)的業(yè)務(wù)角色，即系統(tǒng)角色。對(duì)系統(tǒng)角色與其所使用的功能進(jìn)行關(guān)聯(lián)，就可以得出系統(tǒng)用例模型。在用例模型的基礎(chǔ)上，對(duì)每個(gè)系統(tǒng)用例進(jìn)行詳細(xì)的用例描述。下面針對(duì)固定電話新裝業(yè)務(wù)流程，完成系統(tǒng)用例建模，用例描述見表2。

4 結(jié)束語

本文通過對(duì)業(yè)界兩種主流需求建模方法的分析，根據(jù)電信支撐系統(tǒng)的特點(diǎn)，提取了適合于在電信支撐系統(tǒng)中進(jìn)行需求建模的關(guān)鍵要素，并給出了在電信支撐系統(tǒng)中進(jìn)行需求建模的具體步驟，并列舉了實(shí)際需求分析工作中的應(yīng)用范例。通過需求建模方法在支撐系統(tǒng)需求分析中的廣泛應(yīng)用，提升了支撐系統(tǒng)的需求分析水平，為系統(tǒng)的快速開發(fā)提供了指導(dǎo)意義。

表2 系統(tǒng)用例描述模板

1毋國(guó)慶，梁正平，袁夢(mèng)霆，等.軟件需求工程.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2008

2（美）Alistair Cockburn.王雷，張莉譯.編寫有效用例.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002

3（美）Philippe Kruchten著.Rational統(tǒng)一過程引論.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002

4中國(guó)電信CTG-MBOSS系列規(guī)范集

5 Business process framework(eTOM)Release 8.0,http://www.tmforum.org