了得網計算機/網絡_軟件需求工程

內容簡介

本書全面和繫統地介紹了軟件需求工程的基本概念和原理，以及開發和管理軟件需求的方法和技術。此外，本書也介紹了軟件需求工程中的一些新方法和技術，並結合了許多典型實例。本書可作為本科生高年級和研究生的教材，也可供從事軟件開發工作和研究的專業人員參考和自學。

作者簡介

梁正平深圳大學計算機與軟件學院副教授，CCF軟件工程專委會委員。畢業於武漢大學計算機學院軟件與理論專業，獲工學博士學位。主持和參加國家863計劃、國家自然科學基金、廣東省自然科學基金等科研項目十餘項，並完成各類產學研合作項目多項。主要研究興趣包括軟件工程、形式化方法與技術、計算智能及應用等。

毋國慶武漢大學計算機學院教授、博士生導師。主要從事軟件形式化理論、軟件開發方法和技術、需求工程和可信軟件等方面的研究。多年來，除承擔本科和研究生教學工作外，科研方面曾參加“銀河-Ⅰ”巨型計算機操作繫統的研制工作，並承擔和主持國家863計劃、國家自然科學基金等多個項目，以及其他一些軟件開發項目。在國內外學術期刊及國際學術會議上發表了多篇論文和研究報告。

前言
教學建議
第1章需求工程概述
11需求工程的重要性
12什麼是軟件需求
13軟件需求的分類
14需求規格說明
15需求工程定義
16其他一些基本概念
第2章軟件工程與需求工程
21軟件工程
22軟件開發過程模型
221瀑布式模型
222快速原型模型前言
教學建議
第1章需求工程概述
11需求工程的重要性
12什麼是軟件需求
13軟件需求的分類
14需求規格說明
15需求工程定義
16其他一些基本概念
第2章軟件工程與需求工程
21軟件工程
22軟件開發過程模型
221瀑布式模型
222快速原型模型
223漸增式模型
224螺旋式模型
225敏捷模型
226基於組件的模型
23需求工程在軟件開發中的地位
231需求工程對軟件開發的影響
232需求工程面臨的困難
24軟件需求的開發和管理過程
第3章需求獲取
31確定需求開發計劃
32確定項目的目標和範圍
33確定調查對像
34實地收集需求信息
341實地收集需求信息面臨的困難
342實地調查的步驟
343實地收集需求信息的方式
344需求信息的分類
35確定非功能需求
36在收集需求信息中應注意的問題
37使用場景技術的需求獲取
371場景的定義及構成
372場景的表示
373場景的種類
374場景技術的特點
38基於用例的需求獲取
第4章需求分析
41建立繫統關聯圖
42分析需求的可行性
43構建用戶接口原型
44確定需求的優先級
45需求建模
46建立數據詞典
第5章需求建模方法與技術
51什麼是模型
52軟件工程中的模型
53結構化的需求建模方法
531SA方法的基本思想
532SA方法的描述手段
533示例說明
534SA方法的分析步驟
54面向對像的需求建模方法
541面向對像方法中的一些基本概念
542面向對像的需求分析
543OMT方法的圖形描述工具
544基於OMT方法的需求建模步驟
55基於圖形的需求建模技術
551UML概述
552用例圖
553活動圖
554協作圖
555實體關聯圖
第6章需求定義
61需求規格說明的作用
62需求規格說明的特性
63需求規格說明的結構和內容
64需求規格說明文檔的編寫要求
65需求規格說明的描述語言
第7章需求的形式化描述
71形式化規格說明及其方法
72形式化規格說明與軟件開發
73基於公理或推理規則的形式化規格說明
74基於代數的形式化規格說明…
75形式描述語言Z
751Z簡介
752Z的數學符號
753Z中的圖表
754Z規約的示例
76形式描述語言LOTOS
761LOTOS簡介
762LOTOS的數據描述語言
763LOTOS的進程
764LOTOS規約的示例
77B方法
771B方法簡介
772B方法中的數學符號
773B方法中的抽像機
774B規約的示例
第8章需求驗證
81需求驗證的目的和任務
82需求驗證的內容和方法
83需求評審
831審查人員的確定和分工
832正式的審查過程
833審查的內容
834需求評審面臨的困難
84需求測試
85編制用戶使用手冊草案
86解釋需求模型
87需求可視化
第9章需求管理
91需求變更控制
92需求規格說明文檔的版本控制
93需求變更狀態的跟蹤
94需求跟蹤
941可跟蹤信息分類
942需求跟蹤技術
第10章面向軟件行為和視點的需求建模與檢測方法
101基本原理
1011基本概念
1012基本步驟
102視點表示模型和視點管理
1021視點表示模型
1022劃分問題域和標識視點的具體步驟
1023視點管理
103需求模型的具體構建方法
1031行為描述語言
1032行為描述語言的動態語義
1033構建行為模型的具體過程
1034實例說明
1035圖形化輸入
1036異類視點需求模型的轉換實現
104需求模型的檢測方法
1041檢測內容
1042檢測過程
1043檢測過程中各檢測方法的具體實現
105基於行為模型的需求可視化
106需求建模方法的特點
107進一步的研究
1071方法的實現
1072有待研究的問題
第11章面向問題域的需求分析方法
111問題域
112問題域的劃分
113問題框架
114問題框架的類型
115PDOA方法的分析步驟
1151問題及問題域的界定與描述
1152基於問題框架的問題域劃分
116問題框架實例間的關繫及其組合
1161問題框架實例間的關繫
1162問題框架實例的組合…
第12章面向多視點的需求工程
121什麼是視點
122多視點與需求工程
123多視點需求工程的過程模型…
1231視點的標識
1232視點的表示
1233視點的分析
1234視點的集成
124示例
第13章需求工程與軟件開發管理…
131需求與估算
132需求與項目進度安排
133

前言

隨著計算機應用的不斷發展和深入，人們需要收集和處理的信息規模急劇增大，其中計算機軟件在信息收集和處理中起著至關重要的作用。一方面，由於軟件已成為信息基礎設施，其日益成為人們生活中的一部分，如電子政府、電子商務和手機等，又由於軟件具備密集型特點，人們也日益依賴它。另一方面，一些高尖端的技術領域，如航空航天、國防軍事等領域，對軟件的質量提出了很高的要求。然而，軟件的開發狀況和質量遠未達到人們的期望和要求，例如，大部分軟件產品不能在預期計劃和預算經費內完成，軟件的質量低下等。軟件質量所導致的軟件故障和失效，常常對人們的工作和生活帶來諸多不便，甚至造成重大損失。雖然產生上述問題的原因有很多，但軟件需求問題可以說是其中的一個原因。許多人經過研究發現，當軟件開發項目失敗時，軟件需求問題通常正是核心問題。因此，在軟件開發過程中，必須極早、有效地發現和解決與軟件需求相關的問題。隨著計算機應用的不斷發展和深入，人們需要收集和處理的信息規模急劇增大，其中計算機軟件在信息收集和處理中起著至關重要的作用。一方面，由於軟件已成為信息基礎設施，其日益成為人們生活中的一部分，如電子政府、電子商務和手機等，又由於軟件具備密集型特點，人們也日益依賴它。另一方面，一些高尖端的技術領域，如航空航天、國防軍事等領域，對軟件的質量提出了很高的要求。然而，軟件的開發狀況和質量遠未達到人們的期望和要求，例如，大部分軟件產品不能在預期計劃和預算經費內完成，軟件的質量低下等。軟件質量所導致的軟件故障和失效，常常對人們的工作和生活帶來諸多不便，甚至造成重大損失。雖然產生上述問題的原因有很多，但軟件需求問題可以說是其中的一個原因。許多人經過研究發現，當軟件開發項目失敗時，軟件需求問題通常正是核心問題。因此，在軟件開發過程中，必須極早、有效地發現和解決與軟件需求相關的問題。
在很長一段時間裡，人們並沒有充分認識到軟件需求的作用，軟件工程界也一直沒有將需求工程作為一個獨立的部分進行深入的分析和研究。直到20世紀90年代中期，隨著軟件繫統開發中出現諸多問題，人們纔逐漸認識到軟件需求在整個軟件開發中的重要性。一繫列關於軟件需求的重要學術會議經過廣泛深入的研究和討論，纔正式將需求工程作為一門獨立的子學科。需求工程是指應用工程化的方法、技術和規格來開發與管理軟件的需求。需求工程的目標就是要獲取高質量的軟件需求。與軟件工程中傳統的需求分析概念相比，需求工程突出了工程化的原則，強調以繫統化、條理化和可重用的方法及技術進行與軟件需求相關的活動，從而提高所有與軟件需求相關的活動及其過程的可管理性，降低需求開發和管理的難度及成本。
本書共分為13章。第1章概要地介紹需求工程的歷史背景、基本原理和一些基本概念。第2章介紹幾種軟件的開發過程模型、需求工程在軟件工程和軟件開發中的重要地位以及軟件需求的開發和管理過程。第3～9章按需求工程中開發和管理過程的順序介紹各個階段的任務、步驟、方法和技術。其中，由於在需求工程中形式化理論的研究是相當重要的內容，因此第7章重點介紹在需求分析和需求定義中使用的一些基本理論和形式化描述方法。第10～12章主要討論需求工程中近些年研究出來的理論和方法，如面向軟件行為和視點的需求建模與檢測方法、面向問題域的需求分析方法以及面向多視點的需求工程。這些理論和方法促進了需求工程的研究和發展。後，第13章概要地介紹需求工程與軟件管理的關繫，以及如何根據需求安排開發進度和估算工作量。
鋻於需求工程在軟件開發中的重要地位，軟件開發人員有必要學習和了解需求工程的有關知識。目前，國外有關需求工程的教材和專業書籍已有很多，我國也出版了一些需求工程的翻譯書籍。這些都是為了提高人們對需求工程重要性的認識，以及更進一步推動有關需求工程的理論、方法和技術的研究及實踐。本書根據武漢大學軟件學院所開設的需求工程課程的講義和學生的建議，以及一些相關的資料編寫而成。在編寫過程中，本書也參考了國內出版的一些教材和翻譯書籍，在此謹向這些書的作譯者表示衷心的感謝。我們希望本書對從事軟件開發的專業人士和計算機專業的學生有所幫助，並使他們獲得一些有益的知識。
本書適合作為計算機專業高年級本科生和研究生的教材，也可供具有一定實踐經驗的軟件開發人員和計算機用戶等參考和自學。不過，本書中的部分內容是關於形式化理論和新方法方面的介紹，需要較好的理論基礎和參考其他方面的資料，故建議在教學中根據學生的具體情況有選擇地講授本書的內容，如可在講授中跳過第7章和第10章等。此外，需求工程是一門實踐性較強的課程，雖然本書沒有給出習題和思考題，但講授需求工程課程的老師可根據本書的內容設置一些習題和思考題，讀者也可在本書的基礎上結合軟件開發中的一些具體實例進行實驗和實踐。
本書得到了深圳大學的教材出版資助。在本書的寫作過程中，除封面署名外，劉小麗、張帆、萬黎、陳曙、吳懷廣和黃勃等人也參與了部分工作，本書還得到了機械工業出版社華章公司的溫莉芳副總經理和遊靜編輯的大力支持，借此表示衷心的感謝。由於編者的水平有限，書中難免出現錯漏，敬請讀者批評指正。

編者
2020年10月

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