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Software requirement analysis (Software Reguirement Analysis) is to study what the user needs, fully understand the complete function of the user's software requirements, confirm the user's software functional requirements, and establish a verifiable and verifiable basic basis.
Software requirements analysis is the beginning of a project and the most important key point of project implementation. According to the analysis results of relevant institutions, more than 80% of the problems such as incompleteness and inaccuracy of our designed software products are caused by requirements analysis errors, and the fundamental functional problems caused by requirements analysis errors are particularly prominent. Therefore, the successful software requirements analysis of a project is a critical step.
First, the software requirements analysis theory
If we use mathematical methods to describe software requirements analysis, we can define an application software as S. Maybe the application software involves a wide range of functional problems. We use abstract theoretical analysis, which can be divided into various functional domains, which can be D1, D2, …Dn means, then, we can describe it with an expression as
S={D1 , D2, D3,...Dn}
However, the functional domain Di still has several problems P1, P2, P3,... Pm, and each function corresponds to a software component in the subsystem, we can Represented as
Di={P1, P2, P3,...Pm}
Similarly, the function Pj has several behaviors F1, F2, F3, ... Fk, each behavior corresponds to the implementation method in the software component
Pj={F1，F2，F3，…Fk}
A software contains a collection of all functions, and also contains all methods and algorithm descriptions to achieve all functions. Demand analysis is based on user needs, through the identification of demand problems, analysis, digestion and synthesis, formulation of specifications, review, divided into four stages, the formation of user needs and design synchronization, and the design to meet user needs and objectives.
The demand analysis method always runs through the methods and means of absorption, assimilation, and implementation, and uses commercial behavior to solve the contradiction between demand and realization, to solve the integration of user needs and commercial products, and to solve the pursuit of norms and individualization.
Second, the software requirements analysis goals
The main goals of software requirements analysis are:
1) Make a comprehensive description of the functions of the realization software, help users to judge the correctness, consistency and integrity urge users to think carefully and comprehensively about the software requirements before the software design is started;
2) Understand and describe all the information required for software implementation to provide a benchmark for software design, validation and verification;
3) Provide a basis for software management personnel to calculate software costs and prepare software development plans;
The specific content of requirements analysis can be summarized into six aspects: functional requirements of software, interface between software and hardware or other external systems, non-functional requirements of software, reverse requirements of software, limitations on software design and implementation, reading support information .
Software requirements analysis should try to provide all the information of software implementation functional requirements, so that software designers and software testers no longer need to contact the demander. This requires that the software requirements analysis content should be correct, complete, consistent and verifiable. In addition, in order to ensure the quality of software design and facilitate the adjustment and verification of software functions, the expression of software requirements is unambiguous, traceable and modifiable.
2.1. Software functional requirements
The functional requirements of the software are the most important, critical and complex part of the entire requirements analysis. It describes the specific functions that should be completed and what kind of output should be produced for all possible input data information under various possible conditions of the software. When describing software functional requirements, the following points should be noted:
1) Completeness and consistency of functional requirements
The description of the function should contain information related to the function, and should have internal consistency (ie, there is no contradiction or conflict between the various descriptions). The following points should be noted:
(1) Give various conditions to trigger the function (such as: control flow, operating state, operating mode, etc.);
（2） 定义各种可能性条件下的所有可能的输入（包括合法的输入空间和非法的输入空间）；
（3） 给出各种功能间可能的相互关系（如各个功能间的控制流、数据流、信息流，功能运行关系：顺序、重复、选择、并发、同步）；
（4） 给出功能性的主要级别（如：基本功能、可由设计者选择逐步实现的功能、可由设计者改变实现的功能等）；
（5） 尽可能不使用“待定”这样的词。所有含有待定内容的需求都不是完整的文件，如果出现待定的部分，必须进行待定部分内容说明，落实负责人员、落实实施日期。
2）功能描述的无岔意性和可追踪性
需求功能描述的无岔意性、可追踪性和规范化：
（1） 功能描述必须清晰地描述出怎样输入到怎样输出，并且输入、输出描述应对应有数据流描述、控制流描述图，这些描述必须与其它地方描述一致；
（2） 可以用语言、方程式、决策表、矩阵或图等对功能的描述。如果选用语言描述必须使用结构化的语言，描述前必须说明该步骤（或子功能）的执行是顺序，选择，重复，还是并发，然后说明步骤逻辑。整个描述必须单入单出。
（3） 描述时，每一个功能名称和参照编号必须唯一，且不要将多个功能混在一起进行描述，这样便于功能的追踪和修改。
（4） 功能描述应注意需求说明和程序设计的区别。需求设计仅仅是软件的功能设计，它给出软件运行的的外部功能描述，以及为了实现这一外部功能必须做哪些事情（采用和种数据结构，定义多个模块，接口间的接口等）是设计阶段的事情，功能描述不应涉及到那些细节问题，以避免给软件设计带来不必要的约束。
2.2、 软件与硬件或其他外部系统接口
软件与硬件或其它外部系统接口包括下述内容：
（1） 人机接口：说明输入、输出的内容、屏幕安排、格式等要求；
（2） 硬件接口：说明端口号，指令集，输入输出信号的内容与数据类型，初始化信号源，传输通道号和信号处理方式。
（3） 软件接口：说明软件的名称、助记符、规格说明、版本号和来源；
（4） 通讯接口：指定通讯接口和通讯协议等描述。
2.3、 软件的非功能性需求
软件非功能性需求是指软件性能指标，容限等功能以外的需求。一般指下述内容：
（1） 时间需求：输入、输出频率，输入、输出响应时间，各种功能恢复时间等；
（2） 处理容限、精度、采样参数的分辨率，误差处理等；
（3） 可靠性的MTBF要求，可维护性、安全性要求等。（对可能的不正常的输入给以正常响应是可靠性的重要内容，这属于功能性需求。）
2.4、 软件反向需求
软件的反向需求描述软件在那些情况下不能做什么。这一条是随软件实际要求而定。有两类情形需要采用反向需求的形式。第一种情况：某些用户需求适宜采用反向形式说明，如数据安全性要求属于这类形式。第二种情况：对一些可靠性和安全性要求较高的软件，有些必须描述软件不能做些什么。如控制点火时序，我们必须交代清楚在那些情况下不能点火，否则会造成故障。
2.5、 软件设计和实现上的限制
软件设计和实现上的限制主要指对软件设计者的限制。如软件运行环境的限制（选择计算机类型，使用配置，操作系统的限制等）、设计工具的限制（使用语言、执行的标准）和保密要求等。
2.6、 阅读支持信息
这部分内容是为了更好的帮助我们理解用户需求，也是为了使需求便于修改和追踪。其本身并不是对需求的描述，但它影响到需求分析的可读性，也属于需求分析的一个重要部分。一般目录、需求背景信息、内容索引、交叉引用表、注释等均属于这个部分的内容。
三、 软件需求分析人员组织
软件需求分析其根本性问题是理解用户功能需求，由此软件需求分析实际上是与客户间交流过程完成的目标。要求我们组织适当的参与人员进行交流活动。
需求分析是一个综合团队的工作，是在需求分析理论的指导下，对用户需要进行渐进方式逐步深化；通过不断变化方式形成具体约束；努力实现需求功能目标形成特色效果的商业化产品。需求分析是一个商业行为，完全是一个商业化操作，要求有商业、技术等结合的团队共同合作，解决需求和设计的同步，设计符合需求。
项目涉及内容，项目大小都需要我们考虑参加软件需求分析工作团退的人数，配置合理的参与人员。一般我们必须有商务活动人员，项目管理人员，设计技术人员等参加，而且要求组织人员必须明确负责范围，以及明确工作目标，保证实施的有效性。
四、 软件需求分析方法
为了保证项目的正常实施，并且能够顺利的完成，我们必须加强项目管理和重视项目分析工作。我们只有从实际出发，切切实实地把握用户需求，把握用户需求目标，把握用户将来功能界定，保证我们开发工作正确性方向。
4.1、重点监控软件需求分析办法
由于软件项目的特殊性和行业覆盖的广阔性，以及需求分析的高风险性，软件需求分析的重要性是不言而喻的，同时需求分析又的的确确难做。其原因基本是由于以下情况造成的。
4.1.1、客户说不清楚需求
有些客户对需求只有朦胧的感觉，当然说不清楚具体的需求。例如全国各地的很多部门、机构、单位在进行应用系统以及网络建设时，客户方的办公人员大多不清楚计算机网络有什么用，更缺乏IT系统建设方面的专家和知识。此时，用户就会要求软件系统分析人员替他们设想需求。工程的需求存在一定的主观性，为项目未来建设埋下了潜在的风险。
4.1.2、需求自身经常变动
根据以往的历史经验，随着客户方对信息化建设的认识和自己业务水平的提高，他们会在不同的阶段和时期对项目的需求提出新的要求和需求变更。事实上，历史上没有一个软件的需求改动少于三次的！所以必须接受“需求会变动”这个事实，在进行需求分析时要懂得防患于未然，尽可能地分析清楚哪些是稳定的需求，哪些是易变的需求，以便在进行系统设计时，将软件的核心建筑在稳定的需求上，同时留出变更空间。咨询监理方在需求分析的功能界定上担任一个中间、公平、公正的角色，所以也必须积极参与到需求分析的准备中来，以便协助客户方和承建方来界定“做什么”、“不做什么”的系统功能界限。
4．1．3、分析人员或客户理解有误
软件系统分析人员不可能都是全才，更不可能是行业方面的专家。客户表达的需求，不同的分析人员可能有不同的理解。如果分析人员理解错了，可能会导致以后的开发工作劳而无功。记得一则笑话，有个外星人间谍潜伏到地球刺探情报，它给上司写了一份报告：“主宰地球的是汽车。它们喝汽油，靠四个轮子滚动前进，嗓门极大，双眼在夜里能射出强光……有趣的是，车里住着一种叫作‘人’的寄生虫，这些寄生虫完全控制了车。”所以分析人员知识的专一性也会造成需求分析的误解和失败。这时，咨询监理公司就必须根据实际的项目需求调研计划，提醒承建方加强业务了解程度和注重沟通技巧。
4.2、有效性软件需求分析三步法
根据以往的工程经验，需求分析工作方法，应该定位在“三个阶段”（也称“三步法”）。
4.2.1、“访谈式Visitation”阶段
这一阶段是和具体用户方的领导层、业务层人员的访谈式沟通，主要目的是从宏观上把握用户的具体需求方向和趋势，了解现有的组织架构、业务流程、硬件环境、软件环境、现有的运行系统等等具体情况、客观的信息。建立起良好的沟通渠道和方式。针对具体的职能部门以及各委办局，最好能指定本次项目的接口人。
实现手段：访谈、调查表格
输出成果：调查报告、业务流程报告
4.2.2、“诱导式Inducement”阶段
这一阶段是在承建方已经了解了具体用户方的组织架构、业务流程、硬件环境、软件环境、现有的运行系统等等具体实际、客观的信息基础上，结合现有的硬件、软件实现方案，做出简单的用户流程页面，同时结合以往的项目经验对用户采用诱导式、启发式的调研方法和手段，和用户一起探讨业务流程设计的合理性、准确性、便易性、习惯性。用户可以操作简单演示的DEMO，来感受一下整个业务流程的设计合理性、准确性等等问题，及时地提出改进意见和方法。
实现手段：拜访（诱导）、原型演示
输出成果：调研分析报告、原型反馈报告、业务流程报告
4.2.3、“确认式Afirm”阶段
这一阶段是在上述两个阶段成果的基础上，进行具体的流程细化、数据项的确认阶段，这个阶段承建方必须提供原型系统和明确的业务流程报告、数据项表，并能清晰地向用户描述系统的业务流设计目标。用户方可以通过审查业务流程报告、数据项表以及操作承建方提供的DEMO系统，来提出反馈意见，并对已经可接受的报告、文档签字确认。
实现手段：拜访（回顾、确认），提交业务流程报告、数据项表；原型演示系统
输出成果：需求分析报告、数据项、业务流程报告、原型系统反馈意见（后三者可以统一归入需求分析报告中，提交用户方、监理方进行确认和存档）
整体来讲，需求分析的三个阶段是需求调研中不可忽视一个重要的部分，三个阶段或者说三步法的实施和采用，对用户和承建方都同样提供了项目成功的保证。当然在系统建设的过程中，特别在采用迭代法的开发模式时，需求分析的工作需一直进行下去，而在后期的需求改进中，工作则基本集中在后两个阶段中。
五、 软件需求分析工具
我们根据用户需求，通过反复讨论、分析，最终明确一个唯一性的用户需求，这个结果其实就是我们的软件需求分析报告。一般我们采用Word、PowerPoint、Visio、ProntPage、Excel等Office工具，同时可能采用一些开发工具，如VC或BC等，同样也会使用一些图形工具，如Potoshop、调色板等画图工具。
使用各种工具表达软件需求分析，其具体表达手段可以分为：
l 效果图描述。主要是用户UI界面的描述反映用户需求功能；
l 逻辑图描述。根据用户需求功能，使用抽象化理论，以及需求分析理论，对用户需求功能进行全面的分析，建立功能性逻辑关系图，流程逻辑关系图等；
l 关系图表描述。主要是对信息关系、数据库表格、接口函数等描述；
l 工程数学描述。分析用户需求，分析用户需求信息，运用工程数学进行算法推导，进行合理化需求分析推导；
l 甘地图描述。主要是软件项目工作安排，开发周期预估；
l 其它方法描述。保证完整性合理性的有效描述。
六、 软件需求分析评估
软件需求分析评估是为了检查我们进行软件需求分析工作，保证软件需求分析工作正确性、完整性、有效性、合理性、可确认性、可实施性，完全保证用户所需求的功能。
6.1、组织结构与责任管理
我们对组织结构与责任管理的评估主要有：参与人员任务和责任界面的明确；安排计划按时完成状况；相互间的协调能力状况。
6.2、满足用户需求的功能
我们进行需求分析的目的是完整、准确地描述用户的需求，跟踪用户需求的变化，将用户的需求准确地反映到系统的分析和设计中，并使系统的分析、设计和用户的需求保持一致。
需求分析的特点是需求的完整性、一致性和可追溯性。完整性：是准确、全面的描述用户的需求。一致性：是通过分析整理，剔除用户需求矛盾的方面，规范用户需求。可追溯性：有两个方面的含义，整理和规范的需求，其一，需要不断的和用户进一步交流，保持和用户最新的需求一致。其二，和系统分析（设计）保持一致。
因此在需求分析之前我们必须建立需求分析技术层面的基本框架，从技术上保证需求分析的要求，在此基础上我们进行的需求分析才能满足项目对需求分析的要求。
6.3、保证可实施性
我们必须以用户软件需求为依据，以求实的态度详细的、准确的、完整的编写软件需求分析，避免空想世界，空中楼阁的想法；避免无逻辑性、无核心的描述；避免无量化思维，无实际空间概念。
6.4、需求分析评价指标
主要有这么几个指标：功能性、完整性、正确性、逻辑性、表现性、合理性，可实施性等。
6.5、工作周期
评价人员投入，以及费用支出的合理性问题。正确制定工作周期，保证软件项目的顺利完成。
6.6、需求不确定更改与可确认保证
可确认需求功能是实现用户需求的基本保证，如果不可确认的、不确定更改存在，将会阻碍软件实现，或者软件设计存在着不完整性缺陷，或者存在着不可实施性问题，我们必须区分是功能性障碍问题，还是未来性问题。如果不能够明确是未来性问题，则必须调整功能需求，化解不确定更改的问题。因此，判断不确定性更改是一个非常重要的问题