大型軟件項(xiàng)目中的需求管理及控制

徐 龍

(重慶市公安局交通管理局科研所，重慶 400074)

1 論文概述

本文通過(guò)作者多年從事大型軟件項(xiàng)目管理的經(jīng)驗(yàn)，從甲方的角度定義和論述大型軟件在需求過(guò)程中的一些過(guò)程及規(guī)范，并通過(guò)規(guī)范需求過(guò)程的步驟及方法來(lái)達(dá)到縮短開(kāi)發(fā)周期、降低軟件開(kāi)發(fā)成本和提高軟件質(zhì)量的目的，并且通過(guò)需求分析工作，定義分析方法把《用戶(hù)需求》轉(zhuǎn)化為《軟件需求》，同時(shí)利用科學(xué)的方法評(píng)審需求的正確性，避免需求的隨意性，在項(xiàng)目初期即獲得需求雙方的承諾；控制需求的變更，并確保軟件系統(tǒng)項(xiàng)目工作產(chǎn)品與需求的一致性.

2 術(shù)語(yǔ)解釋

軟件需求:在IEEE軟件工程標(biāo)準(zhǔn)詞匯表(1997年)中定義軟件需求為:(1)用戶(hù)解決問(wèn)題或達(dá)到目標(biāo)所需的條件或能力.(2)系統(tǒng)或系統(tǒng)部件要滿(mǎn)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能力.(3)一種反映上面(1)或(2)所描述的條件或權(quán)能的文檔說(shuō)明.通俗地講，“需求”就是用戶(hù)的需要，它包括用戶(hù)要解決的問(wèn)題、達(dá)到的目標(biāo)以及實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)所需要的條件，它是一個(gè)程序或系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工作的說(shuō)明，表現(xiàn)形式一般為文檔形式.

用例:是在系統(tǒng)中執(zhí)行的一系列動(dòng)作，這些動(dòng)作將生成對(duì)特定參與者可見(jiàn)的價(jià)值結(jié)果，一個(gè)用例定義了一組用例實(shí)例.

需求分析:是指在需求開(kāi)發(fā)過(guò)程中，對(duì)所獲取的需求信息進(jìn)行分析，及時(shí)排除錯(cuò)誤和彌補(bǔ)不足，確保需求文檔正確地反映用戶(hù)的真實(shí)意圖.需求分析的關(guān)鍵就是對(duì)問(wèn)題域的研究與理解.為了便于理解問(wèn)題域，現(xiàn)代軟件工程方法所推薦的做法就是對(duì)問(wèn)題域進(jìn)行抽象，將其分解為若干基本元素，然后對(duì)元素之間的關(guān)系進(jìn)行建模.

3 需求過(guò)程參與人員角色及職責(zé)

在大型軟件項(xiàng)目中的需求過(guò)程中，明確角色及職責(zé)，界定在需求過(guò)程中各角色人員的具體工作和范圍是非常重要的，根據(jù)作者本人所在單位的軟件建設(shè)過(guò)程和系統(tǒng)特點(diǎn)，在軟件需求過(guò)程中按照單位的職責(zé)劃分分為如下角色及職責(zé):

項(xiàng)目總負(fù)責(zé)人:負(fù)責(zé)項(xiàng)目的需求評(píng)審及確認(rèn)，并擔(dān)任需求評(píng)審小組的組長(zhǎng)；

項(xiàng)目經(jīng)理:負(fù)責(zé)組織單位各部門(mén)配合項(xiàng)目進(jìn)行需求調(diào)研，并對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行需求分析和管理工作；

需求分析師:負(fù)責(zé)需求的獲取，分析以及定義

評(píng)審小組:接受需求評(píng)審申請(qǐng)，組織進(jìn)行需求的評(píng)審CM工程師:負(fù)責(zé)需求基線(xiàn)變更的維護(hù).

4 需求開(kāi)發(fā)與管理流程

大型軟件項(xiàng)目的需求管理階段的主要活動(dòng)包括:需求確認(rèn)，需求變更和需求跟蹤控制三大部分，下面作者結(jié)合本單位軟件項(xiàng)目需求管理及控制階段，詳細(xì)的論述需求獲取、變更和控制這三大部分理論與實(shí)際的結(jié)合應(yīng)用.

圖1 需求開(kāi)發(fā)與管理過(guò)程活動(dòng)示意圖

4.1 需求獲取

作為甲方的項(xiàng)目管理人員必須做好需求獲取前的計(jì)劃審核及協(xié)調(diào)工作，良好的開(kāi)端是項(xiàng)目成功的基礎(chǔ)，編制需求計(jì)劃具有以下幾個(gè)要素.

1)明確需要獲取的信息是什么(What)

2)明確需要獲取信息來(lái)自于什么地方(Where)

3)明確獲取需求的方法(How)

需求獲取的方法主要有以下幾種，各有利弊.

A.調(diào)查問(wèn)卷

需求獲取方根據(jù)對(duì)甲方業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)情況和具體工作情況的學(xué)習(xí)結(jié)合實(shí)際情況設(shè)計(jì)需求問(wèn)題形成調(diào)查問(wèn)卷，然后下發(fā)到具體的被調(diào)研人員手中，填寫(xiě)答案來(lái)進(jìn)行需求獲取.

B.訪(fǎng)談

訪(fǎng)談分為兩種形式，問(wèn)題列表訪(fǎng)談，即有提前準(zhǔn)備好訪(fǎng)談的問(wèn)題，有問(wèn)有答式的進(jìn)行訪(fǎng)談，并記錄好訪(fǎng)談結(jié)果，形成訪(fǎng)談問(wèn)答式的訪(fǎng)談?dòng)涗?提綱開(kāi)放式訪(fǎng)談，即準(zhǔn)備一個(gè)大致的訪(fǎng)談提綱和粗略的方向，根據(jù)被訪(fǎng)談人的具體情況進(jìn)行調(diào)整.但是在實(shí)際的情況中，往往是這兩種訪(fǎng)談模式相結(jié)合才能更加靈活、有效地進(jìn)行需求的有效訪(fǎng)談.

C.現(xiàn)場(chǎng)觀(guān)摩工作流程，觀(guān)察實(shí)際操作

對(duì)于一些較為復(fù)雜的流程和操作，是比較難以用語(yǔ)言和文字進(jìn)行表達(dá)的，可以有針對(duì)性的采用到系統(tǒng)預(yù)期使用者及管理者的工作現(xiàn)場(chǎng)，一邊觀(guān)察，一邊聽(tīng)其講解，從而更直觀(guān)的了解其需求.

D.從法律法規(guī)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、業(yè)務(wù)規(guī)則中提取需求

這種方法要求需求分析師有一定的行業(yè)從業(yè)經(jīng)驗(yàn)及法律法規(guī)知識(shí)，能夠了解行業(yè)的發(fā)展動(dòng)向，可以聘請(qǐng)業(yè)務(wù)專(zhuān)家、相關(guān)法律專(zhuān)家和業(yè)務(wù)骨干對(duì)需求分析師進(jìn)行集中培訓(xùn)和講解，使之縮短提取需求時(shí)間，提高需求獲取的準(zhǔn)確性和效率.

E.文檔追溯(文檔考古)

需求獲取人員通過(guò)對(duì)甲方業(yè)務(wù)和工作中已經(jīng)歸檔的歷史文檔進(jìn)行研究，其主要的工作是對(duì)已經(jīng)歸檔的攜帶了大量真實(shí)數(shù)據(jù)的文件、表單、報(bào)告和電子文檔進(jìn)行分析，獲取需要調(diào)研的信息.

F.需求討論會(huì)

需求討論會(huì)作為需求獲取階段的重要手段，一直都是在需求的中期后期來(lái)進(jìn)行，需要在獲取到一定量的系統(tǒng)需求后，在召集甲方的關(guān)鍵業(yè)務(wù)人員和開(kāi)發(fā)方的需求分析人員、項(xiàng)目開(kāi)發(fā)人員來(lái)進(jìn)行需求討論，并最終確定.

G.原型法

需要在很短的時(shí)間內(nèi)完成的中小型軟件系統(tǒng)，針對(duì)實(shí)際情況經(jīng)常采用的是原型法(prototype)，即把系統(tǒng)主要功能、流程和數(shù)據(jù)項(xiàng)通過(guò)快速開(kāi)發(fā)制作形成可視的操作頁(yè)面展示給系統(tǒng)預(yù)期使用者，并征求預(yù)期使用者意見(jiàn)，通過(guò)可視化的界面和數(shù)據(jù)項(xiàng)快速的確定項(xiàng)目的實(shí)際需求.

4)需求獲取資料的保管

根據(jù)所采用的需求獲取方法，在需求獲取過(guò)程中將產(chǎn)生不同的記錄和原始資料，項(xiàng)目組應(yīng)將這些記錄納入開(kāi)發(fā)庫(kù)進(jìn)行配置管理.需求獲取的記錄與資料包括但不限于:用戶(hù)編寫(xiě)的原始需求文檔、用戶(hù)填寫(xiě)的需求調(diào)查表、用戶(hù)訪(fǎng)談的訪(fǎng)談紀(jì)要、需求研討會(huì)的會(huì)議紀(jì)要、相關(guān)的政策法規(guī)文件，業(yè)務(wù)規(guī)則文件以及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)文件、需求原型.

4.2 編寫(xiě)用戶(hù)需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)

需求獲取人員在通過(guò)需求獲取的各種方法獲取的項(xiàng)目需求進(jìn)行整理、分析和記錄，結(jié)合實(shí)際情況編寫(xiě)《用戶(hù)需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)》，《用戶(hù)需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)》作為開(kāi)發(fā)方與甲方的溝通性文檔，需要具有以下特性:編寫(xiě)語(yǔ)言必須采用通俗易懂的語(yǔ)言；術(shù)語(yǔ)性字眼必須加以解釋?zhuān)唤Y(jié)構(gòu)清晰，條理清楚，主次分明；需進(jìn)行廣泛的意見(jiàn)征集.

主要內(nèi)容應(yīng)該包括但不局限于:系統(tǒng)總體介紹(背景、用途、用戶(hù)群和系統(tǒng)特征)；系統(tǒng)應(yīng)遵循的業(yè)務(wù)規(guī)范和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；業(yè)務(wù)流程；產(chǎn)品的功能性需求；產(chǎn)品的非功能性需求.

建議針對(duì)工作量小于5人月的小型項(xiàng)目、使用了原型法獲取需求的項(xiàng)目、沒(méi)有明確的目標(biāo)使用者的項(xiàng)目、直接引用預(yù)期使用者提供的需求說(shuō)明書(shū)的項(xiàng)目，可以不用編制《用戶(hù)需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)》.

4.3 需求分析

在需求獲取后，對(duì)獲取到的業(yè)務(wù)資料、訪(fǎng)談?dòng)涗?、意?jiàn)匯總表和各討論會(huì)會(huì)議紀(jì)要進(jìn)行整理和分析，并由甲乙雙方的骨干人員進(jìn)行需求分析工作，對(duì)其分散獲取的各項(xiàng)具體建立邏輯關(guān)系，明確軟件類(lèi)的需求，并對(duì)其進(jìn)行分類(lèi)，確定其需求的優(yōu)先級(jí)和重要程度等.

主要的需求分析方法如下:

1)結(jié)構(gòu)化分析方法

結(jié)構(gòu)化分析方法的主要特點(diǎn)是“自頂向下、逐層分解”，利用圖形、表格等描述方式表達(dá)需求，對(duì)需求問(wèn)題進(jìn)行分析，具體采用的工具有:Data Flow Diagram、Data Dictionary、E-R圖、判定表和判定樹(shù)、結(jié)構(gòu)化語(yǔ)言.

結(jié)構(gòu)化分析方法從總體上看是一種強(qiáng)烈依賴(lài)數(shù)據(jù)流圖的自上而下的建模方法，在具體的項(xiàng)目中，結(jié)構(gòu)化分析方法的具體操作方式如下:

A.建立系統(tǒng)的物理模型；B.建立系統(tǒng)的邏輯模型；C.劃清人機(jī)界限

2)基于用例的分析方法

基于用例的分析方法，主要是成熟度高，規(guī)模大和分工明確的開(kāi)發(fā)公司進(jìn)行采用，針對(duì)大型的軟件項(xiàng)目，開(kāi)發(fā)方會(huì)根據(jù)獲取的需求來(lái)形成可視化的程序?qū)嵗M出系統(tǒng)的各項(xiàng)功能、使用流程和數(shù)據(jù)項(xiàng)，建立可供需求分析的用例模型.

使用用例分析方法時(shí)可遵循以下步驟:

A.界定系統(tǒng)使用者；B.分析整理需求形成用例；C.形成用例圖；D.對(duì)用例進(jìn)行詳細(xì)描述.

4.4 需求定義

需求獲取、分析完成后，項(xiàng)目組需要做的就是進(jìn)行需求定義，需求定義主要是根據(jù)需求獲取和分析的結(jié)果，定義軟件需求，形成《軟件需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)》.

1)定義需求優(yōu)先級(jí)

需求定義首先需要確認(rèn)的是定義需求的優(yōu)先級(jí)，在需求分析完成后，需要對(duì)需求的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行分析和定義，并預(yù)先制定優(yōu)先級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，在作者參與的項(xiàng)目中，需求優(yōu)先級(jí)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如下:

2)編寫(xiě)《軟件需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)》

需求分析師在組織甲乙雙方的項(xiàng)目骨干人員進(jìn)行需求分析過(guò)程后形成《軟件需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)》(其中包含《產(chǎn)品功能列表》).編寫(xiě)需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)應(yīng)遵循以下規(guī)則，確保需求的完整性、確保需求的一致性、確保需求的正確性、確保需求無(wú)二義性、確保需求易于追溯、確保需求的可測(cè)試性、確保需求的可行性.

4.5 需求確認(rèn)

《軟件需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)》編寫(xiě)完成后，需要項(xiàng)目的甲乙雙方的項(xiàng)目骨干人員及外部的業(yè)務(wù)專(zhuān)家共同進(jìn)行需求確認(rèn)，對(duì)《軟件需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)》進(jìn)行評(píng)審.需求確認(rèn)是需求階段最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，但是往往又被項(xiàng)目的建設(shè)方所忽視，做好需求的確認(rèn)工作對(duì)整個(gè)項(xiàng)目的后續(xù)開(kāi)發(fā)和順利進(jìn)行都覺(jué)有非常重大的意義，需求確認(rèn)的主要工作如下:

1)需求評(píng)審

需求評(píng)審即對(duì)前面產(chǎn)生的《用戶(hù)需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)和》、《軟件需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)》進(jìn)行評(píng)審，召開(kāi)技術(shù)評(píng)審會(huì)議，組建評(píng)審小組，召集項(xiàng)目干系人、業(yè)務(wù)專(zhuān)家和外部技術(shù)專(zhuān)家進(jìn)行討論，并對(duì)評(píng)審意見(jiàn)和結(jié)果進(jìn)行記錄，把評(píng)審意見(jiàn)和結(jié)果性的東西合并到文檔中，需指定嚴(yán)格的評(píng)審規(guī)范和流程.

大型的軟件項(xiàng)目也可采用分段評(píng)審的方式來(lái)進(jìn)行需求評(píng)審，即針對(duì)性的邀請(qǐng)專(zhuān)家、業(yè)務(wù)骨干和系統(tǒng)預(yù)期使用者參加進(jìn)行小規(guī)模的評(píng)審，降低需求返工的風(fēng)險(xiǎn)，縮短需求評(píng)審的周期和事件，提高需求評(píng)審質(zhì)量.

2)需求承諾

需求承諾作為需求確認(rèn)的手段，開(kāi)發(fā)方項(xiàng)目經(jīng)理把評(píng)審?fù)ㄟ^(guò)的《軟件需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)》提交給甲方進(jìn)行確認(rèn)，主要包含以下確認(rèn)方式:

直接簽字:由甲方在《軟件需求確認(rèn)書(shū)》上直接簽字或蓋章確認(rèn)，附件為《軟件需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)》.

郵件方式:由項(xiàng)目經(jīng)理將《軟件需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)》與評(píng)審報(bào)告通過(guò)郵件發(fā)送給接收方，并明確確認(rèn)通過(guò)的準(zhǔn)則.

發(fā)送會(huì)議紀(jì)要函:如果甲方參加了評(píng)審會(huì)議并在會(huì)上達(dá)成了共識(shí)，則可以通過(guò)編制會(huì)議紀(jì)要，在紀(jì)要中寫(xiě)明參加評(píng)審的人員、評(píng)審的結(jié)論等，并讓甲方簽字蓋章確認(rèn).

不過(guò)作者根據(jù)多年的項(xiàng)目管理經(jīng)驗(yàn)，強(qiáng)烈建議采用直接簽字的方法進(jìn)行需求承諾確認(rèn).

3)建立需求基線(xiàn)

項(xiàng)目的《軟件需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)》經(jīng)過(guò)評(píng)審與確認(rèn)后，應(yīng)建立需求基線(xiàn)，并上傳到配置管理服務(wù)器保留版本以便后續(xù)需求變更后進(jìn)行跟蹤.

4.6 需求變更

一個(gè)大型的軟件項(xiàng)目，具有周期長(zhǎng)、功能復(fù)雜的特性，無(wú)論前期開(kāi)發(fā)方和建設(shè)方的需求多么明確，實(shí)際開(kāi)發(fā)過(guò)程中的需求變更也是不可避免的.需求變更產(chǎn)生的主要原因，作者分析如下:

(1)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中甲方的工作及業(yè)務(wù)流程發(fā)生變化；(2)前期需求獲取時(shí)發(fā)生了偏差及錯(cuò)誤；(3)使用者提出新的需求；(4)被調(diào)研者無(wú)法準(zhǔn)確描述其所需要的系統(tǒng)功能；(5)法律法規(guī)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)生變化；(6)使用范圍變化，對(duì)性能的要求重新進(jìn)行界定.

需求變更在項(xiàng)目中的標(biāo)準(zhǔn)流程如下:

(1)變更提出，變更申請(qǐng)人填寫(xiě)《需求變更申請(qǐng)單》；(2)項(xiàng)目經(jīng)理召集項(xiàng)目相關(guān)人員進(jìn)行討論，決定是否接受變更；(3)通過(guò)變更管理規(guī)范來(lái)實(shí)施變更；(4)發(fā)布新的需求基線(xiàn)；(5)通知相關(guān)的人員.

4.7 需求跟蹤

在大型的軟件項(xiàng)目中必須建立一種需求跟蹤機(jī)制，這種機(jī)制必須是雙向的，可追溯的.目前作者所接觸到的根據(jù)需求的最有效和最普遍的需求跟蹤方法是通過(guò)映射的方法建立需求跟蹤矩陣來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)需求通過(guò)評(píng)審并確認(rèn)下來(lái)之后，項(xiàng)目開(kāi)發(fā)方需根據(jù)具體的系統(tǒng)需求編制《需求跟蹤矩陣》，并指定需求負(fù)責(zé)人對(duì)需求跟蹤矩陣核查，保證需求跟蹤矩陣的正確性、完整性.隨著軟件開(kāi)發(fā)的進(jìn)行，項(xiàng)目組應(yīng)專(zhuān)門(mén)指定專(zhuān)人維護(hù)需求跟蹤矩陣，對(duì)已經(jīng)變更了的需求進(jìn)行及時(shí)更新，修改需求跟蹤矩陣各模塊的對(duì)應(yīng)關(guān)系，保證其完整性，正確性和一致性.

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