信息系統(tǒng)可生存性與需求分析的關(guān)系探析

羅京生

摘 要：信息系統(tǒng)可生存性指在面對攻擊、錯(cuò)誤或意外事件時(shí)，能夠保持基本的功能、提供基本服務(wù)。需求分析是信息系統(tǒng)建設(shè)項(xiàng)目中產(chǎn)品說明書的基礎(chǔ)，也是信息系統(tǒng)驗(yàn)收的依據(jù)之一。要讓信息系統(tǒng)具有合適的可生存性，就需要使其應(yīng)與需求分析的匹配，評估與預(yù)測時(shí)應(yīng)以需求分析為依據(jù)。當(dāng)需求發(fā)生變更時(shí)，需要重新考慮系統(tǒng)可生存性的實(shí)現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：可生存性；需求分析；信息系統(tǒng)

具有可生存性的信息系統(tǒng)的主要特征之一是在面對攻擊、錯(cuò)誤或意外事件時(shí)，能夠保持基本的功能、提供基本服務(wù)。信息系統(tǒng)的建立要經(jīng)過需求分析、總體設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、編碼、系統(tǒng)測試、試運(yùn)行、布線、組網(wǎng)等多個(gè)技術(shù)過程。當(dāng)信息系統(tǒng)建立后，對其進(jìn)行修改或調(diào)整需要耗費(fèi)大量的人力與財(cái)力。因此，信息系統(tǒng)的可生存性應(yīng)從設(shè)計(jì)初期就予以考慮。在信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)初期，對產(chǎn)品的需求分析是產(chǎn)品說明書的基礎(chǔ)、設(shè)計(jì)開發(fā)的前提，也是信息系統(tǒng)驗(yàn)收的依據(jù)。信息系統(tǒng)所具有的可存活性應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的需求來制定。

1 信息系統(tǒng)可生存性的定義與需求分析的內(nèi)涵

1.1 可生存性的定義

信息系統(tǒng)的可生存性概念借鑒了軍事領(lǐng)域的可生存性，但又與其有著較大的差異。它因“誕生”較晚、研究尚未成熟、信息系統(tǒng)的復(fù)雜性等多種原因，其定義未能取得共識，仍處于研究中。Barnes等人于1993年首次提出信息系統(tǒng)的“可生存性”概念：在任意的不利條件下，基于計(jì)算機(jī)通信系統(tǒng)的應(yīng)用所具有的持續(xù)滿足用戶需求的能力。Ellison提出了日后被廣泛采用的可生存性概念：可生存性是系統(tǒng)在遭受攻擊、故障等事件下還能實(shí)時(shí)提供基本服務(wù)的能力。這兩個(gè)定義具有描述的特征。此外，還有一些類似的描述性定義，它們多強(qiáng)調(diào)信息系統(tǒng)在運(yùn)行條件的變化中仍能完成應(yīng)有的任務(wù)和服務(wù)。

另一類定義以系統(tǒng)化的角度看待信息系統(tǒng)的可生存性，以系統(tǒng)性能的度量為手段判斷系統(tǒng)的可生存性。這類定義的代表人物是Knight，他認(rèn)為：如果一個(gè)系統(tǒng)滿足其生存性規(guī)范，則該系統(tǒng)是可生存的。可生存性規(guī)范是一個(gè)六元組（S，E，D，V，T，P），一個(gè)字母代表一個(gè)特征值，如T 是轉(zhuǎn)換集合、P 是服務(wù)概率。以這六元組各值的情況來衡量或者判斷信息系統(tǒng)的可生存性。這類定義用各種規(guī)范來定義可生存性的方式有利于可生存性的量化分析和判斷。

總的來說，信息系統(tǒng)的可生存性表示的是對系統(tǒng)能否維持一定的狀態(tài)持續(xù)提供具有一定安全保障的服務(wù)。

1.2 需求分析的內(nèi)涵

項(xiàng)目需求分析既是一個(gè)信息系統(tǒng)建設(shè)項(xiàng)目的開端，又是信息系統(tǒng)建設(shè)的基石。可以認(rèn)為，需求分析是通過用戶需求識別、分析與綜合、揣摩規(guī)格說明及需求評審等多個(gè)階段，達(dá)到需求分析階段的目標(biāo)。這些過程是對“用戶需求”進(jìn)行了專業(yè)化的轉(zhuǎn)換，將用戶需求變成信息系統(tǒng)應(yīng)具有的屬性與功能。

信息系統(tǒng)需求分析的工作主要包括需求的獲取、分析、處理和驗(yàn)證四個(gè)過程，也可以分為需求獲取、需求規(guī)約和需求評審三個(gè)階段。它是一個(gè)信息系統(tǒng)建設(shè)項(xiàng)目能否成功的關(guān)鍵因素之一，初步確定了項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)的整體情況。需求分析不明確是信息系統(tǒng)建設(shè)項(xiàng)目失敗的常見原因。

需求分析是系統(tǒng)建設(shè)人員與系統(tǒng)客戶及用戶不斷交流信息，對需求不斷改進(jìn)和完善的過程。在這個(gè)過程中，涉及溝通管理、變更管理等多方面的問題，因此，它不僅是一個(gè)技術(shù)問題， 同時(shí)也是一個(gè)信息系統(tǒng)項(xiàng)目管理的問題。

2 信息系統(tǒng)可生存性應(yīng)與需求分析的匹配

不同的需求分析決定了系統(tǒng)具有不同的可生存性。信息系統(tǒng)項(xiàng)目管理認(rèn)為，對項(xiàng)目、產(chǎn)品的要求就是需求。項(xiàng)目需求包括商業(yè)需求、項(xiàng)目管理需求和交付需求等，而產(chǎn)品需求包括技術(shù)需求、安全需求和性能需求。“對于需求，需要通過調(diào)研來獲得，通過分析量化并記錄在案，通過評審來得到客戶的確認(rèn)，通過變更流程來管理變更。[1]”IEEE標(biāo)準(zhǔn)對需求的要求是：準(zhǔn)確的、明確的、可驗(yàn)證的、可跟蹤的、需求集應(yīng)當(dāng)是完整的、一致的和可修改的?？蛻艋蛴脩舨⒎菍I(yè)技術(shù)人員，對信息系統(tǒng)的表述在很大程度上與“用戶體驗(yàn)”相關(guān)聯(lián)。因此，技術(shù)人員需要將需求分析的原始信息與“技術(shù)語言”匹配，使其符合需要標(biāo)準(zhǔn)，從而得到項(xiàng)目范圍的依據(jù)。

讓客戶明白產(chǎn)品需求與系統(tǒng)可生存性的對應(yīng)關(guān)系在很大程度上決定了客戶是否會認(rèn)可需求分析的結(jié)果，從而支持信息系統(tǒng)的建設(shè)，促使信息系統(tǒng)建設(shè)項(xiàng)目的完成。因此，需求調(diào)研的溝通過程不應(yīng)該是單方向的闡釋過程，而需要雙方交換意見，最終達(dá)成共識。不同的信息系統(tǒng)需要具有不同程度、不同指標(biāo)要求的可生存性。為了避免資源的浪費(fèi)，讓信息系統(tǒng)建設(shè)順利進(jìn)行，信息系統(tǒng)可生存性需要在客戶對產(chǎn)品需求詳細(xì)的描述下，通過雙方的溝通，漸進(jìn)明細(xì)地獲得客戶認(rèn)可的信息系統(tǒng)可生存性。

只有與客戶需求相匹配的可生存性才能最終獲得信息系統(tǒng)建設(shè)方的認(rèn)可，才能避免評估可生存性時(shí)出現(xiàn)衡量標(biāo)準(zhǔn)有分歧的情況。此外，在為信息系統(tǒng)產(chǎn)品匹配合適的可生存性時(shí)，也應(yīng)考慮產(chǎn)品需求的不同方面。在產(chǎn)品需求的三個(gè)方面中，安全需求、性能需求與信息系統(tǒng)可生存性關(guān)系更為密切。在定義該信息系統(tǒng)可生存性時(shí)，有必要先從產(chǎn)品的安全需求和性能需求入手。

3 系統(tǒng)可生存性的評估與預(yù)測應(yīng)以需求分析為依據(jù)

研究信息系統(tǒng)的可生存性應(yīng)以產(chǎn)品需求為依據(jù)?！霸u估與預(yù)測信息系統(tǒng)是否具有可存活性是學(xué)界研究的主要方向[2]”。評估需要標(biāo)準(zhǔn)，而標(biāo)準(zhǔn)的指定則需要依據(jù)。不同的信息系統(tǒng)需要不同的可生存性，判斷其是否滿足可生存性則需要依據(jù)客戶對系統(tǒng)的需求。因此，可生存性評估需要先獲得足夠的需求分析，然后再進(jìn)行評估。這種方法將評估的結(jié)果與需求分析進(jìn)行比對，判斷系統(tǒng)是否滿足可生存性需求：如果未能滿足，需要進(jìn)一步改進(jìn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；如果滿足，則進(jìn)行下一步的系統(tǒng)開發(fā)。這種評估的方式是以信息系統(tǒng)產(chǎn)品需求分析為前提，同時(shí)也是以產(chǎn)品需求為判斷依據(jù)的。

在進(jìn)行生存性評估時(shí)，自適應(yīng)性、服務(wù)的持續(xù)性、響應(yīng)時(shí)間等多個(gè)方面的要求容易從需求分析中獲取，而系統(tǒng)克服威脅的能力則無法通過需求分析直接獲得。威脅包括意外威脅、惡意威脅、災(zāi)難威脅等。在這些威脅中，有人為導(dǎo)致的，也有非人為、不可抗力的突發(fā)情況。評估一個(gè)信息系統(tǒng)是否能在某種程度上克服這些威脅，則應(yīng)該結(jié)合產(chǎn)品需求分析中與安全要求相關(guān)的內(nèi)容設(shè)定條件及標(biāo)準(zhǔn)。

對系統(tǒng)的可生存性評估往往采用建模技術(shù)，而對可生存性預(yù)測則需要使用定性、數(shù)據(jù)挖掘等多種技術(shù)?！岸ㄐ灶A(yù)測技術(shù)主要依據(jù)專家經(jīng)驗(yàn)和邏輯推理的方式進(jìn)行分析和預(yù)測，如基于D-S證據(jù)理論的主觀概率預(yù)測技術(shù)[3]。”專家和邏輯推理最終的目的是預(yù)測系統(tǒng)能否在未來的運(yùn)行中具有滿足要求的可生存性。滿足要求的可生存性則需要依據(jù)客戶或用戶對系統(tǒng)運(yùn)行的需求。在現(xiàn)實(shí)情形中，往往會對現(xiàn)有的信息系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，使其具備與當(dāng)下環(huán)境的可生存性。如果將系統(tǒng)改進(jìn)看作為另一個(gè)新的系統(tǒng)建設(shè)項(xiàng)目，則應(yīng)該結(jié)合系統(tǒng)原有的需求重新進(jìn)行需求分析，以便為改進(jìn)的目標(biāo)提供依據(jù)。

4 需求的變更管理應(yīng)考慮可生存性的實(shí)現(xiàn)

在信息系統(tǒng)建設(shè)過程中，當(dāng)用戶的需求發(fā)生變化時(shí)，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也會隨之進(jìn)行調(diào)整。如果不對需求變更進(jìn)行有效的管理，項(xiàng)目會因?yàn)椴豢煽氐淖兏y以完成。為了避免這種情況，需求的變更將通過變更請求、評估、決定、通知干系人、變更執(zhí)行等一系列步驟進(jìn)行。每一個(gè)需求變更需要對應(yīng)一個(gè)唯一的經(jīng)過核準(zhǔn)的變更請求。需求變更的管理是信息系統(tǒng)建設(shè)項(xiàng)目能否順利推進(jìn)的必要條件之一。

信息系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的、動態(tài)變化的系統(tǒng)。當(dāng)信息系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，影響其可生存性的因素有很多，如系統(tǒng)的硬件配置、工作人員業(yè)務(wù)水平能力、業(yè)務(wù)量和環(huán)境變化等。因需求變更而引起的信息系統(tǒng)整體變更，改變了系統(tǒng)可生存性的屬性。因此，當(dāng)需求變更發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)發(fā)生調(diào)整，其可生存性也隨之發(fā)生變化。

在需求變更執(zhí)行的過程中，對可生存性的考慮有兩個(gè)方向：第一，是否在原有可生存性要求的基礎(chǔ)上變更；第二，是否重新擬定可生存性要求。以上兩個(gè)方向都是在能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)可生存性的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。如果需求變更導(dǎo)致系統(tǒng)外部環(huán)境、業(yè)務(wù)量等發(fā)生較大變化，以至于無法保證系統(tǒng)的可生存性，那么，需求變更的批準(zhǔn)就應(yīng)該重新考慮。信息系統(tǒng)的可生存性和安全、容錯(cuò)性、可靠性和系統(tǒng)性能等有著密切的關(guān)系，又有著不同的層次和目標(biāo)。在需求發(fā)生變更時(shí)，可生存性的考慮也應(yīng)結(jié)合安全、容錯(cuò)性等方面。

[參考文獻(xiàn)]

[1]高章舜，編著.信息系統(tǒng)項(xiàng)目管理師備考百科[M].北京：清華大學(xué)出版社.2012：54.

[2]林雪綱，熊華，葉進(jìn)星，許榕生.信息系統(tǒng)生存性分析研究綜述[J].計(jì)算機(jī)工程.2006年05期.

[3]趙成麗.網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)可生存性的若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D].長春：吉林大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院.2013：7.

[4]郝建青，張仲義.信息系統(tǒng)需求分析方法研究[J].管理工程學(xué)報(bào).2001年第02期.

[5]張樂君.網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)可生存性技術(shù)研究[D].哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué).2008.