基于業(yè)務(wù)驅(qū)動的需求獲取方法

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摘要：針對需求獲取中需求范圍確定、需求溝通及理解、需求定義等方面存在的問題，對需求獲取方法進行了新的探索，提出了一種基于業(yè)務(wù)驅(qū)動的需求獲取方法，其中包括支撐業(yè)務(wù)驅(qū)動過程的業(yè)務(wù)-需求映射模型，維度-需求體系應(yīng)用和業(yè)務(wù)驅(qū)動需求，采用了層次分析法、質(zhì)量功能部署、業(yè)務(wù)分解結(jié)構(gòu)和統(tǒng)一建模語言UML等技術(shù)。應(yīng)用結(jié)果表明，該方法具有可操作性，能夠有效提高需求獲取工作效率和質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：需求獲?。粯I(yè)務(wù)驅(qū)動；業(yè)務(wù)-需求映射模型；維度-需求體系；層次分析法；質(zhì)量功能部署

DOIDOI：10.11907/rjdk.143673

中圖分類號：TP301

文獻標(biāo)識碼：A 文章編號文章編號：16727800（2015）001000404

作者簡介作者簡介：邱會魯（1990-），男，山東曲阜人，山東科技大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院碩士研究生，研究方向為軟件工程。

0 引言

需求獲取是軟件開發(fā)的基礎(chǔ)，對后續(xù)的分析設(shè)計及開發(fā)實施有重大影響，同時也決定著客戶對需求完整性、正確性的認可度。Standish Group的研究表明，至少有1/3以上的項目是因為與需求獲取、需求建檔和需求管理相關(guān)的原因而陷入困境[1]。目前，需求獲取仍是一個需要關(guān)注和深入研究的領(lǐng)域。

文獻[2]中提出了與需求獲取息息相關(guān)的3個至關(guān)重要的因素：①應(yīng)搜集什么信息；②要求解決的問題列表；③用戶對解系統(tǒng)行為或結(jié)構(gòu)施加的約束。與這些因素相關(guān)的需求范圍確定、需求溝通與理解和需求定義等存在諸多困難。針對需求獲取的問題和難點，一些研究提出了基于領(lǐng)域知識和本體論的需求獲取方法[35]，以及基于情景與基于用例驅(qū)動的需求獲取方法[67]等，但對于如何從業(yè)務(wù)角度驅(qū)動軟件需求獲取過程的研究還比較少，本文提出的基于業(yè)務(wù)驅(qū)動的需求獲取方法源于對需求層次化[8]及RUP業(yè)務(wù)建模的思考。需求獲取具有層次化的特點，而且各層次之間存在緊密的關(guān)聯(lián)。首先要有業(yè)務(wù)需求，業(yè)務(wù)不正確或不清楚，后續(xù)工作會受到很大影響；其次是用戶需求，用戶需求需要與具體的業(yè)務(wù)需求保持一致；最后是軟件需求，涉及軟件功能性和非功能性需求。這種思路提供了解決需求獲取的主線，即業(yè)務(wù)驅(qū)動需求獲取過程。

1 業(yè)務(wù)-需求映射模型

業(yè)務(wù)-需求映射模型由業(yè)務(wù)域和軟件域組成，兩個域之間存在選擇性的映射關(guān)系。所謂選擇性是指根據(jù)軟件功能需求與用戶需求進行業(yè)務(wù)篩選，此模型主要給系統(tǒng)分析人員提供界定軟件產(chǎn)品范圍依據(jù)。業(yè)務(wù)-需求映射模型如圖1所示。

圖1 業(yè)務(wù)-需求映射模型

1.1 業(yè)務(wù)-需求映射數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

根據(jù)業(yè)務(wù)-需求映射模型的特點，可以將需求數(shù)據(jù)抽象為以下基本結(jié)構(gòu)：

（1）集合B、S、F與NF，B={x|x為業(yè)務(wù)需求}， F={yF|yF為軟件功能需求}，NF={yNF| yNF為軟件非功能性需求}，S={y|y∈F 或y∈NF}。

（2）序偶表示x與y的二元映射關(guān)系，R為映射關(guān)系集合，∈R。

1.2 業(yè)務(wù)-需求映射過程與規(guī)則

基于業(yè)務(wù)驅(qū)動的需求獲取主要包括兩方面映射：①用戶需求與約束到軟件的非功能性需求映射，這個過程通過質(zhì)量功能展開技術(shù)QFD（Quality Function Deployment）進行選擇映射；②業(yè)務(wù)需求到軟件功能的映射，這個過程主要是通過層次分析法AHP（Analytic Hierarchy Process）標(biāo)識業(yè)務(wù)需求優(yōu)先級，并對其進行業(yè)務(wù)模型構(gòu)建，通過用例轉(zhuǎn)換方式轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)用例，并將其它相關(guān)業(yè)務(wù)模型轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)功能性描述。下面對兩種映射進行介紹：

（1）用戶及約束與軟件非功能需求的映射。①標(biāo)識與描述用戶需求及約束條件；②對用戶需求及約束進行重要度分析；③標(biāo)識涉及的非功能性需求；④應(yīng)用QFD關(guān)系矩陣；⑤整理出軟件非功能需求。

（2）業(yè)務(wù)需求映射。①標(biāo)識業(yè)務(wù)域需求；②利用AHP方法標(biāo)識出業(yè)務(wù)需求優(yōu)先級；③構(gòu)建業(yè)務(wù)模型；④應(yīng)用業(yè)務(wù)與軟件功能映射規(guī)則；⑤整理出軟件功能需求。

針對上述映射（1），通過建立QFD過程，對相關(guān)用戶需求和約束條件進行映射，這種方法可以有效提高用戶和軟件項目內(nèi)部橫向和縱向溝通的有效性。而映射（2）各步驟制定了如表1所示的映射規(guī)則，映射規(guī)則從業(yè)務(wù)需求域元素入手，與軟件需求元素進行關(guān)聯(lián)，建立用戶可以對照理解的系統(tǒng)概貌。

1.3 QFD與AHP應(yīng)用

在映射（1）中主要采用廣義的QFD技術(shù)，它是一種采用矩陣的形式量化評估目的和手段相互關(guān)系的分析工具，本文在傳統(tǒng)關(guān)系矩陣的基礎(chǔ)上進行了應(yīng)用，對映射進行評估，確定非功能需求，確立的非功能需求關(guān)系矩陣如圖2所示。

圖2 QFD非功能需求關(guān)系矩陣

用戶與約束需求重要度評估：用戶需求與約束需求重要度分別用UHi（i=1，2，…，m）和CHi（i=1，2，…，n）表示，取值為5個等級：1表示不影響基本需求；2表示不影響主要需求；3表示比較重要；4表示重要的影響；5表示特別重要的影響。關(guān)系矩陣中關(guān)系度URij與CRij評估采用1、3、5、7、9等關(guān)系度等級：1表示該交點多對應(yīng)的非功能需求和用戶需求之間存在微弱的關(guān)系；3表示存在較弱的關(guān)系；5表示存在一般的關(guān)系；7表示存在密切的關(guān)系；9表示非常密切的關(guān)系；必要時采用中間等級，2表示介于1與3之間；4表示介于5與7之間；6表示介于7與0之間；0：表示空白，不存在關(guān)系。加權(quán)后的重要度定義為公式（1）：

Hj=∑mi=1UHiURij+∑ni=1CHiCRij（1）

如果第j項非功能性需求與多項用戶需求和約束密切相關(guān)，并且這些用戶需求和約束需求比較重要，那么Hj取值就越大，就表示這項非功能性需求越重要。在映射（2）中應(yīng)用AHP方法。AHP方法即層次分析法，它將給定描述的目標(biāo)進行成對比較，分析其相對重要程度，據(jù)此定量地得出各目標(biāo)的權(quán)重，從而確定優(yōu)先級。首先，以B=[bij]m×m表示業(yè)務(wù)需求重要度組成的判斷矩陣：

在問題空間到軟件空間的需求映射中，業(yè)務(wù)需求、用戶及約束需求重要度的引入是十分重要的環(huán)節(jié)。首先，重要度的引入有效避免了需求收集與定義的隨意性，加強了需求收集的管理；其次，可量化的需求為系統(tǒng)分析人員進行軟件功能與非功能需求分析提供了重要的數(shù)據(jù)支持，保證了需求映射轉(zhuǎn)換的可靠性。重要度計算的結(jié)果與定性分析的結(jié)果基本一致，但在各參量計算過程中，從大量的業(yè)務(wù)需求、用戶及約束需求中確定參量的比較規(guī)模十分復(fù)雜，這要求系統(tǒng)分析人員考慮業(yè)務(wù)需求集的劃分、對用戶需求的合理性判定及用戶對約束需求的重視程度等因素，這增加了需求定義的工作量。

2 維度-需求體系

2.1 維度-需求體系表示

維度-需求體系（Dimension Requirements System），以下簡稱為DRS，是依據(jù)維度的思想構(gòu)建一種多視角獲取需求的可視化工具。已有的多維度需求獲取工具研究有三維需求模型[9]和對等多維度需求映射模型[10]，前者主要對技術(shù)、過程及人3個維度進行定義與應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)和解決沖突，后者主要探討需求及功能維度的關(guān)系，并對兩維度進行夾角定義。在基于業(yè)務(wù)驅(qū)動的需求獲取方法中，DRS為每個維度預(yù)先定義需求工程中的相關(guān)概念，根據(jù)需要建立二維度-需求體系（2-DRS）（見圖3）和三維度-需求體系（3-DRS）（見圖4），DRS主要從業(yè)務(wù)維度入手，展開對業(yè)務(wù)需求、用戶需求和軟件需求的收集和挖掘。

圖3 二維度-需求體系

2.2 維度-需求體系應(yīng)用

維度-需求體系選取業(yè)務(wù)需求a、用戶角色b、用戶需求c、功能需求d及非功能性需求e為關(guān)注維度，首先以業(yè)務(wù)為第一關(guān)注維度，構(gòu)建維度-需求體系進行需求獲取，然后在獲取結(jié)果的基礎(chǔ)上進行不含業(yè)務(wù)維度的維度-需求體系獲取。這樣做的主要目的是按照業(yè)務(wù)驅(qū)動的總體思想進行需求獲取，保證需求獲取的層次性和有效性。

維度-需求體系的應(yīng)用特點：

（1）維度-需求體系提供了一種可視化的需求交流環(huán)境，它可以將用戶與系統(tǒng)分析員各自熟知的領(lǐng)域集合在一起進行展示，方便雙方進行交流。

（2）維度-需求體系具有潛在的分析特性，它的維度點在計算機中存儲為二元組或三元組結(jié)構(gòu)，這就為計算機自動進行靜態(tài)需求分析提供了基礎(chǔ)。

3 需求獲取方法

基于業(yè)務(wù)驅(qū)動需求獲取方法，要求系統(tǒng)分析人員與用戶通過業(yè)務(wù)誘導(dǎo)方式逐步推進需求獲取過程，通過業(yè)務(wù)分解結(jié)構(gòu)BBS（Business Breakdown Structure）建立業(yè)務(wù)域，在業(yè)務(wù)映射模型基礎(chǔ)上構(gòu)造維度-需求體系，在收集過程中應(yīng)用統(tǒng)一建模語言UML（Unified Modeling Language）建立相關(guān)模型。圖5給出了基于業(yè)務(wù)驅(qū)動的需求獲取過程。

（1）明確需求涉眾。明確需求涉眾是軟件項目開始的首要環(huán)節(jié)，也是需求獲取工作能否順利完成的關(guān)鍵要素。理想情況是在軟件需求發(fā)展中有許多參與者參加，但現(xiàn)實并非如此，重要的是，我們認識到這些不同利益者和特定角色的存在，以確保正確的人在正確的時間參與，并且使正確的期望得到實現(xiàn)。

（2）建立業(yè)務(wù)域。建立業(yè)務(wù)域是驅(qū)動整個過程的基礎(chǔ)，要明確與業(yè)務(wù)相關(guān)的組織結(jié)構(gòu)、業(yè)務(wù)術(shù)語、業(yè)務(wù)內(nèi)容、業(yè)務(wù)實體、業(yè)務(wù)規(guī)則、業(yè)務(wù)流程和業(yè)務(wù)前景。下面以軟件工程人才實踐教學(xué)平臺項目為研究實例，按照基于業(yè)務(wù)驅(qū)動需求獲取方法流程，其中BBS應(yīng)用實例如圖6所示。

在完成BBS結(jié)構(gòu)收集的同時進行相應(yīng)業(yè)務(wù)記錄，綜合實踐評價業(yè)務(wù)明細記錄舉例如表3所示。

（4）構(gòu)造與應(yīng)用維度-需求體系。根據(jù)業(yè)務(wù)映射模型構(gòu)造維度-需求體系。維度-需求體系作為一種展現(xiàn)與交流的工具，提供了一種多角度需求獲取的方式，幫助用戶和系統(tǒng)分析員在某一維度上進一步收集需求，這個過程可以查缺補漏和消除部分沖突需求。圖9是綜合實踐授課模塊中幾項業(yè)務(wù)與軟件功能的二維度需求體系應(yīng)用示例，它清晰標(biāo)注了相應(yīng)的業(yè)務(wù)與軟件功能，方便用戶理解及與系統(tǒng)分析人員溝通。

（5）需求獲取確認。需求獲取確認是一個分析與評價的過程，對基于業(yè)務(wù)驅(qū)動的過程進行審查，最后與用戶達成共識。要對建模過程中的業(yè)務(wù)用例、業(yè)務(wù)活動圖及業(yè)務(wù)實體類圖等進行建模檢查，對系統(tǒng)建模與文檔進行檢查。