第三章 GIS軟件工程的系統(tǒng)分析1

一老鼠的壽命

老師：“彼得，你知道老鼠能活多少年嗎？”

彼得：“這個(gè)就要看貓的心思了?！?/p>

笑話西南科技大學(xué)軟件工程的原理與方法－地理信息系統(tǒng)武鋒強(qiáng)第三章GIS軟件工程的系統(tǒng)分析

3.1系統(tǒng)分析13.2需求工程23.3需求分析3西南科技大學(xué)案例：誰(shuí)的錯(cuò)？

“軟件工程師毫無(wú)用處，我寧愿雇傭雷達(dá)專家教會(huì)他如何編程，也不愿意雇傭程序員來(lái)教會(huì)他雷達(dá)信號(hào)流程”。這段措辭嚴(yán)厲的聲明來(lái)自于一位政府主管，他所在的部門的電腦系統(tǒng)曾經(jīng)錯(cuò)誤地發(fā)出了ICBM導(dǎo)彈來(lái)襲的警報(bào)。更加令他不能忍受的是程序員拒絕對(duì)此錯(cuò)誤的功能承擔(dān)責(zé)任。程序員抱怨說(shuō)這是由于系統(tǒng)說(shuō)明不夠全面造成的，而并非自己的原因。這位經(jīng)理意識(shí)到，需求文檔沒(méi)有指出特定的環(huán)境回導(dǎo)致錯(cuò)誤的警報(bào)，但他仍認(rèn)為編程人員應(yīng)該具備這樣的基本知識(shí)的?！皼](méi)有任何雷達(dá)專家會(huì)犯如此基本的錯(cuò)誤”，他堅(jiān)持說(shuō)。人們并不清楚應(yīng)該做什么，卻一直忙碌不停地開(kāi)發(fā)。西南科技大學(xué)3.1系統(tǒng)分析系統(tǒng)分析是指應(yīng)用系統(tǒng)思想和方法，把復(fù)雜的對(duì)象分解成簡(jiǎn)單的組成部分，找出這些部分的基本屬性和彼此間的關(guān)系，制定各種可行方案，以供決策者進(jìn)行理想的選擇。主要任務(wù)：系統(tǒng)分析員與用戶在一起，充分了解用戶的要求，并把雙方的理解用軟件需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)表達(dá)出來(lái)。西南科技大學(xué)Whytodo?—可行性研究Whattodo?—需求分析Howtodo?—系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)分析西南科技大學(xué)系統(tǒng)分析人員首先研究可行性分析報(bào)告和項(xiàng)目開(kāi)發(fā)計(jì)劃；然后，確定需求細(xì)則和應(yīng)達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)。

需求：以一種清晰、簡(jiǎn)潔、一致且無(wú)二義性的方式，對(duì)一個(gè)待開(kāi)發(fā)系統(tǒng)中各個(gè)有意義方面的陳述的一個(gè)集合。3.1系統(tǒng)分析－需求內(nèi)容西南科技大學(xué)(1)功能需求系統(tǒng)做什么？系統(tǒng)何時(shí)做什么？系統(tǒng)何時(shí)及如何修改或升級(jí)？(2)性能需求存儲(chǔ)容量限制執(zhí)行速度、相應(yīng)時(shí)間吞吐量3.1系統(tǒng)分析－需求內(nèi)容需求內(nèi)容：(3)數(shù)據(jù)需求輸入、輸出數(shù)據(jù)的格式？接收、發(fā)送數(shù)據(jù)的頻率？數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和精度？數(shù)據(jù)流量？數(shù)據(jù)需保持的時(shí)間？(4)環(huán)境需求硬件設(shè)備：機(jī)型、外設(shè)、接口（地點(diǎn)、分布、溫度、濕度、磁場(chǎng)干擾等)軟件：操作系統(tǒng)

GIS操作平臺(tái)和二次開(kāi)發(fā)組件等數(shù)據(jù)庫(kù)3.1系統(tǒng)分析－需求內(nèi)容西南科技大學(xué)(5)可靠性需求故障恢復(fù)備份能力(6)安全保密要求需要對(duì)訪問(wèn)系統(tǒng)或系統(tǒng)信息加以控制嗎？如何隔離用戶之間的數(shù)據(jù)？用戶程序如何與其它程序和操作系統(tǒng)隔離？數(shù)據(jù)保密3.1系統(tǒng)分析－需求內(nèi)容(7)界面需求什么顏色和樣式？操作習(xí)慣？(8)資源需求軟件運(yùn)行時(shí)所需的數(shù)據(jù)、軟件、內(nèi)存空間等資源。軟件開(kāi)發(fā)、維護(hù)所需的人力、支撐軟件、開(kāi)發(fā)設(shè)備等。3.1系統(tǒng)分析－需求內(nèi)容西南科技大學(xué)(9)軟件成本消耗與開(kāi)發(fā)進(jìn)度需求開(kāi)發(fā)有規(guī)定的時(shí)間表嗎？軟硬件投資有無(wú)限制？(10)預(yù)先估計(jì)以后系統(tǒng)可能達(dá)到的目標(biāo)

逆向需求說(shuō)明軟件系統(tǒng)不應(yīng)該做什么。理論上有無(wú)限多個(gè)逆向需求，我們應(yīng)該僅選取能夠澄清需求且消除可能發(fā)生的誤解的那些逆向需求。3.1系統(tǒng)分析－需求內(nèi)容本節(jié)內(nèi)容3.2需求工程3.2.1.什么是需求工程3.2.2.需求開(kāi)發(fā)的主要困難與對(duì)策西南科技大學(xué)3.2.1需求工程－基本概念1什么是需求工程指應(yīng)用已證實(shí)有效的原理、方法，通過(guò)合適的工具和記號(hào)，系統(tǒng)地描述出待開(kāi)發(fā)系統(tǒng)及其行為特征和相關(guān)約束。簡(jiǎn)單說(shuō)：所有與需求直接相關(guān)的活動(dòng)。需求工程中的活動(dòng)可分為兩大類，一類屬于需求開(kāi)發(fā)，另一類屬于需求管理。需求工程的結(jié)構(gòu)圖：

西南科技大學(xué)2注意點(diǎn)：

開(kāi)發(fā)者對(duì)待需求工程的態(tài)度可分“被動(dòng)型”、“主動(dòng)型”和“領(lǐng)先型”三種，只有后兩種才有可能開(kāi)發(fā)出成功的產(chǎn)品。3.2.1需求工程－基本概念西南科技大學(xué)“被動(dòng)型”是指開(kāi)發(fā)者被動(dòng)地對(duì)待需求工程中的各項(xiàng)活動(dòng)，能少干則少干，能偷懶則偷懶?！爸鲃?dòng)型”是指開(kāi)發(fā)者積極地開(kāi)展需求工程中的各項(xiàng)活動(dòng)。他們把獲取準(zhǔn)確的需求當(dāng)作自己的職責(zé)，會(huì)想盡一切辦法克服需求開(kāi)發(fā)和需求管理過(guò)程中的困難，而不是找借口推卸責(zé)任。俗話說(shuō)“良好的開(kāi)端是成功的一半”，“主動(dòng)型”需求工程是開(kāi)發(fā)成功產(chǎn)品的必備條件?！邦I(lǐng)先型”是需求工程的最高境界。開(kāi)發(fā)者發(fā)掘了連用戶自己都沒(méi)有意識(shí)到的需求，導(dǎo)致用戶跟著新產(chǎn)品跑而不是新產(chǎn)品圍著用戶轉(zhuǎn)，這叫引導(dǎo)消費(fèi)。需求工程做到這個(gè)份上，才能使產(chǎn)品立于不敗之地，長(zhǎng)盛不衰。3.2.1需求工程－基本概念西南科技大學(xué)3.2.2需求工程－需求開(kāi)發(fā)的主要困難與對(duì)策1知識(shí)技能問(wèn)題

每個(gè)行業(yè)領(lǐng)域的知識(shí)是無(wú)邊無(wú)際的，任何人都不可能是“萬(wàn)事通”。俗話說(shuō)“隔行如隔山”，需求分析員可能是某一領(lǐng)域的專家，但當(dāng)他接手陌生的業(yè)務(wù)時(shí)，他可能是個(gè)“無(wú)知”者。尤其是GIS系統(tǒng)，很多人不理解能做什么，和不能做什么。當(dāng)需求分析員缺乏應(yīng)用域知識(shí)時(shí)，他該怎么辦？首先他要有勇氣做事，否則連實(shí)踐的機(jī)會(huì)都沒(méi)有。其次他應(yīng)當(dāng)趕緊補(bǔ)習(xí)應(yīng)用領(lǐng)域知識(shí)，不論是通過(guò)自學(xué)還是培訓(xùn)的方式，否則他很難與用戶交流。如果可能的話，開(kāi)發(fā)方最好請(qǐng)既懂軟件又懂應(yīng)用領(lǐng)域知識(shí)的行家來(lái)幫忙。西南科技大學(xué)2態(tài)度問(wèn)題

相當(dāng)多的開(kāi)發(fā)人員習(xí)慣于被動(dòng)地對(duì)待需求開(kāi)發(fā)。很多開(kāi)發(fā)人員錯(cuò)誤地以為：需求是用戶的事情，不是我們的事情。我們?yōu)橛脩糸_(kāi)發(fā)軟件，難道用戶不該告訴我們應(yīng)當(dāng)開(kāi)發(fā)什么嗎？如果用戶說(shuō)不清楚需求，或者經(jīng)常變更需求，這類問(wèn)題是用戶產(chǎn)生的，應(yīng)當(dāng)由他們自己負(fù)責(zé)。

用戶說(shuō)不清楚需求或者需求發(fā)生變更，這些都是常見(jiàn)的問(wèn)題，并不是絕癥，是人們可以設(shè)法解決的?？杀氖情_(kāi)發(fā)人員把這些問(wèn)題當(dāng)成了借口，不愿主動(dòng)攻克問(wèn)題，導(dǎo)致需求問(wèn)題擴(kuò)散到整個(gè)軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程，產(chǎn)生太多的后患。3.2.2需求工程－需求開(kāi)發(fā)的主要困難與對(duì)策西南科技大學(xué)3合作關(guān)系如果需求分析員不能與用戶建立良好的合作關(guān)系，那么他們?cè)谛枨箝_(kāi)發(fā)過(guò)程中會(huì)很疲憊。

倘若用戶不能很好地配合需求分析員，那并不表示他是個(gè)壞蛋。因?yàn)橛脩粲兴约旱南敕ǎ何一卮鹆四銈兊膯?wèn)題，講了該講的。我們付錢給你們，難道還要我伺候你們不成？我還要干自己的事情，別打擾我了。你們自己想辦法把活干好吧

……。

3.2.2需求工程－需求開(kāi)發(fā)的主要困難與對(duì)策西南科技大學(xué)用戶在需求工程中的“權(quán)利”1.有權(quán)要求開(kāi)發(fā)方派遣資質(zhì)合格的分析員和相關(guān)人員。2.有權(quán)要求開(kāi)發(fā)方采用用戶熟悉的語(yǔ)言來(lái)描述需求，即開(kāi)發(fā)方必須提供用戶看得懂得需求文檔。3.有權(quán)審查需求文檔，并對(duì)有爭(zhēng)議的需求作出決策。4.如果用戶想要變更需求，有權(quán)要求開(kāi)發(fā)方對(duì)該變更將產(chǎn)生的影響作出真實(shí)可信的評(píng)估，以便用戶決定是否變更需求。3.2.2需求工程－需求開(kāi)發(fā)的主要困難與對(duì)策西南科技大學(xué)用戶在需求工程中的“義務(wù)”1.以積極友善的態(tài)度與開(kāi)發(fā)方人員交流、協(xié)作，盡可能地為開(kāi)發(fā)方人員提供工作和生活上的便利。2.樂(lè)意接受需求分析員的采訪，在不泄漏機(jī)密的前提下盡可能地回答需求分析員的問(wèn)題。3.在不泄漏機(jī)密的前提下，盡可能地向需求分析員提供與需求相關(guān)的材料。4.與需求分析員共同評(píng)審需求文檔，確保需求文檔準(zhǔn)確地反映用戶真實(shí)的意愿。3.2.2需求工程－需求開(kāi)發(fā)的主要困難與對(duì)策西南科技大學(xué)4用戶說(shuō)不清楚需求用戶說(shuō)不清楚需求是普遍現(xiàn)象，這是讓開(kāi)發(fā)人員頭痛的大問(wèn)題。有些用戶真的不知道需求是什么，或者對(duì)需求只有朦朧的感覺(jué)，他當(dāng)然說(shuō)不清楚需求。例如前些年全國(guó)各地的很多政府機(jī)構(gòu)大搞網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。這些機(jī)構(gòu)的領(lǐng)導(dǎo)和辦公人員大多數(shù)不清楚網(wǎng)絡(luò)干什么用，就讓開(kāi)發(fā)人員替他們?cè)O(shè)想需求吧，反正是花公家的錢。3.2.2需求工程－需求開(kāi)發(fā)的主要困難與對(duì)策西南科技大學(xué)有些用戶雖然心里明白想要什么，但卻說(shuō)不清楚需求。

比如說(shuō)買鞋子。我們非常了解自已的腳，但很難用語(yǔ)言說(shuō)清楚腳的大小和形狀。通常拿鞋子去試，試穿時(shí)感覺(jué)到舒服才會(huì)買鞋。無(wú)論是什么原因?qū)е掠脩粽f(shuō)不清楚需求，需求分析員必須設(shè)法搞清楚用戶真正的需求，這是需求分析員的職責(zé)，也是職業(yè)的挑戰(zhàn)。

3.2.2需求工程－需求開(kāi)發(fā)的主要困難與對(duì)策西南科技大學(xué)5雙方誤解需求人們?cè)诮涣鞯臅r(shí)候，經(jīng)常會(huì)發(fā)生“問(wèn)非所求，答非所問(wèn)”的事情。有時(shí)用戶會(huì)把開(kāi)發(fā)人員的建議或答復(fù)給想歪了：有一個(gè)軟件開(kāi)發(fā)人員滔滔不絕地向用戶講解在“信息高速公路上做廣告”的種種好處，用戶聽(tīng)得津津有味。最后，心動(dòng)的用戶對(duì)軟件開(kāi)發(fā)人員說(shuō)：“好得很，就讓我們馬上行動(dòng)起來(lái)吧。請(qǐng)您決定廣告牌的尺寸和放在哪條高速公路上，我立即派人去做?！?.2.2需求工程－需求開(kāi)發(fā)的主要困難與對(duì)策西南科技大學(xué)而用戶表達(dá)的需求，不同的開(kāi)發(fā)人員可能有不同的理解。如果需求分析員誤解了需求，那會(huì)導(dǎo)致后續(xù)的不少開(kāi)發(fā)人員將錯(cuò)就錯(cuò)、白干活。就像作文寫(xiě)跑題了，寫(xiě)得再好也白搭。這類錯(cuò)誤連高智商的外星人都不能避免：有個(gè)外星人間諜潛伏到地球刺探情報(bào)，它給上司寫(xiě)了一份報(bào)告：“主宰地球的是車。它們喝汽油，靠四個(gè)輪子滾動(dòng)前進(jìn)。嗓門極大，在夜里雙眼能射出強(qiáng)光?！腥さ氖?，車?yán)镒≈环N叫作‘人’的寄生蟲(chóng)，這些寄生蟲(chóng)完全控制了車?！辈徽撌菑?fù)雜的項(xiàng)目還是簡(jiǎn)單的項(xiàng)目，需求分析員和用戶都有可能誤解需求。所以需求確認(rèn)工作（屬于需求管理）必不可少。3.2.2需求工程－需求開(kāi)發(fā)的主要困難與對(duì)策西南科技大學(xué)6開(kāi)發(fā)人員寫(xiě)不好需求文檔需求調(diào)查工作不充分，獲取的需求信息太少或者太亂，以至于寫(xiě)不成需求文檔。古時(shí)候，一書(shū)生在考試前補(bǔ)習(xí)“寫(xiě)文章”，成天愁眉苦臉。其夫人甚為不解，問(wèn)：“相公，你寫(xiě)文章比我生小孩還難嗎？”書(shū)生長(zhǎng)嘆一聲：“娘子你哪里知道我的難處??！你生小孩時(shí)肚子里有東西，可我寫(xiě)文章時(shí)肚子里沒(méi)東西啊?！彼砸雽?xiě)出好的需求文檔，前提條件是把需求調(diào)查工作做好。

3.2.2需求工程－需求開(kāi)發(fā)的主要困難與對(duì)策西南科技大學(xué)開(kāi)發(fā)人員寫(xiě)作能力比較差，雖然在調(diào)查過(guò)程中已經(jīng)獲得了不少需求信息，卻寫(xiě)不出好的需求文檔來(lái)?？梢院敛豢鋸埖卣f(shuō)，90％以上的軟件開(kāi)發(fā)人員，他們的寫(xiě)作能力遠(yuǎn)不及開(kāi)發(fā)能力。提高開(kāi)發(fā)人員寫(xiě)作能力的根本辦法就是讓他們多練習(xí)寫(xiě)文檔，熟能生巧。另外，企業(yè)應(yīng)當(dāng)提供合適的文檔模板以及比較好的示例文檔，盡可能地降低寫(xiě)作難度。

3.2.2需求工程－需求開(kāi)發(fā)的主要困難與對(duì)策西南科技大學(xué)7用戶經(jīng)常變更需求需求變更通常會(huì)對(duì)項(xiàng)目的進(jìn)度、人力資源、經(jīng)費(fèi)產(chǎn)生很大的影響，這是開(kāi)發(fā)商非常畏懼的問(wèn)題。正常的需求變更。變更非正常的需求變更。其實(shí)需求變更并不可怕，可怕的是需求變更失去控制，導(dǎo)致項(xiàng)目混亂。所以需求變更控制是需求工程的重要活動(dòng)。

3.2.2需求工程－需求開(kāi)發(fā)的主要困難與對(duì)策西南科技大學(xué)3.3需求分析3.3.1.如何開(kāi)展需求調(diào)查3.3.2.如何進(jìn)行需求分析3.3.3.什么是好的需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)西南科技大學(xué)3.3.1需求分析－如何開(kāi)展需求調(diào)查

1準(zhǔn)備調(diào)查

首先，需求分析員應(yīng)當(dāng)起草需求調(diào)查問(wèn)題表，將調(diào)查重點(diǎn)鎖定在該問(wèn)題表內(nèi)，否則調(diào)查工作將變得漫無(wú)邊際。問(wèn)題表可以有多份，隨著調(diào)查的深入，問(wèn)題表將不斷地被細(xì)化。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，用戶通常沒(méi)有耐心回答復(fù)雜的論述題，所以問(wèn)題表應(yīng)當(dāng)以“選擇題”和“是非題”為主。西南科技大學(xué)其次，需求分析員應(yīng)當(dāng)確定需求調(diào)查的方式，例如：與用戶交談，向用戶提問(wèn)題。向用戶群體發(fā)調(diào)查問(wèn)卷。參觀用戶的工作流程，觀察用戶的操作。與同行、專家交談，聽(tīng)取他們的意見(jiàn)。分析已經(jīng)存在的同類軟件產(chǎn)品，提取需求。從行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)則中提取需求。從Internet上搜查相關(guān)資料。最后，需求分析員與被調(diào)查者建立聯(lián)系，確定調(diào)查的時(shí)間、地點(diǎn)、人員等，撰寫(xiě)需求調(diào)查計(jì)劃。3.3.1需求分析－如何開(kāi)展需求調(diào)查

西南科技大學(xué)2執(zhí)行調(diào)查準(zhǔn)備工作完畢后，需求分析員按照計(jì)劃執(zhí)行調(diào)查。在調(diào)查過(guò)程中隨時(shí)記錄（或存儲(chǔ)）需求信息。需求分析員與用戶面談時(shí)應(yīng)當(dāng)注意以下事項(xiàng)：如果與用戶約好了時(shí)間，切勿遲到或早退。要注意禮節(jié)，盡可能獲得用戶的好感，并為下次打擾他們埋下伏筆。3.3.1需求分析－如何開(kāi)展需求調(diào)查

西南科技大學(xué)需求分析員應(yīng)事先了解用戶的身份、背景，以便隨機(jī)應(yīng)變。IT人士不可貌相，有些大企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)其外表很土氣，象農(nóng)民。如果你路上碰到他，以為是個(gè)勤雜工，說(shuō)：“喂，老師傅，來(lái)幫我拎東西?！币苍S這筆生意就泡湯了。

需求調(diào)查不象偵探推理那樣從蛛絲馬跡著手，應(yīng)該先了解宏觀問(wèn)題，再了解細(xì)節(jié)問(wèn)題。如果雙方氣氛不融洽，可以采用靈活的訪談形式，輕易不要打斷用戶的談話。盡可能避免為用戶添麻煩，但也不能怕給用戶添麻煩而降低需求調(diào)查的力度。3.3.1需求分析－如何開(kāi)展需求調(diào)查

西南科技大學(xué)3編寫(xiě)《用戶需求說(shuō)明書(shū)》與《需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)》前者主要采用自然語(yǔ)言（和應(yīng)用域術(shù)語(yǔ)）來(lái)表達(dá)用戶需求，其內(nèi)容相對(duì)于后者而言比較粗略，不夠詳細(xì)。后者是前者的細(xì)化，更多地采用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言和圖形符號(hào)來(lái)刻畫(huà)需求，產(chǎn)品需求是軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的直接依據(jù)。3.3.1需求分析－如何開(kāi)展需求調(diào)查

西南科技大學(xué)兩者之間可能并不存在一一影射關(guān)系，因?yàn)檐浖_(kāi)發(fā)商會(huì)根據(jù)產(chǎn)品發(fā)展戰(zhàn)略、企業(yè)當(dāng)前狀況適當(dāng)?shù)卣{(diào)整產(chǎn)品需求，例如用戶需求可能被分配到軟件的數(shù)個(gè)版本中。軟件開(kāi)發(fā)人員應(yīng)當(dāng)依據(jù)《產(chǎn)品需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)》來(lái)開(kāi)發(fā)當(dāng)前產(chǎn)品。3.3.1需求分析－如何開(kāi)展需求調(diào)查

西南科技大學(xué)撰寫(xiě)《用戶需求說(shuō)明書(shū)》3.3.1需求分析－如何開(kāi)展需求調(diào)查

西南科技大學(xué)需求分析是需求開(kāi)發(fā)過(guò)程中最費(fèi)腦子的工作。分析方法大體三類：?jiǎn)柎鸱治龇ǎ罕容^適合于用戶需求調(diào)查階段。雖寫(xiě)不成文章，但是簡(jiǎn)單易用很有實(shí)用價(jià)值。以用戶為中心的需求分析方法建模分析法（結(jié)構(gòu)化分析方法和面向?qū)ο蟮姆椒ǎ＜夹g(shù)性比較強(qiáng)，寫(xiě)出來(lái)有學(xué)術(shù)味。比較適合于產(chǎn)品需求定義階段。3.3.2需求分析－如何進(jìn)行需求分析西南科技大學(xué)2問(wèn)答分析方法問(wèn)答分析方法很簡(jiǎn)單：刨根究底地問(wèn)，如果問(wèn)題都被解答了，那么需求也就分析清楚了。問(wèn)答分析最重要的問(wèn)題是：“是什么”和“為什么”。每個(gè)需求都應(yīng)當(dāng)用陳述句說(shuō)明“是什么”，如果“是什么”的內(nèi)涵不夠清晰，則應(yīng)補(bǔ)充說(shuō)明“不是什么”。如果“是什么”和“不是什么”并不是“理所當(dāng)然”的，那么應(yīng)當(dāng)解釋“為什么”，以便加深讀者的理解。追究“是什么”和