11、需求工程

软件需求工程是整个软件开发生命周期的起点，对于系统架构设计师来说，深刻理解和把握需求是设计出成功系统的基石。

什么是需求工程？

需求工程（Requirements Engineering）是一个系统化的过程，它涵盖了从确定客户需求、分析问题，到最终形成需求文档的所有活动。 它的目标是确保开发团队和所有利益相关者对即将开发的系统有清晰、一致且完整的理解。 良好的需求工程可以显著减少因需求模糊或冲突带来的风险和后期修改成本。

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需求的层次

软件需求通常可以分为三个不同的层次，从宏观到具体，帮助架构师从不同维度理解系统目标：

层次	描述	关注点
业务需求 (Business Requirements)	反映了组织或客户对系统的高层次目标和期望。	为什么要做这个项目？它要达成什么商业价值？
用户需求 (User Requirements)	描述了用户为了完成特定任务而需要系统提供的功能和能力。	用户能用这个系统来做什么？
功能/系统需求 (Functional/System Requirements)	对开发人员必须实现的软件功能进行了详细定义。	系统具体需要实现哪些功能点？

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需求工程的关键活动

需求工程并非一个线性的过程，而是由几个相互交织、迭代进行的活动组成：

• 需求获取 (Elicitation): 这是理解和收集所有利益相关者（如客户、用户、管理层）需求的起点。 常用的方法包括用户访谈、问卷调查、观察现有系统流程等。
• 需求分析 (Analysis): 对收集到的原始需求进行提炼、审查和建模，以识别不一致、缺失或冲突的地方。 在这个阶段，可能会使用数据流图（DFD）或UML图（如用例图、活动图）等工具来帮助理解和表达。
• 需求规格说明 (Specification): 这是将分析和确认后的需求清晰、准确地记录下来的过程，其最终产物就是《软件需求规格说明书》（SRS）。
• 需求验证 (Validation): 确保需求文档准确反映了用户的期望和所有涉众的需求。 常用的方法有需求评审和原型确认。
• 需求管理 (Management): 在整个开发周期中，需求可能会发生变化。需求管理是一个持续的过程，旨在跟踪、控制和沟通这些变更。

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核心产物：软件需求规格说明书 (SRS)

《软件需求规格说明书》（Software Requirements Specification, SRS）是需求工程最重要的产出文档，它是架构设计、开发、测试和项目管理的基础。

一份合格的SRS通常包含以下内容：

• 引言: 描述文档的目的、范围、定义、缩略语和参考文献。
• 总体描述: 提供产品概述、用户特征、运行环境、设计和实现的限制等。
• 具体需求:
  • 功能需求: 详细描述系统应具备的功能，这是SRS的核心。
  • 非功能需求: 包括性能（如响应时间）、质量（如可靠性、可维护性）、安全性和可用性等。
  • 对外接口需求: 定义系统与外部硬件、软件或数据库之间的接口。