第四讲需求工程方法优秀PPT.ppt
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1、第四讲需求工程方法第一页,本课件共有156页面向目标的方法面向目标的方法方法概述建模原语基于目标的建模和分析应用情况第二页,本课件共有156页面向目标的方法面向目标的方法What You Get Is What You Want(WYGIWYW)第三页,本课件共有156页什么是目标什么是目标什么是目标?A goal is an objective that the system under consideration should achieveGoal formulations refer to intended properties to ensuredThey are optative
2、statements as opposed to indicative ones,and bounded by the subject matter第四页,本课件共有156页什么是目标什么是目标不同层次的目标高层策略型目标低层技术型目标运送更多旅客提供随处可用的提现服务及时发出加速指令3次密码错误则不退卡策略性的、粗粒度的、作用于组织范围的抽象目标 技术性的、细粒度的、作用于系统设计层面的具体目标 第五页,本课件共有156页什么是目标什么是目标不同类型的目标功能性目标:要实现的服务,是需求相关者期望发生的所有场景的集合。非功能性目标:与提供服务的质量关联,如良好的保密性,较高的安全性,较强的准
3、确性,较好的易用性等,或者对开发过程质量的期望,例如良好的适应性,较强的互操作性,较高的可重用性等 酒店管理系统的功能性目标:尽可能满足所有客人的房间预定请求图书管理系统的非功能性目标:用户的每一次查询都能够尽快地返回结果第六页,本课件共有156页什么是目标什么是目标目标由谁来满足:整个系统火车运输系统:目标:安全运输参与者:火车司机、列车轨道、车站计算机、通讯设备、旅客、等等ATM机系统:目标:允许合法用户提取现金参与者:ATM软件、感应器/actuators、用户、等等第七页,本课件共有156页目标类型和层次目标类型和层次可满足性还不明确可满足性可以验证产生行为使得目标特性在将来总要被满足
4、(拒绝)限制行为要求目标特性在将来永久保持(拒绝)比较行为,偏向更好保证软目标特性行为提供信息的目标满足请求的目标第八页,本课件共有156页采用目标的好处采用目标的好处目标分析提供一种关于系统的全局的视角目标的满足由整个系统及环境主体共同完成。例如:铁路运输系统的安全性目标是由火车司机、轨道管理系统、车站管理系统、通讯设备、乘客等共同参与完成的;ATM系统保持用户合法性的目标是由ATM控制软件、感应器、效应器、用户等共同协作完成的。只有采用全局的俯瞰的视角才能有效地分析和解决这类目标。第九页,本课件共有156页采用目标的好处采用目标的好处保证需求的完整性目标是需求足够完整的精确评判标准规格说明
5、相对于一组目标是完整的,如果可以证明所有目标(G)是能实现的 由规格说明(S)和所涉及的领域的特性(D)D,S|=G =S相对于G是完备的 第十页,本课件共有156页采用目标的好处采用目标的好处避免无关需求(最小性)目标是需求相关性的精确评判标准需求相对于一组关于所涉及领域的目标是恰当或相关的,如果其规格说明至少被用来证明一个目标若sS,g G,D,s|=g =S相对于G是最小相关的 第十一页,本课件共有156页采用目标的好处采用目标的好处向需求相关者解释需求目标给出了需求的说明对应于设计过程中的设计目标出现一个需求是因为有一个目标作为它的基础目标求精树提供了从高层策略目的到低层技术需求的可跟
6、踪链对业务系统来说,目标将未来软件和组织和业务上下文关联起来第十二页,本课件共有156页采用目标的好处采用目标的好处目标精化过程,为复杂需求文档的结构化提供直观自然的机制,增加其可理解性目标精化过程中的选择,具有恰当的抽象程度第十三页,本课件共有156页采用目标的好处采用目标的好处目标便于表达和处理冲突需求。目标的冲突是多视点冲突的根源,目标的不同满足标准有助于帮助开发人员对采用哪种方式处理冲突进行决策。第十四页,本课件共有156页采用目标的好处采用目标的好处目标相对比较稳定,利于需求演化实现目标的需求比目标演化的要快,它很容易被另一个实现相同目标的需求替代越高层的目标越稳定,不同版本的系统常
7、常具有相同的高层目标第十五页,本课件共有156页采用目标的好处采用目标的好处目标能够表达和分析非功能性需求。非功能性需求是工程研究中的重点和难点,目前大多采用非形式化的方法来描述,常用的建模工具UML也存在着难以为非功能性需求建模的缺陷。在面向目标的需求分析中,非功能性需求用软目标来表示,软目标可以逐步分解为子目标第十六页,本课件共有156页目标从何而来?目标从何而来?显式的系统的需求相关者(Stakeholders)需求工程师掌握的初步材料第十七页,本课件共有156页目标从何而来?目标从何而来?隐式的:需要进行目标抽取分析当前的系统,发现问题和不足(精确构型并列举出来),对其取否,导致未来系
8、统要实现的目标集从初步文档中寻找一些与意图相关的关键词发现目标对目标进行精化和抽象获得归结目标冲突或障碍导致新的目标第十八页,本课件共有156页目标什么时候显式化?目标什么时候显式化?显式化:从目标到软件行为用软件行为实现目标等同于用程序实现设计规格说明第十九页,本课件共有156页方法主线:元模型方法主线:元模型领域中所关心的事情,其实例会按状态而进化对象上的输入/输出关系,定义状态变迁,由事件触发或终止一种对象,作为行为的执行者操作化目标,可以按由某个Agent可控制的状态来构型的目标第二十页,本课件共有156页方法主线方法主线建模主线:系统的目标层次结构。围绕目标的伸展关联:目标操作化为“
9、约束”,约束由“活动”和活动所操作的“对象”来保证,对象被区分为“事件”、“实体”、“关系”和“主体”四类,约束由主体负责完成,主体执行活动并具有活动的能力,事件可以触发或者终止活动,等等可以通过在目标树上添加标记来表示目标间的正向和负向的强弱影响。第二十一页,本课件共有156页目标的表示目标的表示目标名:每个目标都有名字简短描述:自然语言陈述句描述例如:用户提出“要为要为核电站设计安全的制冷系统”。则“安全的核电站制冷系统”将作为一个高层抽象目标的描述被抽取出来。会议调度系统要满足的目标之一是“每个会议都将在都将在所有预期与会人参加的情况下召开。”第二十二页,本课件共有156页目标的形式化表
10、示目标的形式化表示KAOS语言,NFR建模框架以及i*/Tropos语言:特定的语法一阶时序逻辑断言算子:P表示“在当前状态下,性质P成立”;P表示“在下一个状态,性质P成立”;P表示“在当前或未来某一状态,性质P成立”;P在当前以及未来所有状态,性质P成立;P在前一个状态,性质P成立;P在当前或以前某一状态,性质P成立;P在当前和以前所有状态,性质P成立;第二十三页,本课件共有156页目标的形式化表示目标的形式化表示PQ在所有未来状态,性质P成立则性质Q成立;ku P在k个时间单位u以内的未来某一状态,性质P成立;d P在截止时刻d到达前的未来所有状态,性质P成立;P在当前状态下性质P成立,
11、但在上一个状态,P不成立;PW Q在所有未来状态下,性质P成立直到Q成立,允许Q恒假;PU Q在所有未来状态下,性质P成立直到Q成立,Q必须在未来某一时刻为真。第二十四页,本课件共有156页目标模式目标模式完成型目标(AchieveAchieve):要求系统最终满足某性质;终止型目标(CeaseCease):要求系统最终不再满足某性质;维持型目标(MaintainMaintain):要求系统始终满足某性质;避免型目标(AvoidAvoid):要求系统从不满足某性质。第二十五页,本课件共有156页目标模式的规约目标模式的规约完成型目标(Achieve):P Q 语义:如果P成立,则将来某个时候Q
12、成立维持型目标(Maintain):P Q 语义:如果P成立,则将来Q总成立 P P WW Q 语义:维持P成立直到Q成立终止型目标(Cease):P Q 语义:如果P成立,则将来某个时候Q不成立避免型目标(Avoid):P Q 语义:如果P成立,则将来Q总是不成立第二十六页,本课件共有156页目标分类目标分类满足性目标(Satisfaction Goals):是满足各主体愿望的完成型目标;信息目标(Information Goals):是将环境状态信息通报给主体的完成型目标;安全目标(Security Goals):是避免灾难状态/恶意攻击发生的持续型目标;精确性目标(Accuracy Go
13、als):是促使主体对环境的信念保持精确的持续型目标。第二十七页,本课件共有156页目标的图形表示目标的图形表示除了自然语言和形式化表示,目标还有图形化的表示,通常都是在目标图元中加目标名。在KAOS中,目标的图形表示是一个平行四边形()。在i*/Tropos中,目标的图形表示是圆角的矩形()。第二十八页,本课件共有156页软目标软目标软目标主要用于表达非功能性需求。软目标与一般目标的主要区别:一般目标的满足性标准是客观的,能够清楚定义和表达的。软目标的满足标准则是主观的、相对的、依评价者的个人判断而定,是满意度(Satisficing)而非满足性(Satisfying)的问题。第二十九页,本
14、课件共有156页软目标的表示软目标的表示NFR框架:软目标的图形化表示为一个云形()i*和Tropos方法:软目标图形化表示为一个不规则的花生形()。第三十页,本课件共有156页软目标的组成软目标的组成非功能性软目标通常由两部分组成:类型和主题。例如,软目标“账户的准确性”中,“准确性”是类型,“账户”是主题。如果类型改变为“响应时间”则软目标“账户响应时间”的含义也随之改变。当主题发生改变,软目标的含义也随之改变。“账户的准确性”与“账户的响应时间”,或与“存款机的响应时间”是完全不同的。一种略微结构化的软目标表示方法是:“软目标类型软目标主题”,例如,用“响应时间短账户”来表示软目标“账户
15、的响应时间”。软目标可以有多于一个主题,例如,界面灵活性普通客户,金卡账户。第三十一页,本课件共有156页目标的操作化目标的操作化可操作的目标是对目标与软目标进行分解和求精的结果。可操作的目标是目标分解树中靠近底层叶节点的目标,用于表示满足高层目标的具体设计方案。例如:要实现“快的帐户响应时间”这个软目标,可以“采用索引技术”,“采用索引技术”就是一个可操作的目标。第三十二页,本课件共有156页可操作目标的表示可操作目标的表示NFR框架:图形表示为边界加重的云形图案KAOS:圆角的矩形i*和Tropos:表示为任务第三十三页,本课件共有156页目标间的关联目标间的关联目标间的关联:自顶向下的分
16、解关系自底向上的贡献关系横向的副作用关系第三十四页,本课件共有156页目标的分解目标的分解目标分解:与精化:目标到一组子目标 语义:所有子目标被满足,父目标才被满足或精化:目标到一组精化选择 语义:只要一个选择被满足,足以让父目标满足软目标的分解(软目标类型主题对象)按软目标类型进行分解按软目标对象进行分解软目标的操作化第三十五页,本课件共有156页目标的贡献目标的贡献一个高层的、抽象的、粗略的软目标可以分解为相对低层的、具体的和细化的子(软)目标或操作化目标。每个单个的子目标可以对父目标的满足性产生出不同的贡献。贡献类型分为两个维度:贡献的影响和贡献的程度。贡献的影响可以是正向、负向或未知;
17、贡献的程度可以是完全的、部分的或程度未知。第三十六页,本课件共有156页目标的副作用关系目标的副作用关系副作用包括贡献副作用和冲突副作用。例如:“提高性能”会导致“成本提高”,是横向副作用关系,表明一种冲突。即一个目标被满足会阻止另一个目标的满足。“信息的保密性”会提高“信息的安全性”,也是横向副作用,表明一种贡献。即一个目标被满足会帮助另一个目标的满足。第三十七页,本课件共有156页建模原语:目标与建模原语:目标与/或树或树第三十八页,本课件共有156页建模原语:其它关联建模原语:其它关联目标与其它需求建模元素的关联目标与操作:操作的前提条件、后置条件、触发条件,保证目标目标的可满足性目标与
18、情景:互补情景:具体、叙述性、过程性、意图隐含于其中目标:抽象、描述性、显式展现意图更进一步,情景可以是例子或者是反例,可以展示目标的实现过程,也可以表现阻止目标可满足的情况第三十九页,本课件共有156页建模原语:其它关联建模原语:其它关联目标与其它需求建模元素的关联目标模型与对象模型:具体的目标可以涉及实体、关系或者agent,支持从目标模型系统化地导出对象模型目标与Agents:职责关系,将目标赋予一个Agent完成,有利于识别系统的边界形成目标结构第四十页,本课件共有156页目标形式化表示框架目标形式化表示框架Goal 目标模式目标名 InstanceOf 目标分类 Concerns 对
19、象集合 RefinedTo 子目标 InformalDef 自然语言陈述 FormalDef 一界时态逻辑公式第四十一页,本课件共有156页目标形式化表示举例目标形式化表示举例Goal Achieve Goal Achieve TrainProgress FormalDef FormalDef Goal MaintainGoal Maintain TrainWaiting FormalDef FormalDef Goal Achieve ConvenientMeetingHeldDefinition“每个会议都将在所有预期与会人参加的情况下召开”FormalDef m:Meeting:m.Re
20、quested m.Holds (p:Participant):Intended(p,m)Participates(p,m)第四十二页,本课件共有156页目标形式化表示举例目标形式化表示举例Goal AchieveParticipantsConstraintsKnown InstanceOf InformationGoal Concerns Meeting,Participant,Schedule,RefinedTo ConstraintsRequested,ConstraintsProvided InformalDef A meeting scheduler should know the
21、constraints of the various participants invited to the meeting within C days after appointment FormalDef m:Meeting,p:Participant,s:Scheduler Invited(p,m)Scheduling(s,m)2wBorrowing(bor,bc)1w(r:ReminderIssued)Occurs(r)r=(bor,bc,-)PostCondition PostCondition/动作后置条件第五十页,本课件共有156页行为形式化表示举例行为形式化表示举例Action
22、 DetermineSchedule Input Requesting,MeetingArg:m Output MeetingRes:m DomPre Requesting(-,m)Scheduled(m)DomPost Feasible(m)Scheduled(m)Feasible(m)DeadEnd(m)第五十一页,本课件共有156页行为形式化表示举例行为形式化表示举例Action Move Input tr:Train;loc,loc:Location Output At DomPre At(tr,loc)and locloc DomPost At(tr,loc)RequiredPre
23、for DoorsClosedWhileMoving:tr.Doors=closed RequiredPost for DoorsClosedWhileMoving:tr.Doors=closed第五十二页,本课件共有156页目标模型中的其它概念目标模型中的其它概念约束(Constraint):可实现的目标,即能够根据主体可控制的状态来构型的目标。所有的目标最终都将精化为约束,约束被操作化为动作和对象,约束要被分配给主体来完成。第五十三页,本课件共有156页约束形式化表示举例约束形式化表示举例 WeakConstraint WeakConstraint MaintainAgendaUpToDa
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