系统分析与设计方法（二）需求分析与软件设计

需求分析阶段的主要任务是通过开发人员与用户之间的广泛交流，不断澄清模糊的概念，最终形成一个完整的、清晰的、一直的需求说明。（做什么）

在需求明确之后，下一步就是对软件系统进行设计。（怎么做）

一、需求分析的任务与过程

需求分析主要是确定待开发软件的功能、性能、数据、界面等要求。
需求分析的步骤包括：

获取当前系统的物理模型
抽象出当前系统的逻辑模型
建立目标系统的逻辑模型

需求分析工作的4个方面

问题识别：用于发现需求、描述需求
分析与综合：对问题进行分析，并给出解决方案
编制需求分析的文档：输出《需求规格说明书》
需求分析与评审：主要对功能的正确性、完整性和清晰性等给与评价。

1、需求的分类

软件需求包括功能需求、非功能需求、设计约束三方面。

功能需求：系统必须完成的事，为了向用户提供有用的功能，产品必须执行的动作。
非功能需求：产品必须具备的属性或者品质，如性能、响应时间、可靠性、容错性、扩展性等。
设计约束：也叫限制条件、补充规约，比如必须采用国内自主知识版权的数据库等。

除了上面三种需求之外，在其他维度，还有业务需求、用户需求、系统需求。

业务需求：客户对系统、产品高层次的目标要求。
用户需求：用户使用产品必须要完成上面任务，通过访谈、调查，从用户角度出发的需求。
系统需求：从系统角度的需求，包括用特性说明的功能需求、质量属性、非功能需求及设计约束。

2、需求工程

创建和维护系统需求文档的所有活动，包括需求开发和需求管理两大工作。

（1）需求开发

包括需求捕获、需求分析、编写规格说明书和需求验证四个阶段。
需求开发是目标，是主线，是努力掌握客户对系统的需求。

（2）需求管理

包括需求基线、处理需求变更、需求跟踪等。
需求管理是支持，是保障，是对需求的变化进行管理的过程。

2、需求分析方法

根据分析方法发展的历史，分为

结构化分析方法
软系统方法
面向对象分析方法
面向问题域的分析

二、如何进行系统设计

系统设计与其说是在设计，不如说是在选择和妥协。
妥协，就是在各个系统目标之间找到一个平衡点。系统目标包括但不限于功能、性能、健壮性、开发周期、交付日期等，但这些目标往往都是矛盾的。
没有一个设计者会完全重新开始设计一个系统，他们总参考多个与目标系统相类似的系统，再从中进行甄别、取舍和补充来作为新系统的设计。
要成为优秀的设计者，了解、掌握、消化、总结前人和自己以前的设计成果是最好的、也是唯一的方法。

优秀的系统设计一般在以下几个方面都很出色：

组建的独立性。做到高内聚、低耦合。
例外的识别和处理。
防错和容错。

也有一些技术能够改进系统设计，这些方法包括：

降低复杂性
通过合约进行设计
原型化设计
错误树分析等

三、软件设计的任务与活动

软件设计时把软件需求变成软件表示的过程。
软件表示先是总体框架，然后在进一步细化，并在框架中填入细节。
1、从工程管理角度，软件设计可以分为两个步骤：
（1）概要设计：也称为高层设计
将软件需求转化为数据结构和软件的系统结构。
（2）详细设计：也称为底层设计
对结构表示进行细化，得到详细的数据结构与算法。
2、主要的设计方法比较
结构化设计的时代，主要设计方法包括Jackson方法和Parnas方法。结构化方法侧重于“模块相对独立且功能单一，使模块间联系弱、模块内联系强”；
Jackson方法是从数据结构导出模块结构。
Parnas方法是将可能引起变化的因素隐藏在有关模块内部，是这些因素变化时的影响范围受到限制。
近年来，对象技术凭借数据的高效封装和良好的消息机制，实现了高内聚、低耦合，成为现代软件设计的主流方法。