軟體需求分析（Software Reguirement Analysis）是研究使用者需求得到的東西，完全理解使用者對軟體需求的完整功能，確認使用者軟體功能需求，建立可確認的、可驗證的一個基本依據。

軟體需求分析是一個專案的開端，也是專案實施最重要的關鍵點。據有關的機構分析結果表明，我們設計的軟體產品存在不完整性、不正確性等問題80％以上是需求分析錯誤所導致的，而且由於需求分析錯誤造成根本性的功能問題尤為突出。因此，一個專案的成功軟體需求分析是關鍵的一步。

一、 軟體需求分析理論

如果我們用數學方法來描述軟體需求分析，可以將一個應用軟體定義為S，可能應用軟體涉及功能性問題非常廣，我們用抽象化理論分析，可以劃分為各個功能域，可以用D1、D2、… Dn表示，那麼，我們可以用一個表示式描述為

S={D1，D2，D3，…Dn}
但是，功能域Di依然存在著有若干個問題P1、P2、P3、… Pm組成，並且每個功能對應於子系統中的一個軟構件，我們可以表示為
     Di={P1，P2，P3，…Pm}
同樣，功能Pj有若干個行為F1、F2、F3、… Fk，每個行為對應於軟構件中的實現方法

Pj={F1，F2，F3，…Fk}

一個軟體包含了所有功能的集合，同時包含了實現所有功能的所有方法和演算法描述。需求分析是依據於使用者需求，經過需求問題識別，進行分析、消化與綜合，制訂規格說明，評審，分為四個階段，形成使用者需求與設計同步，設計滿足使用者需求目標。

需求分析方法始終貫穿著吸收、同化、貫徹方法和手段，用商業化行為解決需求與實現中存在的矛盾，解決使用者需求與商業化產品融通，解決規範與個性化追求。

二、 軟體需求分析目標

軟體需求分析的主要實現目標：

1）對實現軟體的功能做全面的描述，幫助使用者判斷實現功能的正確性、一致性和完整性，促使使用者在軟體設計啟動之前周密地、全面地思考軟體需求；

2）瞭解和描述軟體實現所需的全部資訊，為軟體設計、確認和驗證提供一個基準；

3）為軟體管理人員進行軟體成本計價和編制軟體開發計劃書提供依據；

需求分析的具體內容可以歸納為六個方面：軟體的功能需求，軟體與硬體或其他外部系統介面，軟體的非功能性需求，軟體的反向需求，軟體設計和實現上的限制，閱讀支援資訊。

軟體需求分析應儘量提供軟體實現功能需求的全部資訊，使得軟體設計人員和軟體測試人員不再需要需求方的接觸。這就要求軟體需求分析內容應正確、完整、一致和可驗證。此外，為保證軟體設計質量，便於軟體功能的休整和驗證，軟體需求表達無岔意性，具有可追蹤性和可修改性。

2.1、軟體功能需求

軟體的功能需求是整個需求分析最主要、最關鍵和最複雜的部分，它描述軟體的各種可能的條件下，對所有可能輸入的資料資訊，應完成那些具體功能，產生什麼樣的輸出。描述軟體功能需求是應注意下面幾點：

1）功能需求的完整性和一致性

對功能的描述應包含與功能相關的資訊，並應具有內在的一致性（即各種描述之間不矛盾、不衝突）。應注意以下幾點：

（1）給出觸發功能的各種條件（如：控制流、執行狀態、執行模式等）；

（2）定義各種可能性條件下的所有可能的輸入（包括合法的輸入空間和非法的輸入空間）；

（3）給出各種功能間可能的相互關係（如各個功能間的控制流、資料流、資訊流，功能執行關係：順序、重複、選擇、併發、同步）；

（4）給出功能性的主要級別（如：基本功能、可由設計者選擇逐步實現的功能、可由設計者改變實現的功能等）；

（5）儘可能不使用“待定”這樣的詞。所有含有待定內容的需求都不是完整的檔案，如果出現待定的部分，必須進行待定部分內容說明，落實負責人員、落實實施日期。

2）功能描述的無岔意性和可追蹤性

需求功能描述的無岔意性、可追蹤性和規範化：

（1）功能描述必須清晰地描述出怎樣輸入到怎樣輸出，並且輸入、輸出描述應對應有資料流描述、控制流描述圖，這些描述必須與其它地方描述一致；

（2）可以用語言、方程式、決策表、矩陣或圖等對功能的描述。如果選用語言描述必須使用結構化的語言，描述前必須說明該步驟（或子功能）的執行是順序，選擇，重複，還是併發，然後說明步驟邏輯。整個描述必須單入單出。

（3）描述時，每一個功能名稱和參照編號必須唯一，且不要將多個功能混在一起進行描述，這樣便於功能的追蹤和修改。

（4）功能描述應注意需求說明和程式設計的區別。需求設計僅僅是軟體的功能設計，它給出軟體執行的的外部功能描述，以及為了實現這一外部功能必須做哪些事情（採用和種資料結構，定義多個模組，介面間的介面等）是設計階段的事情，功能描述不應涉及到那些細節問題，以避免給軟體設計帶來不必要的約束。

2.2、軟體與硬體或其他外部系統介面

軟體與硬體或其它外部系統介面包括下述內容：

（1）人機介面：說明輸入、輸出的內容、螢幕安排、格式等要求；

（2）硬體介面：說明埠號，指令集，輸入輸出訊號的內容與資料型別，初始化訊號源，傳輸通道號和訊號處理方式。

（3）軟體介面：說明軟體的名稱、助記符、規格說明、版本號和來源；

（4）通訊介面：指定通訊介面和通訊協議等描述。

2.3、軟體的非功能性需求

軟體非功能性需求是指軟體效能指標，容限等功能以外的需求。一般指下述內容：

（1）時間需求：輸入、輸出頻率，輸入、輸出響應時間，各種功能恢復時間等；

（2）處理容限、精度、取樣引數的解析度，誤差處理等；

（3）可靠性的MTBF要求，可維護性、安全性要求等。（對可能的不正常的輸入給以正常響應是可靠性的重要內容，這屬於功能性需求。）

2.4、軟體反向需求

軟體的反向需求描述軟體在那些情況下不能做什麼。這一條是隨軟體實際要求而定。有兩類情形需要採用反向需求的形式。第一種情況：某些使用者需求適宜採用反向形式說明，如資料安全性要求屬於這類形式。第二種情況：對一些可靠性和安全性要求較高的軟體，有些必須描述軟體不能做些什麼。如控制點火時序，我們必須交代清楚在那些情況下不能點火，否則會造成故障。

2.5、軟體設計和實現上的限制

軟體設計和實現上的限制主要指對軟體設計者的限制。如軟體執行環境的限制（選擇計算機型別，使用配置，作業系統的限制等）、設計工具的限制（使用語言、執行的標準）和保密要求等。

2.6、閱讀支援資訊

這部分內容是為了更好的幫助我們理解使用者需求，也是為了使需求便於修改和追蹤。其本身並不是對需求的描述，但它影響到需求分析的可讀性，也屬於需求分析的一個重要部分。一般目錄、需求背景資訊、內容索引、交叉引用表、註釋等均屬於這個部分的內容。

三、 軟體需求分析人員組織

軟體需求分析其根本性問題是理解使用者功能需求，由此軟體需求分析實際上是與客戶間交流過程完成的目標。要求我們組織適當的參與人員進行交流活動。

需求分析是一個綜合團隊的工作，是在需求分析理論的指導下，對使用者需要進行漸進方式逐步深化；通過不斷變化方式形成具體約束；努力實現需求功能目標形成特色效果的商業化產品。需求分析是一個商業行為，完全是一個商業化操作，要求有商業、技術等結合的團隊共同合作，解決需求和設計的同步，設計符合需求。

專案涉及內容，專案大小都需要我們考慮參加軟體需求分析工作團退的人數，配置合理的參與人員。一般我們必須有商務活動人員，專案管理人員，設計技術人員等參加，而且要求組織人員必須明確負責範圍，以及明確工作目標，保證實施的有效性。

四、 軟體需求分析方法

為了保證專案的正常實施，並且能夠順利的完成，我們必須加強專案管理和重視專案分析工作。我們只有從實際出發，切切實實地把握使用者需求，把握使用者需求目標，把握使用者將來功能界定，保證我們開發工作正確性方向。

4.1、重點監控軟體需求分析辦法

由於軟體專案的特殊性和行業覆蓋的廣闊性，以及需求分析的高風險性，軟體需求分析的重要性是不言而喻的，同時需求分析又的的確確難做。其原因基本是由於以下情況造成的。

4.1.1、客戶說不清楚需求

有些客戶對需求只有朦朧的感覺，當然說不清楚具體的需求。例如全國各地的很多部門、機構、單位在進行應用系統以及網路建設時，客戶方的辦公人員大多不清楚計算機網路有什麼用，更缺乏IT系統建設方面的專家和知識。此時，使用者就會要求軟體系統分析人員替他們設想需求。工程的需求存在一定的主觀性，為專案未來建設埋下了潛在的風險。

4.1.2、需求自身經常變動

根據以往的歷史經驗，隨著客戶方對資訊化建設的認識和自己業務水平的提高，他們會在不同的階段和時期對專案的需求提出新的要求和需求變更。事實上，歷史上沒有一個軟體的需求改動少於三次的！所以必須接受“需求會變動”這個事實，在進行需求分析時要懂得防患於未然，儘可能地分析清楚哪些是穩定的需求，哪些是易變的需求，以便在進行系統設計時，將軟體的核心建築在穩定的需求上，同時留出變更空間。諮詢監理方在需求分析的功能界定上擔任一個中間、公平、公正的角色，所以也必須積極參與到需求分析的準備中來，以便協助客戶方和承建方來界定“做什麼”、“不做什麼”的系統功能界限。

4．1．3、分析人員或客戶理解有誤

軟體系統分析人員不可能都是全才，更不可能是行業方面的專家。客戶表達的需求，不同的分析人員可能有不同的理解。如果分析人員理解錯了，可能會導致以後的開發工作勞而無功。記得一則笑話，有個外星人間諜潛伏到地球刺探情報，它給上司寫了一份報告：“主宰地球的是汽車。它們喝汽油，靠四個輪子滾動前進，嗓門極大，雙眼在夜裡能射出強光……有趣的是，車裡住著一種叫作‘人’的寄生蟲，這些寄生蟲完全控制了車。”所以分析人員知識的專一性也會造成需求分析的誤解和失敗。這時，諮詢監理公司就必須根據實際的專案需求調研計劃，提醒承建方加強業務瞭解程度和注重溝通技巧。

4.2、有效性軟體需求分析三步法

根據以往的工程經驗，需求分析工作方法，應該定位在“三個階段”（也稱“三步法”）。

4.2.1、“訪談式Visitation”階段

這一階段是和具體使用者方的領導層、業務層人員的訪談式溝通，主要目的是從巨集觀上把握使用者的具體需求方向和趨勢，瞭解現有的組織架構、業務流程、硬體環境、軟體環境、現有的執行系統等等具體情況、客觀的資訊。建立起良好的溝通渠道和方式。針對具體的職能部門以及各委辦局，最好能指定本次專案的介面人。

實現手段：訪談、調查表格

輸出成果：調查報告、業務流程報告

4.2.2、“誘導式Inducement”階段

這一階段是在承建方已經瞭解了具體使用者方的組織架構、業務流程、硬體環境、軟體環境、現有的執行系統等等具體實際、客觀的資訊基礎上，結合現有的硬體、軟體實現方案，做出簡單的使用者流程頁面，同時結合以往的專案經驗對使用者採用誘導式、啟發式的調研方法和手段，和使用者一起探討業務流程設計的合理性、準確性、便易性、習慣性。使用者可以操作簡單演示的DEMO，來感受一下整個業務流程的設計合理性、準確性等等問題，及時地提出改進意見和方法。

實現手段：拜訪（誘導）、原型演示

輸出成果：調研分析報告、原型反饋報告、業務流程報告

4.2.3、“確認式Afirm”階段

這一階段是在上述兩個階段成果的基礎上，進行具體的流程細化、資料項的確認階段，這個階段承建方必須提供原型系統和明確的業務流程報告、資料項表，並能清晰地向用戶描述系統的業務流設計目標。使用者方可以通過審查業務流程報告、資料項表以及操作承建方提供的DEMO系統，來提出反饋意見，並對已經可接受的報告、文件簽字確認。

實現手段：拜訪（回顧、確認），提交業務流程報告、資料項表；原型演示系統

輸出成果：需求分析報告、資料項、業務流程報告、原型系統反饋意見（後三者可以統一歸入需求分析報告中，提交使用者方、監理方進行確認和存檔）

整體來講，需求分析的三個階段是需求調研中不可忽視一個重要的部分，三個階段或者說三步法的實施和採用，對使用者和承建方都同樣提供了專案成功的保證。當然在系統建設的過程中，特別在採用迭代法的開發模式時，需求分析的工作需一直進行下去，而在後期的需求改進中，工作則基本集中在後兩個階段中。

五、 軟體需求分析工具

我們根據使用者需求，通過反覆討論、分析，最終明確一個唯一性的使用者需求，這個結果其實就是我們的軟體需求分析報告。一般我們採用Word、PowerPoint、Visio、ProntPage、Excel等Office工具，同時可能採用一些開發工具，如VC或BC等，同樣也會使用一些圖形工具，如Potoshop、調色盤等畫圖工具。

使用各種工具表達軟體需求分析，其具體表達手段可以分為：

l效果圖描述。主要是使用者UI介面的描述反映使用者需求功能；

l邏輯圖描述。根據使用者需求功能，使用抽象化理論，以及需求分析理論，對使用者需求功能進行全面的分析，建立功能性邏輯關係圖，流程邏輯關係圖等；

l關係圖表描述。主要是對資訊關係、資料庫表格、介面函式等描述；

l工程數學描述。分析使用者需求，分析使用者需求資訊，運用工程數學進行演算法推導，進行合理化需求分析推導；

l甘地圖描述。主要是軟體專案工作安排，開發週期預估；

l其它方法描述。保證完整性合理性的有效描述。

六、 軟體需求分析評估

軟體需求分析評估是為了檢查我們進行軟體需求分析工作，保證軟體需求分析工作正確性、完整性、有效性、合理性、可確認性、可實施性，完全保證使用者所需求的功能。

6.1、組織結構與責任管理

我們對組織結構與責任管理的評估主要有：參與人員任務和責任介面的明確；安排計劃按時完成狀況；相互間的協調能力狀況。

6.2、滿足使用者需求的功能

我們進行需求分析的目的是完整、準確地描述使用者的需求，跟蹤使用者需求的變化，將使用者的需求準確地反映到系統的分析和設計中，並使系統的分析、設計和使用者的需求保持一致。

需求分析的特點是需求的完整性、一致性和可追溯性。完整性：是準確、全面的描述使用者的需求。一致性：是通過分析整理，剔除使用者需求矛盾的方面，規範使用者需求。可追溯性：有兩個方面的含義，整理和規範的需求，其一，需要不斷的和使用者進一步交流，保持和使用者最新的需求一致。其二，和系統分析（設計）保持一致。

因此在需求分析之前我們必須建立需求分析技術層面的基本框架，從技術上保證需求分析的要求，在此基礎上我們進行的需求分析才能滿足專案對需求分析的要求。

6.3、保證可實施性

我們必須以使用者軟體需求為依據，以求實的態度詳細的、準確的、完整的編寫軟體需求分析，避免空想世界，空中樓閣的想法；避免無邏輯性、無核心的描述；避免無量化思維，無實際空間概念。

6.4、需求分析評價指標

主要有這麼幾個指標：功能性、完整性、正確性、邏輯性、表現性、合理性，可實施性等。

6.5、工作週期

評價人員投入，以及費用支出的合理性問題。正確制定工作週期，保證軟體專案的順利完成。

6.6、需求不確定更改與可確認保證

可確認需求功能是實現使用者需求的基本保證，如果不可確認的、不確定更改存在，將會阻礙軟體實現，或者軟體設計存在著不完整性缺陷，或者存在著不可實施性問題，我們必須區分是功能性障礙問題，還是未來性問題。如果不能夠明確是未來性問題，則必須調整功能需求，化解不確定更改的問題。因此，判斷不確定性更改是一個非常重要的問題