摘  要: 隨著社會(huì)分工越來越細(xì)，面向信息系統(tǒng)軟件研發(fā)的企業(yè)和部門越來越多地專注于特定領(lǐng)域的產(chǎn)品開發(fā)，并在企業(yè)和部門資產(chǎn)庫中積累了大量的基于單個(gè)項(xiàng)目的軟件需求。目前，這些需求像一個(gè)個(gè)孤立的“煙囪”，很難用于相同領(lǐng)域后續(xù)項(xiàng)目的開發(fā)，造成了企業(yè)財(cái)富和成果的大量浪費(fèi)。分析了領(lǐng)域需求與項(xiàng)目需求的關(guān)系，描述了領(lǐng)域需求庫的構(gòu)成與建立過程、領(lǐng)域需求庫管理方法,用于指導(dǎo)系統(tǒng)化軟件需求復(fù)用，為企業(yè)領(lǐng)域工程工作的開展和研究奠定基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞: 領(lǐng)域需求； 領(lǐng)域需求庫

    隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，社會(huì)分工越來越細(xì)，面向信息系統(tǒng)軟件研發(fā)的企業(yè)和部門越來越多地專注于特定領(lǐng)域的產(chǎn)品開發(fā)。在產(chǎn)品開發(fā)過程中，這些企業(yè)和部門積累了大量的基于單個(gè)項(xiàng)目的軟件需求，并已經(jīng)進(jìn)行了條目化管理。目前，這些項(xiàng)目需求通常分散在各個(gè)項(xiàng)目的需求庫和需求文檔中，像一個(gè)個(gè)孤立的“煙囪”，很難用于相同領(lǐng)域后續(xù)項(xiàng)目的開發(fā)。這種現(xiàn)狀，一方面，導(dǎo)致了企業(yè)財(cái)富和成果的大量浪費(fèi)；另一方面，新的項(xiàng)目由于無法充分復(fù)用已有的需求進(jìn)行需求分析，最終，往往無法形成真正滿足用戶需求的信息系統(tǒng)產(chǎn)品。
    解決上述問題的一個(gè)有效途徑就是通過對(duì)項(xiàng)目需求逐一進(jìn)行分析、整合，建立領(lǐng)域需求庫，從而達(dá)到可以對(duì)需求進(jìn)行系統(tǒng)化復(fù)用(Systematic Reuse)的目的。這必將進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，緩解日益嚴(yán)重的軟件危機(jī)，同時(shí)生產(chǎn)和提供能夠滿足特定領(lǐng)域用戶需求的信息系統(tǒng)產(chǎn)品。
    基于領(lǐng)域需求庫，新的項(xiàng)目的需求分析將不再是從零開始，而是建立在對(duì)企業(yè)資產(chǎn)大量復(fù)用的基礎(chǔ)上。
    本文分析了領(lǐng)域需求與項(xiàng)目需求的關(guān)系，描述了領(lǐng)域需求庫的構(gòu)成與建立過程、領(lǐng)域需求庫管理方法，用于指導(dǎo)信息系統(tǒng)軟件的需求分析與需求復(fù)用，為企業(yè)領(lǐng)域工程工作的開展和研究奠定基礎(chǔ)。
1 領(lǐng)域需求概述
1.1幾個(gè)定義
    領(lǐng)域：在軟件工程環(huán)境中，領(lǐng)域是指一組具有相似或相近軟件需求的應(yīng)用系統(tǒng)所覆蓋的功能、問題、問題解決方案或知識(shí)區(qū)域。領(lǐng)域可分為垂直領(lǐng)域和水平領(lǐng)域，其中，垂直領(lǐng)域是指具有相似業(yè)務(wù)需求的一組相似應(yīng)用系統(tǒng)所覆蓋的業(yè)務(wù)區(qū)域,如財(cái)務(wù)管理系統(tǒng)、ERP系統(tǒng)等；水平領(lǐng)域是指根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)內(nèi)部模塊的功能性分類而得到的相似問題空間, 如數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、GUI動(dòng)態(tài)庫等[1]。本文中的領(lǐng)域特指垂直領(lǐng)域。
    領(lǐng)域需求:對(duì)領(lǐng)域中若干典型項(xiàng)目的需求進(jìn)行分析，考慮預(yù)期的需求變化、技術(shù)演化、限制條件等因素，確定恰當(dāng)?shù)念I(lǐng)域范圍，識(shí)別領(lǐng)域的共性特征和變化特征，獲取一組具有足夠可復(fù)用性的需求，稱為領(lǐng)域需求。
    領(lǐng)域需求庫：將獲取的領(lǐng)域需求條目化和文檔化，形成領(lǐng)域需求庫，提供系統(tǒng)化需求復(fù)用。
1.2 領(lǐng)域需求特點(diǎn)
    領(lǐng)域需求是指領(lǐng)域內(nèi)所有項(xiàng)目的共有需求，而不是某個(gè)系統(tǒng)或項(xiàng)目的個(gè)別需求，具有穩(wěn)定、演化、廣泛和可復(fù)用等特點(diǎn)[2]：(1)穩(wěn)定。領(lǐng)域的共性需求是在一定時(shí)期內(nèi)穩(wěn)定不變的。(2)演化。隨著領(lǐng)域的不斷發(fā)展，會(huì)產(chǎn)生許多新的需求，這些需求經(jīng)過在多個(gè)項(xiàng)目中不斷地付諸實(shí)踐，有可能演化為共性需求。(3)廣泛。領(lǐng)域需求存在于類型廣泛的多個(gè)項(xiàng)目或系統(tǒng)中。(4)可復(fù)用。領(lǐng)域需求是領(lǐng)域內(nèi)所有項(xiàng)目共性需求的高度概括，具有較高的可復(fù)用性。
1.3 領(lǐng)域需求與項(xiàng)目需求
    領(lǐng)域需求與項(xiàng)目需求的關(guān)系可以概括為：領(lǐng)域需求來源于領(lǐng)域內(nèi)所有項(xiàng)目的需求，是在項(xiàng)目需求之上高度抽象的共性的需求；領(lǐng)域需求是構(gòu)建項(xiàng)目需求的可復(fù)用構(gòu)件，并隨著項(xiàng)目需求的發(fā)展而不斷演化；領(lǐng)域需求可為領(lǐng)域中的新項(xiàng)目提供復(fù)用，同時(shí)，領(lǐng)域中的項(xiàng)目需求也可以演化為領(lǐng)域需求；領(lǐng)域需求涵蓋了所有項(xiàng)目，某一個(gè)具體的項(xiàng)目需求無法代表領(lǐng)域需求。領(lǐng)域需求與項(xiàng)目需求的關(guān)系如圖1所示。

2 領(lǐng)域需求庫描述模式
2.1 領(lǐng)域需求庫輸入
    為了建立可復(fù)用領(lǐng)域需求，使用領(lǐng)域需求庫作為需求容器。通過對(duì)哪些“原料”進(jìn)行加工才能形成裝入這個(gè)容器的產(chǎn)品呢?既然領(lǐng)域需求來源于領(lǐng)域內(nèi)所有項(xiàng)目的需求，那么領(lǐng)域需求庫的主要輸入也就是各個(gè)項(xiàng)目的需求分析活動(dòng)產(chǎn)生的需求資源,主要包括項(xiàng)目需求文檔、項(xiàng)目需求庫表等。
2.2 領(lǐng)域需求庫文檔結(jié)構(gòu)
    本節(jié)對(duì)領(lǐng)域需求庫這個(gè)容器中的產(chǎn)品進(jìn)行定義，這些產(chǎn)品幫助定義可復(fù)用軟件需求。能夠提供系統(tǒng)化復(fù)用的領(lǐng)域需求庫需要囊括用戶需求和產(chǎn)品需求，這些需求通過一系列文檔來描述，而且文檔之間具有縱向的層次關(guān)系和橫向的關(guān)聯(lián)關(guān)系。對(duì)每類需求文檔需要橫向分析文檔的構(gòu)成要素及要素間的相互關(guān)系，明確領(lǐng)域需求庫文檔應(yīng)包含哪些信息和如何組織這些信息。參考項(xiàng)目需求文檔結(jié)構(gòu)，結(jié)合領(lǐng)域需求庫實(shí)際需要，定義如下的領(lǐng)域需求庫文檔結(jié)構(gòu)，如圖2所示。

    如圖2所示,領(lǐng)域需求庫文檔按縱向?qū)哟畏譃橛脩粜枨笪臋n和產(chǎn)品需求文檔兩類，這兩類文檔互相關(guān)聯(lián)以保持其一致性。用戶需求文檔由一張用戶需求庫表和若干個(gè)用戶故事組成，前者是用戶需求的條目化列表，類似需求概覽，用戶可以從中得到一些需求的基本信息，而每一條需求的詳細(xì)信息在對(duì)應(yīng)的用戶故事中加以描述；產(chǎn)品需求文檔由一張產(chǎn)品需求庫表和若干個(gè)用例闡述組成，同樣地，前者包含一些產(chǎn)品需求的基本信息，而每一條需求的詳細(xì)信息在對(duì)應(yīng)的用例闡述中加以描述。
2.3 領(lǐng)域需求庫建立過程
　首先建立用戶需求庫表，對(duì)相同領(lǐng)域的多個(gè)項(xiàng)目的條目化需求庫表進(jìn)行分析、整合、提煉和抽象，對(duì)符合領(lǐng)域需求特點(diǎn)的需求按信息需求、活動(dòng)需求、未來需求進(jìn)行分類，建立起領(lǐng)域用戶需求庫表，如表1所示。

    從項(xiàng)目的需求庫表中已經(jīng)能夠得到除需求闡述之外的多數(shù)信息，但沒有需求闡述的領(lǐng)域需求幾乎是沒有多少復(fù)用價(jià)值的。需求闡述主要從項(xiàng)目的需求文檔中收集素材。為了克服和避免需求描述注意力過于集中在軟件設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的問題上，而忽略了用戶真正關(guān)心的主題(即軟件要做什么，實(shí)現(xiàn)哪些功能的問題)，引入分布式敏捷開發(fā)中所采用的“用戶故事”方法進(jìn)行用戶需求闡述。
    關(guān)于用戶故事的編寫，沒有一定的模板可以遵循，每個(gè)用戶故事代表一個(gè)獨(dú)立的功能。一個(gè)好的用戶故事應(yīng)該具備6種特性[3]，這6種特性的單詞首字母縮寫為INVEST，含義分別如下：I—Independent,獨(dú)立：可以獨(dú)立實(shí)現(xiàn)。N—Negotiable，可協(xié)商：有利于與用戶協(xié)商。V—Valuable，有價(jià)值：必須對(duì)最終用戶有可感知到的價(jià)值，即必須實(shí)現(xiàn)的是端到端的業(yè)務(wù)。E—Estimable，大小可估計(jì)：能夠大致估計(jì)出一個(gè)范圍，足以進(jìn)行實(shí)現(xiàn)的計(jì)劃安排。S-Sized Appropriate,大小合適：保證大小可評(píng)估。T—Testable，可驗(yàn)證：可測試性永遠(yuǎn)是好的需求所具備的特性之一。
    作為參考，可以學(xué)習(xí)Connextra公司，通過使用一個(gè)簡略模板將角色融入用戶故事，每個(gè)故事使用下面的格式編寫：
    我作為(角色)，想要(功能)，以此(商業(yè)價(jià)值)。
　例：作為一個(gè)管理員，可以批量創(chuàng)建用戶，以便快捷地導(dǎo)入已經(jīng)有的用戶數(shù)據(jù)。
    類似地，對(duì)多個(gè)項(xiàng)目的需求庫表進(jìn)行分析、整合、提煉和抽象，對(duì)符合領(lǐng)域需求特點(diǎn)的需求，按功能需求、性能需求、接口需求對(duì)需求進(jìn)行分類，并與領(lǐng)域用戶需求建立關(guān)聯(lián)，建立起領(lǐng)域產(chǎn)品需求庫表，如表2所示。

    產(chǎn)品需求除了具有與用戶溝通的作用外，還是分析人員與設(shè)計(jì)和編碼人員之間的橋梁，為此，采用面向?qū)ο笙到y(tǒng)分析中的用例闡述來描述產(chǎn)品需求。用例闡述模板與示例[4]如圖3所示。

3 領(lǐng)域需求庫管理
    類似于項(xiàng)目需求，領(lǐng)域需求也在不斷演化與更新中，為保持領(lǐng)域需求庫的新鮮可用，需要對(duì)領(lǐng)域需求庫進(jìn)行管理。對(duì)領(lǐng)域需求庫進(jìn)行管理的目的就是管理領(lǐng)域需求，以保持領(lǐng)域用戶需求與產(chǎn)品需求、領(lǐng)域需求與項(xiàng)目需求的一致性。需求管理主要工作包括需求變更控制、需求雙向追蹤。
    既然領(lǐng)域需求是依托項(xiàng)目需求建立的，一旦項(xiàng)目需求發(fā)生了變化，需要及時(shí)更新領(lǐng)域需求庫，以反映需求的變遷和演化。需要注意的是，項(xiàng)目需求的變更并不一定必然引起領(lǐng)域需求變更，需要對(duì)項(xiàng)目需求變更進(jìn)行仔細(xì)分析，判斷是否是領(lǐng)域共性需求，由此決定是否變更領(lǐng)域需求。
    為保持領(lǐng)域用戶需求和產(chǎn)品需求的一致，需在領(lǐng)域需求庫表中對(duì)這兩種需求進(jìn)行雙向追蹤，以保證用戶需求與產(chǎn)品需求的良好對(duì)應(yīng)和關(guān)聯(lián)。
    遵循本文的方法和步驟，已經(jīng)建立了領(lǐng)域需求庫，并對(duì)其進(jìn)行了恰如其分的管理，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)化的需求復(fù)用。以此為基礎(chǔ)，現(xiàn)在已可以步入領(lǐng)域工程殿堂了，從可復(fù)用軟件需求起步，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)可復(fù)用軟件體系架構(gòu)，可復(fù)用軟件設(shè)計(jì)，直到可復(fù)用軟件代碼。為了復(fù)用目的而設(shè)計(jì)的軟件將為解決軟件危機(jī)提供一條有效途徑，幫助企業(yè)和部門提高生產(chǎn)效率，節(jié)約成本，同時(shí)提供高質(zhì)量的滿足用戶需求的信息系統(tǒng)產(chǎn)品。
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