本书全面和系统地介绍了软件需求工程的基本概念和原理，以及开发和管理软件需求的方法和技术。此外，本书也介绍了软件需求工程中的一些新方法和技术，并结合了许多典型实例。本书可作为本科生高年级和研究生的教材，也可供从事软件开发工作和研究的专业人员参考和自学。

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随着计算机应用的不断发展和深入，人们需要收集和处理的信息规模急剧增大，其中计算机软件在信息收集和处理中起着至关重要的作用。一方面，由于软件已成为信息基础设施，其日益成为人们生活中的一部分，如电子政府、电子商务和手机等，又由于软件具备密集型特点，人们也日益依赖它。另一方面，一些高尖端的技术领域，如航空航天、国防军事等领域，对软件的质量提出了很高的要求。然而，软件的开发状况和质量远未达到人们的期望和要求，例如，大部分软件产品不能在预期计划和预算经费内完成，软件的质量低下等。软件质量所导致的软件故障和失效，常常对人们的工作和生活带来诸多不便，甚至造成重大损失。虽然产生上述问题的原因有很多，但软件需求问题可以说是其中的一个最大原因。许多人经过研究发现，当软件开发项目失败时，软件需求问题通常正是核心问题。因此，在软件开发过程中，必须极早、有效地发现和解决与软件需求相关的问题。
在很长一段时间里，人们并没有充分认识到软件需求的作用，软件工程界也一直没有将需求工程作为一个独立的部分进行深入的分析和研究。直到20世纪90年代中期，随着软件系统开发中出现诸多问题，人们才逐渐认识到软件需求在整个软件开发中的重要性。一系列关于软件需求的重要学术会议经过广泛深入的研究和讨论，才正式将需求工程作为一门独立的子学科。需求工程是指应用工程化的方法、技术和规格来开发与管理软件的需求。需求工程的目标就是要获取高质量的软件需求。与软件工程中传统的需求分析概念相比，需求工程突出了工程化的原则，强调以系统化、条理化和可重用的方法及技术进行与软件需求相关的活动，从而提高所有与软件需求相关的活动及其过程的可管理性，降低需求开发和管理的难度及成本。
本书共分为13章。第1章概要地介绍需求工程的历史背景、基本原理和一些基本概念。第2章介绍几种软件的开发过程模型、需求工程在软件工程和软件开发中的重要地位以及软件需求的开发和管理过程。第3～9章按需求工程中开发和管理过程的顺序介绍各个阶段的任务、步骤、方法和技术。其中，由于在需求工程中形式化理论的研究是相当重要的内容，因此第7章重点介绍在需求分析和需求定义中使用的一些基本理论和形式化描述方法。第10～12章主要讨论需求工程中近些年研究出来的理论和方法，如面向软件行为和视点的需求建模与检测方法、面向问题域的需求分析方法以及面向多视点的需求工程。这些理论和方法促进了需求工程的研究和发展。最后，第13章概要地介绍需求工程与软件管理的关系，以及如何根据需求安排开发进度和估算工作量。
鉴于需求工程在软件开发中的重要地位，软件开发人员有必要学习和了解需求工程的有关知识。目前，国外有关需求工程的教材和专业书籍已有很多，我国也出版了一些需求工程的翻译书籍。这些都是为了提高人们对需求工程重要性的认识，以及更进一步推动有关需求工程的理论、方法和技术的研究及实践。本书根据武汉大学软件学院所开设的需求工程课程的讲义和学生的建议，以及一些相关的资料编写而成。在编写过程中，本书也参考了国内出版的一些教材和翻译书籍，在此谨向这些书的作译者表示衷心的感谢。我们希望本书对从事软件开发的专业人士和计算机专业的学生有所帮助，并使他们获得一些有益的知识。
本书适合作为计算机专业高年级本科生和研究生的教材，也可供具有一定实践经验的软件开发人员和计算机用户等参考和自学。不过，本书中的部分内容是关于形式化理论和新方法方面的介绍，需要较好的理论基础和参考其他方面的资料，故建议在教学中根据学生的具体情况有选择地讲授本书的内容，如可在讲授中跳过第7章和第10章等。此外，需求工程是一门实践性较强的课程，虽然本书没有给出习题和思考题，但讲授需求工程课程的老师可根据本书的内容设置一些习题和思考题，读者也可在本书的基础上结合软件开发中的一些具体实例进行实验和实践。
本书得到了深圳大学的教材出版资助。在本书的写作过程中，除封面署名外，刘小丽、张帆、万黎、陈曙、吴怀广和黄勃等人也参与了部分工作，本书还得到了机械工业出版社华章分社的温莉芳副总经理和游静编辑的大力支持，借此表示衷心的感谢。由于编者的水平有限，书中难免出现错漏，敬请读者批评指正。

编者
2020年10月

计算机\软件工程

本书特色
软件需求工程在软件开发中的作用相当重要。本书在概要介绍需求工程的历史背景、基本原理和一些基本概念之后，按需求工程中开发和管理过程的顺序较详尽地介绍了各个阶段的任务、步骤、方法和技术，并在介绍过程中结合了许多典型实例。
本书系统性强、内容全面、理论与实际相结合，包含了需求可视化、面向软件行为和视点的需求建模与检测方法、敏捷模型、基于组件的模型、用例图、跟踪图等内容，反映了近年来软件需求工程的发展趋势和应用现状，有助于从事软件开发的专业人士参考和计算机专业的学生学习，并使他们从中获得有益的知识。

作者简介
梁正平　深圳大学计算机与软件学院副教授，CCF软件工程专委会委员。毕业于武汉大学计算机学院软件与理论专业，获工学博士学位。主持和参加国家863计划、国家自然科学基金、广东省自然科学基金等科研项目十余项，并完成各类产学研合作项目多项。主要研究兴趣包括软件工程、形式化方法与技术、计算智能及应用等。
毋国庆　武汉大学计算机学院教授、博士生导师。主要从事软件形式化理论、软件开发方法和技术、需求工程和可信软件等方面的研究。多年来，除承担本科和研究生教学工作外，科研方面曾参加“银河-Ⅰ”巨型计算机操作系统的研制工作，并承担和主持国家863计划、国家自然科学基金等多个项目，以及其他一些软件开发项目。在国内外学术期刊及国际学术会议上发表了多篇论文和研究报告。

梁正平 毋国庆 袁梦霆 李勇华 编著：梁正平 深圳大学计算机与软件学院副教授，CCF软件工程专委会委员。毕业于武汉大学计算机学院软件与理论专业，获工学博士学位。主持和参加国家863计划、国家自然科学基金、广东省自然科学基金等科研项目十余项，并完成各类产学研合作项目多项。主要研究兴趣包括软件工程、形式化方法与技术、计算智能及应用等。

毋国庆 武汉大学计算机学院教授、博士生导师。主要从事软件形式化理论、软件开发方法和技术、需求工程和可信软件等方面的研究。多年来，除承担本科和研究生教学工作外，科研方面曾参加“银河-Ⅰ”巨型计算机操作系统的研制工作，并承担和主持国家863计划、国家自然科学基金等多个项目，以及其他一些软件开发项目。在国内外学术期刊及国际学术会议上发表了多篇论文和研究报告。

前言
教学建议
第1章需求工程概述
11需求工程的重要性
12什么是软件需求
13软件需求的分类
14需求规格说明
15需求工程定义
16其他一些基本概念
第2章软件工程与需求工程
21软件工程
22软件开发过程模型
221瀑布式模型
222快速原型模型
223渐增式模型
224螺旋式模型
225敏捷模型
226基于组件的模型
23需求工程在软件开发中的地位
231需求工程对软件开发的影响
232需求工程面临的困难
24软件需求的开发和管理过程
第3章需求获取
31确定需求开发计划
32确定项目的目标和范围
33确定调查对象
34实地收集需求信息
341实地收集需求信息面临的困难
342实地调查的步骤
343实地收集需求信息的方式
344需求信息的分类
35确定非功能需求
36在收集需求信息中应注意的问题
37使用场景技术的需求获取
371场景的定义及构成
372场景的表示
373场景的种类
374场景技术的特点
38基于用例的需求获取
第4章需求分析
41建立系统关联图
42分析需求的可行性
43构建用户接口原型
44确定需求的优先级
45需求建模
46建立数据词典
第5章需求建模方法与技术
51什么是模型
52软件工程中的模型
53结构化的需求建模方法
531SA方法的基本思想
532SA方法的描述手段
533示例说明
534SA方法的分析步骤
54面向对象的需求建模方法
541面向对象方法中的一些基本概念
542面向对象的需求分析
543OMT方法的图形描述工具
544基于OMT方法的需求建模步骤
55基于图形的需求建模技术
551UML概述
552用例图
553活动图
554协作图
555实体关联图
第6章需求定义
61需求规格说明的作用
62需求规格说明的特性
63需求规格说明的结构和内容
64需求规格说明文档的编写要求
65需求规格说明的描述语言
第7章需求的形式化描述
71形式化规格说明及其方法
72形式化规格说明与软件开发
73基于公理或推理规则的形式化规格说明
74基于代数的形式化规格说明…
75形式描述语言Z
751Z简介
752Z的数学符号
753Z中的图表
754Z规约的示例
76形式描述语言LOTOS
761LOTOS简介
762LOTOS的数据描述语言
763LOTOS的进程
764LOTOS规约的示例
77B方法
771B方法简介
772B方法中的数学符号
773B方法中的抽象机
774B规约的示例
第8章需求验证
81需求验证的目的和任务
82需求验证的内容和方法
83需求评审
831审查人员的确定和分工
832正式的审查过程
833审查的内容
834需求评审面临的困难
84需求测试
85编制用户使用手册草案
86解释需求模型
87需求可视化
第9章需求管理
91需求变更控制
92需求规格说明文档的版本控制
93需求变更状态的跟踪
94需求跟踪
941可跟踪信息分类
942需求跟踪技术
第10章面向软件行为和视点的需求建模与检测方法
101基本原理
1011基本概念
1012基本步骤
102视点表示模型和视点管理
1021视点表示模型
1022划分问题域和标识视点的具体步骤
1023视点管理
103需求模型的具体构建方法
1031行为描述语言
1032行为描述语言的动态语义
1033构建行为模型的具体过程
1034实例说明
1035图形化输入
1036异类视点需求模型的转换实现
104需求模型的检测方法
1041检测内容
1042检测过程
1043检测过程中各检测方法的具体实现
105基于行为模型的需求可视化
106需求建模方法的特点
107进一步的研究
1071方法的实现
1072有待研究的问题
第11章面向问题域的需求分析方法
111问题域
112问题域的划分
113问题框架
114问题框架的类型
115PDOA方法的分析步骤
1151问题及问题域的界定与描述
1152基于问题框架的问题域划分
116问题框架实例间的关系及其组合
1161问题框架实例间的关系
1162问题框架实例的组合…
第12章面向多视点的需求工程
121什么是视点
122多视点与需求工程
123多视点需求工程的过程模型…
1231视点的标识
1232视点的表示
1233视点的分析
1234视点的集成
124示例
第13章需求工程与软件开发管理…
131需求与估算
132需求与项目进度安排
133基于需求的软件规模估算
134基于需求的工作量估算
附录A校园通系统
参考文献