《软件工程》第 4 章 - 需求获取
在软件工程中，需求获取是挖掘用户真实需求的关键步骤，它为后续的设计、开发和测试提供坚实基础。本章将围绕需求获取的流程、方法及工具展开，结合实际案例与 Java 代码，深入讲解这一重要环节。
4.1 软件需求的初始表示
4.1.1 用例
用例是从用户角度描述系统提供的功能，它定义了系统与外部参与者之间的交互序列。一个用例代表系统的一个完整功能，例如在 “在线图书借阅系统” 中，“借阅图书”“归还图书” 都可视为独立用例。
4.1.2 用例图
用例图是可视化展示用例的工具，通过图形化方式呈现参与者、用例以及它们之间的关系。以下是 “在线图书借阅系统” 的用例图：
4.1.3 用例的表示
用例通常采用文本形式详细描述，包含用例名称、参与者、前置条件、后置条件、基本事件流、扩展事件流等。以 “借阅图书” 用例为例：
用例名称：借阅图书
参与者：读者
前置条件：读者已登录系统，图书存在库存
后置条件：图书库存减 1，生成借阅记录
基本事件流：
- 读者选择要借阅的图书；
- 系统验证图书库存；
- 系统更新图书库存并生成借阅记录；
- 系统提示借阅成功。
扩展事件流：若图书库存不足，系统提示 “图书已借完”。
4.1.4 类图
类图用于描述系统中的类、类的属性和方法，以及类之间的关系（如关联、继承、聚合等）。在 “在线图书借阅系统” 中，定义 “图书” 类和 “读者” 类的 Java 代码及对应的类图如下：
// 图书类class Book {private String title; // 书名private String author; // 作者private int stock; // 库存public Book(String title, String author, int stock) {this.title = title;this.author = author;this.stock = stock;}public boolean borrowBook() {if (stock > 0) {stock--;return true;}return false;}public void returnBook() {stock++;}// 省略getter和setter方法}// 读者类class Reader {private String name; // 姓名private String id; // 读者IDpublic Reader(String name, String id) {this.name = name;this.id = id;}public void borrow(Book book) {if (book.borrowBook()) {System.out.println(name + " 成功借阅 " + book.getTitle());} else {System.out.println(book.getTitle() + " 已借完");}}public void returnBook(Book book) {book.returnBook();System.out.println(name + " 成功归还 " + book.getTitle());}// 省略getter和setter方法}
类图:
4.1.5 活动图
活动图用于描述系统中活动的流程，展示从一个活动到另一个活动的控制流，类似于流程图。“借阅图书” 的活动图如下：
4.2 需求获取的过程模型
需求获取的过程模型通常包括以下步骤：
- 与用户沟通，了解业务背景和需求意向；、
- 策划并实施需求调查（如访谈、问卷）；
- 整理和分析收集到的信息；
- 定义软件系统的初步轮廓；
- 创建框架用例并评审。
其流程图如下：
4.3 定义软件问题
4.3.1 识别客户和用户
在 “在线图书借阅系统” 中，客户可能是图书馆管理者（提出系统建设需求），用户包括读者（使用借阅功能）和管理员（管理图书和用户信息）。明确区分客户和用户，有助于精准获取不同角色的需求。
4.3.2 理解业务背景
通过与图书馆工作人员交流，了解图书借阅的业务流程，如借阅规则（借阅期限、可借数量）、归还流程、逾期处理等，为后续需求分析提供依据。
4.3.3 策划并实施需求调查
制定详细的调查计划，针对读者设计问卷，了解他们对借阅流程便捷性、图书检索功能的期望；对管理员进行访谈，获取图书管理、用户权限管理等方面的需求。
4.3.4 定义软件系统的轮廓
根据调查结果，确定系统核心功能为图书借阅、归还、库存管理和用户信息管理，明确系统边界，如不涉及图书采购、财务结算等功能。
4.4 创建框架用例
4.4.1 策划并实施用例调查
对系统主要功能进行梳理，确定 “借阅图书”“归还图书”“查询库存”“管理用户” 等用例，通过与用户沟通，细化每个用例的基本操作流程。
4.4.2 以框架用例记录调查结果
以文本形式记录框架用例，例如 “借阅图书” 框架用例：
参与者：读者
主要操作：选择图书、提交借阅请求、获取借阅结果
4.4.3 创建用例图
根据框架用例，绘制用例图（参考 4.1.2 小节的用例图），直观展示系统功能与参与者的关系。
4.4.4 整合并评审框架用例
组织客户、用户和开发团队对框架用例进行评审，收集反馈意见，如读者提出希望增加 “续借图书” 功能，根据意见对框架用例进行调整和完善。
4.5 精化用例
4.5.1 用例交互动作序列的描述方法
使用顺序图详细描述用例中对象之间的交互动作序列。以 “借阅图书” 为例，顺序图如下：
4.5.2 分解或合并用例
若 “管理用户” 用例包含 “添加用户”“修改用户信息”“删除用户” 等复杂操作，可将其分解为多个子用例，便于理解和实现；若 “查询图书” 和 “查询期刊” 用例流程相似，可考虑合并为 “查询资料” 用例，减少冗余。
本章通过理论结合案例、代码与图表的方式，系统讲解了需求获取的关键内容。需求获取是一个反复沟通和迭代的过程，实际项目中需灵活运用这些方法，确保获取到准确、完整的需求。如果对某个知识点想进一步深入了解，或希望补充更多案例，欢迎随时交流！
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