如何开展软件架构之需求分析

 在开始讨论如何开展软件架构之前,先让我们来看一张漫画。

相信大家看到这漫画的时候，总会不自主地会心一笑，客户希望得到礼物，我们却给了他一骨头。

是什么原因造成这一情况呢？

可能原因有二：

一）：未进行充分地需求分析。

解析：架构师未能初别用户群及使用环境约束因素，也许在接到项目时，他还在想着上一个为狗开发的项目，在这个项目中自然而然地认为用户是狗。

二）：架构设计过于高屋建瓴，未给开发提供有效的指导与约束。

解析：架构师给出总体设计，要求软件工程师建造一个生产香蕉的工厂，可是软件工程师由于经验，技能或时间不足，最终建造的工厂生成的却是只有其神而无其形的食物，猴子一见不是自己想要的，尝也不尝一下，哪怕真的有香蕉味。

那么如何避免以上两种情况呢？

对，答案就是

一）：做好需求分析，在需求分析阶段，应掌握需求大局观，分析约束对需求的影响，发现隐藏需求，发现关键功能需求及关键质量需求

二）架构设计应接地气，通过多阶段，多视图的方法描述描述软件实现过程中的方方面面，

a) 通过逻辑视图，描述系统各职责的层次结构，描述各功能职责链的协作，

b) 通过数据视图，描述数据组织，持久化设计

c) 通过控制流视图，描述控制流组织及相互间的交互，锁机制的实现

d) 通过开发视图，描述代码目录结构，依赖的第三方库及模块的划分

e) 通过物理视图，描述系统部署方式。

如何做好需求分析

作为软件架构师，往往是在系统分析人员完成需求分析之后才开始工作，虽然架构师应该全程参与需求分析工作，但更多的时候却并没有这样的工作安排。

对于架构师来说，更多的时候，是根据需求用例说明书来进行设计。

如若可行，希望需求用例能以以下的格式描述：

用例名：员工签到

层次：用户目标

前置条件：已经登入系统

步聚：

1：打开签到画面

2：点击签到按钮

3：提示签到成功

后置条件：

员工签到成功

扩展：

3a:若员工重复签到，则提示已经签到

采用以上用例描述格式，有以下几好处

1：便于用户在系统未成型之前对系统形为有大致了解，可尽早反馈意见

2：便于系统分析人员分析系统行为，审查行为的合理性

2：便于开发人员了解系统行为，尤其是软件异常处理的实现

前面我们提到，若需求是否充分分析，是架构是否成功的关键因素之一。

那么需求是如何影响架构的呢？

需求类型

首先 需求有三种类型：

1. 功能需求：软件需要实现的功能

2. 质量需求：软件在运行期的质量需求（性能，可靠性，安全性 等）与开发期需求（可调试性，可扩展性，可互操作性等）

3. 约束需求：主要来源于四个方面：

a. 业务环境：系统所处的业务中约束，比如金融领域系统，对于安全性的约束就相当严格。

b. 用户群及使用环境，比如用户是一群Linux控，那么系统可能就要为Linux平台开发，以满足用户的喜好

c. 开发及构造环境，比如团队成员没有一个从事开发C++的软件工程师，系统还会采用C++为开发语言吗

d. 当前技术环境：目前平板风头正劲，你的项目可能得考虑是否支持平板。

从以上需求类型可以看到，缺少对任何一种需求的分析，都会给架构失败带来不确定因素。

   功能需求是架构设计的驱动力，如若遗漏关键功能需求，架构就并不是完善的，在后期变更时，将存在较大风格

   质量需求是架构设计完善的驱动力，如若不考虑质量需求：则无法保证架构产品能满足用户预期，只能在后期进行优化，然后优化是恶魔，时不时地会窜出来咬你一口

   约束需求则从多方面影响架构，

a. 约束可能直接影响设计，如用户的使用环境是Linux，架构则必须考虑Linux平台

b. 约束可能转化为功能需求，如磁盘空间有限，则在存储数据文件时，架构时必须考虑是否删除过期的文件。

c. 约束可能转化为质量需求，如部署项目的计算机内存较少，则架构时必须尽量地降低对内存资源的消耗。

需求层次

再者，需求也是分层次的，分为三类

1：业务级需求：用户要达到的业务目标，如用户需要一个企业信息管理系统

2：用户级需求：用户使用系统来辅助完成哪些工作，如用户通过企业信息管理系统的签到功能完成签到

3：开发级需求：开发人员需要实些什么功能，如需要实现签到管理模块

需求分析方法

从前面了解到，需求层次可以了解到：用户需求来源于业务需求，而开发需求而由于源于用户级需求。

而约束需求又影响功能需求及质量需求。

所以可以通过二维矩阵的方式来 推导需求，查找遗留需求，具体二维矩阵格式如下图所示

推导需求的方法是从上向下，从右向左。

从上图所示，通过业务需求的功能需求（2:未来实现固定资产，人力资产等管理）推导出系统应具有高的可扩展性，从业务需求的约束中（应能导入用户自身员工的管理信息）推导出系统应有较好的互操作性。

另外在需求分析过程中，往往会忽略会质量需求，因此在二维矩阵分析过程中应重点关注是否遗漏质量需求

在需求分析过程中使用的

工具为二维需求矩阵

方法有

推导方法：从上至下，从左到右

查漏方法：重点关注质量属性

步聚：

1：结构化需求

2：分析约束影响