Bài giảng Nhập môn công nghệ phần mềm - Phần 3: Yêu cầu người dùng

Nhập môn  Công nghệ học Phần mềm  Introduction to Software Engineering 
Department of Software Engineering 
Faculty of Information Technology 
Hanoi University of Technology 
TEL : 04-8682595 FAX : 04-8692906 
Email : cnpm @ it - hut . edu . vn 
 HUT, Falt. of IT 
1 
 Dept. of SE, 2002 
Phần III  Yêu cầu người dùng  User’s Requirements 
Chương 5: Phương pháp xác định yêu cầu 
5.1.	 Kỹ thuật xác định yêu cầu 
5.2 .	 Nội dung xác định yêu cầu 
5.3.	 Các nguyên lý phân tích yêu cầu 
 HUT, Falt. of IT 
2 
 Dept. of SE, 2002 
5.1. Kỹ thuật xác định yêu cầu phần mềm  SW Requirements Engineering 
Yêu cầu phần mềm : là tất cả các yêu cầu về phầm mềm do khách hàng - người sử dụng phần mềm - nêu ra , bao gồm : các chức năng của phần mềm , hiệu năng của phần mềm , các yêu cầu về thiết kế và giao diện , các yêu cầu đặc biệt khác 
 HUT, Falt. of IT 
3 
 Dept. of SE, 2002 
Thông thường các yêu cầu phần mềm được phân loại theo 4 thành phần của phần mềm : 
Các yêu cầu về phần mềm ( Software ) 
Các yêu cầu về phần cứng ( Hardware ) 
Các yêu cầu về dữ liệu ( Data ) 
Các yêu cầu về con người ( People , Users ) 
Mục đích : mục đích của yêu cầu phần mềm là xác định được phần mềm đáp ứng được các yêu cầu và mong muốn của khách hàng - người sử dụng phần mềm 
 HUT, Falt. of IT 
4 
 Dept. of SE, 2002 
Tại sao cần phải đặt ra yêu cầu phần mềm ? 
Khách hàng chỉ có những ý tưởng còn mơ hồ về phần mềm cần phải xây dựng để phục vụ công việc của họ , chúng ta phải sẵn sàng , kiên trì theo đuổi để đi từ các ý tưởng mơ hồ đó đến “Phần mềm có đầy đủ các tính năng cần thiết” 
Khách hàng rất hay thay đổi các đòi hỏi của mình , chúng ta nắm bắt được các thay đổi đó và sửa đổi các mô tả một cách hợp lý 
 HUT, Falt. of IT 
5 
 Dept. of SE, 2002 
5.2. Nội dung xác định yêu cầu phần mềm  Contents of Requirements Engineering 
Phát hiện các yêu cầu phần mềm ( Requirements elicitation ) 
Phân tích các yêu cầu phần mềm và thương lượng với khách hàng ( Requirements analysis and negotiation ) 
Mô tả các yêu cầu phần mềm ( Requirements specification ) 
Mô hình hóa hệ thống ( System modeling ) 
Kiểm tra tính hợp lý các yêu cầu phần mềm ( Requirements validation ) 
Quản trị các yêu cầu phần mềm ( Requirements management ) 
 HUT, Falt. of IT 
6 
 Dept. of SE, 2002 
Quy trình xác định yêu cầu phần mềm 
the problem 
Requirements 
elicitation 
Build a 
prototype 
Create 
analysis 
models 
Develop 
specification 
Review 
 HUT, Falt. of IT 
7 
 Dept. of SE, 2002 
The Analysis Model 
Data Model 
Behavioral 
Model 
Functional 
Model 
 HUT, Falt. of IT 
8 
 Dept. of SE, 2002 
5.2.1 . Phát hiện yêu cầu phần mềm ( Requirements Elicitation ) 
Các vấn đề của phát hiện yêu cầu phần mềm ( Problems ) 
Phạm vi của phần mềm ( Scope ) 
Hiểu rõ phần mềm ( Understanding ) 
Các thay đổi của hệ thống ( Volatility ) 
 HUT, Falt. of IT 
9 
 Dept. of SE, 2002 
Phương pháp phát hiện yêu cầu phần mềm  Requirements Elicitation Methodology  
Xác định các phương pháp sử dụng phát hiện các yêu cầu phần mềm : phỏng vấn , làm việc nhóm , các buổi họp , gặp gỡ đối tác , v . v . 
Tìm kiếm các nhân sự ( chuyên gia , người sử dụng ) có những hiểu biết sâu sắc nhất , chi tiết nhất về hệ thống giúp chúng ta xác định yêu cầu phần mềm 
Xác định “môi trường kỹ thuật - technical environment” 
Xác định các “ràng buộc lĩnh vực domain constraints” 
Thu hút sự tham gia của nhiều chuyên gia , khách hàng để chúng ta có được các quan điểm xem xét phần mềm khác nhau từ phía khách hàng 
Thiết kế các kịch bản sử dụng của phần mềm 
 HUT, Falt. of IT 
10 
 Dept. of SE, 2002 
Sản phẩm ( output ) của  “phát hiện yêu cầu phần mềm” 
Bảng kê ( statement ) các đòi hỏi và chức năng khả thi của phần mềm 
Bảng kê phạm vi ứng dụng của phần mềm 
Mô tả môi trường kỹ thuật của phần mềm 
Bảng kê tập hợp các kịch bản sử dụng của phần mềm 
Các nguyên mẫu xây dựng , phát triển hay sử dụng trong phần mềm ( nếu có ) 
Danh sách nhân sự tham gia vào quá trình phát hiện các yêu cầu phần mềm - kể cả các nhân sự từ phía công ty - khách hàng 
 HUT, Falt. of IT 
11 
 Dept. of SE, 2002 
5.2.2 . Phân tích các yêu cầu phần mềm và  thương lượng với khách hàng  
Software 
Engineering 
Group 
Customer 
Group 
 HUT, Falt. of IT 
12 
 Dept. of SE, 2002 
Requirements Analysis and Negotiation 
Phân loại các yêu cầu phần mềm và sắp xếp chúng theo các nhóm liên quan 
Khảo sát tỉ mỉ từng yêu cầu phần mềm trong mối quan hệ của nó với các yêu cầu phần mềm khác 
Thẩm định từng yêu cầu phần mềm theo các tính chất : phù hợp , đầy đủ , rõ ràng , không trùng lặp 
 HUT, Falt. of IT 
13 
 Dept. of SE, 2002 
Requirements Analysis and Negotiation 
Phân cấp các yêu cầu phần mềm theo dựa trên nhu cầu và đòi hỏi khách hàng / người sử dụng 
Thẩm định từng yêu cầu phầm mềm để xác định chúng có khả năng thực hiện được trong môi trường kỹ thuật hay không , có khả năng kiểm định các yêu cầu phần mềm hay không 
Thẩm định các rủi ro có thể xảy ra với từng yêu cầu phần mềm 
 HUT, Falt. of IT 
14 
 Dept. of SE, 2002 
Requirements Analysis and Negotiation 
Đánh giá thô ( tương đối ) về giá thành và thời gian thực hiện của từng yêu cầu phần mềm trong giá thành sản phẩm phần mềm và thời gian thực hiện phần mềm 
Giải quyết tất cả các bất đồng về yêu cầu phần mềm với khách hàng / người sử dụng trên cơ sở thảo luận và thương lượng các yêu cầu đề ra 
 HUT, Falt. of IT 
15 
 Dept. of SE, 2002 
5.2.3 . Đặc tả yêu cầu phần mềm 
Đặc tả các yêu cầu phần mềm là công việc xây dựng các tài liệu đặc tả , trong đó có thể sử dụng tới các công cụ như : mô hình hóa , mô hình toán học hình thức ( a formal mathematical model ), tập hợp các kịch bản sử dụng , các nguyên mẫu hoặc bất kỳ một tổ hợp các công cụ nói trên 
Chất lượng của hồ sơ đặc tả đánh giá qua các tiêu thức 
Tính rõ ràng , chính xác 
Tính phù hợp 
Tính đầy đủ , hoàn thiện 
 HUT, Falt. of IT 
16 
 Dept. of SE, 2002 
Requirements Specification 
Các thành phần của hồ sơ đặc tả 
Đặc tả phi hình thức ( Informal specifications ) được viết bằng ngôn ngữ tự nhiên 
Đặc tả hình thức ( Formal specifications ) được viết bằng tập các ký pháp có các quy định về cú pháp ( syntax ) và ý nghĩa ( sematic ) rất chặt chẽ 
Đặc tả vận hành chức năng ( Operational specifications ) mô tả các hoạt động của hệ thống phần mềm sẽ xây dựng 
Đặc tả mô tả ( Descriptive specifications ) – đặc tả các đặc tính đặc trưng của phần mềm 
 HUT, Falt. of IT 
17 
 Dept. of SE, 2002 
Requirements Specification 
Đặc tả chức năng ( Operational Specifications ): thông thường khi đặc tả các chức năng của phần mềm người ta sử dụng các công cụ tiêu biểu sau 
Biểu đồ luồng dữ liệu ( Data Flow Diagrams ) 
Máy trạng thái hữu hạn ( Finite State Machines 
Mạng Petri ( Petri nets ) 
 HUT, Falt. of IT 
18 
 Dept. of SE, 2002 
Requirements Specification 
Đặc tả mô tả ( Descriptive Specifications ) 
Biểu đồ thực thể liên kết ( Entity - Relationship Diagrams ) 
Đặc tả Logic ( Logic Specifications ) 
Đặc tả đại số ( Algebraic Specifications ) 
 HUT, Falt. of IT 
19 
 Dept. of SE, 2002 
Biểu đồ luồng dữ liệu ( DFD ) 
Hệ thống ( System ) : tập hợp các dữ liệu ( data ) được xử lý bằng các chức năng tương ứng ( functions ) 
Các ký pháp sử dụng : 
 Thể hiện các chức năng ( functions ) 
 Thể hiện luồng dữ liệu 
 Kho dữ liệu 
 Vào ra dữ liệu và tương tác giữa 
 hệ thống và người sử dụng 
 HUT, Falt. of IT 
20 
 Dept. of SE, 2002 
Ví dụ mô tả biểu thức toán học bằng DFD 
+ 
* 
* 
+ 
b 
a 
a 
d 
c 
( a+b)*(c+a*d) 
 HUT, Falt. of IT 
21 
 Dept. of SE, 2002 
Ví dụ đặc tả các chức năng của thư viện qua DFD 
Cã 
s¸ ch 
T×m theo 
 chñ ®Ò 
Yªu cÇu tõ ng­ êi m­ în 
Kho s¸ ch 
Danh s¸ ch t¸c gi ¶ 
Danh s¸ ch tªn s¸ ch 
Danh s¸ ch chñ ®Ò 
Chñ ®Ò yªu cÇu 
§­a ra 
Tªn s¸ ch 
Danh s¸ ch ng­ êi m­ în 
Th«ng tin 
vÒ s¸ ch 
S¸ ch 
Chñ ®Ò 
Tªn t¸c gi ¶ 
Tªn s¸ ch 
LiÖt kª c¸c tªn s¸ ch 
li ªn quan ® Õn chñ ®Ò 
Tªn s¸ ch ; 
Tªn ng­ êi m­ în 
S¸ ch 
Tªn s¸ ch , t¸c gi ¶ 
Tªn ng­ êi m­ în 
 HUT, Falt. of IT 
22 
 Dept. of SE, 2002 
Các hạn chế của DFD 
ý nghĩa của các ký pháp sử dụng được xác định bởi các định danh lựa chọn của NSD 
Ví dụ của chức năng tìm kiếm : 
If NSD nhập vào cả tên tác giả và tiêu đề sách Then 
 tìm kiếm sách tương ứng , không có thì thông báo lỗi 
Elseif chỉ nhập tên tác giả Then 
 hiển thị danh sách các sách tương ứng với 
 tên tác giả đã nhập và yêu cầu NSD lựa chọn sách 
 Elseif chỉ nhập tiêu đề sách Then 
 . . . 
Endif 
 HUT, Falt. of IT 
23 
 Dept. of SE, 2002 
Trong DFD không xác định rõ các hướng thực hiện ( control aspects ) 
Biểu đồ DFD này không chỉ rõ đầu vào là gì để thực hiện chức năng D và đầu ra là gì sau khi thựchiện chức năng D . 
A 
B 
C 
D 
F 
E 
 HUT, Falt. of IT 
24 
 Dept. of SE, 2002 
Chức năng D có thể cần cả A , B và C 
Chức năng D có thể chỉ cần một trong A , B và C để thực hiện 
Chức năng D có thể kết xuất kết quả cho một trong E và F 
Chức năng D có thể kết xuất kết quả chung cho cả E và F 
Chức năng D có thể kết xuất kết quả riêng cho cả E và F 
A 
B 
C 
D 
F 
E 
 HUT, Falt. of IT 
25 
 Dept. of SE, 2002 
DFD không xác định sự đồng bộ giữa các chức năng / mô - đun 
A xử lý dữ liệu và B được hưởng ( nhận ) các kết quả được xử lý từ A 
A và B là các chức năng không đồng bộ ( asynchronous activities ) vì thế cần có buffer để ngăn chặn tình trang mất dữ liệu 
A 
B 
 HUT, Falt. of IT 
26 
 Dept. of SE, 2002 
Finite State Machines ( FSM ) 
FSM chứa 
Tập hữu hạn các trạng thái Q 
Tập hữu hạn các đầu vào I 
Các chức năng chuyển tiếp 
ON 
OFF 
High pressure alarm 
High temp. alarm 
Restart 
 HUT, Falt. of IT 
27 
 Dept. of SE, 2002 
Đặc tả các yêu cầu phần mềm bằng FSM 
Xem xét ví dụ về thư viện với các giao dịch như sau : 
Mượn sách / Trả sách 
Thêm đầu sách / Loại bỏ đầu sách 
Liệt kê danh sách các đầu sách theo tên tác giả hay theo chủ đề 
Tìm kiếm sách theo các yêu cầu của người mượn 
Tìm kiếm sách quá hạn trả , . . . 
 HUT, Falt. of IT 
28 
 Dept. of SE, 2002 
Đặc tả . . . 
Các yêu cầu đặc biệt của thư viện : 
Độc giả không được mượn quá một số lượng sách nhất định , trong một thời gian nhất định 
Một số sách không được mượn về 
Một số người không được mượn một số loại sách nào đó , . . . 
 HUT, Falt. of IT 
29 
 Dept. of SE, 2002 
Các đối tượng – 
	 Tên sách 
	 Mã quyển 
	 Nhân viên phục vụ 
	 Người mượn 
Chúng ta cần có tập hợp ( danh sách ) các tiêu đề sách , danh sách các tác giả cho từng quyển sách , danh sách các chủ đề liên quan của các quyển sách 
Ta có tập hợp các sách ( mỗi đầu sách có thể có nhiều quyển sách trong thư viện ). Mỗi quyển sách có thể có 1 trong 5 trạng thái sau : 
( AV ) - Available được phép mượn , ( CO ) - ( BR ) - đã mượn ( Check Out ; Borrow ), ( L ): Last , ( R ): Remove 
 HUT, Falt. of IT 
30 
 Dept. of SE, 2002 
FSM đặc tả các trạng thái 
CO 
AV 
BR 
L 
R 
Có thể có hạn chế về số sách được mượn cho 1 nhóm độc giả hoặc mọi độc giả , . . . 
 HUT, Falt. of IT 
31 
 Dept. of SE, 2002 
Mô hình đặc tả :  Mô hình thực thể liên kết  
Mô hình khái niệm cho phép đặc tả các yêu cầu logic của hệ thống , thường được sử dụng trong các hệ thống dữ liệu lớn 
	 ER Model 
Thực thể 
Quan hệ 
Thuộc tính 
	 Biểu đồ thực thể 	 
 HUT, Falt. of IT 
32 
 Dept. of SE, 2002 
Thực thể – tập hợp các thông tin liên quan cần được xử lý trong phần mềm 
	 Thực thể có thể có mối quan hệ : – person owns car 
Person 
Owns 
Car 
 HUT, Falt. of IT 
33 
 Dept. of SE, 2002 
Thực thể có các thuộc tính 
Thuộc tính : Tính chất của một thực thể hoặc một đối tượng dữ liệu 
đặt tên cho 1 mẫu ( instance ) của đối tượng dữ liệu 
mô tả mẫu ( instance ) 
tạo liên kết ( reference ) đến các mẫu khác 
Car 
Ford 
Blue 
ID 
Automobile Company 
Ford 
Tập các thuộc tính của 1 đối tượng dữ liệu được xác định thông qua ngữ cảnh của bài toán 
 HUT, Falt. of IT 
34 
 Dept. of SE, 2002 
Quan hệ – chỉ ra mối liên quan gữa các đối tượng dữ liệu 
Bookstore 
Orders 
Books 
1 
N 
 Cardinality : chỉ ra định lượng của mối quan hệ 
1:1 one - to - one 1: N one - to - many M : N many - to - many 
 Modality : 0 – có thể có , có thể không có quan hệ 
 1 – bắt buộc có quan hệ 
Customer 
Is 
provided 
 with 
Repair Action 
1 
N 
 HUT, Falt. of IT 
35 
 Dept. of SE, 2002 
Ví dụ ERD mô tả thư viện 
Area 
Title 
Author 
Deals 
with 
Written 
 by 
Belongs to 
Copy 
holds 
Was 
held 
by 
Borrower 
state 
1 
M 
N 
N 
N 
Text 
1 
ER diagram for a library 
limit 
 HUT, Falt. of IT 
36 
 Dept. of SE, 2002 
Các yêu cầu của một đặc tả tốt 
Đẽ hiểu với người dùng 
Có ít điều nhập nhằng 
Có ít quy ước khi mô tả , có thể tạo đơn giản 
Với phong cách từ trên xuống ( topdown ) 
Dễ triển khai cho những pha sau của vòng đời : thiết kế hệ thống và thiết kế chương trình và giao diện dễ làm , đảm bảo tính nhất quán , . . . 
 HUT, Falt. of IT 
37 
 Dept. of SE, 2002 
5.3. Các nguyên lý phân tích yêu cầu sử dụng 
Nguyên lý I . Mô hình hóa dữ liệu 
Xác định các đối tượng dữ liệu 
Xác định các đặc tính của các đối tượng dữ liệu 
Thiết lập các mối quan hệ giữa các đối tượng dữ liệu 
 HUT, Falt. of IT 
38 
 Dept. of SE, 2002 
Các nguyên lý phân tích yêu cầu sử dụng  
Nguyên lý II . Mô hình hóa các chức năng 
Xác định các chức năng chuyển đổi đối tượng dữ liệu 
Chỉ ra luồng dữ liệu đi qua hệ thống như thế nào 
Biểu diễn bộ phận sản sinh dữ liệu và bộ phận tiêu thụ dữ liệu 
 HUT, Falt. of IT 
39 
 Dept. of SE, 2002 
Các nguyên lý phân tích yêu cầu sử dụng  
Nguyên lý III . Mô hình hóa hành vi 
Chỉ ra các trạng thái ( states ) khác nhau của hệ thống 
Đặc tả các hiện tượng ( events ) làm hệ thống thay đổi trạng thái 
 HUT, Falt. of IT 
40 
 Dept. of SE, 2002 
Các nguyên lý phân tích yêu cầu sử dụng 
Nguyên lý IV . Partition the Models 
Tinh lọc từng mô hình để biểu diễn các mức trừu tượng thấp hơn 
Lọc đối tượng dữ liệu 
Tạo ra phân cấp chức năng 
Biểu diễn hành vi ( behavior ) ở các mức chi tiết khác nhau 
 HUT, Falt. of IT 
41 
 Dept. of SE, 2002 
Các nguyên lý phân tích yêu cầu sử dụng 
Nguyên lý V . Bản chất ( Essence ) 
Hãy bắt đầu bằng cách tập trung vào bản chất của vấn đề chứ không xem xét những chi tiết cài đặt ( begin by focusing on the essence of the problem without regard to implementation details ) 
New Tool : Unified Modeling Language ( UML )! 
 HUT, Falt. of IT 
42 
 Dept. of SE, 2002