通信設備產品級需求分析建模方法

摘要：通信設備產品的需求分析是一件復雜且困難的事，需求難以準確捕捉、精確分析，并且向后端設計開發傳遞環節中極易產生信息損失。本文通過對需求分析過程進行模型構建、方法過程定義，引入需求場景模型和概念模型，并結合組網圖、用例圖、順序圖進行需求場景建模，實現需求分析的準確度、周密性和無損傳遞。

關鍵詞：需求分析建模;場景模型;概念模型;組網圖;用例圖

中圖分類號：F426.6?? 文獻標識碼：A?? 文章編號：1672-9129（2020）04-0134-01

Abstract： The demand analysis of communication equipment products is a complex and difficult thing， the demand is difficult to accurately capture， accurate analysis， and backward design and development transmission link is very easy to generate information loss. In this paper， the demand scene model and conceptual model are introduced through the model construction and method process definition of the demand analysis process， and the demand scene modeling is carried out by combining the networking diagram， use case diagram and sequence diagram， so as to realize the accuracy， precision and nondestructive transmission of the demand analysis.

Key words： requirement analysis modeling; Scene model; Conceptual model; Network diagram; Use case diagram

1 概述

需求分析階段建立的模型主要有場景模型和概念模型。場景模型對初始需習和系統特性進行分析，需要考慮業界友商實現情況、規格、系統界面友好程度、產品的競爭力等內容。場景模型可以使用組網圖、用例圖、順序圖來表達，一搬先使用組網圖對主要的使用場景進行建模。如場景復雜，則用用例和順序圖對子場景進行展開分析。場景分析時需使用概念模型統一術語。

2 需求分析

需求分析是對輸入的初始需求（IR）、系統特性（SF）進行詳細分析的過程，需弄清楚問題和要求，輸入是什么輸出是什么。需考察業界友商實現情況，考慮產品競爭力。通過嚴謹的需求分析推導過程，整理輸出需求分析文檔，得到系統需求清單。需求分析建模的入口是進行場景建模。場景模型可使用組例圖或順序圖進行表達。

通過組網圖對業務進行概要分析是理解初始需求的重要手段。可從客戶/研發/維護/用戶等多個角度對初始需求做概要設計分析，劃分場景，明確對初始需求和系統特性描述的理解。使用組網圖劃分場景和概要分析之后，可使用用例圖和順序圖對子場景建模，做進一步分析。

通過用例圖收集系統需求，需要從系統外部觀察系統。從系統使用者的角度提取系統功能和對系統的要求。對于系統需求明確的場景，可跳過用例圖、直接使用順序圖做詳細分析。使用用例圖分析場景只能得到整體功能的描述，但不清楚交互的細節。如果想詳細分析描述交互細節，可以使用順序圖建立順序模型，進一步分析外部角色與系統的交互過程，收集外界對系統的需求。在有些復雜的交互協議中，系統與外部角色交互過程多，通訊接口復雜，建議使用順序圖進行詳細分析。

3 場景模型

場景模型描述系統需求發生的場景，用于產品業務場景分析。通過組網圖、用例圖和順序圖進行分析。如果場景比較復雜，可以把場景進一步細分成子場景或者子子場景。是否需要拆分子場景進行分析，取決于問題的復雜程度。

3.1組網圖。在需求分析的最初階段，需要明確系統有哪些應用場景，確認如下問題：

系統有哪些應用場景？提供哪些網絡功能？系統所處的網絡層次如何？在網絡中處于什么位置？系統的應用環境、周邊設備都是怎樣？上、下行設備、同級設備有哪些？系統主要提供何種業務？其業務模型如何？與哪些服務器發生業務處理？系統的業務流量模型如何？網絡狀況、性能、安全性如何？需要從功能性能、安全性等幾方面考慮：系統的應用用戶類型都有哪些？是否存在用戶管理問題？

為了回答上述問題，可以使用組網圖來分析。畫組網圖時，確定設備或者性的組網環境、應用、業務模型，畫出組網拓撲圖。

3.2用例圖。對于場景模型，僅僅知道整體的組網和特性使用方式還不夠，需進一步明確待分析的系統要實現哪些具體功能？從而整理輸出一個需求列表。

一種收集系統需求的方式是使用用例圖分析，從系統外部參與者的視角，收集從系統外部觀察到的系統表現方式收集系統需求。即，從系統邊界和不同參與者對系統使用的角度出發，分析系統的操作或運行場景，提取系統需求。注意，不要以時間維度將一個完整的業務切分成很多“場景”輸出用例圖時，要識別參與者、用例和系統邊界。

3.3順序圖。用例圖只是表達了系統從外部參與者觀察、要實現的需求，但是沒有需求的具體描述，只有一段簡短文字，一般不夠具體，架構師、系統設計師和相關設計人員只有一個大概的方向，但是不了解具體要求。可能存在需求范圍和業務功能的理解歧義。所以作為一份嚴謹的需求描述，應該對用例展開進行明確闡述。明確描述用例的建模方法，一般是使用順序圖。

有兩種情況可能會在需求階段輸出順序圖。一種是用順序圖展開分析用例的詳細過程;另一種是場景非常明確，并且場景個數不多的情況。對于第二種情況，輸出用例圖的必要性不大，可直接用順序圖分析。

描述系統用例的順序圖，包含兩部分：生命線和交互過程。順序圖將交互關系表示為一個二維圖。縱向是時間軸，時間沿豎線向下延伸。橫向軸代表了在協作中各個參與者。參與者用生命線表示。當參與者存在時，角色用一條虛線表示，當對象的過程處于活動狀態時，生命線是一段實線段。

4 概念模型

在需求分析過程中，會遇到問題領域中的一些名詞、術語，利益相關人經常因為各人對這些名詞、術語的理解不一致，導致無謂的溝通障礙。需求分析之后，往往因為混亂不堪的術語，導致架構設計、代碼實現與前期需求討論不一致，從而最終開發的產品易用性不好或功能實現不正確。為解決上述溝通和設計問題，使用概念模型。人們對現實世界中的一些領域中的現象和事物進行實踐、總結，得到一些深刻認識，即領域知識。對領城知識建模，得到概念模型。概念模型包含概念和概念之間的關系，在認識問題、設計架構時有重要的參考作用，是問題領域到解域的橋梁。概念模型一般使用類圖來表達。用類表達概念;用類之間的關系表達概念之間的關系。通過用類圖描述人們對于領域知識的理解，可以統一理解、將功能概念經需求分析向架構設計轉化。

參考文獻：

[1]楊軍，于永利.面向Rational統一過程的軟件需求分析建模[J].微計算機信息，2007，23（15）：255-257.

作者簡介：孫兵（1976--），男，江蘇南京，學士，高級工程師，華為技術有限公司數據通信產品研發，研究方向為網絡設計建模、網絡安全和IP技術。