通信设备产品级需求分析建模方法

摘要：通信设备产品的需求分析是一件复杂且困难的事，需求难以准确捕捉、精确分析，并且向后端设计开发传递环节中极易产生信息损失。本文通过对需求分析过程进行模型构建、方法过程定义，引入需求场景模型和概念模型，并结合组网图、用例图、顺序图进行需求场景建模，实现需求分析的准确度、周密性和无损传递。

关键词：需求分析建模;场景模型;概念模型;组网图;用例图

中图分类号：F426.6   文献标识码：A   文章编号：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

需求分析阶段建立的模型主要有场景模型和概念模型。场景模型对初始需习和系统特性进行分析，需要考虑业界友商实现情况、规格、系统界面友好程度、产品的竞争力等内容。场景模型可以使用组网图、用例图、顺序图来表达，一搬先使用组网图对主要的使用场景进行建模。如场景复杂，则用用例和顺序图对子场景进行展开分析。场景分析时需使用概念模型统一术语。

2 需求分析

需求分析是对输入的初始需求（IR）、系统特性（SF）进行详细分析的过程，需弄清楚问题和要求，输入是什么输出是什么。需考察业界友商实现情况，考虑产品竞争力。通过严谨的需求分析推导过程，整理输出需求分析文档，得到系统需求清单。需求分析建模的入口是进行场景建模。场景模型可使用组例图或顺序图进行表达。

通过组网图对业务进行概要分析是理解初始需求的重要手段。可从客户/研发/维护/用户等多个角度对初始需求做概要设计分析，划分场景，明确对初始需求和系统特性描述的理解。使用组网图划分场景和概要分析之后，可使用用例图和顺序图对子场景建模，做进一步分析。

通过用例图收集系统需求，需要从系统外部观察系统。从系统使用者的角度提取系统功能和对系统的要求。对于系统需求明确的场景，可跳过用例图、直接使用顺序图做详细分析。使用用例图分析场景只能得到整体功能的描述，但不清楚交互的细节。如果想详细分析描述交互细节，可以使用顺序图建立顺序模型，进一步分析外部角色与系统的交互过程，收集外界对系统的需求。在有些复杂的交互协议中，系统与外部角色交互过程多，通讯接口复杂，建议使用顺序图进行详细分析。

3 场景模型

场景模型描述系统需求发生的场景，用于产品业务场景分析。通过组网图、用例图和顺序图进行分析。如果场景比较复杂，可以把场景进一步细分成子场景或者子子场景。是否需要拆分子场景进行分析，取决于问题的复杂程度。

3.1组网图。在需求分析的最初阶段，需要明确系统有哪些应用场景，确认如下问题：

系统有哪些应用场景？提供哪些网络功能？系统所处的网络层次如何？在网络中处于什么位置？系统的应用环境、周边设备都是怎样？上、下行设备、同级设备有哪些？系统主要提供何种业务？其业务模型如何？与哪些服務器发生业务处理？系统的业务流量模型如何？网络状况、性能、安全性如何？需要从功能性能、安全性等几方面考虑：系统的应用用户类型都有哪些？是否存在用户管理问题？

为了回答上述问题，可以使用组网图来分析。画组网图时，确定设备或者性的组网环境、应用、业务模型，画出组网拓扑图。

3.2用例图。对于场景模型，仅仅知道整体的组网和特性使用方式还不够，需进一步明确待分析的系统要实现哪些具体功能？从而整理输出一个需求列表。

一种收集系统需求的方式是使用用例图分析，从系统外部参与者的视角，收集从系统外部观察到的系统表现方式收集系统需求。即，从系统边界和不同参与者对系统使用的角度出发，分析系统的操作或运行场景，提取系统需求。注意，不要以时间维度将一个完整的业务切分成很多“场景”输出用例图时，要识别参与者、用例和系统边界。

3.3顺序图。用例图只是表达了系统从外部参与者观察、要实现的需求，但是没有需求的具体描述，只有一段简短文字，一般不够具体，架构师、系统设计师和相关设计人员只有一个大概的方向，但是不了解具体要求。可能存在需求范围和业务功能的理解歧义。所以作为一份严谨的需求描述，应该对用例展开进行明确阐述。明确描述用例的建模方法，一般是使用顺序图。

有两种情况可能会在需求阶段输出顺序图。一种是用顺序图展开分析用例的详细过程;另一种是场景非常明确，并且场景个数不多的情况。对于第二种情况，输出用例图的必要性不大，可直接用顺序图分析。

描述系统用例的顺序图，包含两部分：生命线和交互过程。顺序图将交互关系表示为一个二维图。纵向是时间轴，时间沿竖线向下延伸。横向轴代表了在协作中各个参与者。参与者用生命线表示。当参与者存在时，角色用一条虚线表示，当对象的过程处于活动状态时，生命线是一段实线段。

4 概念模型

在需求分析过程中，会遇到问题领域中的一些名词、术语，利益相关人经常因为各人对这些名词、术语的理解不一致，导致无谓的沟通障碍。需求分析之后，往往因为混乱不堪的术语，导致架构设计、代码实现与前期需求讨论不一致，从而最终开发的产品易用性不好或功能实现不正确。为解决上述沟通和设计问题，使用概念模型。人们对现实世界中的一些领域中的现象和事物进行实践、总结，得到一些深刻认识，即领域知识。对领城知识建模，得到概念模型。概念模型包含概念和概念之间的关系，在认识问题、设计架构时有重要的参考作用，是问题领域到解域的桥梁。概念模型一般使用类图来表达。用类表达概念;用类之间的关系表达概念之间的关系。通过用类图描述人们对于领域知识的理解，可以统一理解、将功能概念经需求分析向架构设计转化。

参考文献：

[1]杨军，于永利.面向Rational统一过程的软件需求分析建模[J].微计算机信息，2007，23（15）：255-257.

作者简介：孙兵（1976--），男，江苏南京，学士，高级工程师，华为技术有限公司数据通信产品研发，研究方向为网络设计建模、网络安全和IP技术。