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第一部分 基础与框架3

第1章 动机3

1.1软件密集型系统3

1.1.1实例：嵌入式系统在汽车工业中的重要性3

1.1.2开发软件密集型系统的挑战3

1.2需求工程的重要性4

1.2.1对于项目成功的影响4

1.2.2需求中的缺陷：一个实例5

1.2.3需求缺陷导致高成本6

1.3组织上下文中的需求工程6

1.3.1与其他组织过程的相互关系7

1.3.2与其他开发活动的相互关系8

第2章 需求9

2.1术语“需求”9

2.2需求类型10

2.2.1功能性需求10

2.2.2质量需求10

2.2.3约束12

2.3问题vs.解决方案14

2.3.1开发过程中的“做什么”和“怎么做”14

2.3.2需求工程中的“做什么”与“怎么做”15

2.3.3“做什么”和“怎么做”之间的交互16

第3章 持续的需求工程17

3.1传统系统分析17

3.2本质系统分析18

3.2.1本质vs.对应物18

3.2.2方法19

3.2.3本质系统分析的优点20

3.3作为早期开发阶段的需求工程20

3.4系统分析及面向阶段需求工程的缺点21

3.5需求工程是一个持续过程22

第4章 需求工程框架25

4.1需求工程的目标：在上下文中建立愿景25

4.2框架概览25

4.3 4个上下文刻面26

4.3.1 4个上下文刻面间的关系27

4.3.2 4个上下文刻面的使用28

4.4 3个核心活动28

4.4.1需求工程的3个维度28

4.4.2核心活动29

4.5两个横切活动30

4.6 3种需求制品31

4.6.1目标31

4.6.2场景32

4.6.3面向方案的需求33

4.6.4 3种需求制品的使用33

4.6.5本文中的“需求”33

4.7全书概览34

第二部分 系统上下文37

第5章 系统和上下文边界37

5.1术语“上下文”37

5.2系统边界38

5.3上下文边界39

5.4描述上下文方面的必要性41

第6章 系统上下文的结构化组织43

6.1结构化原则43

6.2 4个上下文刻面和3类上下文方面44

6.2.1需求来源44

6.2.2上下文对象46

6.2.3上下文对象的属性和关系46

6.3 4个上下文刻面中的相关上下文方面47

6.3.1主体刻面47

6.3.2使用刻面49

6.3.3 IT系统刻面51

6.3.4开发刻面52

6.4上下文方面的不同角色54

第二部分推荐文献55

第三部分 需求制品59

第三部分a目标59

第7章 目标导向基础60

7.1动机60

7.2术语“目标”61

7.3 AND/OR目标分解61

7.4目标依赖61

7.4.1目标之间的“需要”依赖62

7.4.2目标之间的“支持”依赖62

7.4.3目标之间的“阻碍”依赖62

7.4.4目标之间的“冲突”依赖63

7.4.5目标等价63

7.5识别目标依赖64

第8章 描述目标65

8.1目标描述模板65

8.2目标描述的7个规则67

8.3目标建模语言及方法69

8.4使用AND/OR树和AND/OR图进行目标描述70

8.4.1使用AND/OR树进行目标建模70

8.4.2使用AND/OR图进行目标建模71

8.4.3 AND/OR图中附加的目标依赖72

8.5 i 72

8.5.1 i框架中的建模元素73

8.5.2策略依赖模型75

8.5.3策略原理模型75

8.6 KAOS76

8.6.1 KAOS框架中的目标建模元素77

8.6.2 KAOS框架中的目标建模78

8.6.3 KAOS框架中的责任分配建模78

8.7决定使用何种目标建模语言79

第三部分a推荐文献80

第三部分b场景81

第9章 场景基础82

9.1场景作为中间层抽象82

9.2场景作为一种将需求置于上下文中的手段83

9.3为每个上下文刻面开发场景84

第10章 场景类型85

10.1当前状态场景和期望状态场景86

10.2正面和负面场景86

10.3不当使用场景87

10.4描述性、探索性和解释性场景88

10.5实例和类型化场景89

10.6系统内场景、交互场景和上下文场景90

10.7主场景、可替换场景和例外场景93

10.8用况：场景的分类95

第11章 描述场景97

11.1叙述性场景97

11.2结构化场景98

11.2.1场景步骤的结构化描述98

11.2.2场景参考模板99

11.3用况描述模板102

11.4场景描述的11条规则105

11.5顺序图109

11.6活动图111

11.7用况图113

11.8需求工程过程中不同场景类型的使用116

第12章 使用目标和场景的优势118

12.1目标导向的优势118

12.1.1对于文档化的帮助118

12.1.2对于抽取的帮助118

12.1.3对于协商的帮助119

12.1.4对于确认的帮助119

12.1.5对于管理的帮助119

12.2使用场景的优势120

12.2.1有助于文档化120

12.2.2有助于需求抽取120

12.2.3有助于协商121

12.2.4有助于确认121

12.2.5有助于管理121

12.3将目标与场景相结合的好处122

12.3.1目标发起对场景的定义122

12.3.2目标对场景进行分类123

12.3.3场景描述对目标的满足情况123

12.3.4场景发起对目标的细化124

第三部分b推荐文献127

第三部分C面向方案的需求128

第13章 面向方案的需求基础129

13.1解决方案的3种视图129

13.2面向方案的需求、目标和场景130

13.2.1主要区别130

13.2.2主要联系132

第14章 面向方案需求的文档化133

14.1数据视图中的需求描述134

14.1.1增强的实体-关系模型134

14.1.2类图139

14.2功能视图中的需求描述143

14.2.1数据流模型143

14.2.2本质模型149

14.3行为视图中的需求描述150

14.3.1行为建模语言151

14.3.2有限自动机151

14.3.3 Mealy和Moore自动机153

14.3.4状态图154

14.3.5状态机图157

14.4在3种视图中描述质量需求159

第15章3种视图的集成161

15.1扩展后的示例161

15.2视图之间的关系166

15.3使用UML2集成169

15.4使用SysML集成170

15.4.1SysML图类型171

15.4.2需求图172

15.4.3使用需求图来关联各视图173

第三部分C推荐文献175

第四部分 核心活动180

第四部分a文档化180

第16章 需求文档基础182

16.1动机与目标182

16.2文档化vs.规约183

16.3需求制品的质量准则184

16.4验收准则186

16.4.1需求制品的验收准则186

16.4.2系统的验收准则187

第17章 自然语言文档189

17.1自然语言需求189

17.2需求文档190

17.2.1需求文档的类型190

17.2.2要求汇总书191

17.2.3责任汇总书192

17.3需求文档的质量准则193

17.4使用自然语言的优点和缺点195

17.4.1使用自然语言的主要优点195

17.4.2使用自然语言的主要缺点195

17.5避免歧义的技术198

17.5.1术语表198

17.5.2语法需求模式200

17.5.3受控语言201

第18章 组织自然语言需求203

18.1需求文档的参考结构203

18.1.1参考结构的优点203

18.1.2 IEEE 830-1998标准的参考结构204

18.2对需求定义属性207

18.3需求属性208

18.3.1标识属性（类型1）209

18.3.2上下文关系（类型2）209

18.3.3文档化方面（类型3）210

18.3.4内容方面（类型4）210

18.3.5协商方面（类型5）211

18.3.6确认方面（类型6）212

18.3.7管理方面（类型7）212

18.4模板和信息模型214

18.4.1基于模板的文档化214

18.4.2基于信息模型的文档化215

18.5建立文本需求视图218

18.5.1在需求库基础上生成视图218

18.5.2生成需求文档220

第19章 概念建模基础221

19.1物理模型vs.概念模型221

19.2模型属性222

19.2.1消除无关细节222

19.2.2定义附加属性224

19.3概念模型的符号学224

19.4概念模型的质量226

19.5建模语言228

19.5.1概念建模语言228

19.5.2元建模228

19.6模型的创建和解释230

19.6.1模型创建230

19.6.2模型解释231

第20章 基于模型的需求与文本化需求之间的关系232

20.1需求模型232

20.2需求模型与文本化需求的相互关系233

20.3可追踪性元模型234

20.4概念模型和文本化需求之间的关系236

20.5技术实现239

第四部分a推荐文献240

第四部分b抽取241

第21章 需求抽取基础243

21.1需求抽取的目标243

21.2需求抽取的定义243

21.3需求抽取中目标和场景的使用244

21.4子活动：识别相关的需求来源245

21.4.1识别潜在的需求来源245

21.4.2选择相关的来源247

21.5子活动：抽取现有的需求248

21.5.1从涉众中抽取现有的需求248

21.5.2从文档中抽取现有的需求249

21.5.3从现有系统抽取现有的需求250

21.6子活动：开发新的创新性需求250

第22章 抽取技术251

22.1技术评价251

22.2描述技术的模板252

22.3访谈252

22.3.1准备253

22.3.2执行255

22.3.3后续256

22.3.4应用该技术的检查表256

22.3.5对于需求抽取的作用257

22.3.6工作量258

22.3.7成功的关键要素258

22.4研讨会259

22.4.1准备259

22.4.2执行261

22.4.3后续263

22.4.4应用该技术的检查表263

22.4.5对于需求抽取的作用264

22.4.6工作量265

22.4.7成功的关键要素265

22.5专题小组265

22.5.1准备266

22.5.2执行266

22.5.3后续267

22.5.4应用该技术的检查表267

22.5.5对于需求抽取的作用267

22.5.6工作量268

22.5.7成功的关键要素268

22.6观察268

22.6.1准备269

22.6.2执行269

22.6.3后续270

22.6.4应用该技术的检查表270

22.6.5对于需求抽取的作用271

22.6.6工作量271

22.6.7成功的关键要素272

22.7调查问卷272

22.7.1准备272

22.7.2执行273

22.7.3后续273

22.7.4应用该技术的检查表273

22.7.5对于需求抽取的作用274

22.7.6工作量274

22.7.7成功的关键要素275

22.8基于视角的阅读275

22.8.1准备276

22.8.2执行276

22.8.3后续276

22.8.4应用该技术的检查表276

22.8.5对于需求抽取的作用277

22.8.6工作量278

22.8.7成功的关键要素278

第23章 辅助抽取技术279

23.1技术评价279

23.2头脑风暴279

23.2.1准备279

23.2.2执行280

23.2.3后续281

23.2.4应用该技术的检查表281

23.2.5对于需求抽取的作用282

23.2.6工作量283

23.2.7成功的关键要素283

23.3原型283

23.3.1准备283

23.3.2执行284

23.3.3后续284

23.3.4应用该技术的检查表285

23.3.5对于需求抽取的作用285

23.3.6工作量285

23.3.7成功的关键要素286

23.4 KJ方法286

23.4.1准备286

23.4.2执行287

23.4.3后续288

23.4.4应用该技术的检查表288

23.4.5对于需求抽取的作用289

23.4.6工作量290

23.4.7成功的关键要素290

23.5思维导图290

23.5.1准备291

23.5.2执行291

23.5.3后续292

23.5.4对于需求抽取的作用292

23.5.5工作量292

23.5.6成功的关键要素292

23.6抽取检查表292

23.6.1准备293

23.6.2执行293

23.6.3后续293

23.6.4对于需求抽取的作用293

23.6.5工作量297

23.6.6成功的关键要素298

第四部分b推荐文献299

第四部分C协商300

第24章 需求协商基础301

24.1需求协商的目标301

24.2需求协商：定义302

24.3需求协商中目标和场景的使用302

第25章 冲突管理303

25.1子活动：识别冲突303

25.2子活动：分析冲突303

25.2.1数据冲突304

25.2.2利益冲突304

25.2.3价值冲突304

25.2.4冲突分析的启发式方法304

25.3子活动：解决冲突305

25.3.1通过协商解决冲突305

25.3.2通过创造性的解决方案解决冲突306

25.3.3通过决定解决冲突306

25.3.4冲突解决策略的评价307

25.4子活动：记录冲突解决方案308

第26章 协商技术309

26.1双赢法309

26.1.1双赢法中可能的情形309

26.1.2取得双赢情形309

26.1.3双赢法和冲突解决策略310

26.2交互矩阵310

第四部分C推荐文献312

第五部分 确认316

第27章 需求确认基础316

27.1动机和目标316

27.1.1确认的目标316

27.1.2不充分确认的风险317

27.2确认vs.验证318

27.2.1构造性质量保障和分析性质量保障318

27.2.2确认和验证的定义318

27.2.3本书所使用的术语“确认”319

27.3子活动：确认所创建的需求制品319

27.3.1内容维度的确认320

27.3.2文档化维度的确认321

27.3.3共识维度的确认321

27.4子活动：确认上下文考虑322

27.4.1主体刻面323

27.4.2使用刻面323

27.4.3 IT系统刻面323

27.4.4开发刻面323

27.5子活动：确认活动的执行324

27.6确认3个层次的能力模型325

27.7确认中的目标和场景326

27.7.1考虑目标的好处326

27.7.2考虑场景的好处326

27.8确认的原则327

27.8.1第一个原则：引入正确的涉众327

27.8.2第二个原则：分离缺陷检测和缺陷修正328

27.8.3第三个原则：利用多个独立视角329

27.8.4第四个原则：使用恰当的文档化格式330

27.8.5第五个原则：确认期间开发制品的创建330

27.8.6第六个原则：反复确认330

第28章 确认技术332

28.1审查332

28.1.1准备333

28.1.2执行333

28.1.3后续334

28.1.4应用该技术的检查表334

28.1.5好处335

28.1.6工作量335

28.1.7成功的关键要素336

28.2桌面检查337

28.2.1准备337

28.2.2执行337

28.2.3后续337

28.2.4应用该技术的检查表337

28.2.5好处338

28.2.6工作量338

28.2.7成功的关键要素338

28.3走查339

28.3.1准备339

28.3.2执行339

28.3.3后续339

28.3.4 应用该技术的检查表339

28.3.5好处340

28.3.6工作量340

28.3.7成功的关键要素340

28.4比较：审查、桌面检查和走查340

28.5使用原型的确认341

28.5.1准备341

28.5.2执行342

28.5.3后续342

28.5.4应用该技术的检查表343

28.5.5好处343

28.5.6工作量343

28.5.7成功的关键要素344

第29章 辅助确认技术345

29.1确认检查表345

29.1.1准备345

29.1.2执行346

29.1.3后续346

29.1.4 应用该技术的检查表347

29.1.5好处347

29.1.6工作量348

29.1.7成功的关键要素348

29.1.8构建问题和检查表348

29.2基于视角的阅读352

29.2.1准备352

29.2.2执行353

29.2.3后续353

29.2.4应用该技术的检查表353

29.2.5好处353

29.2.6工作量354

29.2.7成功的关键要素354

29.3制品的创建354

29.3.1模型的语言描述355

29.3.2创建场景357

29.3.3创建测试用例359

29.3.4创建用户手册361

第五部分推荐文献363

第六部分 管理367

第30章 需求管理基础367

30.1管理活动的目标367

30.2定义368

30.3管理需求制品368

30.4观察系统上下文369

30.4.1观察上下文的技术369

30.4.2结构化的上下文观察369

30.5管理需求工程活动370

30.5.1面向阶段的方法370

30.5.2情境方法371

30.5.3面向阶段的方法与情境方法的比较373

第31章 需求的可追踪性374

31.1可追踪性的基础374

31.2需求的前可追踪性和后可追踪性375

31.3可追踪性关系类型376

31.3.1条件377

31.3.2内容377

31.3.3抽象378

31.3.4演化378

31.3.5杂项378

31.3.6可追踪性关系类型示例379

31.4文档化可追踪性关系379

31.4.1文本引用380

31.4.2超链接380

31.4.3可追踪性模型380

31.5可追踪性信息的表示381

31.6特定项目的可追踪性382

31.6.1特定项目的可追踪性环境383

31.6.2可追踪性信息的使用策略384

31.6.3特定项目的可追踪性模型384

31.6.4可追踪性信息的记录策略385

31.6.5涉众准则386

第32章 需求优先级387

32.1需求优先级排序的基础387

32.2优先级排序的准备活动388

32.2.1确定涉众388

32.2.2选择将要排序的制品388

32.2.3选择优先级排序标准388

32.2.4选择一种优先级排序技术389

32.3需求的优先级排序技术390

32.3.1排名与前十技术390

32.3.2单标准分类390

32.3.3 Kano分类390

32.3.4二维标准的分类392

32.3.5 Wiegers优先级排序矩阵393

32.3.6成本-价值方法395

32.3.7优先级排序技术的组合396

第33章 需求变更管理398

33.1配置管理398

33.1.1配置管理的层次399

33.1.2软件制品的版本399

33.1.3需求制品的配置399

33.1.4需求制品的基线400

33.2需求变更400

33.2.1系统运行过程中遇到的问题400

33.2.2上下文中的改变400

33.3系统化的变更管理402

33.3.1变更控制委员会402

33.3.2文档化变更请求403

33.3.3变更管理活动404

第六部分推荐文献407

第七部分COSMOD-RE：基于目标和场景的需求工程方法411

第34章COSMOD-RE基础411

34.1抽象层411

34.2需求和体系结构制品的协同开发413

34.2.1体系结构对需求的影响413

34.2.2协同设计过程415

第35章COSMOD-RE方法417

35.1 COSMOD-RE的4层抽象层418

35.1.1概览418

35.1.2系统层419

35.1.3功能分解层419

35.1.4硬件/软件分割层421

35.1.5部署层422

35.2 COSMOD-RE的4种制品类型423

35.2.1目标424

35.2.2场景427

35.2.3面向方案的需求429

35.2.4体系结构制品431

35.2.5制品之间的关联432

35.3 COSMOD-RE的协同设计过程433

35.3.1概览433

35.3.2系统级协同设计434

35.3.3功能级协同设计434

35.3.4硬件/软件级协同设计435

35.3.5协同设计过程之间的重叠435

35.4每一个协同设计过程的5个子过程436

35.4.1概览436

35.4.2开发初始目标和场景（SP1）437

35.4.3开发初始体系结构（SP2）439

35.4.4开发构件目标和场景（SP3）439

35.4.5整合需求和体系结构制品（SP4）441

35.4.6详述具体的系统需求（SP5）442

第36章 实施COSMOD-RE方法：一个实例443

36.1开发初始目标和场景（SP1）443

36.2开发初始体系结构（SP2）446

36.3开发构件目标和场景（SP3）448

36.4整合需求和体系结构制品（SP4）449

36.5详述具体的系统需求（SP5）452

36.6总结453

第八部分 软件产品线及基于需求的测试457

第37章 软件产品线的需求工程457

37.1产品线工程的核心概念457

37.1.1领域工程和应用系统工程457

37.1.2可变性458

37.2软件产品线工程中需求工程面临的挑战459

37.3文档化可变性460

37.3.1可变点和变体461

37.3.2可变性依赖462

37.3.3约束依赖462

37.3.4制品依赖463

37.4领域需求工程464

37.4.1需求可变性的抽取464

37.4.2领域需求的文档化465

37.4.3存在可变性时的确认467

37.5应用系统需求工程468

37.5.1绑定可变性468

37.5.2文档化可变性绑定469

37.6总结470

第38章 基于需求的测试：ScenTED方法471

38.1动机471

38.2测试背后的主要概念471

38.2.1测试活动471

38.2.2 测试用例472

38.2.3测试层次472

38.2.4测试用例定义473

38.3测试中场景的角色474

38.3.1实例与类型化场景474

38.3.2测试层次与场景类型474

38.4基于需求的测试用例定义475

38.4.1从需求制品中直接生成测试用例475

38.4.2基于模型的测试用例生成476

38.5 ScenTED方法477

38.5.1在测试模型中对系统行为建模478

38.5.2生成测试用例场景479

38.5.3确定测试数据482

38.6总结482

附录484

词汇表484

参考文献495

索引508