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= 需求工程基础 =

需求工程（Requirements Engineering）是信息系统开发过程中的关键阶段，它涉及识别、分析、记录和管理系统需求，以确保最终产品满足用户和利益相关者的期望。需求工程不仅是技术活动，更是一个沟通与协作的过程。

== 概述 ==
需求工程是软件工程和信息系统开发的核心环节，其主要目标包括：
* 理解用户需求
* 明确系统边界
* 建立可验证的需求规格
* 管理需求变更

需求工程通常分为以下几个阶段：
# 需求获取
# 需求分析
# 需求规格说明
# 需求验证
# 需求管理

== 需求类型 ==
在需求工程中，需求通常分为两类：

=== 功能性需求 ===
描述系统应该做什么，即系统必须执行的功能。例如：
* "系统应允许用户通过用户名和密码登录"
* "系统应在订单提交后生成确认邮件"

=== 非功能性需求 ===
描述系统如何运行，即系统的质量属性。例如：
* "系统应在1000个并发用户下响应时间不超过2秒"
* "系统应支持99.9%的可用性"

== 需求获取技术 ==
以下是常用的需求获取方法：

=== 访谈 ===
直接与利益相关者交流，获取需求信息。

=== 问卷调查 ===
适用于大量用户或地理位置分散的利益相关者。

=== 观察 ===
观察用户在实际工作环境中的操作。

=== 原型法 ===
创建系统原型以获取用户反馈。

== 需求规格说明 ==
需求规格说明是将收集到的需求转化为正式文档的过程。常用的规格说明技术包括：

=== 用户故事 ===
<syntaxhighlight lang="text">
作为[角色]，我想要[功能]，以便[商业价值]
</syntaxhighlight>

示例：
<syntaxhighlight lang="text">
作为客户，我想要查看订单历史，以便跟踪我的购买记录
</syntaxhighlight>

=== 用例图 ===
<mermaid>
graph TD
    A[客户] -->|登录| B(登录系统)
    A -->|查看订单| C(查看订单历史)
    A -->|提交订单| D(提交新订单)
</mermaid>

=== 数据流图 ===
<mermaid>
graph LR
    A[客户] -->|订单请求| B(订单处理系统)
    B -->|确认信息| C[库存系统]
    C -->|库存状态| B
    B -->|订单确认| A
</mermaid>

== 需求验证 ==
需求验证确保需求文档：
* 完整
* 一致
* 可实现
* 可验证

常用技术包括：
* 需求评审
* 原型验证
* 测试用例开发

== 需求管理 ==
需求管理涉及：
* 需求跟踪
* 变更控制
* 版本控制

需求跟踪矩阵示例：
{| class="wikitable"
|-
! 需求ID !! 需求描述 !! 来源 !! 优先级 !! 状态
|-
| REQ-001 || 用户登录功能 || 客户访谈 || 高 || 已实现
|-
| REQ-002 || 订单历史查看 || 用户调查 || 中 || 开发中
|}

== 实际案例 ==
考虑一个在线书店系统的需求工程过程：

1. '''需求获取'''：通过访谈书店管理者和顾客，收集以下需求：
   * 顾客需要搜索书籍
   * 管理员需要管理库存
   * 系统需要处理支付

2. '''需求分析'''：
   * 识别冲突需求（如顾客希望更多折扣 vs 书店希望更高利润）
   * 确定优先级

3. '''需求规格说明'''：
   创建用例图和数据流图，编写用户故事

4. '''需求验证'''：
   与利益相关者评审需求文档

5. '''需求管理'''：
   建立需求跟踪矩阵，处理变更请求

== 数学表示 ==
在需求优先级评估中，可以使用加权评分法：

<math>
优先级分数 = \sum_{i=1}^{n} (权重_i \times 评分_i)
</math>

其中：
* <math>权重_i</math> 是第i个评估标准的权重
* <math>评分_i</math> 是需求在该标准上的得分

== 常见挑战 ==
* 需求不完整或不明确
* 利益相关者之间的需求冲突
* 需求随时间变化
* 技术限制导致需求不可实现

== 最佳实践 ==
* 尽早并持续地获取需求
* 使用多种技术验证需求
* 建立明确的需求变更流程
* 保持需求文档的更新
* 确保所有利益相关者参与需求过程

== 总结 ==
需求工程是信息系统开发成功的基础。通过系统化的需求获取、分析、规格说明、验证和管理，可以显著提高项目成功率，减少后期修改成本。良好的需求工程实践能够确保开发团队构建出真正满足用户需求的系统。

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