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 KAOS 76
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