软件工程思想

4.3.3 分析人员或客户理解有误
  有个外星人间谍潜伏到地球刺探情报，它给上司写了一份报告：“主宰地球的是车。它们喝汽油，靠四个轮子滚动前进。嗓门极大，在夜里双眼能射出强光。……有趣的是，车里住着一种叫作‘人’的寄生虫，这些寄生虫完全控制了车。”
  软件系统分析人员不可能都是全才。客户表达的需求，不同的分析人员可能有不同的理解。如果分析人员理解错了，可能会导致开发人员白干活，吃力不讨好。我读中学时候最怕写作文逃题，如果逃题了，不管作文写得多长，总是零分。所以分析人员写好需求说明书后，要请客户方的各个代表验证。如果问题很复杂，双方都不太明白，就有必要请开发人员快速构造软件的原型，双方再次论证需求说明书是否正确。
  由于客户大多不懂软件，他们可能觉得软件是万能的，会提出一些无法实现的需求。有时客户还会把软件系统分析人员的建议或答复给想歪了。
  有一个软件人员滔滔不绝地向客户讲解在“信息高速公路上做广告”的种种好处，客户听得津津有味。最后，心动的客户对软件人员说：“好得很，就让我们马上行动起来吧。请您决定广告牌的尺寸和放在哪条高速公路上，我立即派人去做。”
  为什么软件系统分析员的工资要比普通程序员高？就是因为需求分析困难嘛。 
4.4 如何进行需求分析
  上一节诉说了需求分析的困难，本节要知难而进。
  进行需求分析不象情人之间的浪漫做法——“让我摸摸你的头发，感觉它是什么颜色。”我们要围绕两个核心问题开展需求分析：（1）应该了解什么？（2）通过什么方式去了解？
4.4.1 应该了解什么
  那怕是天下最无能的市长或书记，都知道在作报告时要先从宏观上讲一、二、三、四、五，再从细节上讲A、B、C、D、E。需求分析不象侦探推理那样从蛛丝马迹着手。应该先了解宏观的问题，再了解细节的问题，如图4.1所示。
                问题域                                      对应于软件子系统
                 问题                                       对应于子系统的软构件
            行为（功能）                                     对应于软构件的接口
图4.1 进行需求分析时要了解的内容
  一个软件系统（记为 S）的涉及面可能很广，可以按不同的问题域（记为D）分类，每个问题域对应于一个软件子系统。
                       S = { D1，D2，D3，… Dn }
  问题域Di 由若干个问题（记为P）组成，每个问题对应于子系统中的一个软构件。
                       Di = { P1，P2，P3，… Pm }
  问题Pj有若干个行为（或功能，记为F），每个行为对应于软构件中的接口。
                       Pj = { F1，F2，F3，… Fk }
  按图4.1结构写成的需求说明书，对于那些只想了解宏观需求的领导，和需要了解细节的技术员都合适。在写需求说明书时还应该注意两个问题：
（1）最好为每个需求注释“为什么”，这样可让程序员了解需求的本质，以便选用最合适的技术来实现此需求。
（2）需求说明不可有二义性，更不能前后相矛盾。如果有二义性或前后相矛盾，则要重新分析此需求。
4.4.2 通过什么方式去了解
  了解需求的方式有好几种：
（1）直接与客户交谈。如果分析人员生有足球评论员的那张“大嘴”，就非常容易侃出需求。
（2）有些需求客户讲不清楚，分析人员又猜不透，这时就要请教行家。有些高手真的很厉害，你还没有开始问，他就能讲出前因后果。让你感到“听君一席言，胜读十年书。”
（3）有很多需求可能客户与分析人员想都没有想过，或者想得太幼稚。要经常分析优秀的和蹩脚的同类软件，看到了优点就尽量吸取，看到了缺点就引以为戒。前人既然付了学费，后人就不要拒绝坐享其成。
4.5  小 结
  为了阐述可行性分析的四个要素：经济、技术、社会环境和人，本章讲了几个令人垂头丧气的案例。如果您学会了客观、科学的可行性分析，在作决策时就要果断，要学习热恋中的这个年青人——“倒底行还是不行？行就结婚，不行就离婚。”
  本章并没有鼓吹需求分析的难度，不是在吓唬人。如果需求分析搞错了，麻烦大哩。几十年前，我们最最伟大的领袖毛主席说了一声“人多力量大”，导致现在中国人口蹦到13亿。他老人家辉煌地走了，后人却付出了沉重的代价。
  所以我们要认真地做好可行性分析和需求分析。
第五章  系 统 设 计
  系统设计是把需求转化为软件系统的最重要的环节。系统设计的优劣在根本上决定了软件系统的质量。就象“一切帝国主义都是纸老虎”那样可以断定“差的系统设计必定产生差的软件系统。”所以我们要努力保证系统设计“根正苗红”，把一切左倾、右倾的设计思潮消灭在萌芽状态。
  Windows NT的一位系统设计师拥有8辆法拉利跑车，让Microsoft公司的一些程序员十分眼红。但你只能羡慕而不能愤恨，因为并不是每个程序员都有本事成为复杂软件系统的设计师。系统设计要比纯粹的编程困难得多。即便你清楚客户的需求，却未必知道应该设计什么样的软件系统——既能挣最多的钱又能让客户满意。“天下西湖三十六，最美是杭州”，千年前苏东坡大学士对西湖精采绝伦的系统设计，使杭州荣升为“天堂”，让后人只剩下赞叹和破坏的份了。
  本章讲述系统设计的四方面内容：体系结构设计、模块设计、数据结构与算法设计、用户界面设计。如果将软件系统比喻为人体，那么：
（1）体系结构就如同人的骨架。如果某个家伙的骨架是猴子，那么无论怎样喂养和美容，这家伙始终都是猴子，不会成为人。
（2）模块就如同人的器官，具有特定的功能。人体中最出色的模块设计之一是手，手只有几种动作，却能做无限多的事情。人体中最糟糕的模块设计之一是嘴巴，嘴巴将最有价值但毫无相干的几种功能如吃饭、说话、亲吻混为一体，使之无法并行处理，真乃人类之不幸。
（3）数据结构与算法就如同人的血脉和神经，它让器官具有生命并能发挥功能。数据结构与算法分布在体系结构和模块中，它将协调系统的各个功能。人的耳朵和嘴巴虽然是相对独立的器官，但如果耳朵失聪了，嘴巴就只能发出“啊”“呜”的声音，等于丧失了说话的功能（所以聋子天生就是哑巴），可人们却又能用手势代替说话。人体的数据结构与算法设计真是十分神奇并且十分可笑。
（4）用户界面就如同人的外表，最容易让人一见钟情或一见恶心。象人类追求心灵美和外表美那样，软件系统也追求（内在的）功能强大和（外表的）界面友好。但随着生活节奏的加快，人们已少有兴趣去品味深藏不露的内在美。如果把Unix系统比作是健壮的汉子和妇人，那么Windows系统就象妩媚的小白脸和狐狸精。想不到Windows系统竟然能兴风作浪，占去大半市场。有鉴于此，我们应该鼓励女士多买化妆品（男士付钱）以获得更好的界面。
  在进行系统设计时，我们要深情地关注软件的质量因素，如正确性与精确性、性能与效率、易用性、可理解性与简法性、可复用性与可扩充性等等。即使把系统设计做好了，也并不意味着就能产生好的软件系统。在程序设计、测试、维护等环节还要做大量的工作，无论哪个环节出了差错，都会把好事搞砸了。据说上帝把所有的女士都设计成天使，可是天使们在下凡时有些双脚先着地，有些脸先着地。上帝的这一疏忽让很多女孩伤透了心。我们在开发软件时，一定要吸取这个教训。
5.1  体系结构设计
  杨叔子院子曾这样指点其弟子：
  文学中有科学，音乐中有数学，漫画中有现代数学的拓扑学。漫画家可以“几笔”就把一个人画出来，不管怎么美化或丑化，就是活像。为什么？因为那“几笔”不是别的，而是拓扑学中的特征不变量，这是事物最本质的东西。
  体系结构是软件系统中最本质的东西：
（1）体系结构是对复杂事物的一种抽象。良好的体系结构是普遍适用的，它可以高效地处理多种多样的个体需求。一提起“房子”，我们的脑中马上就会出现房子的印象（而不是地洞的印象）。“房子”是人们对住宿或办公环境的一种抽象。不论是办公楼还是民房，同一类建筑物（甚至不同类的建筑物）之间都具有非常相似的体系结构和构造方式。