英文原文：How to write good requirements

　　編寫需求文檔，在嵌入式開(kāi)發(fā)領(lǐng)域是非常普遍的。需求文檔被用來(lái)定義開(kāi)發(fā)任務(wù)，協(xié)調(diào)大規(guī)模的研發(fā)計(jì)劃。對(duì)于最終的產(chǎn)品，需求文檔扮演著開(kāi)發(fā)者行為和消費(fèi)者行為之間溝通紐帶的角色。當(dāng)需求文檔書(shū)寫正確的時(shí)候，便可以發(fā)揮巨大的作用。然而，如果你在嵌入式開(kāi)發(fā)領(lǐng)域工作的時(shí)間足夠長(zhǎng)，你就會(huì)很快發(fā)現(xiàn)，這個(gè)領(lǐng)域里不合格的需求文檔實(shí)在是太多了。當(dāng)你嘗試對(duì)這些不合格的文檔進(jìn)行修復(fù)時(shí)，你又會(huì)很快發(fā)現(xiàn)，書(shū)寫正確的需求文檔絕非易事。在這里，我們提出一些建議，希望能將書(shū)寫正確需求文檔這件事情變得清晰一些。

　　從較高的層次來(lái)看，書(shū)寫需求文檔的目的就是要提供對(duì)所需行為的有效描述。該所需行為可用一個(gè)黑盒系統(tǒng)描述，并需要注意以下細(xì)節(jié)：

• 工程師可以根據(jù)系統(tǒng)所說(shuō)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)
• 測(cè)試人員，在不與開(kāi)發(fā)人員溝通的前提下，可以利用滿足硬件要求的設(shè)備驗(yàn)證需求。
• 最終產(chǎn)生的成果滿足終端用戶的要求。

• 黑盒測(cè)試

　　書(shū)寫優(yōu)質(zhì)的需求文檔：

　　最基本的原則是：需求文檔應(yīng)當(dāng)盡量簡(jiǎn)潔，用最易懂的描述來(lái)約束系統(tǒng)的預(yù)期行為。如果你遵循這個(gè)原則，剩下的那些重要因素（可測(cè)試性、避免過(guò)度設(shè)計(jì)等等）都將變得順理成章。

　　列舉一下更詳細(xì)的規(guī)則，通常會(huì)更有幫助。下面是書(shū)寫優(yōu)質(zhì)需求文檔需要遵循的步驟：

　　1. 定義系統(tǒng)的邊界。這也是黑盒系統(tǒng)所必要的。

　　2. 定義輸入和輸出。這也應(yīng)當(dāng)是你看待內(nèi)部系統(tǒng)的唯一方式。

　　3. 用最易懂的方式描述系統(tǒng)的預(yù)期行為

　　4. 除了輸入和輸出之外，你的需求是不是還涉及了系統(tǒng)的其他部分？如果是，那么你的需求就設(shè)計(jì)過(guò)度了。重構(gòu)需求，讓它變得精簡(jiǎn)。

　　5. 你的需求是不是過(guò)于模棱兩可？加入更多的限定規(guī)范。注意：有些模棱兩可的描述并不是壞事，假設(shè)描述所包含的所有情況均可被接受，且測(cè)試的時(shí)候不需要附加的信息加以說(shuō)明，那么就沒(méi)關(guān)系。你不需要（也不應(yīng)該）把系統(tǒng)的行為限制得過(guò)頭。

　　6. 你的需求是否可測(cè)試？（這里指的是黑盒測(cè)試）如果不是，你最好返回到第 4 步。如果這種返工發(fā)生很多次，那就說(shuō)明你的黑盒無(wú)法正確描述系統(tǒng)，或者你的測(cè)試工具不夠優(yōu)秀。無(wú)論是哪種情況，不可測(cè)試的需求文檔幾乎就是一文不值的。

　　7. 你的需求文檔通俗易懂么？如果你的需求文檔非常難以讀懂，那就說(shuō)明你寫得不好，只能給那些照著你的需求負(fù)責(zé)實(shí)施的人帶來(lái)無(wú)盡的痛苦。如果是這樣，回到第 3 步。

　　8. 你是不是真的做到了第 4 步？你確認(rèn)么？再檢查一下。

　　例子：下面的例子，讓我們描述一個(gè)自制的嵌入式設(shè)備的需求，這個(gè)設(shè)備能從彎曲傳感器上讀取彎曲的頻率，并根據(jù)不同的頻率值讓一個(gè) LED 閃爍。

　　顯然，我們已經(jīng)完成了步驟 2 和步驟 3 了!

　　· 輸入：從彎曲傳感器讀取數(shù)據(jù)。

　　· 輸出：LED。

　　但是我們跳過(guò)了步驟1：

　　· 在這個(gè)例子里，我們將把黑盒畫(huà)到設(shè)備的微處理器上。

　　讓我們繼續(xù)往下進(jìn)行,

　　第四步：除了輸入和輸出以外，我們是否還涉及了其他的系統(tǒng)邊界？

　　· 微處理器并不關(guān)心從彎曲傳感器讀取什么樣的數(shù)據(jù)，從處理器的角度來(lái)看，僅需要做的是測(cè)量 ADC 腳的電壓而已。

　　· LED 僅由數(shù)字輸出腳控制。

　　下面，讓我們來(lái)修正這個(gè)問(wèn)題：

　　第 0 版本的需求：

　　1. 該設(shè)備應(yīng)當(dāng)根據(jù) ADC 腳的不同頻率的電壓，來(lái)切換數(shù)字輸出端的狀態(tài)。

　　第五步: 需求寫模棱兩可么?

　　恩，我們的描述太模棱兩可了.輸出端切換的速度要多快? 跟電壓的關(guān)系如何? 輸入電壓的范圍是多少? 讓我們加一些更細(xì)節(jié)的描述吧:

　　版本0.1

　　1. 輸出端應(yīng)當(dāng)由一個(gè)自由活動(dòng)的定時(shí)器進(jìn)行控制

　　2. 自由運(yùn)行定時(shí)器的頻率最高不得高于每秒 10 次，不得低于每秒 1 次.

　　3. 自由運(yùn)行定時(shí)器的觸發(fā)頻率應(yīng)當(dāng)在最高和最低值之間呈線性變化，并與 ADC 端的輸入電壓成正比.

　　4. ADC 端的輸入電壓應(yīng)當(dāng)每 100 毫秒讀取一次

　　5. 當(dāng) ADC 端的輸入電壓端被讀入時(shí)，控制自由運(yùn)行定時(shí)器周期時(shí)間的注冊(cè)值也應(yīng)當(dāng)被更新.

　　6. ADC 輸入端的電壓有效范圍應(yīng)當(dāng)被控制在 0 到 1 伏之間.

　　第六步: 你的需求是可測(cè)試的么?

　　· 首先，自由運(yùn)行的定時(shí)器在這里不需要提及. 因?yàn)閷?duì)它基本上無(wú)法進(jìn)行黑盒測(cè)試，它既不是輸入也不是輸出，而且跟這兩者也沒(méi)有什么聯(lián)系。

　　讓我們用“數(shù)字輸出端變化的頻率應(yīng)控制在每秒 10 次和每秒 1 次之間”來(lái)代替自由運(yùn)行定時(shí)器的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。

　　· 對(duì)于上述的第四條需求，可能需要一些小修改才能作為測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。讓我們用“ADC 端的輸入電壓應(yīng)當(dāng)保證在每 100 毫秒內(nèi)至少被讀取一次”來(lái)加以描述，這樣的描述能讓我們預(yù)期的測(cè)試行為顯得更加通俗易懂。

　　· 需求的第五條也需要一些小修改。我們?nèi)绾尾拍軝z測(cè)電壓的輸出范圍是在 0 到 1 伏之間呢？ 總不能給個(gè) 2 伏的電壓，然后看看元器件有沒(méi)有被燒毀吧？

　　那么，說(shuō)“檢驗(yàn)系統(tǒng)在 ADC 端輸入電壓為 1 到 2 伏之間的時(shí)候，工作是否正常”，這樣就檢驗(yàn)就容易多了。需求描述應(yīng)當(dāng)是“正面”的，應(yīng)當(dāng)描述設(shè)備“應(yīng)該”的行為，而不是設(shè)備“不應(yīng)該”的行為。否則的話，測(cè)試將會(huì)無(wú)法進(jìn)行。

　　版本0.2

　　1. 數(shù)字輸出端的切換頻率應(yīng)當(dāng)控制在每秒 10 次到每秒 1 次之間

　　2. 數(shù)字輸出端的切換頻率應(yīng)當(dāng)在最大值和最小值之間呈線性變化，并與 ADC 端的輸入電壓成正比

　　3. ADC 端的輸入電壓應(yīng)當(dāng)保證在每 100 毫秒內(nèi)至少被讀取一次

　　4. 檢驗(yàn)當(dāng) ADC 端的輸入電壓范圍在 0 到 1 伏之間的時(shí)候，系統(tǒng)工作是否正常

　　第七步：你的需求是否通俗易懂？

　　相比于我們?cè)瓉?lái)的描述：“根據(jù)彎曲傳感器的輸出不同頻率來(lái)控制 LED 閃爍”，我們上面的那些需求描述顯得難以閱讀和理解。

　　我發(fā)現(xiàn)，讓需求文檔變得通俗易懂，最簡(jiǎn)單辦法莫過(guò)于，把過(guò)于細(xì)節(jié)的東西抽取出來(lái)，然后以條目的形式單獨(dú)定義。

　　版本1

　　1. 彎曲傳感器應(yīng)當(dāng)保證至少在 100 毫秒內(nèi)讀取一次數(shù)據(jù)（放到注釋單獨(dú)列出）

　　2. 切換 LED 的狀態(tài)，使其與彎曲傳感器的讀數(shù)保持一致

　　3. 當(dāng)彎曲傳感器的讀數(shù)為 1 伏特時(shí)，LED 狀態(tài)切換的次數(shù)應(yīng)當(dāng)保持在平均一秒十次；當(dāng)傳感器的讀數(shù)為 0 伏特時(shí)，LED 的切換次數(shù)應(yīng)保持在一秒 1 次。

　　定義：

　　· 彎曲傳感器：輸入電壓位于 ADC 的X端。安全電壓范圍為 0 到 1 伏特（放到注釋單獨(dú)列出）

　　· LED 狀態(tài)：數(shù)字狀態(tài)由Y端輸出

　　這樣就好多了（盡管還不完美）。這些需求通俗易懂，不涉及到系統(tǒng)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，且易于測(cè)試。對(duì)于系統(tǒng)行為的限定也僅僅限于需要做什么，點(diǎn)到為止。（例如，對(duì)彎曲傳感器的采樣頻率，在實(shí)現(xiàn)上也可以更高，只要不產(chǎn)生非預(yù)期行為，一切都可以）。

　　編寫需求就仿佛是在大腦中構(gòu)建軟件的過(guò)程。因此要重于實(shí)作。

　　編譯：伯樂(lè)在線 – 黃小非

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