在数据库设计中，需求分析 是至关重要的一步。它不仅是设计过程的起点，也是后续步骤的基础。如果需求分析出现问题，那么后续所有设计阶段的结果都会受到影响，最终可能导致整个设计返工，耗费大量时间和资源。因此，准确进行需求分析对于设计一个成功的数据库系统至关重要。
什么是需求分析？
简单来说，需求分析就是分析用户的需求。 需求分析的目标是全面了解用户的需求，并在此基础上，确定新系统所需的功能和数据库结构。
需求分析的任务
在需求分析中，设计人员需要对所涉及的对象（如组织、部门、企业等）进行详细调查。通过调查，设计人员能够明确用户的各种需求，并确定新系统的功能。
调查的重点通常集中在两个方面：数据和处理。通过这些调查，设计人员可以收集并分析用户对数据库的要求，具体包括以下几个方面：
- 信息需求：这是最基本的需求，指用户需要从数据库中获得的信息内容与性质。这些需求决定了数据库需要存储哪些数据。
- 处理需求：为了满足信息需求，用户需要执行的处理功能及其要求。这包括处理的响应时间、处理方式（如联机处理或批处理）等。
- 安全性与完整性需求：在定义信息和处理需求的同时，设计人员还需要确定相应的安全性和完整性约束。
需求分析中的挑战
需求分析并不容易，尤其是在确定用户的最终需求时。这是因为：
- 用户可能缺乏计算机知识，在初期难以明确表达自己的需求，也不清楚计算机系统究竟能为他们做什么。这会导致他们的需求不断变化。
- 设计人员可能缺乏用户的专业知识，这使得他们难以理解甚至误解用户的需求。
因此，设计人员必须与用户进行持续深入的交流，才能逐步明确用户的实际需求。
用户需求分析的步骤与方法
为了确保需求分析的准确性，设计人员通常遵循一定的步骤，并采用多种方法进行用户需求调查。
1. 调查步骤
- 调查组织机构情况：了解组织的部门组成、各部门的职责和任务等。这有助于理清整个系统的功能框架。
- 调查各部门的业务活动：设计人员需要了解各部门输入和使用哪些数据，如何处理这些数据，以及输出什么信息。这是需求分析的重点部分。
- 明确新系统的需求：在熟悉了业务活动后，设计人员需要帮助用户明确他们对新系统的各种需求，包括信息需求、处理需求、安全性与完整性需求。
- 确定新系统的边界：设计人员需要分析哪些功能由计算机完成，哪些功能由人工完成。由计算机完成的功能就是新系统应该实现的功能。
2. 调查方法
在实际操作中，设计人员可以根据不同的问题和条件，灵活选择以下调查方法：
- 跟班作业：设计人员亲身参与到各部门的业务工作中，直接了解业务活动。这种方法能比较准确地了解用户的业务活动，但耗时较多。
- 开调查会：与有丰富业务经验的用户进行座谈，讨论具体问题。这种方法要求调查人员具有较好的业务背景，能够与用户进行有针对性的交流。
- 问卷调查：设计人员可以发放调查问卷，收集用户的需求信息。问卷的设计要合理，并且需要附上填写样板，防止用户的回答过于简单。
- 访谈询问：设计人员可以根据问卷调查或调查会的结果，进一步访问有经验的业务人员，询问他们的业务理解和处理方法。
- 审阅原系统：大多数数据库项目并不是从零开始，通常都有一个不满足现有需求的原系统。通过研究原系统，设计人员可以发现一些可能被忽略的细节问题。
无论采用哪种方法，用户的积极参与和配合都是需求调查成功的关键。
需求分析的方法
在完成用户调查并收集到用户需求后，设计人员需要对这些需求进行分析，并以结构化的方式表达出来。分析需求的方法通常分为自顶向下和自底向上两种。
1. 自顶向下的需求分析
自顶向下的需求分析 从整体出发，逐步分解需求。这种方法结构清晰，容易管理，但可能难以发现底层需求的细节。
2. 自底向上的需求分析
自底向上的需求分析 则从具体的需求出发，逐步汇总形成整体需求。这种方法有助于发现细节问题，但可能导致结构复杂。
在众多分析方法中，结构化分析（Structured Analysis, SA） 是一种简单实用的方法。结构化分析 从最上层的组织结构入手，采用自顶向下、逐层分解的方式分析系统。数据流图（Data Flow Diagram, DFD） 和 数据字典（Data Dictionary, DD） 是结构化分析的重要工具，它们帮助设计人员更直观地表达用户的需求。
需求分析的成果
需求分析的最终成果是软件需求规格说明书（Software Requirement Specification, SRS） 。这份文档为用户、分析人员、设计人员以及测试人员之间的相互理解和交流提供了基础，是系统设计、测试和验收的主要依据。
软件需求规格说明书的特点
- 正确性：需求规格说明书必须准确无误地描述用户的需求。
- 无歧义性：文档中的描述应避免产生误解。
- 完整性：需求规格说明书应覆盖系统的所有功能需求。
- 一致性：文档中的各部分内容应前后一致，不存在冲突。
- 可理解性：文档应易于理解，便于沟通。
- 可修改性：文档应易于修改，以应对需求的变化。
- 可追踪性：文档中的每个需求都应能够追溯到其来源。
- 注释：文档应包含必要的注释，以帮助理解。
需求规格说明书的基本格式
一个典型的需求规格说明书通常包括以下几个部分：
- 引言：简要介绍文档的编写目的、适用范围、参考资料、术语和缩略语。
- 系统概述：描述产品的背景、功能和运行环境。
- 系统功能性需求：详细描述系统的功能，包含数据流图和数据字典。
- 系统非功能性需求：描述系统的性能、安全性、可用性等要求。
- 外部接口需求：描述系统的用户接口、硬件接口、软件接口和通信接口。
结语
需求分析是数据库设计中最关键的一步。它不仅为后续的设计工作奠定了基础，还直接影响到系统的最终成败。通过本文的介绍，希望你能更清晰地理解需求分析的重要性，并在实际项目中应用这些方法和技巧。