軟體開發中的非功能性需求：完整指南

當談到建立軟體時，重點通常落在功能需求上——系統做什麼以及它如何表現。然而，非功能性需求 (NFR) 同樣重要，因為它們定義了系統在各種條件下如何運作和執行。在這篇文章中，我們將探討非功能性需求的世界、它們在軟體開發中的重要性，以及它們如何為專案的成功做出貢獻。
什麼是非功能性需求？
非功能性需求是指系統的品質和運作標準，而不是其特定功能。它們解決系統效能「如何」的問題，涵蓋安全性、效能、可擴展性和可用性等方面。這些要求確保軟體符合一定的品質和效能標準，從而實現積極的使用者體驗和穩定的運作。
例如，雖然功能性需求可能規定使用者可以登入系統，但非功能性需求將指定係統每分鐘應處理最多 1,000 次登入而不會減慢速度。從本質上講，NFR 決定了系統在現實場景中的表現。
非功能性需求在軟體開發中的重要性
儘管功能需求概述了系統應該做什麼，但非功能需求確保系統能夠有效率、安全和可靠地運作。忽視 NFR 可能會導致糟糕的使用者體驗、安全漏洞和效能瓶頸。這就是 NFR 至關重要的原因：

1. 使用者滿意度：緩慢、不穩定或難以使用的系統會讓使用者感到沮喪，即使它在技術上可行。非功能性需求確保系統響應靈敏且用戶友好。
2. 運作穩定性：效能、可靠性和安全性等 NFR 可確保軟體能夠處理不同的條件，例如高流量或網路威脅。
3. 法律合規性：一些行業要求嚴格遵守法規，這些法規包含在安全性和合規性等非功能性需求中。 透過在開發過程的早期關注 NFR，團隊可以避免代價高昂的返工，並確保軟體真正做好實際使用的準備。 常見的非功能性需求類型 非功能性需求涵蓋各種系統屬性，每個屬性都專注於不同的操作方面。以下是一些最常見的類型：
4. 性能 效能要求定義系統回應使用者操作或外部事件的速度。這包括負載時間、回應時間、吞吐量和大量使用情況下的可擴展性等方面。例如，系統可能需要每分鐘處理 10,000 個事務，而不會崩潰或變慢。
5. 安全 安全要求確保系統免受未經授權的存取、資料外洩和其他網路威脅。這包括加密、身份驗證機制、存取控制和資料隱私標準。安全 NFR 可能規定所有敏感資料必須使用 AES-256 加密。
6. 可擴充性 可擴展性要求解決系統成長和處理增加的需求的能力。這包括水平（添加更多機器）和垂直（為現有機器添加更多功能）可擴展性。一個例子可能是確保系統今天可以支援 10,000 個用戶，明年可以支援 100,000 個用戶，而不會降低效能。
7. 可用性 可用性要求著重於軟體的易用性和使用者友善性。這包括直覺的導航、清晰的介面設計以及適合不同類型使用者的可存取功能等因素。例如，系統應允許使用者在三次點擊或點擊內完成任務。
8. 可靠性 可靠性可確保系統始終可用且隨著時間的推移不會出現故障。這包括正常運作時間、容錯和錯誤處理等方面。可靠性 NFR 可能規定係統在給定時間內應具有 99.9% 的正常運作時間。
9. 可維護性 可維護性要求定義了隨著時間的推移更新、修復和增強系統的難易程度。這包括模組化架構、清晰的文件和結構良好的程式碼等因素。可維護性要求可能會指定任何程式碼變更都應在兩週內實施。
10. 合規性 合規性要求確保系統符合法律、法規和組織標準。這對於醫療保健、金融和政府等行業尤其重要，這些行業適用 GDPR、HIPAA 或 PCI-DSS 等法規。例如，合規性 NFR 可能要求資料儲存實踐符合 GDPR 法規。 非功能性需求與功能性需求有何不同 功能性需求和非功能性需求之間的主要區別在於它們的重點。功能需求描述了系統應執行的操作，例如允許使用者登入、處理付款或產生報告。另一方面，非功能性需求則著重於這些操作的品質屬性，例如係統處理付款的速度、登入過程的安全性或系統如何擴展以處理更多使用者。 雖然功能需求對於定義核心功能至關重要，但非功能需求確保了系統的整體質量，因此兩者同樣重要。 如何識別和記錄非功能性需求 正確識別和記錄非功能性需求是提供強大且可擴展的系統的關鍵。解決方法如下：
11. 利害關係人訪談 利害關係人通常對系統的效能、安全性和可用性有明確的期望。進行訪談以收集這些期望的見解，確保捕獲所有關鍵的 NFR。
12. 用例場景 建立用例場景有助於確定係統在現實條件下的使用方式。透過關注用戶旅程，您可以找出會影響系統效能的非功能屬性。
13. 定義指標和基準 對於每個 NFR，建立可衡量的基準和標準。例如，指定頁面載入時間低於三秒或 99.9% 的系統正常運作時間。這些指標使得在開發過程中測試和驗證 NFR 變得更加容易。 定義非功能性需求的挑戰 由於其抽象性質，定義非功能性需求可能比功能性需求更具挑戰性。一些常見的挑戰包括： • 可衡量性：非功能性需求通常缺乏明確的衡量標準，因此很難評估它們是否得到滿足。 • 不斷變化的需求：隨著專案的發展，非功能性需求可能需要調整，特別是在敏捷或迭代開發過程中。 • 優先衝突：不同的利害關係人可能對哪些NFR 更重要有不同的看法，從而導致效能、安全性和可用性之間的權衡。 處理非功能性需求的最佳實踐 要有效管理非功能性需求，請遵循以下最佳實務： • 優先考慮NFR：並非所有NFR 都具有同等的重要性。專注於最關鍵的屬性，例如安全性和效能，並確保它們在開發早期就得到優先考慮。 • 將NFR 整合到設計中：在設計階段解決非功能性需求，以避免開發後期出現問題。這有助於防止代價高昂的返工。 • 建立明確的指標：確保每個非功能性需求都是可衡量的，並具有可測試和驗證的已定義基準。 非功能性需求在敏捷和 DevOps 環境中的作用 在敏捷和 DevOps 環境中，非功能需求必須與功能需求一起持續整合和測試。定期迭代和持續回饋可協助團隊確保軟體在整個開發過程中符合其效能、安全性和可用性標準。 自動化工具對於測試負載處理和安全性等非功能屬性也很關鍵。透過將這些測試合併到開發流程中，團隊可以快速識別並解決任何問題。 結論 非功能性需求對於確保軟體不僅功能齊全，而且高效、可擴展、安全和用戶友好至關重要。透過在軟體開發過程的早期解決效能、安全性、可用性和其他 NFR 問題，團隊可以交付強大、高品質的產品，滿足業務需求和使用者期望。 理解並正確定義非功能性需求是建立在現實場景中表現良好的可靠且可擴展的系統的關鍵。無論您是採用敏捷、DevOps 還是傳統開發模式，有效處理 NFR 都將帶來更好的使用者滿意度和長期系統穩定性。

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