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在需求获取的基础上需要进行问题分析和方案的综合。由于需求获取来源的多样性，最初的需求表达往往是不规范的，描述问题的形式和角度各不相同。并不是用户提出的所有需求都是合理的，有些用户需求甚至是矛盾的，这就需要有经验的分析人员用科学的方法找出系统各元素之间的联系，逐步细化所有的软件功能、接口特性和设计上的限制等。通过分析确定满足功能要求的程度，根据功能需求、性能需求、运行环境需求等删除其不合理的部分，增加其需要的部分，最终给出目标系统的逻辑定义。
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需求分析是一个需要经过多次反复的工作阶段。在这个阶段可以使用前面介绍过的原型法，实践已经证明，原型法是需求分析的有力工具。分析过程应该得到正确、完整和清晰的系统需求。在需求分析过程中，通常会用到系统结构层次图、数据流图、输入／处理／输出图、数据字典等描述系统的工具。
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需求分析的基本原则是自顶向下地逐层分解问题。在纵向上将系统划分为若干层次，在同一层次上再横向分解为若干部分，将复杂问题分解为多个较易理解的部分，确定各部分之间的接口，从而实现整体功能。
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