功能性與非功能性規格：軟體開發的核心差異與精準撰寫指南

在軟體開發的浩瀚旅程中，功能性規格與非功能性規格如同雙翼，共同支撐著系統的卓越飛行。它們不僅是需求定義的基石，更是確保軟體專案成功的關鍵。

功能性規格，簡而言之，描述的是「系統做什麼」。它們是系統藍圖中的核心指令，明確定義了系統應提供的具體功能、服務與行為。想像一下，它們就像是一份詳細的菜單，告訴廚師（開發團隊）需要烹飪哪些菜餚（功能）。

然而，僅僅知道「做什麼」是不夠的。非功能性規格則關注「系統做得有多好」。它們定義了系統運作的品質屬性，例如效能、安全性、可靠性與易用性。它們就像是餐廳的環境、服務品質與食材新鮮度，直接影響著顧客（使用者）的整體體驗。

本文將深入解析功能性與非功能性規格的差異，並提供精準的撰寫指南，助您打造出既能滿足使用者需求，又能穩定、高效運行的卓越軟體系統。掌握兩者的精髓，將使您的軟體開發流程更加順暢，成果更臻完美。

專家提示： 在專案初期，務必投入足夠的時間與資源，充分收集、分析並驗證功能性與非功能性需求。這能有效避免後期出現重大變更，降低開發成本與風險。

• 使用者故事
• 使用案例

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深入理解功能性與非功能性規格，能幫助您打造更完善的軟體系統，以下提供實用建議：

1. 專案初期投入足夠時間驗證需求，降低後期變更風險，確保開發方向正確 .
2. 撰寫功能性規格時，使用使用者故事或使用案例描述系統功能，確保易於理解與執行 .
3. 撰寫非功能性規格時，定義可量化的品質屬性指標，如效能、安全性、可靠性，確保可測試性 .
4. 在軟體開發過程中，平衡功能性與非功能性需求，以確保系統功能和品質兼顧 .
5. 考慮使用AI工具輔助規格撰寫，但務必經過人工審閱和完善，確保其準確性和完整性 .

釐清軟體開發基石：功能性規格與非功能性規格的定義及重要性

在軟件開發和系統工程中，需求被分爲兩大類：功能性需求（Functional Requirements）和非功能性需求（Non-functional Requirements）。這兩類需求共同構成了系統成功的基石，但它們關注的方面有所不同。

功能性需求 (Functional Requirements)

功能性需求定義了系統應該做什麼，即系統需要執行的具體操作、任務和功能。它們描述了用戶與系統之間的交互方式，以及系統應如何響應用戶的輸入。簡單來說，功能性需求就是關於系統的“做什麼”的問題。

核心要點：

• 定義系統的行爲： 它們描述了系統必須完成的具體任務，例如用戶登錄、數據檢索、付款處理、訂購流程等。
• 用戶可見性高： 用戶通常能直接感知到功能性需求的實現，因爲它們直接體現在系統的操作和響應上。
• 指導開發： 功能性需求爲開發人員提供了明確的指導，說明需要構建哪些功能，以滿足用戶的核心業務和業務目標。
• 常見的分析技術： 用戶故事 (User Story)、Scrum 的 Backlog、用例 (Use Case) 等常用於捕捉功能性需求。

舉例：

• 用戶能夠登錄系統。
• 系統能夠接受顧客的訂單。
• 系統能夠對前一日的訂單產生統計報表。
• ATM 系統應驗證客戶輸入的 PIN 碼。

非功能性需求 (Non-functional Requirements)

非功能性需求則關注系統做得有多好，即系統的質量屬性和運行特性。它們不直接定義系統的具體功能，而是描述系統在執行這些功能時應達到的標準，例如性能、安全性、可用性、可擴展性、可靠性等。簡而言之，非功能性需求是關於系統“如何做”的問題。

核心要點：

• 定義系統的特性和質量： 它們規定了系統的運行標準，如響應速度、安全性、易用性、穩定性等。
• 用戶感知間接： 用戶可能不會直接感覺到非功能性需求的實現，但它們極大地影響用戶體驗和系統的整體滿意度。
• 影響系統架構： 非功能性需求通常會指導系統的架構設計和技術選型，例如選擇合適的數據庫、服務器配置等。
• 分類： 非功能性需求可以分爲執行品質（如安全性、易用性）和發展品質（如可維護性、可擴展性）。
• 常以 “-ility” 結尾： 許多非功能性需求的英文單詞都以 “ility” 結尾，如 stability (穩定性)、portability (可移植性) 等，因此也被稱爲 “ilities”。

舉例：

• 系統的響應時間必須在 3 秒以內。
• 系統必須能夠處理超過 10000 名用戶同時在線。
• 登錄過程需要加密機制。
• 系統需要具備高可靠性，確保長時間穩定運行。
• 系統應使用 C++ 編寫（這是一種實現上的約束）。

總結：

功能性需求定義了系統的“是什麼”，而非功能性需求定義了系統的“有多好”。兩者同等重要，共同確保系統能夠滿足用戶的業務需求，並提供高質量的用戶體驗。在軟件開發過程中，清晰地定義和管理這兩類需求是項目成功的關鍵。

精確定義系統行為：功能性規格的撰寫要點與實用範例

撰寫清晰的功能性規格是軟體開發流程中的關鍵環節，它能確保團隊對產品的功能有共同的理解，並為後續的設計、開發和測試提供清晰的指導。 1. 功能性規格的定義與目的

功能性規格（Functional Specification）是一份文件，詳細描述系統或組件預期實現的功能。它的主要目的是：

• 建立共識：在投入資源進行開發前，讓所有利害關係人（開發團隊、測試團隊、產品經理、客戶等）對產品的功能達成一致的理解。
• 指導開發：為開發人員提供明確的指引，說明需要建立什麼樣的系統。
• 指導測試：幫助測試人員瞭解要測試的對象，並設計相應的測試案例。
• 設定預期：讓利害關係人知道最終能獲得什麼樣的結果。
• 降低風險：透過在開發早期就釐清需求，避免因需求不清而導致的重工和資源浪費。

2. 功能性規格的結構與內容

一份清晰的功能性規格通常包含以下幾個部分：

• 總覽 (Overview)：
  • 介紹規格文件的目的、範圍和目標讀者。
  • 簡要描述產品或系統的背景和上下文。
• 需求描述 (Requirements Description)：
  • 功能需求 (Functional Requirements)：這是核心部分，詳細描述產品應具備的具體功能、特性和行為。它回答「產品要有哪些功能？」的問題，通常從使用者角度出發，說明使用者如何與系統互動以完成特定目標。
    • User Story：一種常用的描述功能需求的方式，格式為「作為一個[角色]，我想要[需求]，以便[價值]」。例如：「作為一個使用者，我想要登入會員，才能記錄個人資料。」。
    • 使用案例 (Use Cases)：描述不同場景下系統如何被使用，包括使用者角色及其操作步驟。
  • 非功能需求 (Non-functional Requirements)：描述產品的性能、可靠性、安全性、可用性、響應時間、可維護性等方面要求。
• 系統架構 (System Architecture)：
  • 描述系統的高層次設計，包括各個子系統和組件之間的關係。
  • 提供系統架構圖（例如：模塊圖、流程圖）。
• 介面描述 (Interface Description)：
  • 描述系統與外部系統或使用者之間的介面，包括 API、用戶界面、數據格式等。
• 數據描述 (Data Description)：
  • 描述系統中使用的數據結構、數據庫設計、數據流等。
  • 提供數據庫設計圖，列出資料表的結構、欄位名稱和資料類型，並說明它們之間的關聯。
• 使用案例 (Use Cases)：
  • 提供使用案例來描述不同場景下系統如何被使用，包括各個使用者角色及其操作步驟。
• 測試計劃 (Test Plan)：
  • 描述如何驗證系統符合規格要求，包括測試策略、測試用例和驗收標準。
• 其他說明 (Miscellaneous)：
  • 可能包括假設、限制條件、未來擴展的考量等。

3. 撰寫清晰功能性規格的方法與技巧

• 明確目的與範圍：在開始撰寫前，確保清楚瞭解專案的目標和規格的範圍。
• 使用清晰簡潔的語言：避免使用模糊或模棱兩可的術語。使用簡單易懂的語言描述功能，確保所有讀者都能理解。
• 以使用者為中心：從使用者的角度描述功能，瞭解他們的需求和使用情境。
• 結構化與條理性：
  • 使用一致的排版和標題結構，便於閱讀和查找資訊。
  • 將大綱標題定義清楚，方便讀者快速切換至所需段落。
• 善用圖示與表格：
  • 使用流程圖、線框圖 (wire frame)、模型圖 (mockup) 或原型設計等視覺化工具，清晰表達介面、畫面流程或數據結構。
  • 例如，可以描述「When（觸發時機）、What（觸發結果）、How（方式）、Where（導頁位置）」。
• 具體描述行為與反應：詳細說明使用者操作時，系統應有的反應和行為。
• 定義觸發點與限制：明確使用者如何進入使用流程（起始點）以及流程中的限制條件。
• 考慮錯誤情境：描述當錯誤發生時，系統應如何引導使用者回到正常流程。
• 數據欄位說明：列出頁面上需要呈現的資料欄位，包括其屬性（如長度、類型）。
• 納入技術考量（若適用）：在某些情況下，也需要包含技術規格，例如前後端技術選擇、數據庫使用等。
• 審查與迭代：規格文件應經過團隊成員（開發者、測試者、產品經理等）的審查，並根據回饋進行迭代修正，以確保其準確性和完整性。
• 考慮使用 AI 工具：AI 工具可以協助生成初步規格，節省時間並確保完整性，但仍需人工審閱和完善。

超越功能本身：非功能性規格的關鍵屬性與量化標準

非功能性規格（Non-functional Requirements, NFRs）是指系統的品質屬性，它定義了系統「如何」運作，而不是「做什麼」。 這些規格對於確保使用者體驗、系統穩定性、可擴展性及最終的成功至關重要。

• 效能 (Performance)：

  • 定義：系統在特定工作量下回應特定請求的能力。這通常透過回應時間（從提交請求到接收回應所需的時間）和吞吐量（在特定時間單位內可完成的工作量）來衡量。
  • 考量：系統效能的高低取決於系統功能是否齊全、易於使用，以及系統的輸入、輸出、儲存、傳輸和運算能力。
  • 範例：系統在尖峯時段平均需在 2 秒內處理使用者請求。

• 安全性 (Security)：

  • 定義：保護系統免受未經授權的存取、使用、洩漏、修改或破壞的能力。
  • 考量：涉及資料加密、存取控制以及防止未經授權訪問或數據洩露的措施。
  • 範例：系統必須採用 256 位元加密儲存數據，並遵守相關的數據保護法規。

• 可靠性 (Reliability)：

  • 定義：系統在預定條件下，於規定時間內，能夠正確執行其預期功能而不發生故障的能力。它衡量系統在發生失靈或故障時，維持功能和效能的能力。
  • 考量：系統應能預防錯誤的發生，並對錯誤進行相對應的處理。這包括硬體故障、軟體缺陷以及人為錯誤。
  • 範例：平均故障間隔時間（MTBF）越長，表示系統越可靠。

• 可用性 (Availability)：

  • 定義：系統在給定的時間內能夠正常運作且可執行其功能的時間百分比，也就是正常運行時間的比例。
  • 考量：系統能夠承受中斷（系統無法使用的時間），並在預先定義的服務水準合約下正常運作的能力。
  • 範例：系統必須保持 99.9% 的正常運行時間，以確保使用者能夠持續訪問。

• 可維護性 (Maintainability)：

  • 定義：系統在發生故障後，能夠被檢查和維修以恢復正常工作狀態的能力。
  • 考量：不同的人員（開發、維護）在不同的生命週期中，都能夠高效地在系統上工作，系統能保持現有行為並適應新的應用場景。
  • 範例：從接到修改請求後，對於普通修改應在 1-2 天內完成；對於重大修改應在 1 週內完成。

• 可擴展性 (Scalability)：

  • 定義：系統能夠擴大成長的能力，也就是增加系統執行其預定功能的能力。它指的是軟體和系統能夠讓其他程式設計師在未來增加新的功能，並且在新增功能的同時不損害現有系統或軟體功能。
  • 考量：系統為了應對將來需求變化而提供的一種擴展能力，當有新的需求出現時或容量出現問題時，系統不需要或僅需少量修改即可支持。
  • 範例：社交媒體平台可能會實施可擴展性要求，以支持高峯時段的使用者增長。

• 可移植性 (Portability)：

  • 定義：軟體能夠在不同的硬體、作業系統或軟體環境中執行的能力。
  • 考量：確保系統能夠在不同的平台或環境下運行，而無需進行大量的修改。
  • 範例：系統應能支援 Windows、PDA 和 Linux 等不同作業系統。

• 可測試性 (Testability)：

  • 定義：軟體系統容易被測試的程度。
  • 考量：能夠有效地驗證軟體是否符合需求，並發現潛在的缺陷。
  • 範例：實施持續測試實踐，包括性能、負載和安全測試。

• 易用性 (Usability)：

  • 定義：使用者能夠輕鬆、有效且滿意地使用系統的能力。
  • 考量：系統的操作介面是否直觀、易於理解和學習。
  • 範例：使用者介面架構與行為模式是否符合使用者習慣。

• 相容性 (Compatibility)：

  • 定義：系統與其他系統、硬體、軟體或標準協同工作的能力。
  • 考量：確保系統能夠與現有或未來的系統集成，並能與不同版本的軟體或硬體兼容。
  • 範例：系統需與現有系統整合，或支援特定版本操作系統。

理解並妥善定義這些非功能性規格，對於確保系統的成功交付和長期運營至關重要。

功能性規格與非功能性規格:深入解析兩者的差異與撰寫重點. Photos provided by unsplash

融合與實踐：功能性與非功能性規格的協同作用與最佳實務

「規格協同作用以達最佳實踐」指的是不同標準或規範之間如何互相配合，以達成最高的效率、品質和效果。這不僅僅是遵循單一標準，而是將多個標準整合運用，發揮它們各自的優勢，從而創造出比單一標準更優的結果。

1. 技術標準的整合與互通性：

   • 通用晶片互連快速發展標準 (UCIe)： UCIe 聯盟發布的 3.0 版本標準，將頻寬加倍，並針對人工智慧 (AI) 和數位訊號處理 (DSP) 等新應用場景進行優化。UCIe 的目標是在封裝層級建立開放的晶片生態系統和通用互連協議，這就需要與各種晶片設計、製程以及系統架構的標準協同作用，以確保不同廠商的晶片能夠無縫連接和高效運作。例如，UCIe 的頻寬提升和低功耗設計，是為了滿足 AI 時代對算力的需求，這就需要與 AI 晶片的架構標準、軟體框架標準等協同。
   • 軟體和硬體的協同： 在 SoC (System on Chip) 設計中，不僅有硬體規格，還有與之配套的軟體開發工具、作業系統、驅動程式等。PAD (Physical Access Device) 作為晶片與外部溝通的介面，其規格需要與晶片內部的控制器、匯流排協議等軟體規格協同，以實現高效的資料傳輸和系統管理。

2. 管理與安全標準的融合：

   • AI 安全治理與最佳實踐： 人工智慧 (AI) 技術的發展伴隨著倫理和安全挑戰。中國發布的《人工智能科技倫理管理服務辦法》草案，強調了倫理原則、風險評估和可控性。這需要與 AI 技術本身的標準（如演算法透明度、數據安全標準）以及行業的「最佳實踐」相結合。例如，建立 AI 漏洞庫、安全評估標準，並與開源生態系統的標準協同，能提高 AI 治理的可操作性。
   • 低空經濟的政策與技術標準協同： 低空經濟的發展需要統一的技術標準（如適航認證、空域管理）和協調的政策法規。這就需要將不同部門的政策、不同地區的實踐，以及國際上的標準納入考量，形成一個協同的體系，以推動產業的健康發展。

3. 跨領域標準的整合：

   • 軍事後勤基礎設施的標準化： 德國作為北約的後勤樞紐，面臨基礎設施的挑戰。為了提高效率，需要進行軍民兩用基礎設施的協同，並推動跨境軍事運輸的標準化程序，消除官僚障礙。這涉及技術標準、法規標準以及政策協同等不同層面。
   • 腦機接口技術的標準化： 腦機接口技術的發展需要政策、技術和臨床應用等多方面的協同。例如，國家醫保局為腦機接口等創新醫療產品開通醫保賦碼「綠色通道」，以及發布醫療器械行業標準《採用腦機接口技術的醫療器械術語》，都是為了促進技術標準與應用場景的協同，加速技術落地。

4. 技術規格的互通與整合：

   • 統一晶片互連快速發展標準 (UCIe) 的演進： UCIe 聯盟發布的 3.0 版本標準，大幅提升了頻寬，並針對人工智慧 (AI) 和數位訊號處理 (DSP) 等新興應用場景進行優化。UCIe 的目標是建立一個開放的晶片生態系統和通用互連協議，這需要與各種晶片設計、製程、系統架構以及軟體開發工具的標準協同作用。例如，AI 晶片需要極高的算力，UCIe 標準的頻寬提升和低功耗設計，正是為了滿足這種需求，這必須與 AI 晶片的架構標準、軟體框架標準等良好協同。
   • SoC (System on Chip) 的設計與管理： 在 SoC 設計中，硬體規格（如 PAD，Physical Access Device）需要與其配套的軟體規格（如晶片內部的控制器、匯流排協議）協同工作。PAD 作為晶片與外部溝通的關鍵介面，其設計需要考慮與內部邏輯的協調，以便高效地管理引腳資源，實現更大的靈活性和可擴展性。這種硬體與軟體規格的協同，是 SoC 設計成功的關鍵。

5. 管理與安全標準的融合：

   • AI 安全治理與最佳實踐的結合： 人工智慧 (AI) 技術的發展帶來了倫理和安全方面的挑戰，需要透過標準來規範。例如，中國發布的《人工智能科技倫理管理服務辦法》草案，強調了倫理原則、風險評估和可控性。這些規範需要與 AI 技術本身的標準（如演算法透明度、數據安全標準）以及行業內的「最佳實踐」相互結合。透過建立 AI 漏洞庫、安全評估標準，並與開源生態系統的標準協同，可以提升 AI 治理的有效性和前瞻性。
   • 低空經濟的政策與技術標準協同： 低空經濟的發展，例如無人機的應用，需要統一的技術標準（如適航認證、空域管理）與協調的政策法規。這需要將不同部門的政策、各地區的實踐，以及國際上的標準整合，形成一個協同的體系，以推動產業的健康發展。

6. 跨領域標準的整合與協同：

   • 軍事後勤基礎設施的標準化與協同： 德國作為北約的後勤樞紐，其基礎設施面臨挑戰。為提高軍事後勤效率，需要推動軍民兩用基礎設施的協同發展，並實現跨境軍事運輸的標準化程序，以消除官僚障礙。這需要整合技術標準、法規標準和政策協同等多個層面。
   • 腦機接口技術的落地與標準化： 腦機接口技術的發展，需要政策、技術和臨床應用等多方面因素的協同。例如，國家層面的醫保政策支持、醫療器械行業標準的制定（如《採用腦機接口技術的醫療器械術語》），以及技術本身的發展，共同促進了腦機接口技術的應用和落地。

功能性規格與非功能性規格:深入解析兩者的差異與撰寫重點結論

在軟體開發的道路上，清晰且完善的規格是成功的基石。透過本文對功能性規格與非功能性規格:深入解析兩者的差異與撰寫重點的探討，我們瞭解了功能性規格定義了系統「做什麼」，而非功能性規格則定義了系統「做得有多好」。

掌握功能性規格與非功能性規格:深入解析兩者的差異與撰寫重點能幫助開發團隊建立共識、專案經理有效掌握範圍，以及系統分析師更精準地捕捉使用者需求。謹記，在專案初期投入足夠的時間進行需求收集與分析，能有效降低後期的變更風險，確保軟體系統既能滿足使用者的功能需求，又能兼顧效能、安全、可靠性等重要品質屬性。

希望本文提供的指南與實務建議，能協助您在未來的軟體開發專案中，撰寫出更精準、更完善的功能性與非功能性規格，打造出高品質、穩定且符合使用者需求的卓越軟體系統。

功能性規格與非功能性規格:深入解析兩者的差異與撰寫重點 常見問題快速FAQ

功能性規格與非功能性規格的主要區別是什麼？

功能性規格描述系統「做什麼」，即系統應提供的具體功能、服務與行為；非功能性規格則關注系統「做得有多好」，例如效能、安全性、可靠性與易用性 [1, 2].

為什麼在軟體開發初期投入時間分析功能性與非功能性需求很重要？

在專案初期投入足夠的時間與資源充分收集、分析並驗證功能性與非功能性需求，能有效避免後期出現重大變更，降低開發成本與風險 [1].

功能性規格的核心要點是什麼？

功能性規格的核心要點包括定義系統的行為、對用戶可見性高、指導開發以及可以使用用戶故事、Scrum 的 Backlog、用例等技術進行分析 [1, 2].

非功能性規格的核心要點是什麼？

非功能性規格的核心要點包括定義系統的特性和質量、用戶感知間接、影響系統架構、可分為執行品質和發展品質，且常以 "-ility" 結尾 [12, 3].

撰寫功能性規格時應包含哪些部分？

一份清晰的功能性規格通常包含總覽、需求描述（包括功能需求和非功能需求）、系統架構、介面描述、數據描述、使用案例、測試計劃及其他說明等部分 [4, 8].

撰寫清晰的功能性規格有哪些方法與技巧？

撰寫清晰的功能性規格需要明確目的與範圍、使用清晰簡潔的語言、以使用者為中心、結構化與條理性、善用圖示與表格、具體描述行為與反應、定義觸發點與限制等 [9, 4].

非功能性規格的關鍵屬性有哪些？

非功能性規格的關鍵屬性包括效能、安全性、可靠性、可用性、可維護性、可擴展性、可移植性、可測試性、易用性及相容性等 [5, 6].

什麼是規格協同作用？

規格協同作用指的是不同標準或規範之間如何互相配合，以達成最高的效率、品質和效果，將多個標準整合運用，發揮它們各自的優勢 [7].