Требования к программному обеспечению

Требования к программному обеспечению — совокупность запросов/утверждений относительно атрибутов, свойств или качеств программной системы, подлежащей реализации. Создаются в процессе проработки (анализа и синтеза) задания на разработку/модернизацию программного обеспечения (ПО).

Программист работает над программным обеспечением

Требования могут выражаться в виде текстовых утверждений и графических моделей.

В классическом техническом подходе совокупность требований используется на стадии проектирования ПО. Требования также используются в процессе проверки ПО, так как тесты основываются на требованиях.

Этапу разработки требований может предшествовать технико-экономическое обоснование или концептуальная фаза анализа проекта. Фаза разработки требований может быть разбита на выявление требований (сбор, понимание, рассмотрение и выяснение потребностей заинтересованных лиц), анализ (проверка целостности и законченности), спецификация (документирование требований – синтез текстовых и графических моделей) и проверка правильности.

Виды требований по уровням

• Бизнес-требования — определяют назначение ПО, описываются в документе о видении (vision) и границах проекта (scope).
• Пользовательские требования — определяют набор пользовательских задач, которые должна решать программа, а также способы (сценарии) их решения в системе. Пользовательские требования могут выражаться в виде фраз-утверждений, в виде сценариев использования (англ. use case), пользовательских историй (англ. user stories), сценариев взаимодействия (scenario).
• Функциональные требования — определяют требования к функциям системы.

Виды требований по характеру

• Функциональный характер — требования к поведению системы
  • Бизнес-требования
  • Пользовательские требования
  • Функциональные требования
• Нефункциональный характер (ограничения архитектуры/реализации/эксплуатации) — требования к характеру поведения системы
  • Бизнес-правила — определяют ограничения, проистекающие из предметной области и свойств автоматизируемого объекта (предприятия)
  • Системные требования и ограничения — определения элементарных операций, которые должна иметь система, а также различных условий, которым она может удовлетворять. К системным требованиям и ограничениям относятся:
    • Ограничения на программные интерфейсы, в том числе к внешним системам
    • Требования к атрибутам качества
    • Требования к применяемому оборудованию и ПО
  • Требования к документированию
  • Требования к дизайну и юзабилити
  • Требования к безопасности и надёжности
  • Требования к показателям назначения (производительность, устойчивость к сбоям и т. п.)
  • Требования к эксплуатации и персоналу
  • Прочие требования и ограничения (внешние воздействия, мобильность, автономность и т. п.).

Источники требований

• Федеральное и муниципальное отраслевое законодательство (конституция, законы, распоряжения)
• Нормативное обеспечение организации (регламенты, положения, уставы, приказы)
• Текущая организация деятельности объекта автоматизации
• Модели деятельности (диаграммы бизнес-процессов)
• Представления и ожидания потребителей и пользователей системы
• Журналы использования существующих программно-аппаратных систем
• Конкурирующие программные продукты

Качество требований

Характеристики качества требований по-разному определены различными источниками. Однако, следующие характеристики являются общепризнанными:

Характеристика	Объяснение
Единичность	Требование описывает одну и только одну вещь.
Завершённость	Требование полностью определено в одном месте и вся необходимая информация присутствует.
Последовательность	Требование не противоречит другим требованиям и полностью соответствует внешней документации.
Атомарность	Требование «атомарно». То есть оно не может быть разбито на ряд более детальных требований без потери завершённости.
Отслеживаемость	Требование полностью или частично соответствует деловым нуждам, как заявлено заинтересованными лицами, и документировано.
Актуальность	Требование не стало устаревшим с течением времени.
Выполнимость	Требование может быть реализовано в пределах проекта.
Недвусмысленность	Требование кратко определено без обращения к техническому жаргону, акронимам и другим скрытым формулировкам. Оно выражает объективные факты, не субъективные мнения. Возможна одна и только одна интерпретация. Определение не содержит нечётких фраз. Использование отрицательных утверждений и составных утверждений запрещено.
Обязательность	Требование представляет определённую заинтересованным лицом характеристику, отсутствие которой приведёт к неполноценности решения, которая не может быть проигнорирована. Необязательное требование — противоречие самому понятию требования.
Проверяемость	Реализуемость требования может быть определена через один из четырёх возможных методов: осмотр, демонстрация, тест или анализ.

Методы выявления требований

• Интервью, опросы, анкетирование
• Мозговой штурм, семинар
• Наблюдение за производственной деятельностью, «фотографирование» рабочего дня
• Анализ нормативной документации
• Анализ моделей деятельности
• Анализ конкурентных продуктов
• Анализ статистики использования предыдущих версий системы

Проверка требований

Все требования должны поддаваться проверке. Наиболее общепринятая методика проверки — тесты. Если проверка тестами невозможна, тогда должен использоваться другой метод проверки (анализ, демонстрация, осмотр или обзор дизайна).

Определённые требования, по своей сути, не поддаются проверке. Они включают требования, которые говорят, что система никогда не должна или всегда должна показывать специфическое свойство. Надлежащее тестирование этих требований потребовало бы бесконечного цикла тестирования. Такие требования должны быть переопределены так, чтобы они стали поддающимися проверке. Как указано выше, все требования должны поддаваться проверке.

Нефункциональные требования, которые не поддаются проверке на программном уровне, все равно должны быть сохранены как документация намерений клиента. Такие требования к продукту могут быть преобразованы в требования к процессу. Например, нефункциональное требование, чтобы ПО не содержало «потайных ходов», может быть удовлетворено заменой на требование использовать парное программирование. Сложные требования безопасности авиационного программного обеспечения могут быть удовлетворены следованием процессу разработки DO-178B (англ.).

Анализ требований

При разработке требований часто возникают проблемы двусмысленности, неполноты и несогласованности отдельных требований. Устранение этих проблем на этапе разработки требований сто́ит на несколько порядков меньше, чем устранение этих же проблем на поздних стадиях разработки. Для решения и устранения этих проблем существует процесс разработки требований.

При разработке требований существует технический компромисс между слишком неопределёнными требованиями и требованиями столь детализированными, что они:

• требуют много времени для разработки, иногда даже рискуют устареть к концу разработки;
• ограничивают возможные способы реализации;
• являются слишком дорогостоящими.

Документирование требований

Требования обычно используются как средство коммуникации между различными заинтересованными лицами. Это означает, что требования должны быть просты и понятны для обычных пользователей и разработчиков.

Спецификацию программного обеспечения часто называют техническим заданием.

За создание спецификации программного обеспечения чаще всего в российской практике отвечает системный аналитик, иногда — бизнес-аналитик.

Для графических моделей требований исторически использовались диаграммы или методологии графического моделирования: ER(IDEF1FX), IDEF0, IDEF3, DFD, UML, OCL, SysML, ARIS (eEPC, VAD).

Изменение требований

В общем случае требования изменяются со временем. После того, как требования определены и одобрены, изменения должны попадать под контроль внесения изменений. Для многих проектов требования изменяются до завершения создания системы. Это происходит частично из-за сложности программного обеспечения и того факта, что пользователи не знают, что им нужно на самом деле. Эта особенность требований привела к появлению процесса управления требованиями.

См. также

• Разработка требований к ПО
• Системный аналитик
• Бизнес-моделирование
• Проектирование программного обеспечения

Литература

• Карл И. Вигерс. Разработка требований к программному обеспечению. — Русская редакция, 2004. — ISBN 5-7502-0240-2.

Ссылки

• Основы программной инженерии (по SWEBOK). Требования (рус.) (перевод SWEBOK с замечаниями и комментариями от Сергея Орлика и Юрия Булуя)