Функциональные требования к системе. Требования к интеграции

Значительной популярностью при разработке автоматизированных систем в настоящее время в России пользуется универсальный язык моделирования (Unified Modeling Language - UML). Несмотря на безусловные плюсы, использование UML сопряжено с рядом трудностей методического характера, на которые мы хотели бы обратить внимание читателя. Прежде всего, в UML вводится собственный понятийный аппарат, в рамках которого традиционные термины и понятия, связанные с созданием автоматизированных систем и используемые в течение десятилетий, заменяются на термины и понятия, не нашедшие пока в полной мере отражения в международных и отечественных стандартах в области информационных технологий.

Особенно это касается базового элемента языка UML "Use Case", который трактуется отечественными переводчиками как "вариант использования", "прецедент". При этом контекст, в котором переводится термин, не учитывается. Несмотря на то, что понятие активно используется уже довольно давно - путаницы возникает все больше и больше. Так, участники некоторых Интернет- форумов дошли до того, что сравнивают "Use Case" с техническим заданием. По мнению авторов, все это обусловлено стандартным описанием UML, не связанным с процессом разработки автоматизированных систем (АС), а также упущенной возможностью при переводе оригинала такое сопоставление произвести. К тому же существующие современные методики создания программных систем от ведущих мировых производителей, основанных на использовании UML и других нотациях, к сожалению, большинству отечественных разработчиков в оригинале просто не доступны.

Как печальный итог, использование терминов и понятий UML, по существу представляющих собой ошибки отечественных переводчиков, в недостаточной мере знакомых с процессами создания АС, привели к тому, что в различных средствах информации появились статьи, книги, модели и прочие источники, имеющие откровенные ошибки в трактовке процессов, моделей, документов, связанных с созданием АС. Особенно это явно проявилось при описании предметной области и определения требований к АС.

В данной статье представлен способ описания функциональных требований к АС и ее функций с использованием стандартов в области информационных технологий, современных методологий создания АС, и диаграмм "Use Case Diagram" и "Actvity Diagram" универсального языка моделирования UML 2.0. Авторы рассчитывают, что использование "Use Case" в контексте определения требований в соответствии со стандартами создания АС приобретет большую ясность.

Итак, рассмотрим процесс определения требований согласно действующим отечественным стандартам.

При использовании стандартов создания АС в соответствии с на стадии "Техническое задание" в документе техническое задание (ТЗ) фиксируются функциональные и нефункциональные требования к АС. АС разрабатывается на стадии "Эскизное проектирование" и "Техническое проектирование", описание автоматизируемых функций АС производится на стадии "Техническое проектирование".

При разработке АС в соответствии с должны быть отслежены связи между функциональными требованиями к системе и функциями системы, их реализующими. Функции системы в свою очередь должны быть детально описаны.

В табл. 1. представлены стадии работ по созданию АС и документы, формируемыми на стадиях, связанных с описанием требований и функций .

Как видно из табл. 1, создание АС на стадиях 3-5, подразумевает подготовку:

технического задания;

предварительной схемы функциональной структуры системы (эскизное проектирование);

окончательной схемы функциональной структуры (техническое проектирование);

описания автоматизируемых функций системы.

Таблица 1. Стадии создания АС и документы, связанные с требованиями к АС и функциями, их реализующими

В соответствии с ТЗ на АС есть документ, оформленный в установленном порядке и определяющий цели создания АС, требования к АС и основные исходные данные, необходимые для ее разработки, а также план-график создания АС.

В ТЗ определяются:

требования к системе в целом;

требования к функциям (задачам), выполняемым системой;

требования к видам обеспечения.

Функциональные требования к системе определяют, действия системы, которые она должна выполнять. Функциональные требования реализуются через функции системы . Под функцией АС подразумевается совокупность действий АС, направленная на достижение определенной цели или аспект определенного поведения системы , а под задачей - функция или часть функции АС, представляющая собой формализованную совокупность автоматических действий, выполнение которых приводит к результату заданного вида .

Не функциональные требования есть ограничения, накладываемые на работу системы, и стандарты, которым должна соответствовать система .

В схеме функциональной структуры отображаются элементы функциональной структуры АС (подсистемы АС), автоматизированные функции и (или) задачи (комплексы задач), совокупности действий (операций), выполняемых при реализации автоматизированных функций только техническими средствами (автоматически) или только человеком.

В описании автоматизируемых функций приводят:

перечень подсистем АС с указанием функций и (или) задач, реализуемых в каждой подсистеме;

описание процесса выполнения функций;

необходимые пояснения к разделению автоматизированных функций на действия (операции), выполняемые техническими средствами и человеком.

Теперь рассмотрим определение требований с использованием понятия "Use Case". Как уже говорилось ранее, в стандарте UML отсутствует привязка к стадиям создания АС, однако, производители CASE - средств для работы с UML и методологий использования UML, как правило, предлагают схожие подходы к работе с требованиями.

Рассмотрим, например, подход компании Sparx System, являющейся производителем инструментария Еnterprise Architect, поддерживающим создание моделей предметной области и АС с использованием UML 2.0. Ими предложен шаблон модели требований, представленный на рис. 1. На рис. 2 представлен пример модели требования с использованием шаблона.

Как видно из шаблона модели требований и его примера для моделирования требований предлагается использовать элемент UML "Requirement". Для моделирования функций системы предлагается использовать элемент "Use Case". При этом элемент "Use Case" в описании UML, представленном в инструменте Еenterprise Architect, трактуется следующим образом: "Use Case elements are used to build Use Case models . These describe the functionality of the system to be built. Use Case Model describes a system"s functionality in terms of Use Cases".

Другими словами, элемент "Use Case" используется для построения модели "Use case Model". Модель "Use case Model" используется для описания функциональности системы.

Под функциональностью системы в соответствии с понимается совокупность свойств программного средства, определяемая наличием и конкретными особенностями набора функций, способных удовлетворять заданные или подразумеваемые потребности.

В спецификациях OMG UML (UML Superstructure Specification, v2.0, p. 17) элемент "Use Case" определяется как: "The specification of a sequence of actions, including variants, that a system (or other entity) can perform, interacting with actors of the system".

Другими словами, элемент "Use Case" определяет последовательность действий системы, которые она может выполнять, включая ее взаимодействие с пользователем системы.

Рис. 1. Способ моделирования требований к системе

Рис. 2. Пример реализации требования

В дополнении к сказанному выше, хотелось представить определение модели "Use Case Model" из популярного в нашей стране и за рубежом процесса разработки систем Rational Unified Process компании IBM: "The use-case model is a model of the system"s intended functions and its environment …" (рис. 3).

Рис. 3. Определение модели "Use Case Model"

Модель "Use case Model" есть модель предполагаемых функций системы и ее окружения, и служит контрактом между клиентами и разработчиками. Модель используется как существенные входные данные в деятельности по анализу, проектированию и тестированию.

В табл. 2 представлено сравнение определений схемы функциональной структуры в соответствии с ГОСТ и модели "Use Case Model", функции системы и элемента "Use Case" в соответствии с описанием UML 2.0.

Таблица 2. Сравнение определений моделей и их элементов

В литературе приводится довольно большое число классификаций требований. Требования называются функциональными и нефункциональными, пользовательскими и системными, C – требованиями и D – требованиями, требованиями к интерфейсу, к окружению и т.д. При разработке требований важно понимать разницу между требованиями, описывающими функциональность, и требованиями, определяющими дополнительные свойства системы. Кроме этого нужно учитывать уровень требований .

Все требования разбиваются на три уровня:

Бизнес-требования. Бизнес-требования определяются целями и политикой организации их высказывают те, кто финансирует проект.

Требования пользователей. Определяют цели и задачи, которые позволит решить система, или что пользователи смогут делать с помощью системы. Пользовательские требования должны соответствовать бизнес-требованиям в противном случае их не следует включать в проект.

Системные требования . Определяют функциональность и характеристики системы, которую должны построить разработчики, для того чтобы пользователи смогли выполнить свои задачи (в рамках бизнес-требований).

Полезность такого представления требований в том, что оно показывает с чего (и с кого!) нужно начинать выявление требований, кто и какого уровня может принимать решения.

Каждая система требований (бизнес-требования, требования пользователей и системные требования.) включает в себя функциональные и нефункциональные требования.

1. Функциональные требования

Функциональные требования определяют функции, которые выполняет система, и зависят от потребностей пользователей и типа решаемой задачи. Функциональные пользовательские требования описывают функции в обобщенном виде. Выполняя детализацию этих требований, разработчики формируют более подробное и точное описание сервисов системы – функциональные системные требования .

Особое внимание при документировании требований нужно уделить их точному описанию. Неточности в описании будут интерпретироваться пользователями и разработчиками по-разному. Такое положение приведет к разработке новых требований или изменению существующих требований, а, значит, к внесению изменений в систему и ее удорожанию.

Спецификация требований , содержащая пользовательские и системные требования должна быть комплексной и непротиворечивой. В ней должны быть определены все функции системы, и не должно быть несовместимых и взаимоисключающих определений функций.

1. Нефункциональные требования

Нефункциональные требования определяют характеристики и ограничения системы и не связаны непосредственно с функциональными требованиями. Нефункциональные требования можно разделить на нефункциональные требования к продукту , нефункциональные требования к процессу и внешние нефункциональные требования .

1. Нефункциональные требования к продукту

Нефункциональные требования к продукту определяют его эксплуатационные качества, т.е. определяют, то насколько хорошо будет работать система. Часто такие характеристики называются атрибутами или факторами качества программ . Основная сложность заключается в том, что атрибуты качества трудно определить (выявить), их невозможно измерить, и они сильно влияют на реализацию системы.

Существует большое число атрибутов качества. Например, стандарт ISO 9126 предлагает оценивать программную продукцию по шести характеристикам качества , рекомендуя использовать 21 показатель (подхарактеристику ) качества . Этот же стандарт советует учитывать, что представления о качестве для разных групп заинтересованных лиц отличаются, приводя в качестве примера представления о качестве пользователей, разработчиков и руководителей проекта.

Приведем некоторые атрибуты качества, важные для пользователей.

Производительность

Требования к производительности определяют насколько быстро и качественно система должна выполнять определенные функции. Они определяют время отклика, пропускную способность и т.д. Жесткие требования к производительности существенно влияют на выбор аппаратных средств, технологию разработки и принимаемые инженерные решения при реализации.

Надежность и доступность

Надежность – это вероятность работы системы без сбоев в течение определенного времени. Для измерения надежности может быть использовано среднее время работы системы до сбоя.

Под доступностью понимается время доступности , т.е. время, в течение которого система доступна для использования и полностью работоспособна. Это время определяется средним временем до сбоя и зависит от времени планового технического обслуживания.

Безопасность

Удобство и простота обслуживания

Этот атрибут связан с большим числом факторов, определяющих, по словам пользователей, дружелюбие системы к пользователю. Другими словами система должна использоваться эффективно и необременительно. Достаточно подробно эти характеристики, определяющие практичность системы рассмотрены в .

Для разработчиков и специалистов по обслуживанию от системы требуются другие характеристики. Приведем некоторые из таких атрибутов качества.

Легкость сопровождения и эксплуатации

Этот атрибут определяет насколько просто и удобно модифицировать продукт и исправлять найденные в нем ошибки. Он важен для продуктов, которые подвергаются частым изменениям.

Мобильность

Этот атрибут определяет усилия, необходимые для перенесения продукта из одной операционной среды в другую. Важно на этапе разработке требований точно определить те среды и, возможно, части системы, которые должны быть перемещаемыми.

Повторное использование

Затраты на разработку повторно используемых компонент сравнительно велики, но эффект их использования в дальнейшем может компенсировать эти затраты. Для минимизации затрат в требованиях необходимо перечислить элементы проекта, которые должны быть спроектированы так, чтобы упростить их повторное использование.

Тестируемость

Этот атрибут показывает легкость, с которой компоненты проекта и комплексный продукт могут быть проверены на наличие ошибок.

Требования к ПО состоят из трех уровней - бизнес-требования, требования пользователей и функциональные требования. Вдобавок каждая система имеет свои нефункциональные требования. Модель на рис. ниже иллюстрирует способ представления этих типов требований.

Бизнес-требования (business requirements) содержат высокоуровневые цели организации или заказчиков системы. Как правило, их высказывают те, кто финансируют проект, покупатели системы, менеджер реальных пользователей, отдел маркетинга. В этом документе объясняется, почему организации нужна такая система, то есть описаны цели, которые организация намерена достичь с ее помощью. Мне нравится записывать бизнес-требования в форме документа об образе и границах проекта, который еще иногда называют уставом проекта (project charter) или документом рыночных требований (market requirements document). Определение границ проекта представляет собой первый этап управление общими проблемами увеличения объема работ.

Требования пользователей (user requirements) описывают цели и задачи, которые пользователям даст система. К отличным способам представления этого вида требований относятся варианты использования, сценарии и таблицы «событие - отклик». Таким образом, в этом документе указано, что клиенты смогут делать с помощью системы.

Функциональные требования (functional requirements) определяют функциональность ПО, которую разработчики должны построить, чтобы пользователи смогли выполнить свои задачи в рамках бизнес-требований. Иногда они называются требованиями поведения (behavioral requirements), они содержат положения с традиционным «должен» или «должна»: «Система должна по электронной почте отправлять пользователю подтверждение о заказе».
Функциональные требования документируются в спецификации требований к ПО (software requirements specification, SRS), где описывается так полно, как необходимо, ожидаемое поведение системы.

Системные требования (system requirements) — это высокоуровневые требования к продукту, которые содержат многие подсистемы. Говоря о системе, мы подразумеваем программное обеспечение или подсистемы ПО и оборудования. Люди - часть системы, поэтому определенные функции системы могут распространяться и на людей.

Бизнес-правила (business rules) включают корпоративные политики, правительственные постановления, промышленные стандарты и вычислительные алгоритмы. Бизнес-правила не являются требованиями к ПО, потому что они находятся снаружи границ любой системы ПО. Однако они часто налагают ограничения, определяя, кто может выполнять конкретные ВИ, или диктовать, какими функциями должна обладать система, подчиняющаяся соответствующим правилам. Иногда бизнес-правила становятся источником атрибутов качества, которые реализуются в функциональности. Следовательно, вы можете отследить происхождение конкретных функциональных требований вплоть до соответствующих им бизнес-правил.

Нефункциональные требования описывают цели и атрибуты качества. Атрибуты качества (quality attributes) представляют собой дополнительное описание функций продукта, выраженное через описание его характеристик, важных для пользователей или разработчиков. К таким характеристикам относятся:
* легкость и простота использования
* легкость перемещения
* целостность
* эффективность и устойчивость к сбоям
* внешние взаимодействия между системой и внешним миром
* ограничения дизайна и реализации. Ограничения (constraints) касаются выбора возможности разработки внешнего вида и структуры продукта

Характеристика продукта (feature) - это набор логически связанных функциональных требований, которые обеспечивают возможности пользователя и удовлетворяют бизнес-цели. В области коммерческого ПО характеристика представляет собой узнаваемую всеми заинтересованными лицами группу требований, которые важны при принятии решения о покупке - элемент маркированного списка в описании продукта.

Проблемы, которые приходится решать специалистам в процессе создания программного обеспечения, обычно очень сложны. Природа этих проблем не всегда ясна, особенно если разрабатываемая программная система инновационная. В частности, трудно четко описать те действия, которые должна выполнять система. Описание функциональных возможностей и ограничений, накладываемых на программную систему, называется требованиями к этой системе, а сам процесс формирования, анализа, документирования и проверки этих функциональных возможностей и ограничений - разработкой требований (requirements engineering).

Термин требования (к программной системе) может трактоваться по-разному. В некоторых случаях под требованиями понимаются высокоуровневые обобщенные утверждения о функциональных возможностях и ограничениях системы. Другая крайняя ситуация- детализированное математическое формальное описание системных функций

Например, если компания хочет выиграть контракт на разработку большого программного проекта, она вынуждена, пока решение не принято, представлять требования в самом обобщенном виде, чтобы, с одной стороны, удовлетворить требования заказчика, а с другой - иметь возможность для маневра при конкуренции с другими компаниями-разработчиками. После того как контракт выигран, компания должна представить заказчику более подробное описание системы с указанием всех выполняемых ею функ­ций. В обеих ситуациях предоставляются документы, которые называются документированными требо­ваниями к системе.

На практике часто применяется подход, используемый в различных методологиях разработки ПО и базирующийся на определении групп требований к продукту. Такой подход обычно включает группы (типы, категории) требований, например: системные, программные, функциональные, нефункциональные (в частности, атрибуты качества) и т.п.

Некоторые проблемы, возникающие в процессе разработки требований, порождены отсутствием четкого понимания различия между этими разными уровнями требований. Чтобы различить требования разных уровней, здесь используются термины пользователь­ские требования (user requirements) для обозначения высокоуровневых обобщенных требований и системные требования (system requirements) для детализированного описания вы­полняемых системой функций. Кроме требований этих двух уровней, применяется еще более детализированное описание системы - проектная системная спецификация (software design specification), которая может служить мостом между этапом разработки требований и этапом проектирования системы. Три перечисленных вида требований можно определить следующим образом.

Пользовательские требования- описание на естественном языке (плюс поясняющие диа­граммы) функций, выполняемых системой, и ограничений, накладываемых на нее.

Системные требования. - детализированное описание системных функций и ограниче­ний, которое иногда называют функциональной спецификацией. Она служит основой для заключения контракта между покупателем системы и разработчиками ПО.

Проектная системная спецификация- обобщенное описание структуры программной системы, которое будет основой для более детализированного проектирования системы и се последующей реализации. Эта спецификация дополняет и детализи­рует спецификацию системных требований.

Различие между пользовательскими и системными требованиями показаны в примере, представленном примере 1. Здесь показано, как пользовательские требования могут быть преобразованы в системные.

Пример 1. Пользовательские и системные требования

Пользовательские требования

1. ПО должно предоставить средство доступа к внешним файлам, созданным в других программах.

Спецификация системных требований

1.1.Пользователь должен иметь возможность определять тип внешних файлов.

1.2.Для каждого типа внешнего файла должно иметься соответствующее средство, при­менимое к этому типу файлов.

1.3.Внешний файл каждого типа должен быть представлен соответствующей пикто­граммой на дисплее пользователя.

1.4.Пользователю должна быть предоставлена возможность самому определять пикто­грамму для каждого типа внешних файлов.

1.5.При выборе пользователем пиктограммы, представляющей внешний файл, к этому файлу должно быть применено средство, ассоциированное с внешними файлами данного типа.

Пользовательские требования пишутся для заказчика ПО и для лица, заключающего контракт на разработку программной системы, причем они могут не иметь детальных технических знаний по разрабатываемой системе (рис. 4.2). Спецификация системных требований предназначена для руководящего технического состава компании-разработчика и для менеджеров проекта. Она также необходима заказчику ПО и субпод­рядчикам по разработке. Эти оба документа также предназначены для конечных пользо­вателей программной системы. Наконец, проектная системная спецификация является документом, который ориентирован на разработчиков ПО.

Рис.4.2. Различные типы спецификаций требований и их читатели

4.5. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ И НЕФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ (Functional and Non-functional Requirements)

Требования к программной системе часто классифицируются как функциональные, нефункциональные и требования предметной области.

Функциональные требования задают “что” система должна делать; нефункциональные – с соблюдением “каких условий” (например, скорость отклика при выполнении заданной операции); часто функциональные требования представляют в виде сценариев (вариантов использования) Use Сase.

1. Функциональные требования. Это перечень сервисов, которые должна выполнять система, причем должно быть указано, как система реагирует на те или иные вход­ные данные, как она ведет себя в определенных ситуациях и т.д. В некоторых слу­чаях указывается, что система не должна делать.

2. Нефункциональные требования. Описывают характеристики системы и ее окружения, а не поведение системы. Здесь также может быть приведен перечень ограничений, накладываемых на действия и функции, выполняемые системой. Они включают временные ограничения, ограничения на процесс разработки системы, стандарты и тд.

3. Требования предметной области. Характеризуют ту предметную область, где будет эксплуатироваться система. Эти требования могут быть функциональными и не­функциональными.

В действительности четкой границы между этими типами требований не существует. Например, пользовательские требования, касающиеся безопасности системы, можно отнести к нефункциональным. Однако при более детальном рассмотрении такое требование можно отнести к функциональным, поскольку оно порождает необходимость включения в систему средства авторизации пользователя. Поэтому, рассматривая далее эти виды требований, мы должны всегда помнить, что данная классификация в значительной степени искусственна.

Классический пример (см. рисунок 4.3) высокоуровневого структурирования групп требований как требований к продукту описан в работах одного из классиков дисциплины управления требованиями – Карла Вигерса.

Рисунок 4.3. Уровни требований по Вигерсу

• Группа функциональных требований

o Бизнес-требования (Business Requirements) – определяют высокоуровневые цели организации или клиента (потребителя) – заказчика разрабатываемого программного обеспечения.

o Пользовательские требования (User Requirements) – описывают цели/задачи пользователей системы, которые должны достигаться/выполняться пользователями при помощи создаваемой программной системы. Эти требования часто представляют в виде вариантов использования (Use Cases) .

o Функциональные требования (Functional Requirements) – определяют функциональность (поведение) программной системы, которая должна быть создана разработчиками для предоставления возможности выполнения пользователями своих обязанностей в рамках бизнес-требований и в контексте пользовательских требований.

• Группа нефункциональных требований (Non-Functional Requirements)

o Бизнес-правила (Business Rules) – включают или связаны с корпоративными регламентами, политиками, стандартами, законодательными актами, внутрикорпоративными инициативами (например, стремление достичь зрелости процессов по CMMI 4-го уровня), учетными практиками, алгоритмами вычислений и т.д. На самом деле, достаточно часто можно видеть недостаточное внимание такого рода требованиям со стороны сотрудников ИТ-департаментов и, в частности, технических специалистов, вовлеченных в проект. Business Rules Group дает понимание бизнес-правила, как “положения, которые определяют или ограничивают некоторые аспекты бизнеса. Они подразумевают организацию структуры бизнеса, контролируют или влияют на поведение бизнеса”. Бизнес-правила часто определяют распределение ответственности в системе, отвечая на вопрос “кто будет осуществлять конкретный вариант, сценарий использования” или диктуют появление некоторых функциональных требований. В контексте дисциплины управления проектами (уже вне проекта разработки программного обеспечения, но выполнения бизнес-проектов и бизнес-процессов) такие правила обладают высокой значимостью и, именно они, часто определяют ограничения бизнес-проектов, для автоматизации которых создается соответствующее программное обеспечение.

o Внешние интерфейсы (External Interfaces) – часто подменяются “пользовательским интерфейсом”. На самом деле вопросы организации пользовательского интерфейса безусловно важны в данной категории требований, однако, конкретизация аспектов взаимодействия с другими системами, операционной средой (например, запись в журнал событий операционной системы), возможностями мониторинга при эксплуатации – все это не столько функциональные требования (к которым ошибочно приписывают иногда такие характеристики), сколько вопросы интерфейсов, так как функциональные требования связаны непосредственно с функциональностью системы, направленной на решение бизнес-потребностей .

o Атрибуты качества (Quality Attributes) – описывают дополнительные характеристики продукта в различных “измерениях”, важных для пользователей и/или разработчиков. Атрибуты касаются вопросов портируемости, интероперабельности (прозрачности взаимодействия с другими системами), целостности, устойчивости и т.п.

o Ограничения (Constraints) – формулировки условий, модифицирующих требования или наборы требований, сужая выбор возможных решений по их реализации. В частности, к ним могут относиться параметры производительности, влияющие на выбор платформы реализации и/или развертывания (протоколы, серверы приложений, баз данных, ...), которые, в свою очередь, могут относиться, например, к внешним интерфейсам.

• Системные требования (System Requirements) – иногда классифицируются как составная часть группы функциональных требований (не путайте с как таковыми “функциональными требованиями”). Описывают высокоуровневые требования к программному обеспечению, содержащему несколько или много взаимосвязанных подсистем и приложений. При этом, система может быть как целиком программной, так и состоять из программной и аппаратной частей. В общем случае, частью системы может быть персонал, выполняющий определенные функции системы , например, авторизация выполнения определенных операций с использованием программно-аппаратных подсистем.

Требования к ПС

Требование – это характеристика или условие, которому должна удовлетворять ПС.

Функциональные требования определяют действия, которые должна выполнять ПС, без учета физических ограничений. Тем самым они определяют поведение системы при вводе и выводе. Процесс выявления функциональных требований весьма сложный и трудоемкий. Это объясняется следующими причинами:

• таких требований к системе обычно много,
• заказчик не всегда способен четко сформулировать, чего он хочет от системы,
• требования в итоговом документе должны быть изложены так, чтобы они одинаково понимались заказчиком и исполнителем и не допускали неоднозначности,
• между функциональными требованиями могут быть разные зависимости, усложняющие управление ими в случае необходимости внесения изменений.

Для преодоления этих трудностей применяется моделирование требований. Модель требований позволяет, во-первых, установить иерархию требований, что способствует лучшему пониманию человеком, во-вторых, дает наглядное графическое представление требований и зависимостей между ними, в третьих позволяет связать графическую форму представления с текстовой, обеспечивая человека полной информацией.

Нефункциональные требования не описывают поведение программной системы, но описывают ее атрибуты или атрибуты окружения. Нефункциональные требования не требуется включать в модель требований, но они должны быть точно сформулированы. Обычно нефункциональных требований не бывает много, однако они кардинальным образом влияют на выбор архитектуры системы.

Управление требованиями – это достаточно сложный и растянутый во времени процесс. Он продолжается в течение большей части жизненного цикла, поскольку изменения могут вноситься как во время разработки, так и после сдачи системы на этапе опытной эксплуатации и при сопровождении. Причины этого заключаются в том, что требования:

• неочевидны,
• исходят из многих источников,
• трудно формулируются (язык неоднозначен),
• состоят из множества различных деталей,
• неравнозначны,
• связаны друг с другом,
• лежат не только в функциональной области.
• могут изменяться в течение разработки и при сопровождении.

Цели анализа и моделирования требований

Целями анализа и моделирования требований являются:

• достижение соглашения между разработчиками, заказчиками и пользователями о том, что должна делать ПС;
• достижение лучшего понимания разработчиками того, что должна делать система;
• ограничение системной функциональности;
• создание базиса для планирования разработки проекта;
• определение пользовательского интерфейса;
• составление спецификации требований.

• Системный аналитик – специалист организации-разработчика, который возглавляет и координирует работы по выявлению и моделированию требований.
• Разработчик ВИ – специалист организации-разработчика, который детализирует и уточняет модели требований.
• Заинтересованные лица – люди, предоставляющие информацию.
• Эксперт – представитель заказчика, участвующий в разработке модели требований.
• Разработчик пользовательского интерфейса – специалист организации-разработчика, который создает прототип пользовательского интерфейса ПС.

Артефакты

Для достижения поставленных целей предусматривается создание следующих документов:

• Предварительное соглашение – текстовый документ, который описывает, что будет включено в ПС и что решено исключить, то есть, он ограничивает системную функциональность. В нем отражаются пожелания заинтересованных лиц, а также указываются основные нефункциональные требования (например, описывается платформа реализации, точность вычислений, время отклика).
• Модель требований служит для достижения соглашения между заказчиком и разработчиками, давая возможность заказчику убедиться в том, что система будет делать то, что они ожидают, а разработчикам создать то, что требуется. Модель требований позволяет, во-первых, установить иерархию требований, что способствует лучшему пониманию человеком, во-вторых, дает наглядное графическое представление требований и зависимостей между ними, в третьих позволяет связать графическую форму представления с текстовой. Модель включает актеров и ВИ, показывает, как система взаимодействует с актерами и что она делает в каждом ВИ.
• Спецификация требований (Software Requirements Specification) – основной документ, используемый при проектировании и разработке ПС. Она включает модель требований и дополнительные спецификации, которые представляют собой текстовое описание требований к конечному продукту, но не к процессу его разработки и не содержат деталей реализации требований.
• Прототип пользовательского интерфейса обеспечивает визуальное представление интерфейса пользователя с ПС.
• Глоссарий – текстовый документ, содержащий определения основных понятий и терминов, которые должны одинаково пониматься заказчиком и разработчиком. Источниками данных для создания перечисленных артефактов могут, в частности, служить артефакты, созданные при бизнес-анализе (см. статью «RUP. Обследование организации (бизнес-анализ)».

В процессе анализа и моделирования требований можно выделить несколько основных этапов (см. рис.1).

Начало анализа.

Сначала следует определить круг заинтересованных лиц. Если проводился бизнес-анализ, то они уже известны. Собираются пожелания заинтересованных лиц к будущей ПС. Эти пожелания анализируются, определяются основные свойства и границы ПС, достигаются соглашения о том, какие проблемы должны быть решены.

Результаты. Должен быть составлен документ «Предварительное соглашение», который будет являться отправной точкой для выполнения всех последующих работ. На этом этапе начинается создание глоссария. Если глоссарий был создан при бизнес-анализе, то он используется как отправной документ. Поскольку здесь речь идет о выявлении требований к ПС, в глоссарий могут включаться термины, относящиеся к реализации (например, броузер, сервер и др.). Определения этих терминов должны способствовать лучшему пониманию системы заинтересованными лицами.

Построение модели требований

Эта работа предполагает выявление актеров, ВИ и взаимодействий между ними. Если было проведено обследование организации, то в качестве источника для определения актеров и ВИ может служить бизнес-модель.

Если число ВИ слишком велико, то для упрощения читаемости и поддержки модели целесообразно разделить их по пакетам. Это также упрощает понимание модели и распределение ответственности путем назначения разработчиков, ответственных за пакеты ВИ. Пакеты позволяют организовать иерархию требований. Верхний уровень иерархии обычно определяется, исходя из основных видов деятельности организации. Если был выполнен бизнес-анализ, то основные виды деятельности уже представлены в бизнес-модели в виде пакетов, и они могут быть просто скопированы в модель требований. Пакетов верхнего уровня не должно быть много. Целесообразно выделить пакет администрирования и пакет вспомогательных действий, и 2 – 4 пакета, основных видов деятельности. В свою очередь, пакеты верхнего уровня могут включать пакеты следующего уровня и т. д.

Когда вы очертите исходную модель требований, вы должны внимательно проверить, что она покрывает все заявки заинтересованных лиц, представленные в документе «Предварительное соглашение».

Детализация модели требований

Цели данной деятельности:

• извлечение из ВИ характерных фрагментов, которые могут рассматриваться как отдельные абстрактные ВИ. Примерами таких частей могут быть общие фрагменты, необязательные фрагменты и исключения;
• обнаружение новых абстрактных актеров, которые играют роли, разделяемые несколькими актерами;
• реструктуризация модели требований;
• детальное описание потоков событий для ВИ;
• задание приоритетов ВИ.

Когда вы продвинетесь достаточно далеко, вы можете захотеть пересмотреть исходную модель, поскольку существует тенденция вводить на первых порах слишком много актеров. Следует помнить, что любая модификация актеров может вызвать существенные изменения в системном интерфейсе и поведении.

Детализация ВИ предполагает разработку диаграмм последовательностей, коопераций или деятельностей, описывающих выполнение основной и вспомогательных работ в конкретном ВИ.

Определение приоритетов означает, что все ВИ ранжируются на критичные, важные и вспомогательные. Критичные ВИ, представляют основную системную функциональность или имеют существенное архитектурное значение. Важные ВИ определяют такие системные функции, как сбор статистики, составление отчетов, контроль и функциональное тестирование. Если они не реализованы, то система может выполнять свое предназначение, но со значительно худшим качеством сервиса. Вспомогательные ВИ определяют удобство использования ПС.

Составление дополнительных спецификаций

Дополнительные спецификации представляют собой текстовые описания требований. Они дополняют модель требований и наряду с ней включаются в итоговый документ – спецификацию требований к ПС. Следует четко понимать, что каждый ВИ есть некоторое иерархическое требование к ПС. Очень важно, чтобы между моделью требований и описанием требований в спецификации было точное соответствие. Если ВИ простой, то в спецификации он описывается как отдельное функциональное требование. В более сложных случаях ВИ может быть разбит на несколько более простых вариантов (на диаграммах это можно сделать с помощью пакетов, введя еще один уровень иерархии, в спецификации – ввести следующий уровень нумерации).

Проектирование пользовательского интерфейса

Этот процесс выполняется для того чтобы заказчик мог более точно представить себе работу и возможности будущей ПС и выдать свои замечания и уточнения требований. В зависимости от сложности проекта и уровня подготовленности заказчика результаты этих работ могут быть представлены в различных формах:

• программная реализация, воспроизводящая точный вид экранных окон;
• альбом экранных форм;
• модель навигации экранов в виде диаграмм классов с указанием атрибутов – полей и операций – кнопок.

Создание спецификации требований

Спецификация требований создается на основе модели требований и дополнительных спецификаций. Она утверждается руководством заказчика и разработчика и служит основным отправным документом для проектирования и разработки. В частности, модель требований, входящая в нее, в дальнейшем будет развита в модель анализа и дизайна.