Свойства требований

Ф. Брукс в своем, теперь уже ставшим классическим, эссе^{1Brooks, Frederick P. Jr. 1987. No Silver Bullet: Essence and Accidents of Software Engineering. С River, NJ: Prentice Hall PTR.}, следующим образом охарактеризовал роль требований в разработке программного обеспечения.

Строжайшее и единственное правило построения систем программного обеспечения (ПО) - решить точно, что же строить. Никакая другая часть концептуальной работы не является такой трудной, как выяснение деталей технических требований, в том числе и взаимодействие с людьми, с механизмами и с иными системами ПО. Никакая другая часть работы так не портит результат, если она выполнена плохо. Ошибки никакого другого этапа работы не исправляются так трудно.

Наука извлечения и формализации качественных (иногда говорят "хороших", "правильных") требований носит во многом эмпирический характер. Однако, в практике разработки программных систем накопились определенные представления о том, какими свойствами должны обладать требования к программной системе. Это:

• полнота,
• ясность,
• корректность,
• согласованность,
• верифицируемость,
• необходимость,
• полезность при эксплуатации,
• осуществимость,
• модифицируемость,
• трассируемость,
• упорядоченность по важности и стабильности,
• наличие количественной метрики.

Большинство из этих свойств раскрыто в первом разделе стандарта IEEE [3.1] и широко обсуждается в работах [3.3,3.5]. Рассмотрим указанные выше свойства подробнее.

Полнота.

Как известно из теории искусственного интеллекта, неполнота - одно из фундаментальных свойств человеческого знания. При создании программных систем нам приходится иметь дело с характеристиками еще несуществующей системы. Идея о том, что необходимо сформулировать все требования полностью, т.е. исчерпывающим образом, до начала проектирования, а тем более - реализации системы, изжила себя вместе с так называемым каскадным подходом^{2Royce, Walker W. Managing the development of large software systems: concepts and techniques. Proc. IEEE WESTCON, Los Angeles, August 1970, pp. 1-9} [3.2], который поддерживал последовательную модель реализации системы. Спиральный^{3Boehm, B.W. A spiral model of software development and enhancement. IEEE Computer, 21 (5), 1988, pp. 61-72.} [3.2] подход, на котором базируется большинство современных методологий, предусматривает поэтапное выделение и детализацию требований на всем протяжении цикла разработки системы.

Тем не менее, требование полноты предъявляется к требованиям, формулируемым к системе. Надо понимать, что данное требование - это скорее тенденция, цель, к которой нужно постараться максимально приблизиться на как можно более ранних стадиях проекта.

Требование полноты можно рассматривать в двух аспектах: полнота отдельного требования и полнота системы требований.

Полнота отдельного требования - свойство, означающее, что текст требования не требует дополнительной детализации, то есть в нем предусмотрены все необходимые нюансы, особенности и детали данного требования.

Полнота системы требований - свойство, означающее, что совокупность артефактов, описывающих требования, исчерпывающим образом описывает все то, что требуется от разрабатываемой системы.

Ясность (недвусмысленность, определенность, однозначность спецификаций).

Каждый из совладельцев^{4Терминология RUP, см. материалы лекции "Процесс анализа требований"} разрабатываемой системы обладает своим личным опытом восприятия событий внешнего мира. Слово, произнесенное вслух, вызывает индивидуальные ассоциации в семантическом пространстве каждого отдельного воспринимающего субъекта. То, что является ясным, допустим, для кардиохирурга, совсем необязательно будет таковым для специалиста в области программной инженерии.

Соответственно, требование обладает свойством ясности, если оно сходным образом воспринимается всеми совладельцами системы. На практике ясность требований достигается в том числе и в процессе консультаций, в ходе которых происходит "выравнивание тезаурусов" совладельцев системы. Хорошим подспорьем в этом служит согласованный сторонами глоссарий ключевых понятий предметной области.

К.Вигерс [3.3] дает следующий совет по повышению ясности документов: "Пишите документацию просто, кратко и точно, применяя лексику, понятную пользователям".

Еще одной стороной понятия "ясность требования" является его прослеживаемость (см. также понятие трассируемости ниже по тексту). Требование, которое сформулировано ясно, может быть прослежено, начиная от того документа, где оно сформулировано впервые, вплоть до рабочих спецификаций.

Корректность и согласованность (непротиворечивость).

Корректность - одно из важнейших свойств требований. К. Вигерс в [3.3] вводит понятие корректности требования через точность описания функциональности. В этом смысле корректность в определенной степени конкурирует с полнотой. Но есть и различие: если свойство полноты носит скорее качественный характер: абсолютная полнота представляет недостижимый идеал, к которому можно приближаться, то свойство корректности носит оценочный характер и задает дихотомию: каждое из требований либо корректно, либо нет. Кроме того, можно рассуждать о взаимной корректности требований или согласованности (непротиворечивости): если два требования вступают в конфликт, значит - как минимум одно из них некорректно. В иерархии требований (см. материалы "Понятие требования. Классификации требований" ) можно выделить вертикальную и горизонтальную согласованность. Иными словами, требования не должны противоречить, соответственно, требованиям своего уровня иерархии и требованиям "родительского" уровня. Так, требования пользователей не должны противоречить бизнес-требованиям, а функциональные требования - требованиям пользователя.

Верифицируемость (пригодность к проверке).

Признаки (свойства) требований, рассматриваемые в настоящей лекции, нельзя считать независимыми. В математической статистике такие признаки называются коррелируемыми. Так, свойство верифицируемости существенно связано со свойствами ясности и полноты: если требование изложено на языке, понятном и одинаково воспринимаемом участниками процесса создания информационной системы, причем оно является полным, т.е. ни одна из важных для реализации деталей не упущена - значит, это требование можно проверить. При этом в ходе проверки у сторон (принимающей и сдающей работу) не должно возникнуть неразрешимых противоречий в оценках. Методы верификации требований будут рассмотрены в "Проверка требований" . Так как хорошо сформулированные требования составляют основу успешного создания системы - роль верифицируемости трудно переоценить. Требования к системе представляют основу контракта между Заказчиком и Исполнителем и если данные требования нельзя проверить - значит и контракт не имеет никакого смысла, следовательно, успех или неудача проекта будут зависеть только от эмоциональных оценок сторон и их способности договориться, а это - слишком шаткая основа для осуществления работ.