Специфицирование требований к системе

Несмотря на большое разнообразие подходов, методов и технологий создания программных систем, существуют базовые процессы, реализуемые в ходе разработки программных продуктов. Фундаментом любой программной системы является спецификация ее функций и действий, формирование которой обычно называют «разработкой требований». При специфицировании требований осуществляется формализация всей совокупности информации по требованиям с пошаговым нарастанием уровня детализации моделей системы.

В рамках объектной технологии проектирования компьютерных обучающих систем с использованием языка визуального моделирования Unified Modeling Language в процессе Rational Unified Process специфицирование требований осуществляется по технологической дисциплине «Определение требований».

Проблема и интерпретация требований

Проблема требований

Системы программного обеспечения по своей природе являются неосязаемыми, абстрактными, сложными и, по крайней мере, в теории, бесконечно изменяемыми. Поэтому, когда заказчик высказывает требования к системе нечетко, он предполагает, что впоследствии сможет их уточнить, изменить и дополнить.

Для отечественной индустрии создания программных систем, в том числе и компьютерных обучающих систем, нет статистических данных о влиянии различных проблем разработки на бюджет и сроки проектов.

Однако зарубежная статистика показывает, что затраты на устранение ошибок в определении требований к системе в процессе разработки в зависимости от этапа жизненного цикла проекта могут достигать от 30 до 50% общего бюджета. При этом, несмотря на дополнительные вложенные средства, выполнение 25−33% проектов не завершается [47].

В середине 90-х гг. ведущими зарубежными аналитиками были проведены исследования состояния индустрии разработки программного обеспечения, которые свидетельствуют, что с начала 70-х гг. наблюдается кризис программирования, впервые отмеченный в США. Для этого кризиса характерен чрезвычайно низкий процент успешных проектов.

Наиболее полными и значимыми явились исследования компании Standish Group, организации ESPITI (European Software Process Improvement Training Initiative — Европейская инициатива по обучению совершенствования процесса программирования) и Каперса Джонса.

Известны результаты исследований компании Standish Group итогов выполнения более 23 тысяч проектов, связанных с разработкой в основном коммерческого программного обеспечения, в 364 американских компаниях. В отчете [139] представлены следующие основные выводы:

• • 31% проектов, от общего числа изученных, оказались закрыты до своего завершения;
• • 53% проектов по созданию программного обеспечения превысили свой первоначальный бюджет более чем на 50%;
• • в больших компаниях только 9% проектов по созданию программного обеспечения были выполнены в срок и уложились в рамки бюджета. Для средних и малых компаний аналогичные значение возрастают до 16% и 28% соответственно.

В отчете Standish Group указаны три ключевых фактора, наиболее часто создающих проблемы в проектах:

• • недостаток исходной информации от клиента — 13% всех проектов;
• • неполные требования и спецификации — 12% проектов;
• • изменение требований и спецификаций — 12% всех проектов.

Таким образом, если считать, что приведенные в исследовании Standish Group цифры представляют реальное положение дел в программной индустрии, то осуществлению, по крайней мере, трети проектов препятствуют проблемы, непосредственно связанные со сбором и документированием требований, а также управлением ими. В то же время, согласно проведенному исследованию наиболее важными факторами, влияющими на успешность разработки, являются:

• • участие в разработке пользователей — 16% всех успешных проектов;
• • ясное описание требований — 12% всех успешных проектов. Подтверждением результатов исследований Standish Group

являются данные опроса, проведенного организацией ESPITI (European Software Process Improvement Training Initiative — Европейская инициатива по обучению совершенствованию процесса программирования) с целью определить относительную значимость различных существующих в отрасли типов проблем [106].

Результаты опроса 3800 респондентов, представленные на рис. 4.5, подтвердили, что ключевые «проблемные» факторы при разработке программного обеспечения связаны с требованиями.

Рис. 4.5. Основные типы проблем при разработке программного обеспечения:

1 — спецификации требований; 2 — управление требованиями; 3 — документация; 4 — программное обеспечение и тестирование; 5 — управление проектом; 6 — кодирование

Почти половина респондентов выделила две главные проблемы:

• 1. Спецификация требований
• 2. Управление требованиями клиента

Если в исследованиях Standish Group как и в ESPITI содержатся качественные данные о влиянии требований как фактора риска на разработку программного обеспечения, то в исследованиях К. Джонса даны количественные оценки последствий ошибок в требованиях [121].

В таблице 4.1 приводятся результаты обработки данных о вероятном количестве возможных дефектов и средней эффективности их устранения организацией-разработчиком посредством различных комбинаций тестирования, контроля и других методов.

Таблица 4.1.

Источники и оценка дефектов разработки программного обеспечения

В колонке «Возможность возникновения» произведена нормализация в соответствии с долей каждой категории, при условии, что общее количество дефектов принято за 5,00. Это число выбрано произвольно и ничего не говорит об абсолютном количестве недоработок. Колонка «Оставшиеся дефекты», относящаяся к тому, что видит в конечном итоге пользователь, нормализована аналогичным образом.

Ошибки требований занимают первое место среди оставшихся недоработок и составляют примерно одну треть всех неустраненных дефектов. Таким образом, это исследование служит доказательством того, что ошибки требований — наиболее распространенная категория ошибок при разработке систем, а стоимость устранения таких ошибок, как правило, высока.