Множественность точек зрения

При разработке архитектуры ПО важным оказывается совмещение множества точек зрения. ПО оказывается настолько сложным, что его архитектуру не построить как единую модель – множество отдельных аспектов должны быть представлены в архитектуре, их связи сложны и плохо выразимы в явном виде. Полезнее оказывается создание множества моделей, созданных с разных точек зрения.

Причина множественности точек зрения при разработке ПО. Умение рассматривать предмет с разных точек зрения является важнейшей философией успешной практики при работе с большими объемами разнородной и сложной информации. Посмотрим на разработку ПО и то, почему там востребованы разные взгляды на процесс, систему и т.д.

Это происходит, прежде всего, из-за разных видов деятельности процесса разработки ПО (см. рис. 4.1). При составлении функциональных требований к ПО обращают внимание на то, какая именно функциональность должна быть реализована, но при этом опускаются принципы и детали реализации. При проектировании, наоборот, на первое место выходят принципы реализации ПО. А при тестировании детали реализации снова неважны — на ПО смотрят как на черный ящик, реализующий (не важно каким способом) некоторый набор пользовательской функциональности. При развертке у заказчика на ПО смотрят как на набор файлов, хранилищ данных и т. д.

Рис. 4.1. Разные виды деятельности – разные взгляды на систему

Далее, в разработку/использование ПО вовлечено большое количество очень разных специалистов: программисты, инженеры, тестеры, технические писатели, менеджеры, заказчик, пользователи, продавцы-маркетологи и т. д. (см. рис. 4.2). Для всех этих специалистов нужна разная информация о программной системе. Представьте, что произойдет, если, например, продавцу или заказчику-непрограммисту в ответ на просьбу получше ознакомиться с ПО вы дадите почитать программные коды…

Рис. 4.2. Разные специалисты – разные взгляды на систему

Множественность точек зрения происходит также от того, что нет единых стандартов и норм разработки ПО. То есть разработка ПО во многом " state of art ". Часто приходится изобретать новую точку зрения моделирования прямо по ситуации – чтобы именно этот эксперт тебя понял, чтобы именно эти особенности системы были отражены. Часто здесь – как в лотерее: создается несколько описаний системы с разных точек зрения, какое-то оказывается удачным и его все используют в дальнейшем.

Итак, разные виды деятельности при разработке ПО, разные категории специалистов, задействованные в программном проекте, и уникальность каждой конкретной ситуации при разработке — все это приводит к созданию и использованию различных моделей, выполненных с разных точек зрения.

Точка зрения (viewpoint) — это определенный взгляд на систему, который осуществляется для выполнения какой-то определенной задачи кем-либо из участников проекта. Точку зрения нужно ясно осознавать при создании визуальных моделей, например, варианты использования. Важно понимать, что она может быть в каждом конкретном случае своя. Важнейшими характеристиками точки зрения моделирования является цель (зачем создается модель) и целевая аудитория (то есть, для кого она предназначается).

Важным вопросом, на который нужно честно себе ответить в самом начале моделирования — это зачем вы используете диаграммы (в частности, UML). Это и есть определение цели моделирования. Потому, что так создавать модели правильно? И все проблемы (даже те, о которых ничего еще не известно) волшебным образом исчезнут? Очень часто, например, при создании модели случаев использования присутствует именно такая "цель" моделирования. А потом оказывается, что никакие проблемы не "вылечились", а наоборот, возникли новые (например, созданные нами диаграммы никто не понимает и не принимает). Да и сам аналитик чувствует, что диаграммы получились какие-то странные….

А может все происходит совсем не так. Например, аналитик действительно задался целью выявить требования к системе — не навязать свое собственное видение другим, а выяснить нужную информацию, смоделировать и изложить ее доступно. Для этого он и использует диаграммы случаев использования. Ему важно, чтобы будущие пользователи системы могли участвовать в этом процессе, диаграммы рисуются для них, они понятны и не избыточны. И эти же диаграммы структурируют и проясняют информацию для самого аналитика.

Подобных сюжетов на практике происходит множество. Тут важно понимать, что цель модели — это не какая-то гипотетическая задача типа "описания архитектуры, потому что так нужно, так правильно", а целевая аудитория — это не абстракция типа "люди, желающие познакомиться с ПО ". И то и другое — что-то очень конкретное, реально существующее в проекте или рядом с ним. Ведь разработчики ПО не могут позволить себе за деньги заказчика создавать нечто на все века и для всех народов. И цель моделирования, и аудитория, которая будет работать с диаграммами, всегда существуют, важно лишь ясно понимать, какие они…

Вот полезный практический прием для ориентации на целевую аудиторию, для которой предназначена создаваемая вами модель. Можно выбрать одного представителя такой аудитории — конкретного и известного вам человека — и создавать диаграммы, понятные именно ему. При этом важно не обсуждать чрезмерно с ним ваши модели, поскольку это может создать дополнительный контекст, которого другие пользователи моделей будут лишены. Полезно представлять воображать себе этого человека при работе над моделями — его реакции, вопросы, недоумения и пр. И, исходя из этого, корректировать, исправлять созданное. И, конечно же, полезно проверить свои предположения, показав ему, что получилось.

Кроме того, важно, чтобы точка зрения была "живая", а не выдумывалась аналитиком или бездумно копировалась из книжек и тренингов, посвященных UML. Незаметно для себя аналитик может придумать свой собственный проект, своих собственных пользователей системы, заказчика и т.д. То есть аналитик исподволь, навязывает самому себе определенное восприятие реально существующих людей, задач, сильно искажая реальное положение дел. И именно в контексте этой воображаемой ситуации он создает свои модели. Но ведь реальные люди, реальные ситуации обладают своеобразием, большим диапазоном вариативности. Соответственно, аналитик должен обладать гибкостью сознания, большим диапазоном техник, а также чуткостью и искренним стремлением к тому, чтобы сделать каждый конкретный проект, где он участвует, более гармоничным, более адекватным.

9.10.11. Виды требований и некоторые ошибки при документировании требований.

Свойства требований.Варианты формализации требований. Цикл работы с требованиями.

Виды и свойства требований

Разделим требования на две большие группы – функциональные и нефункциональные.

Функциональные требования являются детальным описанием поведения и сервисов системы, ее функционала. Они определяют то, что система должна уметь делать.

Нефункциональные требования не являются описанием функций системы. Этот вид требований описывает такие характеристики системы, как надежность, особенности поставки (наличие инсталлятора, документации), определенный уровень качества (например, для новой Java-машины это будет означать, что она удовлетворяет набору тестов, поддерживаемому компанией Sun). Сюда же могут относиться требования на средства и процесс разработки системы, требования к переносимости, соответствию стандартам и т.д. Требования этого вида часто относятся ко всей системе в целом. На практике, особенно начинающие специалисты, часто забывают про некоторые важные нефункциональные требования.

Сформулируем ряд важных свойств требований.

· Ясность, недвусмысленность — однозначность понимания требований заказчиком и разработчиками. Часто этого трудно достичь, поскольку конечная формализация требований, выполненная с точки зрения потребностей дальнейшей разработки, трудна для восприятия заказчиком или специалистом предметной области, которые должны проинспектировать правильность формализации.

· Полнота и непротиворечивость.

· Необходимый уровень детализации. Требования должны обладать ясно осознаваемым уровнем детализации, стилем описания, способом формализации: либо это описание свойств предметной области, для которой предназначается ПО, либо это техническое задание, которое прилагается к контракту, либо это проектная спецификация, которая должна быть уточнена в дальнейшем, при детальном проектировании. Либо это еще что-нибудь. Важно также ясно видеть и понимать тех, для кого данное описание требований предназначено, иначе не избежать недопонимания и последующих за этим трудностей. Ведь в разработке ПО задействовано много различных специалистов – инженеров, программистов, тестировщиков, представителей заказчика, возможно, будущих пользователей – и все они имеют разное образование, профессиональные навыки и специализацию, часто говорят на разных языках. Здесь также важно, чтобы требования были максимально абстрактны и независимы от реализации.

· Прослеживаемость — важно видеть то или иное требование в различных моделях, документах, наконец, в коде системы. А то часто возникают вопросы типа – "Кто знает, почему мы решили, что такой-то модуль должен работать следующим образом ….?". Прослеживаемость функциональных требований достигается путем их дробления на отдельные, элементарные требования, присвоение им идентификаторов и создание трассировочной модели, которая в идеале должна протягиваться до программного кода. Хочется например, знать, где нужно изменить код, если данное требование изменилось. На практике полная формальная прослеживаемость труднодостижима, поскольку логика и структура реализации системы могут сильно не совпадать с таковыми для модели требований. В итоге одно требование оказывается сильно "размазано" по коду, а тот или иной участок кода может влиять на много требований. Но стремиться к прослеживаемости необходимо, разумно совмещая формальные и неформальные подходы.

· Тестируемость и проверяемость — необходимо, чтобы существовали способы оттестировать и проверить данное требование. Причем, важны оба аспекта, поскольку часто проверить-то заказчик может, а вот тестировать данное требование очень трудно или невозможно в виду ограниченности доступа (например, по соображениям безопасности) к окружению системы для команды разработчика. Итак, необходимы процедуры проверки –выполнение тестов, проведение инспекций, проведение формальной верификации части требований и пр. Нужно также определять "планку" качества (чем выше качество, тем оно дороже стоит!), а также критерии полноты проверок, чтобы выполняющие их и руководители проекта четко осознавали, что именно проверено, а что еще нет.

· Модифицируемость. Определяет процедуры внесения изменений в требования.

Варианты формализации требований

Вообще говоря, требования как таковые – это некоторая абстракция. В реальной практике они всегда существуют в виде какого-то представления – документа, модели, формальной спецификации, списка и т.д. Требования важны как таковые, потому что оседают в виде понимания разработчиками нужд заказчика и будущих пользователей создаваемой системы. Но так как в программном проекте много различных аспектов, видов деятельности и фаз разработки, то это понимание может принимать очень разные представления. Каждое представление требований выполняет определенную задачу, например, служит "мостом", фиксацией соглашения между разными группами специалистов, или используется для оперативного управления проектом (отслеживается, в какой фазе реализации находится то или иное требование, кто за него отвечает и пр.), или используется для верификации и модельно-ориентированного тестирования. И в первом, и во втором, и в третьем примере мы имеем дело с требованиями, но формализованы они будут по -разному.

Итак, формализация требований в проекте может быть очень разной – это зависит от его величины, принятого процесса разработки, используемых инструментальных средств, а также тех задач, которые решают формализованные требования. Более того, может существовать параллельно несколько формализаций, решающих различные задачи. Рассмотрим варианты.

1. Неформальная постановка требований в переписке по электронной почте. Хорошо работает в небольших проектах, при вовлеченности заказчика в разработку (например, команда выполняет субподряд). Хорошо также при таком стиле, когда есть взаимопонимание между заказчиком и командой, то есть лишние формальности не требуются. Однако, электронные письма в такой ситуации часто оказываются важными документами – важно уметь вести деловую переписку, подводить итоги, хранить важные письма и пользоваться ими при разногласиях. Важно также вовремя понять, когда такой способ перестает работать и необходимы более формальные подходы.

2. Требования в виде документа – описание предметной области и ее свойств, техническое задание как приложение к контракту, функциональная спецификация для разработчиков и т.д.

3. Требования в виде графа с зависимостями в одном из средств поддержки требований (IBM Rational RequisitePro, DOORS, Borland CaliberRM и нек. др.). Такое представление удобно при частом изменении требований, при отслеживании выполнения требований, при организации "привязки" к требованиям задач, людей, тестов, кода. Важно также, чтобы была возможность легко создавать такие графы из текстовых документов, и наоборот, создавать презентационные документы по таким графам.

4. Формальная модель требований для верификации, модельно-ориентированного тестирования и т.д.

Итак, каждый способ представления требований должен отвечать на следующие вопросы: кто потребитель, пользователь этого представления, как именно, с какой целью это представление используется.

Некоторые ошибки при документировании требований. Перечислим ряд ошибок, встречающихся при составлении технических заданий и иных документов с требованиями.

· Описание возможных решений вместо требований.

· Нечеткие требования, которые не допускают однозначную проверку, оставляют недосказанности, имеют оттенок советов, обсуждений, рекомендаций: "Возможно, что имеет смысл реализовать также…..", "и т.д.".

· Игнорирование аудитории, для которой предназначено представление требований. Например, если спецификацию составляет инженер заказчика, то часто встречается переизбыток информации об оборудовании, с которым должна работать программная система, отсутствует глоссарий терминов и определений основных понятий, используются многочисленные синонимы и т.д. Или допущен слишком большой уклон в сторону программирования, что делает данную спецификацию непонятной всем непрограммистам.

· Пропуск важных аспектов, связанных с нефункциональными требованиями, в частности, информации об окружении системы, о сроках готовности других систем, с которыми должна взаимодействовать данная. Последнее случается, например, когда данная программная система является частью более крупного проекта. Типичны проблемы при создании программно-аппаратных систем, когда аппаратура не успевает вовремя и ПО невозможно тестировать, а в сроках и требованиях это не предусмотрено….

Цикл работы с требованиями

В своде знаний по программной инженерии SWEBOK определяются следующие виды деятельности при работе с требованиями.

· Выделение требований (requirements elicitation), нацеленное на выявление всех возможных источников требований и ограничений на работу системы и извлечение требований из этих источников.

· Анализ требований (requirements analysis), целью которого является обнаружение и устранение противоречий и неоднозначностей в требованиях, их уточнение и систематизация.

· Описание требований (requirements specification). В результате этой деятельности требования должны быть оформлены в виде структурированного набора документов и моделей, который может систематически анализироваться, оцениваться с разных позиций и в итоге должен быть утвержден как официальная формулировка требований к системе.

· Валидация требований (requirements validation), которая решает задачу оценки понятности сформулированных требований и их характеристик, необходимых, чтобы разрабатывать ПО на их основе, в первую очередь, непротиворечивости и полноты, а также соответствия корпоративным стандартам на техническую документацию.