Plano de projeto do sistema de negociação de ações

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Especificação de requisitos.

"A parte única mais difícil de construir um sistema de software é decidir exatamente o que construir." [Brooks, 1987]

Objetivos.

No final desta lição você deve ser capaz de responder as seguintes perguntas:

1. Qual a diferença entre requisitos funcionais e não funcionais? Quais são as restrições?

2. Quais são as diferentes opções para organizar os requisitos do sistema? O que deve e não deve ser incluído em um documento de requisitos?

3. O que é gerenciamento de requisitos (exemplo específico de controle de mudanças)?

4. Qual a diferença entre um protótipo evolutivo e descartável?

Introdução.

Antes que você possa construir algo, você precisa saber o que é necessário construir. É durante a fase de requisitos que a definição do sistema toma forma.

As três principais tarefas da fase de requisitos são:

Compreenda o problema. Todo projeto é motivado pelo desejo de resolver algum problema ou perseguir uma oportunidade. O primeiro passo do processo de requisitos é obter uma melhor compreensão do domínio do problema geral, bem como as necessidades específicas do cliente e potenciais usuários. Quais são os objetivos deles? Que tarefas eles precisam para poder realizar?

Determine o comportamento do sistema que solucionará o problema ou a oportunidade identificada. Este é o comportamento lógico ou conceitual do sistema proposto. Sem entrar nos detalhes da interface do usuário, a principal questão a responder é: o que exatamente o sistema deve fazer?

Documentar o sistema desejado em uma especificação escrita ou documento de requisitos. As especificações escritas comunicam claramente a todos os envolvidos exatamente o que está planejado. O valor de ter especificações escritas é que mal entendimentos e problemas podem ser trabalhados antes do tempo, antes que o sistema seja criado. Custa muito menos para corrigir um problema no documento de requisitos do que para consertar o mesmo problema no produto final. Os requisitos escritos também são a base para o planejamento de projetos e as atividades de teste do sistema.

Os requisitos são importantes porque conduzem outras atividades a jusante, incluindo gerenciamento de projetos, desenvolvimento técnico, testes de sistema e documentação do usuário. Pequenos requisitos iniciais podem levar a retrabalho em todas essas áreas. Se os requisitos não são bem compreendidos, as atividades a jusante sofrem. Ter os requisitos errados pode desencadear retrabalhos desnecessários no planejamento, arquitetura, testes e documentação.

Figura x. Os requisitos de software conduzem atividades a jusante.

Não só é importante compreender e documentar os requisitos iniciais, mas também é importante gerenciar as mudanças desses requisitos à medida que o projeto avança.

Os requisitos conduzem aos processos técnicos e de gestão:

Os requisitos são: características internas e externas do sistema necessárias para satisfazer as necessidades explícitas e implícitas do usuário.

A produção da especificação de requisitos é um esforço conjunto entre cliente e desenvolvedor. Os requisitos devem ser detalhados o suficiente para que os desenvolvedores tenham informações suficientes para projetar e desenvolver o sistema, mas ainda podem ser legíveis para clientes e usuários finais para que possam verificar a exatidão e integridade do documento.

A captura de requisitos é um esforço conjunto. Os usuários entendem o domínio do problema e o que é necessário, os desenvolvedores entendem a tecnologia e o que é viável. Ambos têm que se unir para desenvolver um sistema. A coleta de requisitos é intensiva em comunicação.

Um dos objetivos da especificação de requisitos é capturar o & quot; verdadeiro? requisitos. Os requisitos verdadeiros referem-se aos requisitos que irão agregar valor para o usuário final. Você deve entregar o que o usuário quer ou o que o usuário precisa? Você pode ter certeza da diferença entre o que o usuário precisa e o que você acha que o usuário precisa? Idealmente, todos concordarão com o que é necessário. O objetivo da coleta de requisitos é entender as necessidades reais e as expectativas implícitas sobre como o sistema funcionará. Os requisitos especificados devem representar as verdadeiras necessidades do cliente.

[Primeiro trabalho para que o usuário deseje o que o usuário precisa. Se estes não puderem ser equivalentes, é uma chamada de julgamento. Os fornecedores comerciais de software provavelmente construirão o que o usuário precisa. As organizações que trabalham sob controle provavelmente estão mais seguras com o que o usuário deseja.]

Requisitos documentam o que o sistema fará em vez de como ele o fará (design). Incluir design nos requisitos restringe desnecessariamente as opções dos desenvolvedores. No entanto, durante a coleta de requisitos, pode ser útil considerar projetos específicos para entender melhor quais são os requisitos verdadeiros. Um design pode ser sugerido e, ao elaborar os requisitos usando o design sugerido, outros requisitos podem ser descobertos. (O design também pode sugerir como organizar os requisitos.) Esta é a natureza do desenvolvimento iterativo. Projetos ou soluções sugeridas devem ser projetos ou soluções conceituais e não atuar como restrições ao desenvolvimento. Alguns usuários com habilidades técnicas fortes tendem a especificar requisitos em termos de soluções. Os requisitos não são iguais às soluções.

[A distinção de como fazer não é útil a menos que você considere o comportamento externo e a forma como a implementação interna. O que e, como não é uma distinção útil para decidir qual é a província dos requisitos e a do design. É relativo. É um requisito se é importante para o usuário ou cliente. ]

O tempo gasto na coleta de requisitos é um excelente investimento. É menos dispendioso reformular um documento de requisitos do que o código e outros produtos de trabalho a jusante.

O desejo de se precipitar ao código pode ser proveniente de desenvolvedores e partes interessadas. O objetivo final é o código, mas há valor em gastar tempo em requisitos antecipados. "Correndo para codificar" também pode ser uma manifestação da legítima necessidade de entender a tecnologia e as ferramentas nas quais o sistema será construído. Se houver vontade de se "apressar para codificar", talvez seja hora de agendar um protótipo técnico (também conhecido como pré-visualização de tecnologia).

Os requisitos devem ser definidos usando a terminologia do domínio do usuário, o inglês estruturado geralmente funciona melhor. Qualquer modelo (modelos de análise) deve ser compreensível para os usuários finais.

A especificação de requisitos é escrita para o cliente ou cliente, que pode não ser o mesmo que o usuário final. O cliente / cliente é a pessoa que solicita o produto e geralmente a pessoa que pagará o produto. O usuário final é a pessoa que realmente irá interagir com o produto. No entanto, o usuário final deve ter alguma entrada para os requisitos do sistema.

Processo de engenharia de requisitos:

O processo de engenharia dos requisitos se desdobrará grosseiramente na ordem apresentada acima, no entanto, como qualquer outra atividade intelectual, é difícil trabalhar completamente de forma sequencial. Na prática, as atividades provavelmente serão entrelaçadas e os resultados serão refinados iterativamente e de forma incremental.

Stakeholders / Roles.

Cliente / Cliente - pessoa que especifica e aceita o produto.

Usuário - pessoa que usará o produto.

Product Champion / Manager ou Ligação do usuário final - fornece a voz do cliente.

Classes de usuários.

É importante identificar os diferentes tipos de usuários que estarão usando o produto. Os usuários podem ser agrupados em diferentes categorias ou classes de usuários. As classes de usuário são determinadas por antecedentes, experiência, objetivos, privilégios de acesso, etc. Algumas classes de usuários podem ter prioridade sobre outras. Cada classe de usuário tem seu próprio conjunto de requisitos.

Se você não conseguir obter requisitos de todos os usuários, deve haver um representante de cada classe de usuário. ("Funções" em casos de uso falam).

Níveis de Requisitos.

Os requisitos podem ser expressos em diferentes níveis de detalhe. Muitas vezes, é mais fácil calcular os requisitos de cima para baixo, do resumo ao específico. Como sugere a figura x, a maneira mais detalhada de expressar os requisitos é em termos da interface de usuário atual esperada. Embora os usuários possam claramente preferir um detalhe da interface do usuário sobre o outro, a maioria dos aplicativos não requer uma interface de usuário específica. Conseqüentemente, os requisitos raramente são especificados até o nível da interface do usuário. Quando os detalhes da interface do usuário estão incluídos nos requisitos, eles geralmente são incluídos simplesmente para obter feedback sobre as opções de design da interface do usuário.

É conveniente considerar os requisitos em quatro níveis diferentes:

Figura x. Níveis padrão de abstração para expressar requisitos.

A declaração mais restrito dos requisitos é o propósito de criar o sistema. A declaração de propósito define os objetivos para o sistema e define o escopo geral do produto. Deve ser possível indicar o propósito do sistema em um parágrafo ou dois.

Além da declaração geral de propósito, deve haver alguma maneira de expressar um conjunto mais detalhado de requisitos. Uma opção é enumerar todas as expectativas para o sistema com uma lista de "sistema deve ser".

O sistema deve ser expresso em prosa. Alternativamente, eles podem ser listados individualmente, cada um com um identificador exclusivo para rastreabilidade.

Os requisitos completos para um aplicativo podem ser declarados como uma lista de lavanderia do sistema deve ser, mas há algumas desvantagens com este formato para expressar os requisitos. Em primeiro lugar, obscurece a relação entre requisitos que podem levar a exigências faltantes ou incompletas. Em segundo lugar, uma longa lista de requisitos não é muito legível, o que dificulta a revisão e a verificação. Os usuários geralmente não estão dispostos a analisar meticulosamente uma longa lista de requisitos individuais.

Uma alternativa para - e às vezes complementar - capturando requisitos como uma lista de sistema deve ser a captura de requisitos com casos de uso. Um caso de uso é uma descrição narrativa da interação orientada a objetivos entre o sistema e o usuário. Ele expressa os requisitos do sistema em termos do diálogo esperado entre o sistema e o usuário. Os casos de uso oferecem não apenas um mecanismo para expressar requisitos, mas também um método para induzi-los. É muito mais fácil para os usuários descreverem a interação do sistema desejada do que é para eles listar os requisitos individuais do sistema.

Sempre que você adiciona detalhes a uma especificação, você restringe ou limita outras opções.

Existe uma linha fina entre os requisitos do usuário e as especificações do sistema. A vantagem de fazer a distinção é não restringir excessivamente uma solução, observando quais são as verdadeiras atividades do usuário (em oposição à automação dessas atividades).

Tipos de Requisitos.

Funcional.

Requisitos funcionais = especificações do sistema. Os requisitos funcionais geralmente são "binários". Eles estão lá ou não estão lá.

Os requisitos de software são uma combinação de requisitos funcionais e não funcionais. (Veja a figura x) Os requisitos funcionais descrevem "quê" o sistema fará. Eles são absolutos e, portanto, mais fáceis de especificar. "O sistema deve solicitar a identificação do usuário e a senha". & quot; Os requisitos não funcionais descrevem a qualidade do desempenho - "quot; como" o sistema irá executar. Os requisitos não funcionais são mais difíceis de especificar porque as qualidades do sistema não funcionais são relativas e às vezes em conflito. Por exemplo, é desejável ter um sistema que seja eficiente e sustentável. No entanto, um estilo de codificação que é eficiente muitas vezes não é fácil de entender e manter.

figura x. Requisitos funcionais e não funcionais.

Características de qualidade do software.

Esta seção define algumas das principais características de qualidade do software introduzidas pelos modelos de qualidade na seção anterior. Essas características, muitas vezes chamadas de "unidades" de software, são a base para expressar e validar os requisitos não funcionais de um sistema de software. As definições nesta seção são adaptadas de [Cavano e McCall '78 via Chow '85] [Boehm et. al. '78] [Ghezzi 2003] [Wiegers 1999].

TBD: características de qualidade de software não funcionais podem ser classificadas como internas (interessadas para desenvolvedores) e externas (as que interessam ao cliente e aos usuários finais).

Disponibilidade. A disponibilidade é a probabilidade de o sistema estar disponível em um determinado momento. A Figura 15 abaixo mostra um modelo para o ciclo de vida operacional de um sistema. O sistema é executado por um certo período de tempo antes que uma falha seja encontrada. O tempo médio para esta duração é o tempo médio para falha (MTTF). Há um período de manutenção durante o qual o sistema não está disponível. O tempo médio para esta duração é o tempo médio para reparar (MTTR). Uma vez reparado, o sistema é executado novamente até a próxima falha (MTTF). Formalmente, a disponibilidade é a porcentagem de tempo em que o sistema está disponível para uso produtivo. Usando as medidas mostradas na figura 18, disponibilidade = MTTF / MTBF.

Na prática, os requisitos de disponibilidade podem ser maiores ou inferiores durante determinados períodos. Por exemplo, um sistema de negociação de ações on-line pode ter requisitos de alta disponibilidade durante o dia, enquanto o mercado de ações está aberto para negociação. À noite, o requisito de disponibilidade pode ser baixo ou mesmo inexistente.

Figura 15. Ciclo de vida operacional de um sistema.

Confiabilidade. Confiabilidade é a probabilidade de o software funcionar sem falhas durante um período de tempo específico. Existe uma diferença sutil entre disponibilidade e confiabilidade. A disponibilidade representa a medida de um sistema de software em um determinado momento. A confiabilidade é a medida de um sistema de software durante um período de tempo. A primeira preocupação do usuário é a disponibilidade. "O sistema está disponível quando eu precisar dele? & quot; Em seguida, a preocupação do usuário é a confiabilidade. "OK", o sistema está disponível, mas funcionará o tempo suficiente para que eu possa terminar o meu trabalho? & quot; Usando as medidas mostradas na figura 15 acima, a confiabilidade é o tempo médio de falha (MTTF).

Como uma analogia, um carro está disponível se ele começar quando você precisar. É confiável se, uma vez iniciado, o leva ao seu destino sem falhar. É sustentável se, quando necessário, o custo de manutenção é razoável.

Manutenção. A manutenção é uma medida do esforço necessário para corrigir um defeito ou fazer uma mudança de preservação de função no software. O software é sustentável se for fácil de entender e testar. A manutenção está intimamente relacionada à flexibilidade. Ambos são uma medida da capacidade do software de aceitar a mudança. A distinção feita aqui é que a capacidade de manutenção está preocupada apenas com as mudanças de preservação de funções, enquanto a flexibilidade cobre melhorias funcionais. Usando a terminologia do capítulo 17, a manutenção é preocupante com mudanças corretivas e preventivas, e flexibilidade com adaptação e aperfeiçoamento.

Existe certamente uma sobreposição entre manutenção e flexibilidade (ou seja, ambos dependem do software ser compreensível e testável), mas é possível aumentar cada qualidade independentemente da outra. Por exemplo, um design fraco ainda pode ser sustentável se o código for compreensível, mas provavelmente não será flexível de forma que facilite a extensão.

Flexibilidade. (Também chamado de extensibilidade, evolutividade, etc.) A flexibilidade é uma medida do esforço necessário para ampliar a funcionalidade do software. Flexibilidade, como manutenção, depende de um software que seja fácil de entender e testar. Para ser flexível, o software também deve ter um design que suporte a extensão. Uma maneira de alcançar um design flexível é antecipar as mudanças de frente. Durante a fase de requisitos, os clientes geralmente têm alguma visão de potenciais aprimoramentos futuros. Esses aprimoramentos potenciais podem ser documentados junto com os requisitos e transmitidos como entrada na fase de projeto. Desenvolver iterativamente também incentiva o design flexível, uma vez que cada iteração é essencialmente a extensão do produto.

Robustez. Um sistema robusto é aquele que responde razoavelmente quando confrontado com entradas inesperadas ou condições inesperadas no ambiente operacional. A robustez faz fronteira com a correção e a confiabilidade. Uma vez que as entradas ou condições de operação inválidas são identificadas, as respostas apropriadas podem ser incluídas nos requisitos - uma violação da qual seria então uma questão de correção ou confiabilidade. (Veja a figura 16.)

Figura 16. A robustez está respondendo razoavelmente a insumos ou condições imprevistos.

A maioria dos sistemas irá encontrar entradas inesperadas e / ou condições de operação em algum momento durante a vida útil. Os sistemas que respondem a entradas ou condições de operação inesperadas de forma razoável são robustos. A robustez de um sistema é amplamente determinada pela forma como os programadores respondem quando encontram "impossível" condições em seu código. (Consulte a listagem de códigos 1.)

Listagem 1. Uma decisão que afeta a robustez.

Verificabilidade. (Também chamado de testabilidade.) A verificabilidade é a medida do esforço necessário para (1) especificar os critérios de validação de um produto de trabalho e (2) verificar se o produto de trabalho atende aos seus critérios de validação. Por exemplo, um projeto é mais difícil de verificar do que uma rotina matemática porque os critérios para estabelecer a correção de um projeto são mais difíceis de definir do que os critérios para estabelecer a correção de uma rotina matemática. Uma rotina matemática também é mais fácil de testar porque pode ser isolada do seu ambiente e testada com valores conhecidos.

A verificabilidade é um pouco mais geral do que a testabilidade. Enquanto o teste é apenas prático para o código, todos os produtos de trabalho podem ser verificados usando técnicas de análise estática. O teste dinâmico é a operação de um sistema com o objetivo de verificar que funciona corretamente. A análise estática é a revisão analítica dos produtos de trabalho (incluindo o código) com o objetivo de verificar se o produto de trabalho está em conformidade com suas especificações ou requisitos. Todos os produtos de trabalho do ciclo de vida do software podem ser verificados usando técnicas dinâmicas ou estáticas.

Uma maneira de melhorar a verificabilidade do código é instrumentá-lo com casos de teste automatizados. (O teste automatizado é discutido no capítulo 16.)

Eficiência. Um sistema é eficiente se ele executar sua função sem desperdiçar recursos, como tempo de CPU, memória, espaço em disco e largura de banda. A eficiência é principalmente um problema quando afeta o desempenho. Eficiência é uma qualidade interna, e o desempenho é uma qualidade externa ou externa. Uma rotina pode ser ineficiente, mas enquanto não causar um desempenho inaceitável como visto pelo usuário final, não é um problema de desempenho.

A eficiência geralmente está em conflito com outros objetivos de qualidade desejáveis, como portabilidade e manutenção. Os aumentos de eficiência geralmente ocorrem à custa dessas outras características (e vice-versa). Os avanços na tecnologia tornam o equilíbrio certo um alvo em movimento. Microprocessadores mais rápidos e memória mais barata tornam certas ineficiências mais toleráveis, mas a demanda por dispositivos menores e menos caros aumenta a prioridade de eficiência para muitas aplicações.

Portabilidade. A portabilidade é a medida do esforço necessário para mover um sistema de software para um novo ambiente de hardware ou software. Como um sistema operacional e possivelmente outro middleware se sentem entre um aplicativo e o hardware subjacente, a portabilidade entre ambientes de software é muitas vezes a maior preocupação. As dependências de software que podem limitar a portabilidade incluem dependências para o sistema operacional, banco de dados, ambiente de tempo de execução ou outros serviços, como filas de mensagens, diretórios de autenticação, etc. A melhor maneira de planejar a portabilidade é modularizar em torno de dependências potenciais. Por exemplo, a primeira camada no estilo de arquitetura em camadas é muitas vezes uma camada abstrata para os serviços do sistema operacional. Dada essa camada, as mudanças necessárias para mover o programa para um novo sistema operacional seriam limitadas a uma única camada no projeto. (Para mais informações sobre o estilo de arquitetura em camadas, veja o capítulo 10.)

A portabilidade de um sistema é muitas vezes expressa como a porcentagem de esforço necessário para escrever o sistema a partir do zero em um novo ambiente sem o auxílio do sistema existente. Por exemplo, um sistema que possui uma medida de portabilidade de 10% implica que poderia ser portado para um novo ambiente para 10% do custo de escrever o sistema a partir do zero no novo ambiente, sem o auxílio do sistema existente. A portabilidade geralmente é definida em relação a um ambiente alvo específico [Gilb 88].

Reutilização. A reutilização é a medida do esforço necessário para reutilizar um componente ou artefato em um contexto diferente daquele para o qual foi originalmente desenvolvido. A reutilização é outra característica de qualidade que se aplica não apenas ao código, mas a qualquer artefato criado durante o ciclo de vida do software. Uma organização com um processo de desenvolvimento padrão geralmente possui uma coleção de recursos do processo de software, como modelos e documentos de amostra que podem ser reutilizados em todos os projetos. Seguir um processo de desenvolvimento padrão em si pode ser considerado uma forma de reutilização. A maioria das atenções, no entanto, geralmente é colocada em reutilização de código porque oferece a maior oportunidade de alavancar ativos. Muitas organizações promovem a criação e o uso de um repositório comum de ativos reutilizáveis. A comunidade de código aberto exemplifica a idéia em uma escala maior. Basta usar a biblioteca de classes associada a uma linguagem de programação é outra forma de reutilização de código.

O desenvolvimento de componentes para reutilização geralmente custa mais do que o desenvolvimento para uso único. No entanto, se os componentes podem ser reutilizados e alavancados em vários sistemas, o resultado líquido será uma redução nas despesas. As oportunidades de reutilização são descritas com mais detalhes no capítulo 12.

Compreensibilidade. Antes que um componente possa ser mantido, reutilizado ou estendido, deve ser entendido. Compreensibilidade é a medida do esforço necessário para entender o propósito de um componente. O que o componente faz? Como isso acontece? Qual é a relação entre o componente e outros componentes? Como mostra o modelo de qualidade da Boehm na figura 13, a compreensão está relacionada às características de qualidade mais primitivas: consistência, concisão, estruturação, auto-descritividade e legibilidade. Uma das principais maneiras de alcançar a compreensão é com um uso apropriado da abstração como técnica para ocultar a complexidade. Há uma quantidade impressionante de detalhes em produtos de trabalho de tamanho moderado, mas é possível organizar esse detalhe de forma a que seja revelado em camadas. Compreensibilidade e legibilidade são intercambiáveis.

Usabilidade. O pedido mais comum que os usuários têm quando solicitados pelos requisitos é, "facilite a utilização". Usabilidade refere-se à facilidade de uso ou facilidade de uso de um aplicativo. A usabilidade é a medida do esforço necessário para aprender e usar a aplicação. Isso inclui a preparação de entrada e interpretação de saída. Uma mensagem de erro que descreve o problema em termos técnicos pode ser útil para o analista que deve investigar o problema, mas não torna o programa muito útil da perspectiva do usuário.

A usabilidade é maximizada ao ter uma interface de usuário (UI) consistente e previsível. A facilidade de utilização é reduzida quando os detalhes da implementação podem ser filtrados na interface do usuário. Isso pode acontecer facilmente quando os desenvolvedores participam do design da UI. Eles estão profundamente familiarizados com a implementação e, mesmo sem perceber, podem produzir projetos que dependem desse conhecimento. Por esse motivo, muitos projetos atribuem a tarefa de design de UI a um especialista em domínio não técnico ou a um campeão de produto. Isso não quer dizer que os desenvolvedores não devem ter permissão para participar do projeto de UI. Projetos que não incluem desenvolvedores em design de UI estão faltando um truque. Os desenvolvedores possuem o melhor conhecimento das capacidades e oportunidades oferecidas pela tecnologia de implementação. Ao tomar decisões de design, eles devem poder analisar o problema da perspectiva do usuário e esquecer o que sabem sobre a implementação. Os desenvolvedores realmente bons podem mudar o contexto entre essas duas perspectivas, conforme necessário. (tbd: integre idéias sobre modelos mentais da página 130 dos princípios universais de design)

Integridade. A integridade é a medida em que o sistema está seguro de acesso não autorizado. A integridade é sinônimo de segurança. Um sistema com alto grau de integridade evitará acesso não autorizado, perda de dados, corrupção de dados, interrupção do serviço e infecções de vírus (acidental e intencional). A integridade é uma qualidade que é absoluta e não pode ser comprometida. Teria pouco sentido ter um objetivo de qualidade do sistema de "alguma integridade". Com apenas um problema de segurança, o sistema perde toda sua integridade. Um projeto pode gastar mais ou menos tempo garantindo que o sistema tenha integridade absoluta, mas o objetivo é sempre 100% de integridade. Parte da definição de requisitos de integridade para um sistema está tornando explícita a autoridade eo nível de acesso disponível para cada tipo de usuário.

Interoperabilidade. A interoperabilidade é a medida do esforço necessário para que um sistema troque dados e serviços com outro. A interoperabilidade aumenta com o uso de interfaces padrão. Os serviços da Web prometem aumentar a interoperabilidade dos sistemas pela Internet.

Estes "atributos de qualidade geram decisões arquitetônicas e de design importantes". & Quot;

Não funcional.

Usabilidade, capacidade de manutenção, etc. Os requisitos não funcionais tendem a atravessar o sistema (muitas vezes são chamados de propriedades emergentes do sistema).

Os requisitos não funcionais são qualitativos. Por exemplo, o requisito "If & lt; something & gt; acontece que uma mensagem de erro legível deve ser exibida & quot; inclui tanto requisitos funcionais como não funcionais. Funcional = mensagem de erro (requisito binário = está lá ou não existe). Não funcional = legível (qualitativo, analógico = intervalo de valores possíveis). Não funcional não significa não testável. Os requisitos não funcionais devem ser especificados de uma maneira verificável / verificável. Por exemplo, "mensagem de erro" deve ser compreensível por 95% dos usuários-alvo que não tiveram nenhum treinamento prévio. & Quot;

Se os requisitos funcionais não funcionais podem ser representados com interruptores binários, os requisitos não funcionais são representados por botões de controle variáveis ​​(reostatos).

Os requisitos não funcionais também são chamados de atributos de qualidade. Os requisitos não funcionais podem ser importantes para usuários finais (externos) ou desenvolvedores (internos). Os requisitos internos não funcionais são indiretamente importantes para os usuários finais.

Um dos objetivos da engenharia de software é um software de qualidade. É importante entender as características do software de qualidade porque as escolhas que você faz durante o desenvolvimento de software provavelmente afetarão um ou mais desses fatores de qualidade. As características do software de qualidade podem ser divididas em dois grupos: características internas e características externas. O usuário final só pode estar interessado em características externas, mas as características internas têm uma forte influência nas características externas.

As características externas do software de qualidade são: [Cavano Nov. 78, de Chow Tutorial 85] (Observe, mantenha essas "qualidades" consistentes com as especificadas na aula de Gerenciamento de Projetos).

1. Correto - o software satisfaz os seus requisitos e os requisitos refletem com precisão as necessidades do usuário?

2. Confiável - "a capacidade de um sistema ou componente para executar as suas funções requeridas em condições declaradas por um período de tempo especificado. & Quot; [IEEE Std 610.12-1990]

4. Robustez - comportamento razoável mesmo quando são fornecidas entradas inesperadas. (Capacidade do programa para continuar a executar apesar de algumas violações de pressupostos nas especificações).

5. Usabilidade / facilidade de utilização -

As características internas do software de qualidade são:

1. Manutenção / Expansível / Complexidade - Alterações nos recursos existentes e correções de erros.

2. Extendibilidade / Flexibilidade / Adaptabilidade - Adicionando novos recursos.

3. Legibilidade / compreensibilidade - Um pré-requisito para a manutenção e, em certa medida, a extensão.

Observe que algumas características estão em conflito entre si. Por exemplo, um sistema que maximize a eficiência pode não ser capaz de maximizar a legibilidade. A qualidade do software deve ser definida em relação aos requisitos do usuário final - requisitos explícitos e implícitos.

O desafio para o desenvolvedor é priorizar e equilibrar os trade-offs em um ambiente onde o alvo de qualidade pode estar mudando. Fazer as compensações para maximizar o valor agregado é uma das características de uma disciplina de engenharia.

O saldo do projeto (custo-agenda - desempenho técnico) determina a quantidade de recursos que podem ser equilibrados entre os atributos de qualidade acima. There are two components to technical performance: functional and non-functional quality requirements.

Constraints.

Constraints are restrictions on design and development choices. Sometimes constraints are considered non-functional requirements. I make the distinction between constraints (which can not be changed) and non-functional requirements (limiting factors that can be balanced and traded for other limiting factors).

For example a constraint might be: The system should be implemented with the Java programming language and use the MySQL database.

In addition to product constraints there may be project constraints. For example: budget, schedule, staff, etc.

TBD, the following taxonomy is probably more common:

Categories of Requirements.

Prioritized Requirements.

It is important to prioritize requirements. According to one survey, fully 45% of requested features are never used. [ibm/developerworks/rational/library/jul05/rose/index. html, data comes from The Standish Group.]

This highlights the importance of prioritizing requirements. What generally works best is grouping requirements into three different categories: essential, very desirable, nice to have. The number of requirements in each group should be roughly equal. Prioritizing requirements is especially important when doing time box development (i. e. delivery date is less flexible). Risks is the secondary sort criteria. "within a group, the highest risk features are tackled first."[Stepanek S/W Proj Secrets]

64% of the features included in products are rarely or never used. [Jim Johnson Keynote speech at Third Inter. Conf on XP as reported in Cohn Agile Estimating and Planning p11]

Requirements Creep.

[Jones 1995, Patterns of . ] "The average amount of growth in unplanned functionality averages about 1 percent per month from the end of requirements through the coding phase. Thus for a two-year project, expect about 25 percent growth in unanticipated requirements." The actual amount will of course depend on completeness of initial effort to document requirements.

Stable requirements = the amount of change or new features proposed is less than 5%. [Jones 1995] Requirements creep is easier to track when using function points.

Requirements Development Process.

[Adapted from Wiegers, 1999, p. 125]

1. Define the project's vision and scope.

2. Identify user classes.

3. Identify appropriate representatives from each user class (product champion)

4. Identify and document the requirements decision-making process.

5. Select and plan requirements elicitation techniques.

6. Apply the elicitation techniques to develop and prioritize the main use cases for the system (architecturally significant use cases). One approach is to identify all use cases but detail those with the highest priority first.

7. Identify quality attributes, other non-functional requirements and constraints.

8. Develop functional requirements from use cases.

9. Develop analysis models as needed to clarify problem domain and/or requirements.

10. Optionally develop prototype to verify requirements with end users.

Requirements Document.

Options for documenting requirements:

Single requirements document.

User-manual draft as requirements (together with requirements document that lists non-functional requirements)

Separate use case document, business requirements, user interface requirements.

Functional specifications may be represented within use cases (combining user requirements and functional specifications) or they may be represented separate from use cases.

The requirements document shouldn't include design or implementation details unless they are mandated constraints. When a constraint is specified it should be no more restrictive than is necessary. Some analysis or investigation of the constraint may be necessary. For example, if a mandated constraint is that the software should integrate well with Visual Basic , it's better to state the requirement as "the implementation language should compile to the common language runtime" rather than "The implementation language should be VB ." The reason is the second wording allows for more design options while not violating the purpose of the original constraint.

It's important to include the rational for each requirement. This helps developers interpret the requirement and make better decisions during design and implementation.

The requirements document limits the range of potential designs but doesn't specify any particular design. Requirements should specify externally visible functions or attributes of the system. Requirements should not be concerned with modular decomposition of the system and interactions between modules.

The requirements document should be: correct, unambiguous, necessary, measurable, complete, consistent, prioritized, verifiable, traceable. [some are from Horch 2003]

Just as s/w systems are difficult to maintain if there is repeated functionality a requirements document is difficult to maintain if a requirement is specified in more than one place. Therefore, the requirements document shouldn't state the same requirement in more than one place. Note, it's impossible to remove all redundancies. For example, the introduction may provide an overview that is expanded on in detail later.

Clients and users review the requirements document for correctness and completeness. Traceability helps to insure the requirements document is valid initially and stays valid during the system's life-cycle. Requirements should be traceable to the user's problem they solve or the user need they address. The requirements document should also be written to facilitate traceability from designs back to requirements. Ultimately, there should be forward and reverse traceability from problem <--> requirement <--> design <--> code <--> teste.

There is backward and forward traceability. Backwards traceability implies that a downstream element can be traced back to an upstream element that begat it. Forward traceability implies the reverse--an upstream element can be traced to down stream elements that are derived from it. Backward traceability is less applicable to the requirements document because in most cases the requirements document is the first documentation created as part of the software life-cycle. [Tracing forward from requirements document and tracing backwards to the requirements document.]

Every requirement must be verifiable. Once implemented there must be a deterministic cost-effective way of verifying the system meets the requirement. For example, "the interface is easy to use" is not a verifiable requirement because the word "easy" is open to interpretation. A better requirement is "80% of users in a control group that match the profile of the average user as given in section x. y are able to perform function x and function y in less than 30 seconds without prior training using only the first level of instructions given."

[Should document rational for decisions and possibly source. Rational and source are important in the future if someone suggests changing a requirement.]

Requirements Management.

Requirement management - requirements will change over time. Requirements will change as the system becomes more in focus to developers and end users. Also, the marketplace and business environment may change during system development. It's important to control requirements change with a good requirements change process.

The requirements document should be baselined and under change management. Keep a history of changes.

Proposed requirements must fit within scope of the system as defined by the vision and scope statement. It may be that suggested requirements outside of the vision and scope are essential to the success of the system. If so, the vision and scope should be changed though the requirements change process established.

There must be agreement about how decisions on requirements will be made. Inevitably there will be conflicts between what different customers, stakeholders, and even developers want. The process for making requirements decisions must be clear, documented and agreed upon by everyone. A participatory but not necessarily consensus decision-making process usually works best. It may be impossible to get everyone to agree on every decision.

Requirement changes are typically managed by a change control board. Requirements change management is a part of configuration management (CM). (CM is described in lesson 18.)

Requirements management is ensuring:

1. Requirements are well-defined and agreed to by appropriate parties.

2. Plans are based on requirements. More general, there is traceability from requirements to designs/code/tests.

3. Requirements are modified according to a defined process (change control procedures).

Requirements management may require the full rigor of a formal change control process.

Requirements Risks.

Changing requirements, misunderstanding requirements, inadequate user involvement, uncertain or changing project scope and objectives,

Requirements Gathering.

There are several sources and techniques for gathering requirements. Sources include users, customer, written documentation, business rules, common domain knowledge, etc. Techniques include requirements meetings (most common), observation, etc. The ultimate goal of the requirements phase (or phases when gathering requirements over iterations) is the organization and documentation of requirements. Organizing requirements is important because it makes it easier to verify their consistency, completeness, etc. It also helps to communicate the requirements to all involved.

It takes a lot of effort to organize requirements. During requirements gathering there is a flood of requirements-related information and very little of that information comes with nice neat labels:

[Slide is from Arti Acharya, Cerner Corp.]

It's the requirements engineer's job to sort through the information and organize it into categories: Vision, goal, objective, feature, functional-requirement, non-functional requirement, constraint, desired system behavior, solution option, etc.

Requirements Gathering When Anticipating Reuse.

The requirements process is somewhat different when anticipating reuse. Initial requirements are elicited. Features of existing candidate reuse components are noted. Candidate components may include COTS (Commercial off the shelf) components, existing components within the organization, and open source. The customer is presented with options for reuse. This includes cost of implementing certain features given the opportunities for reuse. Some features may be expensive. Reuse may also make other otherwise expensive features easy to provide.

Requirements Engineering Methods/Techniques.

Should developers be involved in requirements elicitation? Developers can present users with ideas, alternatives and creative suggestions for requirements and solutions. Users may not be aware of all the options that are available. They are even less likely to be aware of the costs and risks of each option . Developers can also present users with opportunities/suggestions to adjust the requirements to permit reuse of existing software components. However, developer involvement can lead to developer-driven requirements. There is a very thin line between developers offering and pursuing solutions that are beneficial to the user and suggestions by developers motivated by the technical challenge inherent in the solution. [Could even turn into an ethical issue.] Developers should be respectful of end users and provide good-faith estimates. Any new code/features added to the system takes development and maintenance time that could be devoted to other features. It should be the needs of the user that drive decisions about what is a requirements. Every requirement should be represented by a use case. This prevents developers from implementing requirements that interest them but are not necessarily valuable to the end user. Developers should be honest about risk and effort estimates for every feature. A product manager can also keep requirements in check.

Including developers in requirements sessions also helps them prepare for implementation. During implementation developers make lots of small decisions that in total or even individually can have a large influence on the success of the project. It's difficult for the requirements document to be a complete and accurate representation of everything discussed during a requirements meeting. Developers that hear user needs first hand are in a better position to make optimal decisions during implementation. Developers attending a requirements meeting should understand and respect the requirements process and not impede the progress of the meeting.

When developing requirements take care to capture the true requirements and not automate an inefficient business process. It's possible that requirements capture may point out opportunities for business reengineering.

Requirements must be organized. During requirements elicitation information doesn't arrive with nice neat labels on it. You must learn to separate/distinguish and categorize information as it arrives. Categories are:

Business requirements - it should be in compliance with Sarbanes-Oxley.

Project requirements - it has to be completed in 2 months.

User requirement (task need) or use case - it should display office code as well as office name.

Business rule - for example, only certain people may be allowed to make purchases through a procurement system.

Non-functional requirement (quality attribute) - no query should take longer than 4 seconds. It should be easy to use.

External interface requirement (design requirement) - it should publish an RSS feed.

Solution idea - Sometimes requirements are presented in the form of solutions. For example, "the user must enter an ID and password" is a solution to the requirement of "the user must be authenticated". It might be OK to let a customer describe a potential solution but make sure you can separate requirement from solution. (Be sure what is stated is a requirement and not a solution. If it is one possible solution, restate it as a requirement.)

Constraint - the database has to be open source.

Requirements are sometimes presented in the form of solutions. It's up to the requirements analyst to extract the true requirements from suggested solutions. It is also up to the analyst to steer the conversation to the appropriate level of abstraction--user needs and requirements. If the conversation is redirected away from discussing potential solutions the user should be assured that potential solutions will be discuss later--after requirements have been established.

Methodologies are out; best-practices are in. Rather than follow a detailed methodology (even one that has been customized to a specific project and environment) many individuals and organizations prefer to apply best practices. Best practices are more configurable and offer a variety of approaches to diverse problems. Even if you follow a specific methodology you can augment it with best practices.

Some requirements best practices:

Start with a standard requirements template.

Baseline requirements document and keep track of revisions.

Define a change control process.

Manage requirements risk.

Specify vision and scope.

Identify user classes.

Identify product champions that can speak for the users (voice of the customer)

Identify use cases.

Identify non-functional requirements (quality attributes)

Create prototypes to verify requirements and test potential architecture ideas.

Model when appropriate (For example: a context diagram shows interfaces between system and entities external to the system--users, other systems, etc. A context diagram also identifies the flow of information across system interfaces.)

During requirements analysis, analysis models are used to better understand the problem domain. There are two ways analysis models are used to better understand the problem domain:

1. The problem domain can be modeled directly.

2. Solution models may be used, not as a constraint on development, but to better understand the problem domain. Just as users sometimes present requirements in the form of solutions, sometimes it's easer to understand the problem by modeling a potential solution. For example, a prototype is a model of a proposed solution. It is used to better understand the users true requirements.

Sample Requirements Meeting Script.

The requirements engineer will most-likely direct the flow of the meeting. The customer has a need but isn't aware of the process of software development or what is needed in the form of requirements. As an analogy when you go to the bank to request a loan the loan officer usually sets the meeting agenda.

First, everyone should introduced themselves and briefly explain their role.

Second, the requirements engineer should briefly outline the purpose of the meeting and general agenda. For example, "The purpose of this meeting is to establish the requirements for your application. We need to understand the problem and the problem domain in order to provide a solution. We are interested in a high-level description initially, but to solve the problem we will also need to understand all the details. We understand it may be difficult to identify all of the details right now, but we should identify the details that are known and make a plan to identify those that aren't known. It's OK and anticipated that some of the answers today will be "I don't know" or "I haven't made up my mind about that detail yet.". We will create a requirements document and prototype which we will ask you to review and validate so we know our understanding of the requirements are correct. You understand the problem domain and we understand the technology. We can provide relative costs for different solution options and possibly recommend others you haven't considered. & quot;

Third, ask the customer to give a general overview of the problem domain and requirements for the system being requested.

The meeting should answer the following questions. Once you think you have an answer to a question below it's a good idea to repeat what you think is the answer and ask for confirmation. Don't leave the meeting until you have answer to all of the questions below:

Who are the end users? How many classes of users are there? What are the characteristics of each class?

What is the vision and business goals for the application? It should be possible to express the vision in one or two sentences.

What are the two most important use cases or usage scenarios for the system? It would be a good idea to walk through at least these two use cases in detail. (Customers may be uncomfortable going into such detail. One reason because it may reveal their lack of knowledge regarding how certain features should work. They shouldn't be embarrassed about this; it's partially your responsibility to make them comfortable with saying "I don't know". Assure them that you don't expect every detail to be specified right away. It is good to note details that aren't specified.)

What are the priorities for the function and non-function requirements given? Are there any constraints?

Are there any systems that are similar to the system you envision? How should yours be different?

What is the scope of the system? What is included and what is excluded?

Is there any sample data we can use for initial tests/construction efforts?

During the meeting it's a good practice to repeat your understanding of what is being said. For example, "if I understand you correctly the two main goals of the system you are describing are . & quot;

Use-Case Modeling.

Functional requirements can be captured with use cases. Non-functional requirements that relate to a specific use case can be attached to that use case. Other non-functional requirements can be specified separately in the requirements document.

Use cases cause you to focus on how the system can add value and fulfill user goals.

Prototyping.

Prototypes makes requirements more tangible for user review. A prototype is a communication tool.

For prototyping to be successful it must be possible to create versions quickly and easily.

Reasons for creating a prototype:

1. Easier for customers and users to review and provide feedback on a prototype than the requirements document. Faster and and more accurate feedback from customers. This leads to fewer down-stream changes which speeds up the later part of the software life-cycle.

2. Test design options.

3. May uncover unanticipated aspects of the system that lead to new requirements. For example, a prototype might reveal that a report is printing more information than will fit on one line causing either horizontal scrolling or unsightly line breaks.

Even when the prototype is destroyed (not evolved) it may be possible to reuse portions of the prototype such as report modules and screen formats.

Vision and scope.

Vision and scope - The requirements will never stabilize if the project stakeholders don't share a common understanding of the business needs the product will satisfy and the benefits it will provide. Vision and scope may be a separate document. It's owner is the executive sponsor.

The vision and scope may include project: vision, scope, objectives, rational, history or situation that lead to the decision to build the product, market in which the product will be competing, major features, description of business opportunity, characterization of potential customers, priorities, success factors (how will success be defined and measured), primary benefits. In short it should explain why the project is being undertaken and what the expected benefits are.

Good requirements should:

1. Allow all acceptable solutions.

2. Disallow all unacceptable solutions.

3. Direct development to desired or preferred or best solutions.