Ingegneria dei RequisitiIngegneria dei Requisiti(Requirements Engineering)(Requirements Engineering)

Paolo Giorginihttp://www.dit.unitn.it/˜pgiorgio

Progetti SoftwareProgetti Software

Tuttavia del 26% non tutti sono esenti da problemi:– Denver Airport: più di 50 milioni di US$ per errori del sistema di

controllo dei bagagli– London Ambulance Service: il sistema è stato disattivato dopo un

giorno di funzionamento

“26% di progetti software terminano con successo”Standish Group, CHAOS Report, 2000

“… cioè il 74% falliscono”Standish Group, CHAOS Report, 2000

Tom De MarcoTom De Marco

“Il 56% degli errori di un software possono essere riferiti ai requisiti”

• Durante lo sviluppo di un software, più tardi un errore viene rilevato più costoso sarà risolverlo

• Molti errori sono fatti durante la raccolta e l’analisi dei requisiti• Molti errori relativi ai requisiti possono (e devono) essere

rilevati il prima possibile• Errori tipici: uso di fatti non corretti, omissioni, inconsistenze e

ambiguità• Errori nella specifica dei requisiti sono uno dei problemi

principali per l’industria software

CostiCosti

… … in Europain Europa

• Un questionario inviato a 3.805 società ha rilevato:

• Per gli analisti I problemi principali sono:– Specifica dei requisiti (53%)– Gestione dei requisiti (43%)– Ducomentazione (36%)– Test (35%)

DefinizioneDefinizione

L’ingegneria dei requisiti è una sotto area dell’ingegneria del software che studia il processo di definizione dei requisiti del

sistema da realizzare.

• E’ una nuova area che ha avuto origine nel 1993 con “the 1st International Symposium on RE” Ora siamo alla 12 edizione.

“Il processo di definizione dei requisiti è un’interfaccia tra i desideri (o bisogni) dei clienti e la realizzazione dei questi requisiti come sistema software”

… … un’altra definizioneun’altra definizione

• L’ingegneria dei requisiti è:

“Lo sviluppo e l’uso di tecnologie per raccogliere, specificare e analizzare i requisiti degli utenti/clienti (stakeholders) che saranno

poi realizzati da un sistema software”

Fred Brook’sFred Brook’s

“The most difficult part of building a software system is to decide, precisely, what must be built. No other part of the work can undermine so badly the resulting software if not done correctly. No other part is so difficult to fix later.”

• Requriements Engineering come disciplina: 1993– RE (93, 95, 97, 99. 01)

– ICRE (94, 96, 98, 00)

– WER (98, 99, 00, 01)

– Requirements Engineering Journal

• Passato: System Analysis• Oggi: A network of processes

– Pressione da parte del mercato per software di qualità

– Libri (Sommerville, Jackson, Loucopoulos, …)

– Tools (Doors, Requisite-Pro, Caliber-RM)

Breve storiaBreve storia

Requisiti di sistemaRequisiti di sistema

• Definiscono che cosa un sistema deve fare e sotto quali vincoli deve operare, ad esempio: – Il sistema dovrà archiviare i dati di di una biblioteca, in

particolare dati relativi ai libri, ai giornali, le riviste, video, nastri audio e CD-ROM.

– Il sistema dovrà permettere agli utenti di fare delle ricerche per titolo, autore, o ISBN.

– L’interfaccia al sistema dovrà essere realizzata utilizzando un World-Wide-Web browser.

– Il sistema dovrà gestire almeno 20 transazioni per secondo– Il sistema dovrà essere accessibile attraverso l’uso di

password

Tipi di requisitiTipi di requisiti• Requisiti Funzionali: definiscono parte delle funzionalitaà del sistema• Requisiti di implementazione: come il sistema dovrà essere

implementato • Requisiti di prestazione: specificano le prestazioni minime accettabili per

il sistema• Requisiti di usabilità: specificano il tempo massimo per mostrare l’uso

del sistema• Requisiti non funzionali

– Esprimono vincoli sotto i quali il software dovrà operare– Possono essere visti come qualità specifiche che il software dovrà

avere (come il software …

• Requisiti-1

– Condizioni che non devono mai accadere– Solitamente associati a requisiti non funzionali

Probelmi legati ai requisitiProbelmi legati ai requisiti

• I requisiti non riflettono i reali bisogni dei clienti • I requisit i sono inconsistenti e/o incompleti• E’ costoso cambiare i requisiti dopo che sono stati definiti e

concordati• Possono esserci delle incomprensioni tra i clienti e chi a raccolto

e anlizzato i requsiti, tra chi ha raccolto i requisiti e il prgettista, e tra il progettista e chi realizzerà il sistema.

Un esempio di incompletezzaUn esempio di incompletezza

• Il sistema dovrà permettere agli utenti di fare delle ricerche per titolo, autore, o ISBN.

• Che cosa significa per i CD-ROM?– Possono non avere un ISBN– Vale solo per i libri– Immaginate se realizzate il sistema con questo requisito

senza considerare i CD-ROM.

• Naturalmente non possiamo scrivere requisiti universali, ma possiamo tentare di essere il più possibile completi.

Determinazione dei requisitiDeterminazione dei requisiti

• Fornire una definizione informale dei requisiti, funzionali e non

• Generalmente in questa fase si parla anche di servizi attesi dal sistema e vincoli a cui deve sottostare

• L’attività di raccolta dei requisiti è svolta da un analista di business (o di sistema) utilizzando tecniche diverse, che possono spaziare dalle tradizionali interviste ai clienti andando (se necessario) fino alla costruzione di prototipi.

• Analisi delle duplicazioni e contraddizioni• Revisioni e rinegozazione dei requisiti• Documento dei requisiti

Raccolta dei requisitiRaccolta dei requisiti

• Discussione con clienti e esperti del dominio• Esperti del dominio conoscenza del

dominio • Clienti requisiti (casi d’uso)• Casi d’uso e conoscenza del domino devono

essere integrati

Metodi di raccolta requisitiMetodi di raccolta requisiti

• Tradizionali– Interviste– Questionari– Osservazioni– Studio dei docuemnti e dei sistemi software

• Metodi moderni– Prototipi– Sviluppo cooperativo delle applicazioni– Sviluppo rapido delle applicazioni

Analizzziamoli

IntervisteInterviste

• Condotte principalemnte con i clienti (anche gli esperti possono essere intervistati)

• Problemi– Generalmente i clienti hanno solo una vaga idea dei

requisiti del sistema e non sono in grado di esprimerli – Possono anche richiedere funzionalità che vanno fuori

i costi e gli obiettivi del progetto– Possibili conflitti

• Due tipi di intervista:– Strutturata (formali)– Non strutturate (informali)

IntervisteInterviste

• Strutturate– Preparate in anticipo– Un’agenda– Domande predeterminate (aperte o chiuse) – Sono generalemnte accompagnate da interviste informali (non

strutturate)

• Non strutturate– Incontri informali– Senza domande anticipate o obiettivi prederminati– Incoraggiare il cliente a parlare di ciò che ha in mente, su cui

l’analista potrebbe non aver riflettuto

• Per entrambe si parte da un contesto di discussione (ad esempio un breve documento inviato in anticipo)

Doamnde da evitareDoamnde da evitare• Domande sulle quali l’intervistatore esprime

(direttaemnte o indirettamente) la propria opinione sul problema– dobbiamo fare le cose nel modo in cui le facciamo?

• Domande prevenute, simili alle precedenti, eccetto che l’opinione dell’intervistatore è chiaraemnte espressa– non intendi fare questo, vero?

• Domande contenenti già la risposta– devi fare le cose in questo modo, non è vero?

Importante è ascoltare

QuestionariQuestionari

• In aggiunta alle interviste – Sostituiscono le interviste quando il progetto è a basso rischio con

obiettivi ben definiti

• Non è possibile chiarimenti sui quesiti e le risposte– Vantaggi: tempo per valutare la risposta, anonomi

– Svantaggi: non c’è la possibilità di discutere e approfondire i quesiti

• I quesiti dovrebbero essere chiusi (evitare i quesiti aperti)• Tre tipi:

– A scelta multipla– A punteggio– Con ordinamento

OsservazioniOsservazioni

• Ricerca di fatti attraverso l’osservazione:– Osservazione passiva: l’analista osserva le attività senza

interruzioni o coinvolgimento diretto del cliente che lavora (anche con videocamera).

– Osservazione attiva: l’analista partecipa direttamente alle attività ed entra a far parte del gruppo di lavoro.

• Svolte per periodi lunghi e con differenti carichi di lavoro

• Difficoltà: le persone tendono a comportarsi diversaemnte quando osservate

Studio dei documenti e Studio dei documenti e dei sistemi softwaredei sistemi software

• Importante per approfondire la conoscenza di dominio• Documenti organizzativi: modulustica aziendale (compilata, se

possibile), descrizione delle procedure lavorative e delle politiche di intervento, piani di business, organigrammi, corrispondenza fra uffici, minute di incontri, registrazioni contabili, corrispondenza esterna, lamentele clienti, ecc.

• Moduli e rapporti di sistema: schermate e rapporti computerizzati (con la relativa documentazione), manuali operativi di sistema, docuemntazione utente, documentazione tecnica, modelli di analisi di progetto, ecc.

• Libri, riviste, pacchetti proprietari (sistemi ERP) - internet

Negoziazione e validazioneNegoziazione e validazione

• In parallelo alla raccolta dei requisiti• Validazione e negoziazione fatta sul

docuemnto dei requisiti (acquisiti)• Revisione del documento

– Requisiti fuori dal contesto– Matrice di dipendenza dei requisiti– Priorità e rischi associati ai requisiti

Matrice di dipendenza Matrice di dipendenza

Requisito R1 R2 R3 R4

R1

R2 Conflitto

R3 Indipendenti Indipendenti

R4 Indipendenti Sovrapposto Sovrapposto

• Conflitti: discussi con i clienti• Sovrapposti: riscritti per eliminari le sovrapposizioni

Priorità e rischi associati ai requisitiPriorità e rischi associati ai requisiti

• Analisi del rischio: identifica i requisiti che potrbbero causare difficoltà nello sviluppo

• Tipologie di rischio: rischio tecnico, rischio di prestazione, rischio di sicurezza, rischio di integrità dei database, rischio nel processo di sviluppo, rischio politico, rischio legale, rischio di volatilità

• Valutazione della priorità: permette al ritaratura del progetto rispetto ai ritardi (es. scaricando i requisiti con bassa priorità per rispettare tempi di progetto).

• Le priorità devono essere negoziate con incontri di gruppo tendo conto dei fattori di rischio

Modellizzazione dei casi d’uso Modellizzazione dei casi d’uso (UML - Unified Modeling Language)(UML - Unified Modeling Language)

• Attori: venditore, cliente e magazzino

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Casi d’usoCasi d’uso

• Rappresentà un’unità funzionale che fornisce valore ad un attore

• Un attore che non comunica con almeno un caso d’uso è privo d’interesse, mentre il contrario non è necessariamento vero– Un caso d’uso che non comunica con alcun attore è

permesso– Esistono generalizzazioni o specializzazioni di casi d’uso

• Quali sono le responsabilità e le aspettative dell’attore verso il sistema?

• Spesso un caso d’uso corrisponde ad un requisito funzionali

Acquisti online (requisiti)Acquisti online (requisiti)

(R1) Il cliente usa la pagina web del produttore per vedere la configurazione standard del computer (server, desktop, portatile) scelto. Il prezzo è esplicitamente mostrato

(R2) Il cliente sceglie di vedere i dettagli della configurazione, per l’acquisto oppure per definire un’altra configurazione più adatta. Il costo di qualunque configurazione può essere calcolato su richiesta del cliente

(R3) Il cliente può scegliere di ordinare il computer direttamente online oppure può richiedere un incontro con il venditore prima di confermare l’ordine, per ottenere maggiori spiegazioni sui dettagli dell’ordine, una negoziazione del costo, etc.

(R4) Per ordinare, il cliente deve riempire online un modulo con i dettagli della spedizione, l’indirizzo di fatturazione, e i dettagli di pagamento (carta di credito o assegno)

(R5) Dopo che l’ordine del cliente è stato inviato e confermato, il venditore invia elettronicamente una richiesta al magazzino con i dettagli della configurazione ordinata

(R6) I dettagli della transazione, compresi un numero d’ordine e un numero cliente, sono inviati via e-mail al cliente, permettendo a quest’ultimo di controllare lo stato d’ordine

(R7) Il magazzino riceve la fattura dal venditore e spedisce il computer al cliente

Requisito Attore Caso d’uso

R1 Cleinte Mostrare configurazione Computer Standard

R2 Cliente Costruire Configurazione Computer

R3 Cliente, Venditore Ordinare Computer configurato, richiedere contatto commerciale

R4 Cliente Ordinare Computer configurato, verificare e accettare pagamento cliente

R5 Venditore, Magazzino Informare magazzino su ordine

R6 Cliente, Venditore Ordinare computer configurato, aggiornare stato ordine

R7 Venditore, Magazzino Stampare fattura

Acquisti onlineAcquisti onlineAssegnazione dei requisiti ad attori e casi d’usoAssegnazione dei requisiti ad attori e casi d’uso

Casi d’usoCasi d’uso

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Diagramma dei casi d’usoDiagramma dei casi d’uso

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<<extend>>

Il significato della relazione <<extend>> è che il caso d’uso Ordinare Computer Configurato può essere esteso dal cliente con il caso d’uso Richiedere Contatto Commerciale

Altri esempiAltri esempi

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<<include>>

Inserire Piano di Studi include sempre Convalidare piano di studi: ogniqualvolta il

piano di studi è inserito, deve essere anche convalidato

… … ancoraancora

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Generalizzazione: Il manager Servizi clienti è un tipo di Impiegato Servizi Cliente il quale, a sua volta, è un tipo di Impiegato

Documento dei requisitiDocumento dei requisiti1. Premessa

1.1 Obiettivo e scopo del prdotto1.2 Contesto di business1.3 Stackeholders1.4 Soluzioni preliminari1.5 Sintesi del docuemnto

2. Servizi del sistema2.1 Scopo del sistema2.2 Requisiti funzionali2.3 Requisiti non funzionali

3. Vincoli di sistema3.1 Requisiti di interfaccia3.2 Requisiti di presentazione3.3 Requisiti di sicurezza3.4 Requisiti operativi3.5 Requisiti politici e legali3.6 Altri vincoli

4. Aspetti progettuali4.1 Problemi aperti4.2 Programma preliminare4.3 Previsione costi

AppendiciGlossarioDocumenti e moduli di businessRiferimenti