1

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań

Autor: Łukasz Olek

Szanowni Państwo!
Witam serdecznie na kolejnym wykładzie z serii „Inżynieria oprogramowania”.

2

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań (2)

Plan wykładów

Zasady skutecznego działania

Specyfikacja wymagań

Kontrola jakości artefaktów
Język UML, cz. I
Język UML, cz. II
Metody formalne
Wzorce projektowe
Zarządzanie konfiguracją
Wprowadzenie do testowania
Automatyzacja wykonywania testów
Programowanie Ekstremalne
Ewolucja oprogramowania i refaktoryzacja

Plan wykładów

Jest to już drugi wykład z tej serii.
Dotyczy on bardzo ważnego aspektu w tej dziedzinie - mianowicie komunikacji pomiędzy klientem, a
informatykami dotyczącej wymagań systemów informatycznych.

3

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań (3)

Wprowadzenie

W celu lepszego zrozumienia, czym są wymagania w projektach informatycznych przedstawię pewną
historyjkę.
Na slajdzie tytułowym widzieliśmy restaurację.
Załóżmy, że właściciel takiej restauracji dostrzega potrzebę wdrożenia systemu informatycznego, w
celu usprawnienia obsługi kelnerskiej klientów.
Właściciel ten zgłasza się do firmy informatycznej i pragnie zamówić taki system.

4

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań (4)

Wprowadzenie

Dochodzi do transakcji pomiędzy klientem, posiadającym pieniądze, oraz firmą informatyczną, będącą
w stanie spełnić oczekiwania klienta.

5

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań (5)

Wprowadzenie

6

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań (6)

Wprowadzenie

7

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań (7)

Wprowadzenie

8

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań (8)

Wprowadzenie

9

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań (9)

Wprowadzenie

=

?

Z punktu widzenia takiej transakcji ważne jest, aby była równoważność pomiędzy tym ile klient
zapłaci, tym co otrzyma w zamian.

10

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań (10)

Kontrakt

Wprowadzenie

=

Dlatego, na początku przed przystąpieniem do realizacji projektu informatycznego musi zostać zawarty
kontrakt pomiędzy klientem, a dostawcą. Kontrakt taki jest zabezpieczeniem dla obu stron. Z jednej
strony zabezpiecza klienta, który ma obiecane, że w zamian za pieniądze dostanie pewien określony
system informatyczny. Z drugiej strony zabezpiecza on dostawcę oprogramowania - daje mu pewność,
że otrzyma zapłatę za swoją pracę.

11

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań (11)

Kontrakt

Wprowadzenie

Specyfikacja
wymagań

=

Główną częścią kontraktu jest dokument zwany specyfikacją wymagań. Co oznacza ten termin?

12

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań (12)

Wprowadzenie

• Wymaganie = opis

co

system powinien

robić

źródło: www.wikipedia.org

• Specyfikacja = zbiór wymagań

• W momencie kiedy spiszemy

wymagania, klient dostanie dokładnie

to, czego potrzebuje

Rozbijmy go na poszczególne wyrazy…
Jedno wymaganie, to opis pojedynczej funkcji, którą system powinien udostępniać swoim
użytkownikom.
Specyfikacja natomiast jest zbiorem wymagań, czyli zakresem funkcjonalności zamawianego systemu.

Mogłoby się więc wydawać, że jeżeli spiszemy wymagania na początku projektu informatycznego (co
nie jest powszechną praktyką), mamy zapewnienie, że klient dostanie dokładnie to, czego potrzebuje (i
że nie będzie chciał od nas więcej!).

13

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań (13)

Wprowadzenie

• W momencie kiedy spiszemy wymagania, klient

dostanie dokładnie to, czego potrzebuje

• 1. Słowa nie mają znaczenia!

Niestety nie jest to takie proste, przynajmniej z kilku powodów.
Po pierwsze, słowa nie mają znaczenia!
Lingwistyka filozoficzna mówi, że to ludzie umówili się, iż krowa to krowa, dziecko to dziecko, a
wiatrak to wiatrak. Równie dobrze można by się umówić, że krowę będziemy nazywać wiatrakiem, a
wiatrak krową.

14

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań (14)

Wprowadzenie

• W momencie kiedy spiszemy wymagania, klient

dostanie dokładnie to, czego potrzebuje

• 1. Słowa nie mają znaczenia!

– Załadunek kompletny?

– Raport miesięczny?

– SAD?

Może to rodzić problemy związane z nazewnictwem, terminologią. W momencie kiedy przystępujemy
do informatyzacji pewnego przedsiębiorstwa, z pewnością spotkamy się z szeregiem terminów, których
nie zrozumiemy. Np. w firmach spedycyjnych powszechne są określenia: załadunek kompletny, raport
miesięczny, SAD.
Co one znaczą?
Czy załadunek kompletny, to samochód, który zapakowano do określonej wagi? Czy też może
samochód, którego ładunek zajmuje pewną określoną objętość minimalną? A może też samochód
załadowany wszystkimi towarami uwzględnionymi w zleceniu?
Co oznacza termin raport miesięczny? Czy to podsumowanie faktur z całego miesiąca? A może liczba
transportów wraz z informacją o sumarycznym załadunku? A może jeszcze coś innego?
SAD to kawałek ziemi obsadzony drzewami owocowymi, czy też może dokument celny?

15

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań (15)

Wprowadzenie

• W momencie kiedy spiszemy wymagania, klient

dostanie dokładnie to, czego potrzebuje

• 2. Wiedza:

– świadoma

– nieświadoma

Stwierdzenie nasze nie jest poprawne również z drugiego powodu: wiedza każdej osoby (a więc
również klienta) składa się z części świadomej oraz nieświadomej.
Może się więc zdarzyć (i jest tak dosyć często), że klient nie jest w pełni świadomy każdego
wymagania, więc nie jest w stanie wszystkiego przekazać analitykowi.
System zbudowany na podstawie takich niekompletnych wymagań na pewno nie spełni do końca jego
potrzeb.

16

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań (16)

Wprowadzenie

• Wymagania telefonu Nokia N80:

– duży wyświetlacz
– duże, wygodne klawisze
– aparat o wysokiej

rozdzielczości

Problemy te najlepiej pokazać na przykładzie. Spójrzmy jak mogłyby wyglądać wymagania telefonu
komórkowego.

17

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań (17)

Wprowadzenie

• Wymagania telefonu Nokia N80:

– duży wyświetlacz
– duże, wygodne klawisze
– aparat o wysokiej

rozdzielczości

– WiFi

Co oznacza

określenie

„duże”?

Co oznacza

określenie
„wysoka”?

Czy klawiatura

nie może się

znaleźć po

drugiej stronie?

Co oznacza określenie: duży wyświetlacz? Czy wyświetlacz wystarczający do odczytywania
wiadomości tekstowych, a może przeglądania zdjęć w dużej rozdzielczości?
Podobnie z pozostałymi określeniami: duże klawisze, wysoka rozdzielczość aparatu.

Ciekawe spostrzeżenie możemy wysnuć w związku z wiedzą nieświadomą. Możemy być pewni, że
nigdzie w wymaganiach żadnego telefonu komórkowego nie znajdziemy określenia, że klawiatura
powinna być po tej samej stronie telefonu co wyświetlacz. Dlaczego więc nikt nie zrobi na odwrót:
przecież gdybyśmy ułożyli klawiaturę po jednej stronie, a wyświetlacz po drugiej - bylibyśmy w stanie
jeszcze bardziej zmniejszyć rozmiary telefonu.
Jest to wiedza nieświadoma - każdy z nas korzystał z telefonu i wie że podczas naciskania klawiszy
musi widzieć, co się dzieje na ekranie.
Gdyby jednak te produkty były projektowane przez osoby, które nigdy nie miały do czynienia z
czymkolwiek podobnym (tak jest w dużej części projektów informatycznych), wtedy z pewnością
znalazłoby się wiele rzeczy zrobionych wbrew intuicji przyszłych użytkowników.

18

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań (18)

Jak sobie z tym poradzić?

• Spisywanie wymagań to sztuka

- nie ma uniwersalnego sposobu

• Korzystaj z porad innych:

– dobre praktyki
– metody, które się sprawdziły

No dobrze. Widzimy, że na inżynierów wymagań czyha wiele niebezpieczeństw. Czy jest jakiś
uniwersalny sposób poradzenia sobie z nimi?
Niestety nie. Pozyskiwanie wymagań jest pewnego rodzaju sztuką.
Można jednak patrzeć, jak to robią inni oraz spróbować pewnych „dobrych praktyk” zaproponowanych
przez ekspertów w tej dziedzinie.

19

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań (19)

Plan wykładu

• Wprowadzenie

• Wymagania

pozafunkcjonalne

• Wymagania funkcjonalne:

– Przypadki użycia
– Jak pisać przypadki

użycia?

• Dobre praktyki

Sommerville i Sawyer’a

Po tym dłuższym wprowadzeniu, które właśnie miało miejsce, omówimy następujące zagadnienia:

•podział wymagań na pozafunkcjonalne i funkcjonalne.

•sposoby opisywania wymagań funkcjonalnych ze szczególnym naciskiem na przypadki użycia

•dobre praktyki Sommerville i Sawyer’a

20

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań (20)

Podział wymagań

• Funkcjonalne:

– Wprowadzanie nowej faktury
– Generowanie raportu miesięcznego

• Pozafunkcjonalne

– minimum 20 faktur na godzinę
– 200000h MTBF
– maksimum 2 godziny potrzebne na

przeszkolenie 1 pracownika

W celu lepszego ogarnięcia wymagań systemów informatycznych, specjaliści podzielili je na 2
kategorie: na wymagania funkcjonalne i pozafunkcjonalne.

Wymagania funkcjonalne to funkcje systemu widziane od strony użytkownika, np wprowadzenie nowej
faktury, lub wygenerowanie raportu miesięcznego. Natomiast wymagania pozafunkcjonalne to
wszystkie inne wymagania, zwłaszcza takie związane z bezpieczeństwem, wydajnością, awaryjnością,
np: system ma umożliwiać wprowadzenie co najmniej 20 faktur w ciągu godziny, lub średni czas
pomiędzy awariami (ang. MTBF) powinien wynosić 200000h.

21

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań (21)

Wymagania pozafunkcjonalne

• F

unctionality - funkcjonalność

• U

sability - użyteczność

• R

eliability - niezawodność

• P

erformance - wydajność

• S

ecurity - bezpieczeństwo

Bardzo powszechny jest również podział FURPS. Pierwsza litera oznacza wymagania funkcjonalne,
natomiast pozostałe - wymagania pozafunkcjonalne.
U - użyteczność, oznacza łatwość użytkowania systemu. Takie wymagania można precyzować np.
poprzez maksymalny czas szkolenia pracownika, liczba kontaktów ze wsparciem klienta, liczbą
sytuacji, w których konieczne jest skorzystanie z systemu pomocy.
R - niezawodność, może być mierzona poprzez: średnią liczbę godzin pracy bez awarii (ang. MTBF -
Mean Time Between Failure), maksymalną liczbą godzin w miesiącu w ciągu których system może być
wyłączony w celach pielęgnacyjnych (ang. maintainance) - ma to znaczenie szczególnie w przypadku
systemów, które muszą pracować na okrągło - np. systemy bankowości elektronicznej
P - wydajność - mierzona np. liczbą transakcji, którą system jest w stanie obsłużyć w ciągu godziny,
liczbą użytkowników, którzy mogą być zalogowani jednocześnie do portalu
S - bezpieczeństwo, to wymagania związane z szyfrowaniem, polityką praw, itp.

22

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań (22)

Plan wykładu

• Wprowadzenie
• Wymagania

pozafunkcjonalne

• Wymagania

funkcjonalne:

– Przypadki użycia
– Jak pisać przypadki

użycia?

• Dobre praktyki

Sommerville i Sawyer’a

Z punktu widzenia klienta dużo ciekawsze wydają się wymagania funkcjonalne. Ta część wykładu
będzie poświęcona właśnie takim wymaganiom.

23

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań (23)

Wymagania funkcjonalne

• „System powinien…”
• Funkcje systemu
• Przypadki użycia

Wymagania funkcjonalne opisują funkcje poszczególnych użytkowników.
Przedstawimy trzy podejścia. Pierwsze dwa są podejściami historycznymi, natomiast ostatni -
przypadki użycia staje się obecnie coraz bardziej popularny.

24

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań (24)

„System powinien…”

• Zalety:

– łatwość

spisywania

• Wady:

– słaba czytelność
– trudne

sprawdzanie

kompletności,

spójności

– System powinien umożliwić
wystawianie faktur

– System powinien generować
zestawienie miesięczne faktur

– Faktura powinna zawierać co
najmniej jedną pozycję

…

(tak przez kolejnych 200 stron)

Wymagania w stylu „System powinien…” były intensywnie wykorzystywane w latach 80-tych, 90-
tych. W roku 1998 nawet zostały zaproponowane jako standard (IEEE 830-1998). Ich dużą zaletą jest
łatwość spisywania.
Niestety obecne systemy stają się coraz bardziej złożone, a wymagania średniej wielkości systemu w tej
postaci zajęłyby kilkaset stron. Tak wielka liczba luźnych zdań, niepowiązanych ze sobą sprawia
trudności podczas sprawdzania jakości takiej specyfikacji.

25

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań (25)

Funkcje systemu

Funkcja (operacja)

Wejście

Wyjście

Efekty uboczne

• Wady:

– słaba

czytelność

– trudne do

zrozumienia

Innym podejściem jest opisywanie poszczególnych funkcji systemu. Analogicznie do funkcji
matematycznych, każda funkcja systemu informatycznego ma swoje wejście, wyjście, efekty uboczne.
Przykładowo, rozpatrując funkcję wystawiania faktury, wejściem mogą być pozycje faktury, wyjściem
wydruk faktury (lub wysłanie jej faksem), natomiast efektem ubocznym zapisanie tej faktury w
rejestrze faktur.

Podobnie jak w przypadku wymagań typu „System powinien”, taka specyfikacja wymagań zawiera
bardzo dużą liczbę małych funkcji, więc nadal są problemy ze zrozumieniem idei systemu i
czytelnością.

26

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań (26)

Przypadki użycia

•Zalety:

–łatwość
spisywania
–czytelność
–łatwość
zrozumienia
i wyobrażenia
sobie przyszłego
systemu

UC1: Wystawianie faktury

Główny scenariusz:
1. Sprzedawca pragnie wystawić

fakturę.

2. Sprzedawca wpisuje pozycje

faktury.

3. System podlicza fakturę, nadaje jej

nowy numer i zapisuje w rejestrze

4. Sprzedawca drukuje fakturę.

Trzecie podejście to przypadki użycia.
Poprzednie podejścia opisywały wymagania z perspektywy systemu - jak system powinien się
zachować w określonej sytuacji. Przypadki użycia natomiast skupiają się na interakcji pomiędzy
użytkownikiem, a systemem.
Dzięki takiemu podejściu zyskujemy na czytelności - przypadki użycia nie pokazują zbędnych
szczegółów. Dużo łatwiej też jest klientowi wyobrazić sobie jak system będzie funkcjonował. Nie czyta
opisu matematycznego, lecz pewną opowieść, która mówi o tym, w jaki sposób np. wystawić fakturę.

27

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań (27)

Plan wykładu

• Wprowadzenie
• Wymagania

pozafunkcjonalne

• Wymagania funkcjonalne:

– Przypadki użycia
– Jak pisać przypadki

użycia?

• Dobre praktyki

Sommerville i Sawyer’a

W dalszej części wykładu skupimy się na tym trzecim podejściu - przypadkach użycia.
Najpierw dowiemy się czym jest przypadek użycia i jak jest zbudowany.

28

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań (28)

Przypadek użycia

• Forma

ustrukturalizowana

– Nazwa

Wystawianie faktury

Jak już było powiedziane wcześniej - przypadek użycia jest opisem interakcji pomiędzy
użytkownikiem, a systemem informatycznym.
Mogą one występować w różnych formach. Najprostsza to akapit tekstu pisany językiem naturalnym.
Bardziej powszechna jest jednak postać strukturalna.
Każdy przypadek użycia w tej formie składa się z następujących elementów:
Nazwa - wyraża cel przypadku użycia (np. wystawianie faktury, zamówienie książki, dodanie wpisu na
forum)

29

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań (29)

Przypadek użycia

• Forma

ustrukturalizowana

– Nazwa
– Identyfikator

UC1: Wystawianie faktury

Identyfikator - unikalny w obrębie danej specyfikacji wymagań, przydaje się podczas dyskusji na temat
wymagań - do odwoływania się do poszczególnych elementów. Dzięki nim można prosto powiedzieć,
że np. w przypadku użycia UC1, w kroku 2 jest błąd.

30

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań (30)

Przypadek użycia

• Forma

ustrukturalizowana

– Nazwa
– Identyfikator
– Główny

scenariusz

UC1: Wystawianie faktury

Główny scenariusz:
1. Sprzedawca pragnie wystawić fakturę.
2. Sprzedawca wpisuje pozycje faktury.
3. System podlicza fakturę, nadaje jej

nowy numer i zapisuje w rejestrze

4. Sprzedawca drukuje fakturę.

Główny scenariusz - sekwencja kroków, która musi zostać wykonana do osiągnię

31

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań (31)

Przypadek użycia

• Forma

ustrukturalizowana

– Nazwa
– Identyfikator
– Główny

scenariusz

– Rozszerzenia

UC1: Wystawianie faktury
Główny scenariusz:

1. Sprzedawca pragnie wystawić fakturę.
2. Sprzedawca wpisuje pozycje faktury.
3. System podlicza fakturę, nadaje jej nowy

numer i zapisuje w rejestrze.

4. Sprzedawca drukuje fakturę.

Rozszerzenia:

3.A. Sprzedawca nie dodał żadnej pozycji

3.A.1. System prosi o ponowne
wprowadzenie pozycji (powrót do 2.)

Nie zawsze jest możliwość wykonania głównego scenariusza. Czasem użytkownik popełni jakiś błąd,
innym razem nie są spełnione pewne warunki, co uniemożliwia przejście dalej. Reakcje na takie
wydarzenia możemy umieścić w rozszerzeniach.
Przykładowo w kroku 3. może się okazać, że sprzedawca nie dodał żadnej pozycji. Dzięki
rozszerzeniom możemy podać sekwencję kroków, która będzie wykonana w takiej sytuacji.

32

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań (32)

Przypadek użycia

• Forma

ustrukturalizowana

– Nazwa
– Identyfikator
– Główny

scenariusz

– Rozszerzenia
– Atrybuty

UC1: Wystawianie faktury
Atrybuty:

Główny aktor: Użytkownik
Priorytet: Wysoki
Źródło: Łukasz Olek

Główny scenariusz:

1. Sprzedawca pragnie wystawić fakturę.
2. Sprzedawca wpisuje pozycje faktury.
3. System podlicza fakturę, nadaje jej nowy numer i

zapisuje w rejestrze.

4. Sprzedawca drukuje fakturę.

Rozszerzenia:

…

Dodatkowo, do każdego wymagania możemy dołączyć listę atrybutów, np.
-nazwę głównego aktora - użytkownika, który gra główną rolę w danym przypadku użycia
-priorytet tego wymagania z punktu widzenia klienta
-źródło wymagania - osoba, od której pochodzi konkretne wymaganie - taka informacja przydaje się
później, kiedy programiści będą mieli jakieś wątpliwości i dodatkowe pytania - będą w stanie trafić
bezpośrednio do osoby najlepiej poinformowanej.

33

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań (33)

Przypadki użycia, a UML

• Diagram przypadków

użycia:

– Nazwy przypadków

użycia

– Powiązania z

aktorami

– Dobre jako „mapa”

Przypadki użycia są często mylone z diagramami przypadków użycia z UML’a.
Postaram już na początku zaznaczyć te różnice, żebyście Państwo nie mieli takich problemów w
przyszłości.

Diagram przypadków użycia prezentuje tylko połączenie aktorów z przypadkami użycia. Każdy
przypadek użycia jest tutaj reprezentowany jako nazwa. Jest to dobre w początkowej fazie analizy
wymagań, kiedy odkrywamy funkcje systemu, lecz wymaga późniejszego doprecyzowania, czyli
napisania specyfikacji wymagań, która będzie zawierać kompletne przypadki użycia.
W takiej specyfikacji wymagań dobrze jest umieścić na początku diagram przypadków użycia, który
będzie służył jako „spis treści” dokumentu.

34

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań (34)

Plan wykładu

• Wprowadzenie
• Wymagania

pozafunkcjonalne

• Wymagania funkcjonalne:

– Przypadki użycia

– Jak pisać

przypadki użycia?

• Dobre praktyki

Sommerville i Sawyer’a

Na kolejnych slajdach przedstawię podstawowe zasady pisania przypadków użycia.

35

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań (35)

Jak pisać przypadki użycia?

• Steve Adolph, Paul

Bramble:
„Patterns for
Effective Use Cases”

Jedną z lepszych książek mówiących o tym są: „Wzorce Efektywnych Przypadków Użycia”, napisana
przez ludzi stosujących to podejście od lat w projektach informatycznych i mających duże
doświadczenie w tym zakresie.

36

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań (36)

Jak pisać przypadki użycia?

• Przypadek użycia
• Zbiór przypadków użycia
• Proces
• Zespół

Stworzyli oni listę „wzorców”, czyli „dobrych praktyk” dotyczących pisania i podzielili ją na 4 grupy:
-pierwsza dotyczy pojedynczego przypadku użycia,
-druga - całego ich zbioru, czyli sposobu komponowania specyfikacji z pojedynczych wymagań
-trzecia - dotyczy procesu ich tworzenia, oraz
-czwarta - zespołu osób, które przygotowują specyfikację wymagań

37

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań (37)

Jak pisać przypadki użycia?

• Przypadek użycia
• Zbiór przypadków użycia
• Proces
• Zespół

Zacznijmy od wzorców związanych z pojedynczym przypadkiem użycia

38

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań (38)

Przypadek użycia

• „Fraza czasownikowa w nazwie”:

– Wystawianie faktury
– Generowanie raportu miesięcznego

– Główny przypadek użycia
– Przypadek użycia 2
– Zarządzanie

Nazwa przypadku użycia jest bardzo ważna - występuje w wielu miejscach dokumentu (spisie treści,
diagramach przypadków użycia, itp), tak więc w sformułowanie prawidłowej nazwy powinna być
włożona odrobina wysiłku, tak aby dobrze odzwierciedlała ona zawartość przypadku użycia.
Mówi o tym pierwszy wzorzec, jaki wybrałem z książki: „Fraza czasownikowa w nazwie”.
Frazy czasownikowe dobrze opisują cele przypadków użycia, np jak spotkamy nazwę: wystawianie
faktury, albo generowanie raportu miesięcznego, to od razu wiemy o jakie wymaganie chodzi.

Kilka przykładów złych nazw:
-Nazwy nic nie znaczące: Główny przypadek użycia, Przypadek użycia 2
-Zbyt ogólna, przez co nie stanowi żadnej wartości dla czytelnika: Zarządzanie

39

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań (39)

Przypadek użycia

• „

Scenariusz i rozszerzenia

”:

– Nadrzędny cel: czytelność!
– Scenariusz główny - najbardziej

prawdopodobna ścieżka

• 3-9 kroków

– Rozszerzenia - alternatywne

scenariusze

• kiedy coś pójdzie nie tak
• numer rozszerzenia: numer kroku

+ kolejna litera

UC1: Dodawanie nowej faktury
Główny scenariusz:

1. Użytkownik pragnie dodać nową fakturę.
2. Użytkownik wpisuje pozycje faktury.
3. System podlicza fakturę, nadaje jej nowy

numer i zapisuje w rejestrze.

4. Użytkownik drukuje fakturę.

Rozszerzenia:

3.A. Użytkownik nie dodał żadnej pozycji

3.A.1. System prosi o ponowne
wprowadzenie pozycji (powrót do 2.)

Drugi omawiany wzorzec to „Scenariusz i rozszerzenia”
Przypadek użycia powinien być podzielony na takie 2 części - dzięki temu czytelnik może się zapoznać
najpierw z głównym scenariuszem i zrozumieć na czym polega wymaganie, a następnie przejść do
niuansów zawartych w rozszerzeniach.

Generalną zasadą jest zwięzłość i przejrzystość, aby czytelnik nie pogubił się.
Dlatego, każdy scenariusz powinien zawierać od 3-9 kroków (gdy jest ich mniej, specyfikacja wymagań
jest zbyt fragmentaryczna, natomiast gdy jest ich więcej - czytelnik nie jest w stanie ogarnąć pamięcią
całości).
Ze względu na czytelność, również poszczególne kroki scenariusza nie powinny być zbyt
skomplikowane. Najlepiej gdy są wyrażone prostym zdaniem zawierającym podmiot (czyli aktora).

Rozszerzenia natomiast, to sekwencje kroków wykonywane podczas sytuacji wyjątkowych. Numer
rozszerzenia składa się zawsze z numeru kroku, którego rozszerzenie dotyczy, oraz litery - stanowiącej
numer rozszerzenia (w ramach tego kroku).
Czyli przykładowo możemy się spotkać z takimi rozszerzeniami:
1.A.
2.A.
3.A.
1.B.

Rozszerzenia mogą być wielokrotnie zagnieżdżane, czyli przykładowo, jeżeli mamy krok 1.A.2 i
chcemy do niego dodać rozszerzenie, to będzie ono miało numer 1.A.2.A.

40

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań (40)

Przypadek użycia

• „

Obojętność technologiczna

”:

– technologia jest zmienna
– niepotrzebne ograniczenia
– szczegóły GUI zaciemniają obraz
– klient nie rozumie terminy technicznych

• Przykłady:

– Pracownik klika na link kalendarium
– System zapisuje dane użytkownika w bazie danych
– System za pomocą protokołu SOAP pobiera aktualną

temperaturę

Wzorzec kolejny: „ Obojętność technologiczna”
Błędem jest, gdy przypadki użycia zawierają szczegóły technologiczne:
-technologia jest zmienna - może sie okazać, że następny podobny projekt będzie realizowany w nowej
technologii, mimo że część wymagań będzie identyczna. Jeżeli przypadki użycia będą zawierać
szczegóły technologiczne, to ponowne zastosowanie raz napisanych wymagań będzie dużo trudniejsze
-szczegóły Graficznego Interfejsu Użytkownika (ang. GUI - Graphical User Interface) zaciemniają
jedynie obraz czytelnika - gubi się on w gąszczu szczegółów. Czasem jednak jest potrzeba
zobrazowania klientowi takich szczegółów - wtedy warto naszkicować poszczególne ekrany aplikacji i
dodać je jako załącznik do specyfikacji wymagań
-klient nie rozumie terminów technicznych w stylu SOAP, baza danych, HTTP, itp.

41

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań (41)

Jak pisać przypadki użycia?

• Przypadek użycia

• Zbiór przypadków użycia
• Proces
• Zespół

Kiedy potrafimy napisać pojedynczy przypadek użycia, czas dowiedzieć się, w jaki sposób składać te
elementy w całą specyfikację wymagań.

42

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań (42)

Zbiór przypadków użycia

• „

Rozwijalna historia

”:

–Hierarchiczne scenariusze
–Można rozwijać lub zwijać w celu

pokazania lub ukrycia szczegółów

Pierwszy wzorzec z tej grupy to „Rozwijalna historia”
Zbiór przypadków użycia powinien stanowić rozwijalną historię, czyli być zorganizowany w
hierarchiczne drzewo scenariuszy. Im głębiej, tym przypadki użycia są bardziej szczegółowe.
Dzięki temu będzie można przeczytać tylko przypadki użycia najwyższego poziomu, aby mieć
ogólną wiedzę o systemie, lub zagłębiać się coraz bardziej jeżeli potrzebujemy większych
szczegółów.

43

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań (43)

Rozwijalna historia

• Poziom celu użytkownika:

– główny aktor osiąga zamierzony cel w ciągu

jednej sesji przy komputerze

W celu łatwiejszego zorientowania się w tej hierarchii scenariuszy, wprowadzono podział przypadków
użycia na trzy poziomy.
Środkowy poziom - to poziom celu użytkownika. Przypadki użycia na tym poziomie opisują
poszczególne funkcje systemu, z punktu widzenia użytkowników, np. Rejestracja na szkolenie,
Wypełnienie ankiety, Redagowanie ankiety…

44

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań (44)

Rozwijalna historia

• Poziom podfunkcji:

– przecyzuje wykonanie funkcji

Niekiedy do opisania pewnych funkcji potrzebujemy większych szczegółów. Wtedy korzystamy z
przypadków użycia poziomu podfunkcji. Jeżeli np. uważamy, że „Dodawanie komponentu do ankiety”,
lub „Wysyłanie wiadomości email” wymaga doprecyzowania, możemy stworzyć taki przypadek użycia
i wywołać go z przypadku użycia wyższego poziomu. Przykładowo, mamy dane 2 przypadki użycia:
UC1. Rozsyłanie ankiety, oraz
SUB1. Wysyłanie wiadomości email.

Wtedy z UC1, możemy wywołać drugi przypadek użycia, poprzez wymienienie tego przypadku użycia
w treści jednego z kroków:

UC1. Rozsyłanie ankiety
….
3. System wysyła prośbę o wypełnienie ankiety do wszystkich firm zarejestrowanych w systemie
(SUB1).
…

To jest znak dla czytelnika, że jeżeli interesują go szczegóły danego kroku, może zajrzeć do przypadku
użycia SUB1.

45

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań (45)

Rozwijalna historia

• Poziom streszczenia (biznesowy):

– kontekst dla wymagań użytkownika

Trzeci poziom, to poziom biznesowy. Służy on do naszkicowania kontekstu dla tworzonego systemu.
W momencie kiedy analityk pozna specyfikę konkretnej firmy, jej procesy biznesowe, dużo prościej
zrozumieć wymagania użytkownika.
W celu opisania tych procesów można skorzystać z przypadków użycia poziomu streszczenia
(biznesowego).

46

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań (46)

Rozwijalna historia

Na kolejnych slajdach widać, w jakiej kolejności czytać przypadki użycia, aby maksymalnie szybko
zrozumieć wymagania systemu. W dowolnym momencie można przerwać czytanie, jeżeli nie
potrzebujemy większej liczby szczegółów.

47

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań (47)

Rozwijalna historia

48

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań (48)

Rozwijalna historia

49

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań (49)

Rozwijalna historia

50

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań (50)

Jak pisać przypadki użycia?

• Przypadek użycia
• Zbiór przypadków użycia

• Proces
• Zespół

Trzecia grupa - wzorce dotyczące procesu powstawania przypadków użycia. Mówią one, w jaki sposób
spisywać przypadki użycia, aby zrobić to najefektywniej.

51

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań (51)

Proces

• „Szerokość przed głębokością”:

pozyskiwanie wymagań - odkrywczy proces

– zmiany na tym etapie - bardzo prawdopodobne
– pisanie kompletnych przypadków użycia -

strata energii

– rozwijaj w kolejności:

• 1. lista aktorów
• 2. nazwy przypadków użycia
• 3. główny scenariusz
• 4. rozszerzenia

Pozyskiwanie wymagań jest procesem odkrywczym. Nie ma osób, które są w stanie od razu
zaproponować w pełni poprawne wymagania. Często pytamy klienta, jak wyobraża sobie poszczególne
funkcje systemu, następnie zapisujemy to w formie przypadków użycia, po czym okazuje się, że
chodziło o coś zupełnie innego.
Dlatego warto robić to stopniowo, na początku bardzo zgrubnie, a w momencie kiedy upewnimy się, że
nasz tor myślenia jest prawidłowy, można dodawać szczegóły.
Takie podejście właśnie oznacza określenie „Szerokość przed głębokością”

Dla przypadków użycia proponowane są następujące etapy:
-1. odkrycie wszystkich aktorów
-2. zaprezentowanie funkcji - nazwy przypadków użycia
-3. dopisanie głównego scenariusza do każdej nazwy przypadku użycia
-4. uzupełnienie rozszerzeń

52

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań (52)

Szerokość przed głębokością

Przeprowadza ankiety

Zarządza artykułami w portalu

Akceptuje zgłoszenia nowych firm

Konsultant

Zgłoszenie do udziału w projekcie

Pobieranie artykułu

Rejestracja na szkolenie

Firma

Lista Aktor-Cel:

Pierwsze dwa kroki (aktorzy i nazwy przypadków użycia) można przedstawić na diagramie
przypadków użycia, lub prościej - w formie tabeli Aktor-Cel, której przykład jest zaprezentowany na
slajdzie.

53

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań (53)

Jak pisać przypadki użycia?

• Przypadek użycia
• Zbiór przypadków użycia
• Proces

• Zespół

Ostatnia grupa wzorców, to wzorce dotyczące zespołu autorów przypadków użycia.

54

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań (54)

Zespół

• „Mały zespół autorów”

– wielkość zespołu to najważniejszy

czynnik wpływający na jakość

– 2-3 osoby w zupełności wystarczają
– zaangażuj więcej osób w proces

recenzji

– duże systemy – kilka małych zespołów

z jednym architektem odpowiedzialnym

za spójną wizję systemu

Kluczowym czynnikiem stanowiącym o jakości specyfikacji wymagań jest wielkość zespołu
analityków.
Z praktyki wynika, iż 2-3 osoby są w zupełności wystarczające - o tym mówi ten wzorzec. Jeżeli będzie
więcej piszących, to narzut związany z komunikacją między nimi będzie zbyt duży, a kompromisy
trudne do osiągnięcia.
Więcej osób można zaangażować na etapie recenzji - wtedy inne osoby (testerzy, użytkownicy) będą w
stanie wyrazić swoje zdanie.
W trakcie pracy nad ogromnymi systemami może się okazać, że 2-3 osoby nie są w stanie ogarnąć
całości. Wtedy warto taki system podzielić na moduły i powołać po jednym małym zespole do
analizowania wymagań tylko w ramach modułu.

55

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań (55)

Zespół

• „Zrównoważony zespół”

– grupa podobnych specjalistów skupi się

jedynie na ograniczonych problemach

– synergia: kompensuj słabe strony

jednych, dobrymi stronami innych

– połącz ludzi różnej specjalności
– analitycy i użytkownicy

Drugim kluczowym czynnikiem, jeżeli chodzi o zespół analityków, jest różnorodność specjalistów.
W dzisiejszych czasach żadko kto ma tak obszerne doświadczenie, że zna się jednocześnie na tworzeniu
oprogramowania i dziedzinie, którą informatyzujemy. W związku z tym warto na etapie powstawania
wymagań połączyć siły specjalistów z różnych dziedzin. Autorzy wzorców nazwali to
„Zrównoważonym zespołem”.
Tak skomponowany zespół będzie w stanie dostrzec dużo wcześniej wiele problemów i szybciej
stworzyć poprawne wymagania.

56

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań (56)

Często popełniane błędy

UC1: Faktura
Główny scenariusz:

1.

Sprzedawca wpisuje kod dostępu.

2.

System weryfikuje użytkownika.

3.

Kliknięcie na przycisk wystawiania faktury.

4.

System prezentuje formularz.

5.

Wpisanie pozycji w dolnym okienku.

6.

Wpisanie wartości pozycji , stawki VAT, liczby pozycji i nr. porządkowego.

7.

System podlicza fakturę i prezentuje sumę.

8.

System nadaje nowy numer i zapisuje w rejestrze faktur.

9.

Wydruk faktury.

10. Jeżeli wystawianie faktur zakończyło się, to użytkownik się wylogowuje.

Rozszerzenia:

3.A. Sprzedawca nie dodał żadnej pozycji

3.A.1. System prosi o ponowne wprowadzenie pozycji (powrót do 2.)

To tyle, jeżeli chodzi o podstawowe informacje dotyczące tworzenia przypadków użycia. W celu ich
lepszego utrwalenia wykonajmy proste ćwiczenie…
Spróbujmy znaleźć naruszenia podanych wcześniej zasad na bieżącym slajdzie.

57

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań (57)

Często popełniane błędy

UC1:

Faktura

Główny scenariusz:

1. Sprzedawca wpisuje kod dostępu.
2. System weryfikuje użytkownika.

3.

Kliknięcie

na przycisk wystawiania faktury.

4. System prezentuje formularz.

5.

Wpisanie pozycji

w dolnym okienku

.

6.

Wpisanie

wartości pozycji, stawki VAT, liczby pozycji i nr. porządkowego

.

7. System podlicza fakturę i

prezentuje sumę

.

8. System nadaje nowy numer i zapisuje w rejestrze faktur.

9.

Wydruk faktury.

10.

Jeżeli

wystawianie faktur zakończyło się,

to

użytkownik się wylogowuje.

Rozszerzenia:

3.A. Sprzedawca nie dodał żadnej pozycji

3.A.1. System prosi o ponowne wprowadzenie pozycji (powrót do 2.)

Najważniejsze błędy to:
-tytuł przypadku użycia nie mówi, czym przypadek użycia będzie się zajmował (nie wiemy czy to jest
wystawienie faktury, wysłanie, przefaksowanie, odbiór, czy cokolwiek innego)
-W krokach 3, 5, 6, 7 znajdują się zbędne szczegóły (część to szczegóły techniczne, np. informacje o
GUI, wyliczenia pól na ekranie, itp.)
-W krokach 3, 5, 6, 9 - nie ma sprecyzowanego podmiotu, czyli aktora, który wykonuje krok.
-Krok 10 zawiera konstrukcję warunkową - warunki powinny się znaleźć w sekcji rozszerzeń, a nie w
głównym scenariuszu.
-Scenariusz posiada 10 kroków, czyli jest za długi dla przeciętnego czytelnika. Liczba kroków powinna
oscylować pomiędzy 3-9.

58

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań (58)

Plan wykładu

• Wprowadzenie
• Wymagania

pozafunkcjonalne

• Wymagania funkcjonalne:

– Przypadki użycia

– Jak pisać przypadki

użycia?

• Dobre praktyki

Sommerville i Sawyer’a

To, co zostało przedstawione do tej pory podczas tego wykładu, to jedynie kilka podstawowych
pomysłów (dobrych praktyk) związanych z dokumentowaniem wymagań. Inżynieria wymagań to
dziedzina dużo bardziej skomplikowana.
Skąd więc czerpać nowe pomysły?

W momencie kiedy będziemy już pracować jako analitycy w firmach informatycznych przydałby się
sposób na ocenienie, na ile dobrze wykonujemy fazę analizy wymagań. Skąd mogę wiedzieć, czy to co
robię do tej pory, wystarcza już do efektywnego pozyskiwania wymagań, czy też może mogę robić to
znacznie lepiej?

59

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań (59)

Dobre praktyki inżynierii wymagań

• Yan Sommerville &

Pete Sawyer ‘97

• Zbiór dobrych praktyk
• Model dojrzałości

procesów inżynierii
wymagań

Z odpowiedzią na te dylematy przychodzi książka opublikowana w 1997 roku przez panów Yana
Sommerville i Pete Sawyera poświęcona dobrym praktykom inżynierii wymagań.

Zdefiniowali oni również pewien model, wg którego można oszacować poziom dojrzałości procesów
inżynierii wymagań w firmie.

60

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań (60)

Dobre praktyki: Sommerville & Sawyer

4

3

2

IW dla systemów krytycznych

2

3

4

Zarządzanie wymaganiami

1

3

4

Walidacja wymagań

-

3

3

Modelowanie systemu

-

1

4

Opisywanie wymagań

1

2

5

Analiza i negocjacja wym.

1

6

6

Zbieranie wymagań

-

-

8

Dokument wymagań

Zaaw.

9

Pośred.

21

Podst.

36

Obszar

Dobre praktyki zaprezentowane przez nich są podzielone na 8 obszarów, natomiast każda praktyka jest
przydzielona do jednej z kategorii: podstawowa, pośrednia, zaawansowana - w zależności od stopnia
trudności jej stosowania.

61

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań (61)

Punktacja

3 - standard w organizacji
2 - powszechnie używane
1 - używane sporadycznie
0 - nigdy

W celu sprawdzenia stopnia dojrzałości inżynierii wymagań w firmie, należy wziąć listę wszystkich
praktyk zaproponowanych przez autorów, a następnie każdej z nich przydzielić od 0-3 punktów, w
zależności od tego, w jaki sposób praktyka jest wykorzystywana w organizacji:
-3 punkty jeżeli praktyka jest standardem w organizacji
-2 punkty jeżeli nie jest standardem, lecz jednak jest powszechnie wykorzystywana
-1 punkt jeżeli jest wykorzystywana jedynie sporadycznie przez nieliczne jednostki
-0 jeżeli nigdy nie jest używana

62

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań (62)

Poziomy dojrzałości

Zdefiniowany
> 85 Podst. & > 40 Pośr. & Zaaw.

Powtarzalny
> 55 Podst. & < 40 Pośr. & Zaaw.

Początkowy
< 55 Podst.

Autorzy zdefiniowali 3 poziomy dojrzałości procesów inżynierii wymagań w przedsiębiorstwach
(kryteria są lekko rozmyte):
-na pierwszym poziomie - początkowym znajduje się firma, która ma mniej niż 55 punktów z praktyk
podstawowych
-na drugim poziomie - powtarzalnym - są te firmy, które mają powyżej 55 punktów za praktyki
podstawowe oraz poniżej 40 z praktyk pośrednich i zaawansowanych
-na najwyższym poziomie - zdefiniowanym - znajdują się takie firmy, które mają powyżej 85 punktów
za praktyki podstawowe, oraz powyżej 40 punktów za pośrednie i zaawansowane.

Poziomy te można krótko scharakteryzować:
-Poziom początkowy - to podejście ad-hoc do zbierania wymagań, pojawiają się częste problemy z
wymaganiami
-Poziom powtarzalny - na tym poziomie są zdefiniowane standardy dla dokumentu wymagań oraz
czynności pozyskiwania wymagań - problemów w fazie analizy wymagań jest dużo mniej
-Poziom zdefiniowany - posiada z góry zdefiniowany proces inżynierii wymagań, bazujący na
najlepszych praktykach. Jest obecny program poprawy tego procesu.

63

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań (63)

Dobre praktyki: Dokument wymagań

• Określ standardową strukturę

dokumentu

• Wytłumacz, jak korzystać z dokumentu
• Dołącz podsumowanie wymagań
• Zdefiniuj specjalizowane terminy

(słownik)

• Pomóż czytelnikom znaleźć informację

Kolejne slajdy przedstawiają wybrane praktyki. Tutaj jedynie wymienimy je z nazwy. Bardziej
szczegółowo będziemy się nimi zajmować przy okazji poszczególnych wykładów z cyklu inżynierii
oprogramowania i zaawansowanej inżynierii oprogramowania. Osoby, które już teraz są ciekawe
szczegółów zachęcam do przeczytania książki Sommerville i Sawyera.

64

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań (64)

Zbieranie wymagań

• Oceń możliwość zbudowania systemu
• Zapisuj źródła wymagań
• Zdefiniuj środowisko operacyjne

65

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań (65)

Analiza i negocjacja wymagań

• Określ granice systemu
• Korzystaj z list kontrolnych podczas

analizy wymagań

• Określ priorytety wymagań

66

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań (66)

Opisywanie wymagań

• Zdefiniuj standardowy szablon do opisu

wymagań

• Korzystaj z prostego i spójnego języka
• Dobrze wykorzystuj diagramy

67

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań (67)

Walidacja wymagań

• Sprawdź, czy wymagania spełniają

standardy

• Zorganizuj formalne inspekcje wymagań
• Zdefiniuj listy kontrolne walidacji
• Wykorzystaj zespoły wielodyscyplinarne

do przeglądów wymagań

68

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań (68)

Podsumowanie

• Wymagania funkcjonalne:

– Przypadki użycia
– Jak pisać przypadki

użycia?

• Wymagania

pozafunkcjonalne

• Dobre praktyki

Sommerville i Sawyer’a

Podsumujmy krótko co udało się przedstawić podczas tego wykładu:
-główna część to sposób pisania wymagań funkcjonalnych w postaci przypadków użycia
-krótko powiedzieliśmy sobie czym są wymagania pozafunkcjonalne
-omówiliśmy model dojrzałości procesu inżynierii wymagań wg dobrych praktyk Sommerville i
Sawyera

69

Inżynieria oprogramowania

Specyfikacja wymagań (69)

Literatura

• Y. Sommerville and P. Sawyer. Requirements

Engineering. A Good Practice Guide. Wiley &
Sons, 1997.

• S. Adolph, P. Bramble, A. Cockburn, and A.

Pols. Patterns for Effective Use Cases. Addison-
Wesley, 2002.

• A. Cockburn. Writing Effective Use Cases.

Addison-Wesley, 2003.