Chương 3

1. Chương 3 Kỹ thuật yêu cầu (Requirement Engineering)

2. Nội dung • Kỹ thuật yêu cầu là gì • Xác định yêu cầu hệ thống là gì • Các loại yêu cầu hệ thống • Quy trình RE

3. 1. Kỹ thuật yêu cầu là gì(Requirement Engineering) • Ta dùng Requirement Engineering thay choRequirement Analysis • RE là quá trình lặp bao gồm 3 hoạt động: • Rút ra yêu cầu từ thực tế (Elicitation) • Đặc tả yêu cầu (Specification) • Xác thực (Validation) • Kết quả của quá trình RE là những đặc tả về hệ thống phần mềm

4. 2. Yêu cầu (Requirement ) là gì? Requirements described the “what” of a system, not the “how” Mô tả cái gì cần cho hệ thống

5. Yêu cầu phần mềm • Phản ánh sự hiểu biết lẫn nhau về vấn đề giữa người phân tích và khách hàng • Nền tảng để xây dựng hợp đồng • Là sự chuẩn bị cho giai đoạn tiếp theo (giai đoạn phân tích) • Là tài liệu để kiểm tra hệ thống khi được phát hành

6. Input/ Output của xác định yêu cầu • Input: • Các yêu cầu từ khách hàng (Problem statement prepared by the customers) • Output: • Tài liệu đặc tả yêu cầu ( Software requirements specification – SRS)

7. Mức độ mô tả yêu cầu • Yêu cầu người dùng: • Chủ yếu dành cho người dùng • Viết bằng ngôn ngữ tự nhiên và biểu đồ • Mô tả dịch vụ và ràng buộc hoạt động • Yêu cầu hệ thống: • Tài liệu có cấu trúc mô tả chức năng, dịch vụ và ràng buộc hoạt động của hệ thống • Có thể là một phần của hợp đồng

8. Người đọc

9. 3. Các loại yêu cầu hệ thống Các yêu cầu của hệ thống phần mềm thường được chia thành ba loại: Yêu cầu chức năng Yêu cầu phi chức năng Yêu cầu miền ứng dụng Thực tế khó phân biệt ba loại yêu cầu này một cách rõ ràng.

10. Yêu cầu chức năng Yêu cầu chức năng mô tả hệ thống sẽ làm gì. Nó mô tả các chức năng hoặc các dịch vụ của hệ thống một cách chi tiết. Đặc điểm của yêu cầu chức năng: Tính mập mờ, không rõ ràng của các yêu cầu: Vấn đề này xảy ra khi các yêu cầu không được xác định một cách cẩn thận. Tính hoàn thiện và nhất quán: Về nguyên tắc, yêu cầu phải chứa tất cả các mô tả chi tiết và không có sự xung đột hoặc đối ngược giữa các yêu cầu. 10/15/2014 10

11. Ví dụ • Trong hệ thống quản lý thư viện: • Người dùng được cấp tài khoản riêng • Người dùng có thể tìm kiếm; download; in các bài báo • Người dùng có thể được cấp một vùng riêng để lưu dữ liệu

12. Yêu cầu phi chức năng Yêu cầu phi chức năng không đề cập trực tiếp tới các chức năng cụ thể của hệ thống. Yêu cầu phi chức năng thường định nghĩa các thuộc tính như: độ tin cậy, thời gian đáp ứng, các yêu cầu về lưu trữ … các ràng buộc của hệ thống (khả năng của thiết bị vào/ra, giao diện …) Một số yêu cầu phi chức năng còn có liên quan đến quy trình xây dựng hệ thống (các chuẩn được sử dụng, các công cụ CASE, ngôn ngữ lập trình …) Các yêu cầu phi chức năng có thể hạn chế những yêu cầu chức năng. Nhưng nếu nó không được thoả mãn thì hệ thống sẽ không sử dụng được. 10/15/2014 12

13. 3 yêu cầu phi chức năng cơ bản • Yêu cầu về sản phẩm: • Hiệu năng • Khả năng sử dụng • Độ tin cậy … của sản phẩm • Yêu cầu về mặt tổ chức: • Cơ cấu tổ chức; Chính sách của tổ chức • Thời gian bàn giao • Tương thích với hệ thống cũ • Yêu cầu ngoài: • Do các tác nhân ngoài hệ thống • Tính pháp lý • Tính riêng tư

14. Lý do xuất hiện yêu cầu phi chức năng Yêu cầu của người sử dụng Ràng buộc về ngân sách Các chính sách của tổ chức sử dụng hệ thống Yêu cầu tương thích giữa phần cứng và phần mềm Các tác nhân ngoài khác 10/15/2014 14

15. Ví dụ về yêu cầu phi chức năng Xác định các yêu cầu phi chức năng của Hệ thống đặt vé tàu trước Yêu cầu về sản phẩm: phải xây dựng website Yêu cầu về mặt tổ chức: mạng máy tính nối tất cả các trạm xe lửa với nhau. Yêu cầu ngoài: Hệ thống phải bảo mật 15

16. Ví dụ về yêu cầu phi chức năng Các mục tiêu và yêu cầu phi chức năng có thể thẩm định được của Hệ thống đặt vé tàu trước Mục tiêu của hệ thống là dễ sử dụng đối với nhân viên cũng như hành khách và được tổ chức để sao cho tối thiểu hoá được lỗi. Các yêu cầu phi chức năng có thể thẩm định được: Những người nhân viên sử dụng có kinh nghiệm có thể sử dụng được tất cả các chức năng của hệ thống chỉ sau hai tiếng tập huấn. Sau khoá huấn luyện này, số lỗi chương trình gây ra bởi người sử dụng là không quá hai lỗi một ngày. 10/15/2014 16

17. Yêu cầu miền ứng dụng Yêu cầu miền ứng dụng được xác định từ miền ứng dụng của hệ thống và phản ánh các thuộc tính và ràng buộc của miền ứng dụng. Nó có thể là yêu cầu chức năng hoặc phi chức năng. Nếu yêu cầu miền ứng dụng không được thoả mãn thì có thể hệ thống sẽ không làm việc được. Một số vấn đề liên quan đến yêu cầu miền ứng dụng: Khả năng có thể hiểu được: các yêu cầu được biểu diễn dưới ngôn ngữ của lĩnh vực ứng dụng. Ẩn ý: Các chuyên gia có hiểu biết về lĩnh vực của họ nhưng họ không biết cách xây dựng những yêu cầu miền ứng dụng một cách rõ ràng, mang tính kỹ thuật. 10/15/2014 17

18. Một số ràng buộc • Ràng buộc trước sau • Ràng buộc cấu trúc • Ràng buộc suy diễn • Ràng buộc thời gian Môn học loại cơ sở phải học trước môn học loại chuyên ngành Điểm giữa kỳ <4 thì thi lại, nếu thi lại <4 thì học lại, nếu >=4 thì được thi cuối kỳ Dựa vào luật Lương kỳ 1 phải trả trước ngày 5 hàng tháng Khi người dùng nhấn Enter thì chỉ trong 2 giây thì hệ thống phải hồi đáp

19. 4. Quy trình RE • Thu thập yêu cầu (Requirement Elicitation) • Phân tích yêu cầu (Requirement Analysis) • Tạo tài liệu đặc tả yêu cầu (Requirement Documentation) • Đánh giá yêu cầu (Requirement Review)

21. Bước 1: Thu thập yêu cầu(Requirement Elicitation) • Mục đích • Nội dung cần thu thập • Những khó khăn • Các kỹ thuật

22. Mục đích • Tiếp cận với nghiệp vụ, chuyên môn, môi trường hoạt động của hệ thống • Tìm hiểu các chức năng, nhiệm vụ và cung cách hoạt động của hệ thống • Chỉ ra những chỗ hợp lý cần được kế thừa, những chỗ bất hợp lý cần khắc phục

23. Nội dung cần thu thập • Đánh giá tính khả thi về nghiệp vụ và kỹ thuật của hệ thống • Nhận biết xem ai sẽ giúp xác định yêu cầu và hiểu biết thực chất của tổ chức • Operation manager, product manager • Makerting people • Internal/external customer • End-users • Consultant • Product engineer, Software engineer • Xác định môi trường kỹ thuật • Nhận biết các ràng buộc nghiệp vụ (domain constraint)

24. Những khó khăn thường gặp • Khó khăn về phạm vi (Problems of scope): đường biên hệ thống thường mập mờ, hay khách hàng chỉ nhắm đến các yếu tố kỹ thuật hơn là mục tiêu tổng thể của hệ thống • Khó khăn về hiểu biết khách hàng: khách hàng không biết họ cần gì, có ý kiến trái ngược nhau về hệ thống cần xây dựng, ít hiểu biết về kỹ thuật, thời gian giao tiếp với kỹ sư hệ thống thường rất hạn chế. • Khó khăn về tính ổn định: yêu cầu thường thay đổi theo thời gian

25. Các kỹ thuật thu thập yêu cầu • Các kỹ thuật thu thập yêu cầu: • Phỏng vấn (Interview) • Chọn lựa stakeholder để phỏng vấn • Phiếu điều tra (questionnaire) • Thu thập tài liệu : biểu mẫu, báo cáo, thống kê, số liệu,… • Phiên họp động não ( brainstorm session): kỹ thuật thảo luận nhóm giúp tìm ra nhanh chóng những ý tưởng mới • Sử dụng kịch bản (scenario) để phát hiện các yêu cầu của hệ thống. • Tạo các kịch bản(scenario) để giúp khách hàng/người dùng xác định tốt hơn các yêu cầu chính của hệ thống • Một tập hợp các use case sẽ mô tả tất cả các tương tác có thể trong hệ thống.

26. Bước 2: Phân tích yêu cầu(Requirement Analysis) • Mục đích • Nguyên lý phân tích • Hướng phân tích • Các mô hình phân tích • Các bước phân tích yêu cầu theo hướng dòng dữ liệu • Nội dung chính của RSC

27. Mục đích • Phân tích yêu cầu nhằm phân loại và tổ chức các yêu cầu thành các tập con có liên quan nhau • Xếp loại các yêu cầu theo nhu cầu của người dùng • Tổng hợp, điều chỉnh yêu cầu theo hướng tổng quan nhất • Chỉ ra được hệ thống làm việc gì, làm với dữ liệu nào

28. Nguyên lý phân tích • Nguyên lý 1: Miền dữ liệu • Xác định đối tượng dữ liệu • Mô tả thuộc tính dữ liệu • Thiết lập quan hệ dữ liệu • Nguyên lý 2: Miền chức năng • Xác định chức năng biến đổi dữ liệu • Chỉ ra luồng dữ liệu trong hệ thống • Biểu diễn chức năng, luồng dữ liệu, kho dữ liệu • Nguyên lý 3: Xác định các trạng thái • Chỉ ra những trạng thái của hệ thống • Chỉ ra những sự kiện gây biến đối trạng thái • Nguyên lý 4: Phân tách mô hình • Tinh chế đối tượng, dữ liệu • Tạo hệ thống ở cấp bậc chức năng • Biểu diễn hành vi ở mức chi tiết • Nguyên lý 5: Sự thiết yếu • Chú trọng vấn đề thiết yếu • Loại bỏ những vấn đề chi tiết

29. Nguyên lý davis • Hiểu vấn đề trước khi tạo mô hình phân tích • Tạo bản mẫu (prototype) cho phép người dùng hiểu được tương tác giữa người và máy • Ghi nhận nguồn gốc và lý do của mỗi yêu cầu • Dùng nhiều khung nhìn • Phân loại mức độ ưu tiên của yêu cầu • Loại bỏ những sự mơ hồ

30. Hướng phân tích • Phân tích hướng cấu trúc • Dữ liệu, quá trình biến đổi dữ liệu • Sử dụng các biểu đồ: chức năng, DFD, ERD, RDM, chuẩn hóa dữ liệu, từ điển dữ liệu • Phân tích hướng đối tượng • Tập trung vào đối tượng, sự tương tác giữa các đối tượng • Sử dụng UML

31. Analysis Model Scenario-based Element Use case diagram Activity diagram Flow-oriented Element Data Flow Diagram Control-Flow diagram Class-based Element Class diagram CRC models Behavioral Element State diagram Sequence diagram Các mô hình phân tích

32. Use case diagram • Là một tập hợp của các chuỗi hành động mà một hệ thống thực hiện để tạo ra một kết quả có thể quan sát được, tức là một giá trị đến với một tác nhân cụ thể. • Những hành động này có thể bao gồm việc giao tiếp với một loạt các tác nhân cũng như thực hiện tính toán và công việc nội bộ bên trong hệ thống. • Use case bao gồm: • Actor (tác nhân) • Use case (hành động)

33. Ví dụ

34. Data Flow diagram • Flow-oriented modeling vẫn là 1 trong những cách thông dụng nhất hiện nay để phân tích hệ thống. Tên gọi khác lược đồ dòng dữ liệu (Data Flow Diagram – DFD) • DFD dùng để mô hình hóa các yêu cầu hệ thống. • DFD biểu diễn các bước mà luồng dữ liệu phải trải qua trong hệ thống từ điểm đầu tới điểm cuối. • DFD mô hình hoá hệ thống từ góc độ một chức năng. Việc tìm vết và tư liệu hoá quan hệ giữa dữ liệu với một quy trình rất có ích đối với việc tìm hiểu toàn bộ hệ thống. • DFD bao gồm: • Mức ngữ cảnh • Mức 1, mức 2 … • Tuy DFD và không thuộc định dạng của UML nhưng chúng vẫn được dùng để bổ sung cho các lược đồ UML và giúp xác định rõ hơn các yêu cầu của hệ thống

35. Ví dụ

36. State diagram • Tất cả các đối tượng đều có trạng thái; • Tạng thái là một kết quả của các hoạt động trước đó đã được đối tượng thực hiện và nó thường được xác định qua giá trị của các thuộc tính cũng như các nối kết của đối tượng với các đối tượng khác. • Một lớp có thể có một thuộc tính đặc biệt xác định trạng thái, hoặc trạng thái cũng có thể được xác định qua giá trị của các thuộc tính “bình thường" trong đối tượng. • Một đối tượng sẽ thay đổi trạng thái khi có một việc nào đó xảy ra, thứ được gọi là sự kiện; • Miêu tả một đối tượng có thể có những trạng thái nào trong hệ thống

37. Ví dụ

38. Ví dụ

39. Class diagram • Là một tập hợp các đối tượng có chung các thuộc tính, các ứng xử và các ngữ nghĩa • Lớp gồm có: • Tên lớp (lass name) • Thuộc tính (attribute) • Phương thức (methods) • Biểu đồ lớp mô tả các lớp và các quan hệ giữa các lớp với nhau

40. Ví dụ

41. Mô hình hóa dữ liệu(Data Modeling) • Mô hình dữ liệu gồm 3 thành phần chính: • Đối tượng dữ liệu (Data object) • Thuộc tính (attribute): mô tả đối tượng dữ liệu • Mối liên hệ (relationship) giữa các đối tượng dữ liệu

42. Mô hình hóa dữ liệu(Data Modeling) • Lược đồ Entity-Relationship (ERD) • Lược đồ Relational Data Model (RDM) • Chuẩn hóa dữ liệu • Từ điển dữ liệu

43. Các bước phân tích yêu cầu theo hướng dòng dữ liệu (Flow oriented) Draw the context diagram Develop Prototypes (optional) Model the requirements Finalise the requirements

44. Phát triển prototype(Development of protoype) • Xây dựng prototype tương tự như hệ thống cần xây dựng, khách hàng sẽ xem xét cho cho ý kiến phản hồi, prototype sẽ liên tục được điều chỉnh để thỏa mãn yêu cầu khách hàng. • Prototype là cách giúp tìm hiểu hiệu quả mong muốn thực sự của khách hàng. • Prototype thường được xây dựng nhanh, chi phí thấp, nên sẽ có nhiều hạn chế và thiếu xót so với hệ thống cuối  Prototype chỉ là 1 tùy chọn (optional)

45. Nội dung chính của SRS • Functionality: phần mềm được dùng để làm gì? • External interfaces: phần mềm giao diện với người dùng như thế nào? Với phần cứng và các phần mềm khác ra sao? • Performance: tốc độ, thời gian đáp ứng, thờigian hồi phục,… của mỗi chức năng phần mềm thế nào? • Attributes: khả năng bảo trì, độ chính xác, độ tin cậy, khả năng bảo mật, … • Design constraints: Phần mềm bị ràng buộc bởi các tiêu chuẩn nào? Ngôn ngữ thực thi, chính sách bảo toàn cSDL, hạn chế về tài nguyên, hệ điều hành sử dụng,…

46. Yêu cầu của SRS • Nên xác định đúng tất cả yêu cầu phần mềm. • Không nên mô tả bất kỳ chi tiết nào liên quan đến thiết kế hay thực thi • Không nên đưa các ràng buộc dư thừa vào SRS. Một số ràng buộc về chất lượng nên đưa vào kế hoạch bảo đảm chất lượng phần mềm

47. Đặc tính của SRS • Correct • Unambiguous • Complete • Consistent • Stability • Verifiable • Modifiable • Traceable • (chính xác) • (rõ ràng) • (hoàn thành) • (nhất quán) • (ổn định) • (có thể thẩm tra) • (có thể sửa đổi) • (có thể miêu tả)

48. Nghiên cứu tính thực thiFeasibility study • Feasibility study là 1 bước quan trọng trong bất kỳ quy trình phát triển phần mềm nào. Nghiên cứu này nhằm phân tích chi phí (cost), thời gian (time) cần thực hiện trong mỗi giai đoạn. • Feasibility study là một trong các kết quả của phân tích yêu cầu phần mềm.

49. Thuận lợi của feasibility study • Được xem như bước khởi đầu của chu kỳ phát triển phần mềm (SDLC) dùng để phân tích toàn diện các yêu cầu của hệ thống. • Giúp nhận biết các thừa số rủi ro (risk factor) ảnh hưởng đến việc phát triển và triển khai hệ thống. • Là cơ sở để phân tích chi phí/lợi nhuận của hệ thống • Giúp lập kế hoạch đào tạo đội ngũ phát triển hệ thống. • Là báo cáo giúp ban lãnh đạo dựa vào đó ra quyết định

50. Bước 3: Đặc tả yêu cầu(Requirement Documentation) • Tạo tư liệu về yêu cầu (requirement documentation) là một hoạt động rất quan trọng sau khi thu thập và phân tích yêu cầu hệ thống. Đây là cách để biểu diễn yêu cầu theo một định dạng thống nhất. • Các tài liệu về yêu cầu được gọi là đặc tả yêu cầu phần mềm (Software requirement Specification – SRS) • Các đặc tả có thể là tài liệu, mô hình đồ họa, mô hình toán học, tập hợp các ngữ cảnh hay dùng. • Có một số mẫu tiêu chuẩn “standard template”, tuy nhiên tùy theo hệ thống các đặc tả này có thể thay đổi linh động theo.