Unidad IV - Ingeniería de Requerimiento

Los Requerimientos en un sistema, cumple un papel primordial en el proceso de producción de software, ya que enfoca un área fundamental: la definición de lo que se desea producir. Su principal tarea consiste en la generación de especificaciones correctas que describan con claridad, sin ambigüedades, en forma consistente y compacta, el comportamiento del sistema; de esta manera, se pretende minimizar los problemas relacionados al desarrollo de sistemas.

 

La razón principal para escoger este tema se fundamentó en la gran cantidad de proyectos de software que no llegan a cumplir sus objetivos. En nuestro país somos partícipes de este problema a diario, en donde se ha vuelto común la compra de sistemas extranjeros, para luego "personalizarlos" supuestamente a la medida de las empresas.

 

Tal "personalización", la mayoría de las veces, termina retrasando el proyecto en meses, o incluso en años.  El reemplazo de plataformas y tecnologías obsoletas, la compra de sistemas completamente nuevos, las modificaciones de todos o de casi todos los programas que forman un sistema, entre otras razones, llevan a desarrollar proyectos en calendarios sumamente ajustados y en algunos casos irreales; esto ocasiona que se omitan muchos pasos importantes en el ciclo de vida de desarrollo, entre estos, la definición de los requerimientos.

 

Estudios realizados muestran que más del 53% de los proyectos de software fracasan por no realizar un estudio previo de requisitos. Otros factores como falta de participación del usuario, requerimientos incompletos y el cambio a los requerimientos, también ocupan sitiales altos en los motivos de fracasos.

 

Con todo lo que se desarrollara en este apartado se pretende alcanzar los siguientes objetivos:

• Resaltar la importancia que tiene la Ingeniería de Requerimientos dentro del ciclo de desarrollo.

• Dar a conocer las diferentes alternativas que existen para identificar requerimientos.

• Ayudar a comprender la diferencia que existe entre las diferentes técnicas utilizadas en la IR.

• Minimizar las dudas que se tiene sobre los casos de uso.

• Mostrar la utilización de herramientas CASE dentro de la administración de requisitos.

 

La ingeniería de requerimientos y sus principales actividades

¿Qué son Requerimientos?

Normalmente, un tema de la Ingeniería de Software tiene diferentes significados. De las muchas definiciones que existen para requerimiento, ha continuación se presenta la definición que aparece en el glosario de la IEEE .

 

(1) Una condición o necesidad de un usuario para resolver un problema o alcanzar un objetivo.

(2) Una condición o capacidad que debe estar presente en un sistema o componentes de sistema para satisfacer un contrato, estándar, especificación u otro documento formal.

(3) Una representación documentada de una condición o capacidad como en (1) o (2).

 

Los requerimientos puedes dividirse en :

 

Requerimientos funcionales: Los requerimientos funcionales definen las funciones que el sistema será capaz de realizar. Describen las transformaciones que el sistema realiza sobre las entradas para producir salidas.

 

Requerimientos no funcionales: Los requerimientos no funcionales tienen que ver con características que de una u otra forma puedan limitar el sistema, como por ejemplo, el rendimiento (en tiempo y espacio), interfaces de usuario, fiabilidad (robustez del sistema, disponibilidad de equipo, mantenimiento, seguridad, portabilidad, estándares, etc.

Características de los requerimientos

Las características de un requerimiento son sus propiedades principales. Un conjunto de requerimientos en estado de madurez, deben presentar una serie de características tanto individualmente como en grupo. A continuación se presentan las más importantes.
 

Necesario: Un requerimiento es necesario si su omisión provoca una deficiencia en el sistema a construir, y además su capacidad, características físicas o factor de calidad no pueden ser reemplazados por otras capacidades del producto o del proceso.

Conciso: Un requerimiento es conciso si es fácil de leer y entender. Su redacción debe ser simple y clara para aquellos que vayan a consultarlo en un futuro.

Completo: Un requerimiento está completo si no necesita ampliar detalles en su redacción, es decir, si se proporciona la información suficiente para su comprensión.

Consistente: Un requerimiento es consistente si no es contradictorio con otro requerimiento.

No ambiguo: Un requerimiento no es ambiguo cuando tiene una sola interpretación. El lenguaje usado en su definición, no debe causar confusiones al lector.

Verificable: Un requerimiento es verificable cuando puede ser cuantificado de manera que permita hacer uso de los siguientes métodos de verificación: inspección, análisis, demostración o pruebas.

 

Dificultades para definir los requerimientos

 

• Los requerimientos no son obvios y vienen de muchas fuentes.

• Son difíciles de expresar en palabras (el lenguaje es ambiguo).

• Existen muchos tipos de requerimientos y diferentes niveles de detalle.

• La cantidad de requerimientos en un proyecto puede ser difícil de manejar.

• Nunca son iguales. Algunos son más difíciles, más riesgosos, más importantes o más estables que otros.

• Los requerimientos están relacionados unos con otros, y a su vez se relacionan con otras partes del proceso.

• Cada requerimiento tiene propiedades únicas y abarcan áreas funcionales específicas.

• Un requerimiento puede cambiar a lo largo del ciclo de desarrollo.

• Son difíciles de cuantificar, ya que cada conjunto de requerimientos es particular para cada proyecto.

 

Ingeniería de Requerimientos vs. Administración de Requerimientos 

El proceso de recopilar, analizar y verificar las necesidades del cliente para un sistema es llamado Ingeniería de Requerimientos. La meta de la ingeniería de requerimientos (IR) es entregar una especificación de requisitos de software correcta y completa.

 

A continuación se darán algunas definiciones para ingeniería de requerimientos.

"Ingeniería de Requerimientos es la disciplina para desarrollar una especificación completa, consistente y no ambigua, la cual servirá como base para acuerdos comunes entre todas las partes involucradas y en dónde se describen las funciones que realizará el sistema" Boehm 1979.

 

"Ingeniería de Requerimientos es el proceso por el cual se transforman los requerimientos declarados por los clientes , ya sean hablados o escritos, a especificaciones precisas, no ambiguas, consistentes y completas del comportamiento del sistema, incluyendo funciones, interfaces, rendimiento y limitaciones". STARTS Guide 1987.

 

"Es el proceso mediante el cual se intercambian diferentes puntos de vista para recopilar y modelar lo que el sistema va a realizar. Este proceso utiliza una combinación de métodos, herramientas y actores, cuyo producto es un modelo del cual se genera un documento de requerimientos" Leite 1987.

 

"Ingeniería de requerimientos es un enfoque sistémico para recolectar, organizar y documentar los requerimientos del sistema; es también el proceso que establece y mantiene acuerdos sobre los cambios de requerimientos, entre los clientes y el equipo del proyecto" Rational Software

 

Importancia de la Ingeniería de Requerimientos

Los principales beneficios que se obtienen de la Ingeniería de Requerimientos son:

 

• Permite gestionar las necesidades del proyecto en forma estructurada: Cada actividad de la IR consiste de una serie de pasos organizados y bien definidos.

• Mejora la capacidad de predecir cronogramas de proyectos, así como sus resultados: La IR proporciona un punto de partida para controles subsecuentes y actividades de mantenimiento, tales como estimación de costos, tiempo y recursos necesarios.

• Disminuye los costos y retrasos del proyecto: Muchos estudios han demostrado que reparar errores por un mal desarrollo no descubierto a tiempo, es sumamente caro; especialmente aquellas decisiones tomadas durante la RE.

• Mejora la calidad del software: La calidad en el software tiene que ver con cumplir un conjunto de requerimientos (funcionalidad, facilidad de uso, confiabilidad, desempeño, etc.).

• Mejora la comunicación entre equipos: La especificación de requerimientos representa una forma de consenso entre clientes y desarrolladores. Si este consenso no ocurre, el proyecto no será exitoso.

• Evita rechazos de usuarios finales: La ingeniería de requerimientos obliga al cliente a considerar sus requerimientos cuidadosamente y revisarlos dentro del marco del problema, por lo que se le involucra durante todo el desarrollo del proyecto.

 

Personal involucrado en la Ingeniería de Requerimientos

 

Realmente, son muchas las personas involucradas en el desarrollo de los requerimientos de un sistema. Es importante saber que cada una de esas personas tienen diversos intereses y juegan roles específicos dentro de la planificación del proyecto; el conocimiento de cada papel desempeñado, asegura que se involucren a las personas correctas en las diferentes fases del ciclo de vida, y en las diferentes actividades de la IR.

 

No conocer estos intereses puede ocasionar una comunicación poco efectiva entre clientes y desarrolladores, que a la vez traería impactos negativos tanto en tiempo como en presupuesto. Los roles más importantes pueden clasificarse como sigue:

 

• Usuario final: Son las personas que usarán el sistema desarrollado. Ellos están relacionados con la usabilidad, la disponibilidad y la fiabilidad del sistema; están familiarizados con los procesos específicos que debe realizar el software, dentro de los parámetros de su ambiente laboral. Serán quienes utilicen las interfaces y los manuales de usuario.

• Usuario Líder: Son los individuos que comprenden el ambiente del sistema o el dominio del problema en donde será empleado el software desarrollado. Ellos proporcionan al equipo técnico los detalles y requerimientos de las interfaces del sistema.

• Personal de Mantenimiento: Para proyectos que requieran un mantenimiento eventual, éstas personas son las responsables de la administración de cambios, de la implementación y resolución de anomalías. Su trabajo consiste en revisar y mejorar los procesos del producto ya finalizado.

• Analistas y programadores: Son los responsables del desarrollo del producto en sí; ellos interactúan directamente con el cliente.

• Personal de pruebas: Se encargan de elaborar y ejecutar el plan de pruebas para asegurar que las condiciones presentadas por el sistema son las adecuadas. Son quienes van a validar si los requerimientos satisfacen las necesidades del cliente.

 

Otras personas que pueden estar involucradas, dependiendo de la magnitud del proyecto, pueden ser: administradores de proyecto, documentadores, diseñadores de base de datos, programadores, analistas, entre otros.

 

Puntos a considerar durante la Ingeniería de Requerimientos

Objetivos del negocio y ambiente de trabajo: Aunque los objetivos del negocio están definidos frecuentemente en términos generales, son usados para descomponer el trabajo en tareas específicas. En ciertas situaciones IR se enfoca en la descripción de las tareas y en el análisis de sistemas similares. Esta información proporciona la base para especificar el sistema que será construido; aunque frecuentemente se añadan al sistema tareas que no encajan con el ambiente de trabajo planificado.

 

El nuevo sistema cambiará el ambiente de trabajo, sin embargo, es muy difícil anticipar los efectos actuales sobre la organización. Los cambios no ocurren solamente cuando un nuevo software es implementado y puesto en producción; también ocurren cuando cambia el ambiente que lo rodea (nuevas soluciones a problemas, nuevo equipo para instalar, etc.). La necesidad de cambio es sustentada por el enorme costo de mantenimiento; aunque existen diversas razones que dificultan el mantenimiento del software, la falta de atención a la IR es la principal.

 

Frecuentemente la especificación inicial es también la especificación final, lo que obstaculiza la comunicación y el proceso de aprendizaje de las personas involucradas; esta es una de las razones por las cuales existen sistemas inadecuados.

Punto de vista de los clientes

 

Muchos sistemas tienen diferentes tipos de clientes. Cada grupo de clientes tiene necesidades diferentes y, diferentes requerimientos tienen diferentes grados de importancia para ellos. Por otro lado, escasas veces tenemos que los clientes son los mismos usuarios; trayendo como consecuencia que los clientes soliciten procesos que causan conflictos con los solicitados por el usuario.

 

Diferentes puntos de vistas también pueden tener consecuencias negativas, tales como datos redundantes, inconsistentes y ambiguos.

El tamaño y complejidad de los requerimientos ocasiona desentendimiento, dificultad para enfocarse en un solo aspecto a la vez y dificultad para visualizar relaciones existentes entre requerimientos.

 

• Barreras de comunicación: La ingeniería de requerimientos depende de una intensa comunicación entre clientes y analistas de requerimientos; sin embargo, existen problemas que no pueden ser resueltos mediante la comunicación.

  Para remediar esto, se deben abordar nuevas técnicas operacionales que ayuden a superar estas barreras y así ganar experiencia dentro del marco del sistema propuesto.

 

• Evolución e integración del sistema: Pocos sistemas son construidos desde cero. En la práctica, los proyectos se derivan de sistemas ya existentes. Por lo tanto, los analistas de requerimientos deben comprender esos sistemas, que por lo general son una integración de componentes de varios proveedores.

  Para encontrar una solución a problemas de este tipo, es muy importante hacer planeamientos entre los requerimientos y la fase de diseño; esto minimizará la cantidad de fallas directas en el código.

• Documentación de requerimientos: Los documentos de ingeniería de requerimientos son largos. La mayoría están compuestos de cientos o miles de páginas; cada página contiene muchos detalles que pueden tener efectos profundos en el resto del sistema.

  Normalmente, las personas se encuentran con dificultades para comprender documentos de este tamaño, sobre todo si lo leen cuidadosamente. Es casi imposible leer un documento de especificación de gran tamaño, pues difícilmente una persona puede memorizar los detalles del documento. Esto causa problemas y errores que no son detectados hasta después de haberse construido el sistema.

   

Actividades de la Ingeniería de Requerimientos

 

En el proceso de IR son esenciales diversas actividades. En este documento serán presentadas secuencialmente, sin embargo, en un proceso de ingeniería de requerimientos efectivo, estas actividades son aplicadas de manera continua y en orden variado.

 

A pesar de las diferentes interpretaciones podemos identificar y extraer cinco actividades principales que son:

 

• Análisis del Problema

• Evaluación y Negociación

• Especificación

• Validación

• Evolución

 

A continuación se explicará cada una de ellas, presentándolas en el orden en que deben ser aplicadas para un nuevo proyecto.
 

Análisis del Problema

El objetivo de esta actividad es entender las verdaderas necesidades del negocio.
Antes de describir qué pasos deben cumplirse en esta actividad, debemos tener una definición clara del término "Problema".
"Un problema puede ser definido como la diferencia entre las cosas como se perciben y las cosas como se desean". Aquí vemos nuevamente la importancia que tiene una buena comunicación entre desarrolladores y clientes; de esta comunicación con el cliente depende que entendamos sus necesidades.

 

A través de la definición de problema, podemos ver entonces que la actividad de "Análisis del Problema" tiene por objetivo que se comprendan los problemas del negocio, se evalúen las necesidades iniciales de todos los involucrados en el proyecto y que se proponga una solución de alto nivel para resolverlo.

 

Durante el análisis del problema, se realizan una serie de pasos para garantizar un acuerdo entre los involucrados, basados en los problemas reales del negocio.

 

Estos pasos son los siguientes

 

Comprender el problema que se está resolviendo: Es importante determinar quién tiene el problema realmente, considerar dicho problema desde una variedad de perspectivas y explorar muchas soluciones desde diferentes puntos de vista.

Veamos la siguiente necesidad: "El cliente se queja mucho por la enorme fila que debe formar para realizar una transacción bancaria".

 

Perspectiva del cliente = Pérdida de tiempo
Perspectiva del banco = Posibles pérdidas de clientes

 

Posibles soluciones pueden ser, determinar por qué demoran los cajeros, colocar una nueva caja (implica contratación de nuevos cajeros), abrir una nueva sucursal (involucra personal nuevo y estudio de mercado), realizar transacciones por otros medios (teléfono, internet, mediante cajeros automáticos, autobancos, etc).

 

Como puede verse, múltiples soluciones aplican para el mismo problema, sin embargo, sólo una de ellas será la más factible. Las soluciones iniciales, deben ser definidas tomando en cuanta tanto la perspectiva técnica como la del negocio.

 

Construir un vocabulario común: Debe confeccionarse un glosario en dónde se definan todos los términos que tengan significados comunes (sinónimos) y que serán utilizados durante el proyecto. Por ejemplo, las palabras pignoración, retención, valor en suspenso, custodia, garantía, entre otras, son utilizadas para referirse a la acción de dejar una prenda (puede ser cualquier forma de ahorros) como garantía de una deuda adquirida.

 

La creación de un glosario es sumamente beneficiosa ya que reduce los términos ambiguos desde el principio, ahorra tiempo, asegura que todos los participantes de una reunión están en la misma página, además de ser reutilizable en otros proyectos.

 

Identificar a los afectados por el sistema: Identificar a todos los afectados evita que existan sorpresas a medida que avanza el proyecto. Las necesidades de cada afectado, son discutidas y sometidas a debate durante de ingeniería de requerimientos, aunque esto no garantiza que vaya a estar disponible toda la información necesaria para especificar un sistema adecuado.

 

Para saber quiénes son las personas, departamentos, organizaciones internas o externas que se verán afectadas por el sistema, debemos realizar algunas preguntas.

 

• ¿Quién usará el sistema que se va a construir?

• ¿Quién desarrollará el sistema?

• ¿Quién probará el sistema?

• ¿Quién documentará el sistema?

• ¿Quién dará soporte al sistema?

• ¿Quién dará mantenimiento al sistema?

• ¿Quién mercadeará, venderá, y/o distribuirá el sistema?

• ¿Quién se beneficiará por el retorno de inversión del sistema?

 

Como vemos, debe conocerse la opinión de todo aquél que de una u otra forma está involucrado con el sistema, ya sea directa o indirectamente.

 

Definir los límites y restricciones del sistema: Este punto es importante pues debemos saber lo que se está construyendo, y lo que no se está construyendo, para así entender la estrategia del producto a corto y largo plazo. Debe determinarse cualquier restricción ambiental, presupuestaria, de tiempo, técnica y de factibilidad que limite el sistema que se va a construir.

 

Evaluación y negociación de los requerimientos

 

La diversa gama de fuentes de las cuales provienen los requerimientos, hacen necesaria una evaluación de los mismos antes de definir si son adecuados para el cliente. El término "adecuado" significa que ha sido percibido a un nivel aceptable de riesgo tomando en cuenta las factibilidades técnicas y económicas, a la vez que se buscan resultados completos, correctos y sin ambigüedades.

 

En esta etapa se pretende limitar las expectativas del cliente apropiadamente, tomando como referencia los niveles de abstracción y descomposición de cada problema presentado.

 

Los principales pasos de esta actividad son:

 

Descubrir problemas potenciales: En este paso se asegura que todas las características descritas en el punto 1.1 estén presentes en cada uno de los requerimientos, es decir, se identifican aquellos requerimientos ambiguos, incompletos, inconsistentes, etc.

 

Clasificar los requerimientos:

 

En este paso se busca identificar la importancia que tiene un requerimiento en términos de implementación. A esta característica se le conoce como prioridad y debe ser usada para establecer la secuencia en que ocurrirán las actividades de diseño y prueba de cada requisito. La prioridad de cada requerimiento dependerá de las necesidades que tenga el negocio.

 

En base a la prioridad, cada requerimiento puede ser clasificados como mandatorio, deseables o innecesarios. Un requerimiento es mandatorio si afecta una operación crítica del negocio. Si existe algún proceso que se quiera incluir para mejorar los procesos actuales, estamos ante un requerimiento deseable; y si se trata de un requerimiento informativo o que puede esperar para fases posteriores, el requerimiento es catalogado como innecesario.

 

Una vez hecha esta categorización de los requerimientos, puedo tomar como estrategia general el incluir los mandatorios, discutir los deseables y descartar los innecesarios. Antes de decidir la inclusión de un requerimiento, también debe analizarse su costo, complejidad, y una cantidad de otros factores. Por ejemplo, si un requerimiento fuera trivial de implementar, puede ser una buena idea incluirlo por más que éste sea sólo deseable.

 

Evaluar factibilidades y riesgos: Involucra la evaluación de factibilidades técnicas (¿pueden implementarse los requerimientos con la tecnología actual?); factibilidades operacionales (¿puede ser el sistema utilizado sin alterar el organigrama actual?); factibilidades económicas (¿ha sido aprobado por los clientes el presupuesto?).

 

En la actividad de evaluación y negociación, se incrementa la comunicación entre el equipo de desarrollo y los afectados. Para que los requerimientos puedan ser comunicados de manera efectiva, hay una serie de consideraciones que deben tenerse en cuenta; entre las principales tenemos:

 

• Documentar todos los requerimientos a un nivel de detalle apropiado.

• Mostrar todos los requerimientos a los involucrados en el sistema.

• Analizar el impacto que causen los cambios a requerimientos antes de aceptarlos.

• Establecer las relaciones entre requerimientos que indiquen dependencias.

• Negociar con flexibilidad para que exista un beneficio mutuo.

• Enfocarse en intereses y no en posiciones.