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1 REVISIÓN CONCEPTOS, METODOLOGÍAS Y HERRAMIENTAS SOPORTE EN INGENIERÍA MARLON MÚJICA Estudiante de Ingeniería de Sistemas Universidad Industrial de Santander COLOMBIA EDWIN LOGREIRA Estudiante de Ingeniería de Sistemas Universidad Industrial de Santander COLOMBIA RESUMEN En el desarrollo de un proyecto, uno de los pasos cruciales para lograr el éxito es la etapa en la que se definen los requisitos. Es en este proceso donde se requiere de ingenieros de gran experiencia en planeación, diseño y desarrollo, proceso que además, puede apoyarse en una serie de herramientas de soporte, ya sean propietarias o comerciales. En este contexto han surgido una gran cantidad de organizaciones académicas y comerciales cuyo interés de aportar conocimientos al área ha culminado en la producción de varias herramientas (algunas de ellas aún en fase de desarrollo o anivel de prototipo). Adicionalmente se han generado una serie de pautas y lineamientos básicos, que ha sido posible determinar con base en la gran experiencia de los grupos de desarrollo y en sus procesos de gestión del conocimiento. PALABRAS RELEVANTES.?? Elicitación?? Especificaciones?? Acuerdos?? Requerimiento?? Requisito 1 INTRODUCCIÓN. La ingeniería de requisitos es aquel puente por medio del cual se conectan el mundo real y los actores afectados por el sistema (ver figura 1). A través de él se ponen en marcha un conjunto de actividades con el objetivo de descubrir, modelar y validar todos los requisitos del proyecto, los cuales son formalizados a través de un documento final, generalmente denominado de requisitos. MUNDO REAL: Organizaciones, políticas e información del dominio INGENIERÍA ACTORES L SISTEMA: de requisitos detallada para el correcto desarrollo del proceso. Estas actividades son: la comprensión del problema, las especificaciones y los acuerdos. 2 CONCEPTOS BÁSICOS. Tres de los conceptos básicos que deben manejarse en la Ingeniería de Requisitos en general son: 2.1 REQUERIMIENTO Una condición o necesidad de un usuario para resolver un problema o alcanzar un objetivo[1]. 2.2 REQUISITO Una condición y/o especificación técnica u operativa que puede validarse, y que puede reunirse o poseerse por un sistema para resolver un problema o para lograr un objetivo del cliente, y está calificado por condiciones medibles y limitado por restricciones.[2] 2.3 ELICITACIÓN Es la actividad en que se descubren los requisitos a través de distintas técnicas, tales como Entrevistas, Joint Application Development (JAD), Brainstorming, definición de casos de uso, entre otras; a través de tales actividades se logra establecer los requisitos del sistema, formando así una visión más precisa de las necesidades a resolver.[3] Figura 1. Papel de la Ingeniería de Requisitos Es válido aclarar que no hay un único proceso para lograr una buena elicitación de requisitos (ver numeral 2.3), pero sí existe una secuencia de actividades que se deben tener en cuenta,

2 3 ACTIVIDAS FUNDAMENTALES EN EL PROCESO INGENIERÍA La Ingeniería de Requisitos contempla una serie de actividades, que pueden clasificarse en tres grandes grupos, a saber: 3.1 LA COMPRENSIÓN L PROBLEMA Este es un factor fundamental en el desarrollo de un proyecto, y ha sido uno de los temas más tratados a lo largo de las últimas cuatro décadas a raíz de la crisis del software, ya que a medida que avanza la tecnología, los sistemas se tornan más complejos. Un estudio realizado por IBM reveló que el 80% de los defectos encontrados en los sistemas se presentó en la fase de requisitos[3], por tal motivo, una de las formas más apropiadas para entender y descubrir las necesidades de los clientes y usuarios de un determinado entorno real, es por medio de la Elicitación de Requisitos. 3.2 LAS ESPECIFICACIONES Una vez son detectados los requisitos, estos son estructurados y documentados formalmente de acuerdo a un estándar. Uno de los más populares es el estándar IEEE 830/1998 para requisitos.[3] 3.3 LOS ACUERDOS Cada requisito es analizado y negociado con las personas involucradas en el sistema para verificar su consistencia y su correspondencia con el mundo real.[3] Este artículo se centra en las dos primeras actividades identificadas, presentando una descripción de diferentes metodologías y técnicas para el desarrollo de la elicitación de requisitos, así como algunas herramientas software de soporte a la elaboración de especificaciones de requisitos. 4 LA ELICITACIÓN El punto de mayor interés de la Ingeniería de Requisitos es la fase de elicitación de requisitos; durante el desarrollo de este proceso, se llevan a cabo una serie de actividades en combinación con diversas técnicas especializadas. Esta combinación de metodologías y técnicas garantiza un cierto grado de certeza, referida a la completitud y pertinencia de los requisitos definidos. 4.1 METODOLOGÍAS PARA ELICITACIÓN Metodología para Elicitación de Requisitos de Sistemas Software (Versión 2.3). [4] Esta metodología organiza el proceso de elicitación de requisitos a través de la definición de siete tareas, las cuales se muestran en la figura 2. A continuación se presenta una breve descripción de las tareas definidas en esta metodología: Tarea 1. Estudio del dominio del problema. El objetivo de esta tarea es conocer el ámbito del problema y realizar un diagnóstico de la situación actual. Tarea 2. Reuniones de Elicitación. Como expertos en el tema de desarrollo, el equipo de trabajo debe elaborar una agenda en la cual la premisa sea orientar al cliente para que este proporcione exactamente el conocimiento que se requiere para el desarrollo. requisitos funcionales Estudio del dominio del problema de objetivos requisitos almacenamiento información Integración final Reuniones de elicitación requisitos no funcionales Figura 2. Tareas del proceso de Elicitación. Tarea 3. de Objetivos. Los objetivos del sistema deben ser expuestos en términos de lo que se espera que haga el sistema cuando se encuentre en fase de explotación, así como de los resultados que se esperan lograr a corto, mediano y largo plazo. La perspectiva a futuro permite visualizar requisitos relacionados con la escalabilidad y capacidad de atención a número de usuarios de un sistema. Tarea 4. de los requisitos de almacenamiento de la información. En este punto el equipo de desarrollo debe aclararle al cliente cualquier tipo de limitación que impongan los objetivos y sus factores críticos (por ejemplo, necesidad de una

3 plataforma específica de desarrollo, limitaciones del recurso físico disponible, limitaciones del sistema a actualizar, etc). Tarea 5. Identificar los requisitos funcionales. En esta fase se realiza un diseño general de la aplicación, en el que, aunque no se defina el diseño de cada módulo, se van a poder identificar de forma integral todas las tareas que debe cumplir el sistema incluyendo sus excepciones, definiendo así todas las situaciones posibles. Tarea 6. Identificar / revisar los requisitos no funcionales. Consiste en identificar los requisitos no funcionales del sistema software a desarrollar. Algunos tipos de requisitos que se suelen incluir en esta sección son los siguientes:?? Requisitos de comunicaciones del sistema?? Requisitos de interfaz de usuario?? Requisitos navegacionales?? Requisitos de personalización?? Requisitos de fiabilidad?? Requisitos de entorno de desarrollo?? Requisitos de portabilidad Tarea 7. Integración final. Una vez se hayan obtenido los productos de cada una de las tareas, estos se deben integrar en un único informe, el cual debe corresponder a la Elicitación de Requisitos final, la cual va a ser el único producto entregable al cliente y a partir de la cual se va a iniciar el trabajo. Como resultado de todas las tareas, el proyecto debe entrar en una etapa de estimación, a la cual seguirán las de desarrollo, cierre y operación del producto terminado. Para el desarrollo de tareas descritas anteriormente, la metodología propone usar las técnicas más usuales de elicitación (ver numeral 6, Técnicas de elicitación ); tales técnicas son:?? Entrevistas.?? Joint Application Development.?? Brainstorming.?? Casos de Uso. método en ingeniería de requisitos denominado SIREN (SImple REuse of software requirements). Este método es una aproximación práctica para elicitar y especificar los requisitos de un sistema software, basado en la reutilización de requisitos y estándares en ingeniería del software. El propósito de este desarrollo con reutilización de requisitos, es identificar descripciones del sistema que pueden ser reutilizadas (en su totalidad o en parte) con un mínimo de modificaciones, de manera que se reduzca el proceso de desarrollo de un proyecto. SIREN incorpora unas guías que consisten en una jerarquía de documentos de especificación de requisitos (figura 3) y toma como base para el registro de requisitos el software denominado Requisite Pro (ver sección 5.3). IRS de Requisitos de Interfaz (IEEE Std. 830) SyRS de Requisitos del Sistema (IEEE Std. 1233) SRS de Requisitos del Software (IEEE Std. 830) SyTS de Pruebas del Sistema STS de Pruebas del Software Figura 3. Jerarquía de documentos de SIREN. Debido a que no es posible obtener un conjunto completo de requisitos en una sola iteración, SIREN considera que el proceso de ingeniería de requisitos se desarrolla a través de un modelo de ciclo de vida en espiral (figura 4). 4.2 TÉCNICAS ELICITACIÓN Las diferentes técnicas utilizadas en el proceso de elicitación se pueden clasificar de la siguiente manera, haciendo énfasis en las técnicas más representativas: Tradicionales Consiste en una amplia gama de técnicas genéricas de recolección de datos. Incluyen el uso de cuestionarios, entrevistas y análisis de documentos existentes SIREN: Proceso de ingeniería de requisitos basados en la reutilización. El Grupo de Investigación en Ingeniería del Software del Departamento de Informática de la Universidad de Murcia (España), presenta un

4 Figura 4. Modelo de Ciclo de Vida en Espiral Entrevistas Es una de las técnicas de elicitación más usada y natural, la cual consiste en establecer un canal de comunicación directa entre las personas destinatarias del sistema y el equipo de desarrollo. Las entrevistas planeadas generalmente se dan de forma iterativa y realimentada. Las entrevistas son dirigidas normalmente por el personal mas experto del equipo de desarrollo, quienes junto con un equipo interdisciplinario de profesionales de otras áreas, como la sicología y el derecho, son los encargados de orientar las entrevistas de tal forma que la información obtenida a través de ellas sea relevante al proceso. En esta técnica se pueden identificar tres fases: la preparación, la realización y el análisis de la información obtenida.[4] Elicitación en grupo Se orienta a adoptar un acuerdo, mientras explotan la dinámica de grupo. Incluyen técnicas tales como: Brainstorming y Focus Group, asi como los talleres RAD 1 y JAD Joint Application Development Denominada JAD (Joint Application Development, Desarrollo Conjunto de Aplicaciones) y elaborada por IBM en 1977, esta técnica consiste en reuniones en grupo con un período de duración de 2 a 4 días, en las cuales se ayuda a los clientes y a los usuarios a formular problemas y explorar posibles soluciones.[4] Brainstorming Brainstorming o tormenta de ideas, su objetivo es la generación de ideas en un ambiente libre de criticas o juicios, con la participación de 4 a 10 personas.[4] Prototipado Se usa para los procesos de elicitación donde existe una gran incertidumbre sobre los requerimientos, o donde es necesario una realimentación rápida. Por ejemplo, se puede usar un prototipo para producir una discusión en una técnica de elicitación en grupo, o como base para un cuestionario. 1 RAD : Rapid Application Development Cognoscitivas Incluyen técnicas para la adquisición de conocimientos para sistemas basados en el conocimiento. Por ejemplo, análisis del conocimiento de los interesados o elaboración de una matriz de atributos para una entidad Contextuales Surgieron en los años 90 como una alternativa tanto a las técnicas tradicionales como a las cognoscitivas. Incluyen el uso de técnicas etnográficas, tales como la observación de los participantes y el análisis de la conversación Dirigidas por el modelo Proveen un modelo específico del tipo de información por recolectar, y usan dicho modelo para llevar a cabo el proceso de elicitación. Incluyen los métodos basados en metas y los métodos basados en escenarios Casos de Uso Un caso de uso especifica una secuencia de acciones, incluyendo variantes, que el sistema puede llevar a cabo, y que producen un resultado observable de valor para un actor concreto; es decir, los casos de uso representan los requisitos funcionales. El conjunto de todos los casos de uso constituyen el modelo de casos de uso, el cual describe la funcionalidad total del sistema. Los casos de uso constituyen un principio básico de la metodología del Proceso Unificado de Desarrollo de Software, la cual utiliza el Lenguaje Unificado de Modelado (UML), un lenguaje gráfico que sirve para visualizar, especificar y documentar cada una de las partes que comprende el desarrollo de software. [5] 5 LAS ESPECIFICACIONES Con el objeto de asistir la elaboración de un documento de especificación de requisitos, se han desarrollado varias herramientas, de las cuales se mencionan las más recientes y representativas. 5.1 SISTEMA EXPERTO PARA ASISTIR AL INGENIERO EN SOFTWARE EN LA ELABORACIÓN L DOCUMENTO REQUERIMIENTOS Este proyecto, que se encuentra actualmente en desarrollo en el Instituto Tecnológico de Buenos Aires, tiene por idea central el establecimiento de un sistema guía para el usuario en la realización de tareas de especificación de requisitos (obtener información del dominio del problema,

5 preparación de entrevistas, identificación objetivos y requisitos, etc.), datos por introducir y decisiones a tomar. El sistema se presenta al usuario con una interfaz visual, similar a un cuaderno de tareas, que le permite identificar rápidamente las tareas que puede realizar, el estado de avance de las mismas y el objetivo final que es el documento de requerimientos. El sistema se basa en la identificación de los marcos de problema. Le solicita al usuario que seleccione el marco de problema que mejor se ajusta al tipo de problema que el software pretende resolver. Para ello cuenta con una biblioteca de marcos que podrá ser actualizada. Aquí el usuario debe razonar acerca de los requerimientos obtenidos en la etapa de elicitación. Existen cinco marcos de problema, sobre los que se puede basar un proceso de elicitación de requisitos: 1. Problemas de información 2. Problemas de control 3. Problemas de transformación 4. Problemas de piezas de trabajo. 5. Problemas de conexión Los marcos de problema son guías para que el ingeniero en software realice los cuestionamientos correctos; no son para clasificar problemas como un fin en sí mismo.[6] 5.2 IRQA MILLENIUM: HERRAMIENTA PARA LA CAPTURA, ANÁLISIS Y CONSTRUCCIÓN ESPECIFICACIÓN [7] La firma española TCP Sistemas e Ingeniería ha creado un software denominado IRqA Millenium, una herramienta que pretende soportar no solo la elaboración de especificaciones de requisitos, sino todo el proceso de ingeniería de requisitos. La herramienta proporciona funcionalidades avanzadas para capturar requisitos, analizarlos y construir especificaciones detalladas, verificarlas y gestionar toda la información del proceso. En IRqA se contemplan fundamentalmente los aspectos de validación de los requisitos y de verificación de la especificación, en los que cabe realizar las siguientes preguntas:?? La aplicación satisface las necesidades del usuario? El proceso que hay que poner en marcha para responder a esta pregunta es el de validación del sistema.?? La aplicación satisface la especificación de funcionalidades? El proceso asociado a esta pregunta es el de verificación del sistema.?? La especificación funcional satisface las necesidades de usuario? El proceso relacionado es la comprobación de que la especificación es correcta. Estos aspectos se pueden apreciar en la figura 5. Necesidad Aplicación Especif. correcta Validación Verificación Figura 5. Pasos para la validación, verificación y especificación de los requisitos de IRqA. IRqA Millenium, además de proporcionar las técnicas clásicas para la captura y la gestión de los requisitos textuales de los usuarios, proporciona técnicas semi-formales para analizar y especificar los requisitos, con el objetivo básico de construir una especificación lo más precisa posible, en una etapa previa a la construcción del sistema (sin incurrir en costos de desarrollo). Este software ha sido creado en español e inglés, y es adaptable a proyectos de diferentes dimensiones; además, permite el acceso de múltiples usuarios a la información. 5.3 REQUISITE PRO: HERRAMIENTA PARA EL CONTROL SOBRE REQUERIMIENTOS [8] RequisitePro es la herramienta que ofrece Rational Software para tener un mayor control sobre los requerimientos planteados por el usuario y todos aquellos requerimientos técnicos o nuevos requerimientos de usuario que surjan durante el ciclo de vida de un proyecto. Este software permite que los requerimientos se encuentren documentados bajo un esquema organizado; tales esquemas, cumplen con los estándares requeridos por IEEE, ISO, SEI, CMM y por el Rational Unified Process. RequisitePro se encuentra integrado por aplicaciones para la administración de cambios, herramientas de modelado de sistemas y con herramientas de pruebas. Esta integración asegura que los diseñadores conocen los requerimientos del usuario, del sistema y del software en el momento de su desarrollo. Además permite el desarrollo en equipo; gracias a esto, se pueden conservar juntos todos los requerimientos y ser manipulados por todos y cada uno de los miembros del equipo.

6 Todos los requerimientos tienen atributos y estos son la principal fuente de información para ayudar a planear, comunicar y rastrear las actividades del proyecto a través del ciclo de vida. Cada proyecto tiene necesidades únicas y se deberán seleccionar los atributos que sean críticos para asegurar su éxito: prioridad de desarrollo, status, autor, responsable, relaciones, fecha de registro, fecha última modificación, versión, etc. RequisitePro permite la asignación de prioridades a los requerimientos con base en:?? Beneficios al cliente: No todos los requerimientos son desarrollados de igual forma. Se les asigna prioridad con base en la importancia relativa del usuario final, basándose en un análisis previo de los analistas y desarrolladores del equipo.?? Esfuerzo: Claramente, algunos requerimientos o cambios a los mismos, demandan más tiempo y recursos que otros. Estimar el número de semanas-personas o líneas de código requeridas con base en requerimientos, es la mejor forma de determinar lo que puede y no puede ser desarrollado en el tiempo estipulado. Entre otras características de RequisitePro, se cuentan la visualización de dependencias entre requerimientos del mismo o diferentes proyectos a través de matrices, la administración de cambios a los requerimientos, así como plantillas personalizables y asistentes para orientar al usuario en la recolección de requisitos. 5.4 SMART TRACE: HERRAMIENTA PARA TRAZABILIDAD EN PROYECTOS BASADOS EN UML La trazabilidad de requisitos se define como la habilidad para describir y seguir la vida de un requisito a lo largo de un proyecto, y es clave para conseguir una exitosa gestión de requisitos. SmartTTrace, de Rational Rose, es una herramienta que hace uso de los mecanismos de extensión para integrar especificaciones UML y la gestión de requisitos, resolviendo problemas de duplicación y sincronización de requisitos, mediante un metamodelo que provee un marco de trazabilidad adaptable y extensible a las necesidades especificas de un proyecto, inclusive en la definición de requisitos no considerados en su metamodelo. SmatTTrace define algunas tareas para la lograr la trazabilidad de requisitos en un proyecto:?? Definición de los tipos de requisitos del proyecto.?? Definición de las relaciones de composición para los tipos de requisitos.?? Selección de los requisitos a los cuales se les desea hacer trazabilidad.?? Establecimiento de los tipos de enlace de trazabilidad. 5.5 DOORS: HERRAMIENTA ADMINISTRACIÓN DOORS es una herramienta de administración de requisitos creada por Quality Systems and Software. Esta herramienta permite capturar, relacionar, analizar y administrar un rango de información para asegurar el cumplimiento del proyecto en materia de requerimientos. DOORS permite el acceso de un gran número de usuarios concurrentes en la red, manteniendo en línea un gran número de requerimientos así como su información asociada. También ayuda al usuario a procesar las solicitudes de cambios de requerimientos en línea, y permite realizar cualquier modificación vía remota cuando la base de datos está off-line, incorporando sus actualizaciones a la base de datos maestra. Esta herramienta proporciona rastreabilidad multi-nivel para aquellas relaciones entre requerimientos que poseen gran tamaño. DOORS cuenta con un asistente que permite generar enlaces a reportes de muchos niveles, con el fin de desplegarlos en la misma vista. DOORS se distingue por que proporciona:?? de inconsistencias.?? Operación vía batch.?? Posibilidad de compartir y crear relaciones entre los requerimientos de diferentes proyectos.?? Notificación vía correo electrónico cuando los cambios son revisados.?? Visualización de los cambios pendientes de otros usuarios para anticipar el impacto que ocasionará.?? Despliegue de estadísticas y métricas a través de gráficas.?? Lenguaje claro, lo que proporciona una comprensión inmediata de cada requerimiento.?? Importación de los documentos a formatos de herramientas de Microsoft Office, RTF, HTML, texto, entre otros.?? Plantillas que presentan la información de manera estandarizada.[9]

7 6 OBSERVACIONES FINALES Los conceptos de Ingeniería de Requisitos mencionados en el presente artículo, así como las metodologías, técnicas y herramientas revisadas sobre elicitación y especificación de requisitos, pretenden brindar al profesional que se inicia en el tema, una idea general pero concreta referente a la definición de requisitos, como paso fundamental para el desarrollo de proyectos. Es importante tener presente que tanto requerimiento como requisito son términos que suelen ser utilizados indistintamente, pero que son conceptualmente diferentes: los requerimientos son la expresión de las necesidades de los usuarios o clientes, tal y como ellos las expresan, y los requisitos son la representación de estos requerimientos en el sistema, con sus correspondientes atributos cuantificables. 7 REFERENCIAS [1]http://www.monografias.com/trabajos6/resof/r esof.shtml#inge [2] Interpretación de la norma IEEE Estándar 1233:1998 Guía IEEE para desarrollar especificación de requisitos de sistemas. CIDLIS. [3]http://www.exa.unicen.edu.ar/catedras/ingreq ui/clase%201.doc [4] A. Durán y B. Bernárdez. Informe Técnico LSI (revisado). Abril [PDF comprimido] "Metodología para la Elicitación de Requisitos de Sistemas Software (versión 2.3)" [5] JACOBSON, Ivar; BOOCH, Grady; RUMBAUGH, James. El Proceso Unificado de Desarrollo de Software. [6]http://www.itba.edu.ar/capis/webcapis/tesis3. htm [7]http://www.tcpsi.es/ingles/irqa/manual/espano l/presenta/instala/instala.htm [8]http://www.indudata.com/1rational_requisite_ pro.htm#3 [9]http://www.monografias.com/trabajos6/resof/r esof2.shtml#refe

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