Ingénierie des exigences - Principes de base de GenSpec (la théorie derrière l'outil)

Ingénierie des exigences (Requirements Engineering) Principes de base de GenSpec (la théorie derrière l'outil) Présentation faite périodiquement: (1) à Hydro-Québec; (2) à des Associations professionnelles; (3) dans des Universités de la francophonie (sur place ou par vidéoconférence).

Introduction

But:

Préparation à la présentation de GenSpec;

Plan:

Domaine de l’Ingénierie des exigences (IE);

Problèmes courants;

Solution: adoption de principes de base de l'IE, et utilisation d'un outil (… GenSpec);

Introduction (suite)

Portée:

S'applique:

À l'IE de tout produit ou service, de tout système, sous-système ou autre composant;

Non seulement entre nous, fournisseur, et nos clients, mais aussi entre nous, client, et nos fournisseurs;

NOTES:

Ne met aucune emphase sur l'activité Élicitation, du processus d'IE, parce qu'elle se concentre sur les problèmes d'IE les plus importants vécus par l'unité Conception-Automatismes d'Hydro-Québec (HQ).

(Élicitation: Recherche des exigences par des entrevues, la consultation des documents existants, l'analyse de tâches, le développement de prototypes, de maquettes, ...)

Identifie ses documents de référence dans la section "Commentaires" du présent PowerPoint.

Domaine de l'IE

Contexte;

Contenu;

Importance;

Principes de base.

Domaine de l'IE – Contexte

L’IE est une activité du processus de fourniture et du processus d’acquisition;

Elle fait un lien entre le client et le fournisseur;

Ses intrants sont les besoins ou exigences brutes spécifiés par le client;

Ses extrants sont les documents d’exigences: norme, appel d’offres, contrat, devis, cahier des charges, spécification, ...

Domaine de l'IE – Contenu Ingénierie des exigences Larry Boldt, Trends in Requirements Engineering People-Process-Technology , Technology Builders, Inc., 2001 Développement des exigences Gestion des exigences Élicitation Analyse Spécification Validation Création

Domaine de l'IE – Contenu (suite)

Création:

Début du processus: Apparition ou étude d'un besoin, d'un problème, d'une opportunité, ...;

Développement des exigences:

Élicitation: Recherche des exigences par des entrevues, la consultation des documents existants, l'analyse de tâches, le développement de prototypes, de maquettes, ...;

Analyse: Comparaison, Négociation, Filtrage, Complémentation, Caractérisation (incluant Priorisation), Structuration et Liaison des exigences;

Domaine de l'IE – Contenu (suite)

Développement des exigences (suite):

Spécification: Documentation des exigences;

Validation: Vérification et Validation de exigences;

Gestion des exigences:

Implantation et Suivi de la traçabilité des exigences;

Gestion des modifications / versions d’exigences (aussi appelée Gestion de la configuration).

Domaine de l'IE – Importance

Problèmes majeurs si négligée:

Augmentation des coûts et délais de réalisation;

Diminution de la qualité;

Base de l'entente client-fournisseur;

Base de fourniture et d’acquisition:

Base de réalisation;

Base de vérification, de validation et d’acceptation par le client;

Base de documentation.

Domaine de l'IE – Importance (suite)

Selon le "Standish Group" (http://www.standishgroup.com/) , un des plus importants cabinets d'études technologiques, les erreurs d'exigences sont:

Les plus coûteuses;

Un des principaux facteurs de difficulté ou d'échec des projets d'ingénierie logicielle.

Domaine de l'IE – Importance (suite)

Phases d'ingénierie Coût relatif de réparation d'une erreur

1) Ingénierie des exigences 1

2) Conception 5

3) Réalisation 10

4) Vérification et validation 20

5) Maintenance 200

- plus une erreur est introduite tôt et détectée tard, plus elle est coûteuse à corriger -

Domaine de l'IE – Principes de base – Généralités, tirées de la littérature

Exigences de boîte noire;

Exigences pour clients et fournisseurs;

Exigences structurées (… modifiables) ;

Exigences simples (... concises, non ambiguës) ;

Exigences identifiables;

Exigences retraçables;

Exigences priorisées;

Exigences vérifiables;

Exigences exactes;

Exigences cohérentes (sans contradiction, et homogènes) ;

Exigences faisables;

Exigences nécessaires;

Exigences uniques (non redondantes) ;

Exigences individuelles;

Exigences complètes;

Exigences réutilisables.

Domaine de l'IE – Principes de base – Généralités, tirées de la littérature (suite)

Exigences d'interface:

Exigences d’intrants et extrants externes: données requises en entrée, requises en sortie, but, provenance et destination;

Exigences de format des données échangées, intrants et extrants externes, incluant leur unité, plage et précision;

Exigences de synchronisation de ces échanges.

Domaine de l'IE – Principes de base – Généralités, tirées de la littérature (suite)

Exigences fonctionnelles:

De façon générale:

"Ce que le système doit faire";

De façon plus précise:

"Ce que le système doit faire à partir des intrants externes pour supporter les extrants externes";

Remarques:

Relations requises entre les intrants externes et les extrants externes;

Exigences fonctionnelles vérifiables, les Intrants et Extrants étant externes, accessibles aux Vérificateurs.

Domaine de l'IE – Principes de base – Généralités … – Traçabilité

Erreurs détectées par Traçabilité

Traçabilité Vs Coût

Traçabilité: Couteux ?

Oui, mais seulement si implémentée après coup.

Avantages:

Réduit le risque d'erreurs coûteuses;

Réduit les coûts de maintenance ...

Analogie:

Modularité logicielle: Coûteux ?

Oui, mais seulement si implémentée après coup.

Niveaux d'exigence

Lien entre Niveaux d'exigence

(conforme aux normes ISO/CEI/IEEE 12207, IEEE 830, IEEE 1233 et MIL 498)

Remarques

Principe « Exigences de boîte noire » respecté;

Séparation claire entre Exigences et Conception;

Exigences plus stables que Conception (Conception varient plus dans le temps, en raison de l'obsolescence des technologies);

Quelques avantages de cette séparation:

Exigences réutilisables pour autres Conceptions, notamment quand la technologie devient obsolète;

Exigences réutilisables pour aider à la pérennité des connaissances (départs à la retraite …), parce que documentées et relativement stables;

Documentation de conception plus facile, moins coûteuse, à modifier, parce qu'isolée;

Séparation de paradigmes d'ingénieries bien différents;

Correspond à ce qui est enseigné, et normalisé.

Problèmes courants

Les exigences sont coûteuses à développer et à gérer;

Les exigences sont incompréhensibles;

Les exigences sont incorrectes (inexactes, incomplètes, incohérentes ou invérifiables) .

Problèmes courants – Exigences coûteuses

Le budget est sous-évalué;

Les exigences incluent les moyens de réalisation*;

Les exigences sont mal structurées;

Les exigences d’interfaces sont instables;

Le formatage manuel n’est pas normalisé;

Les exigences sont incompréhensibles ou incorrectes.

* Problème le plus important et difficile à corriger, dû à un manque de formation en IE ?

Problèmes courants – Exigences coûteuses (suite)

Les exigences incluent les moyens de réalisation

Exemple:

Besoin: Gestion des alarmes;

L'analyste, souvent un Concepteur/Programmeur dans son paradigme de "Concepteur", voit deux fonctions:

Acquisition des alarmes;

Signalisation des alarmes à l'utilisateur;

Exigences découlantes, incorrectes:

Exig#1: Sur réception d'une alarme, le système doit la mettre en file d'attente;

Exig#2: Le système doit signaler à l'utilisateur les alarmes présentes en file d'attente;

Exigence correcte: Sur réception d'une alarme, le système doit la signaler à l'utilisateur.

NOTE – Les exigences relatives au temps minimum requis pour l'affichage des alarmes ou au traitement des avalanches d'alarmes sont plutôt couvertes par les exigences de performance.

Problèmes courants – Exigences incompréhensibles

Les exigences sont mal structurées (… non graduelles* ) ;

Les exigences sont ambiguës;

Les exigences sont difficilement retraçables.

* Problème le plus important et difficile à corriger, dû à un manque de formation en rédaction technique ?

Problèmes courants – Exigences incorrectes

Les exigences sont inexactes;

Les exigences sont incomplètes;

Les exigences sont incohérentes;

Les exigences sont invérifiables.

Problèmes courants – Exigences incorrectes (suite)

Les exigences sont invérifiables, souvent en raison d'utilisation de termes vagues, à éviter dans tout énoncé d'exigence:

à confirmer, à définir, acceptable, adapté, adéquat, approprié , approximativement, assez, aussitôt, autant que possible, beaucoup, bien, bon, certains, convivial , correct, correctement, de manière non exhaustive, différent, divers, efficace, environ, ergonomique, essentielle, et/ou, état de l'art, extrêmement, facile, grand, grave, habituel, habituellement, immédiat, immédiatement, le mieux possible, longtemps, moins, nécessaire, n'importe quel, optimisé, optimiser , parfois, périodiquement, petit, peu, plus, plusieurs, possible, précis, presque, quelques, rapide, rapidement, règles de l'art , satisfaisant, souvent, suffisamment, suffisant, trop, typique, varié, ...

Problèmes courants – Exigences incorrectes (suite)

Les exigences sont invérifiables, aussi, notamment en raison de références à des intrants / extrants internes

Exemple:

Besoin: Gestion des alarmes;

L'analyste, souvent un Concepteur/Programmeur dans son paradigme de "Concepteur", voit deux fonctions:

Acquisition des alarmes;

Signalisation des alarmes à l'utilisateur;

Exigences découlantes, invérifiables (individuellement) :

Exig#1: Sur réception d'une alarme, le système doit la mettre en file d'attente;

Exig#2: Le système doit signaler à l'utilisateur les alarmes présentes en file d'attente;

Invérifiables parce qu'on ne peut les vérifier de l'extérieur; exige d'entrer dans la "boîte noire", pour voir la file d'attente;

Exigence vérifiable: Sur réception d'une alarme, le système doit la signaler à l'utilisateur.

Solution

Base de développement;

Détail:

Allocation d’un budget suffisant;

Adoption de principes de base;

Utilisation d'un outil: … GenSpec.

Solution – Base de développement

Théories sur le développement de système;

Normes internationales (ISO/CEI/IEEE 12207, IEEE 830, IEEE 1233, …) ;

Documents de la NASA, du DOD et du NAS;

Guides de rédaction des lois, les exigences étant souvent contractuelles, assujetties à une interprétation légale.

Théories sur le développement de système – Environnement (aussi appelé Contexte)

Schéma type d'environnement, parce qu'il est important de définir les frontières du système à développer, les limites des exigences à couvrir.

Remarque: simplicité du schéma, se limite au message à communiquer; trop souvent, ce schéma est encombré d'informations non pertinentes.

Théories sur le développement de système – Cas d'utilisation Cas d'utilisation: 1) Source d'exigences; 2) Document distinct du doc. d'exigences.

Confusion entre "Exigences d'affaire" et "Exigences système" (ou logiciel)

Exigences d'affaire (aussi appelées Exigences des parties prenantes):

Exigences exprimant le problème;

Exigences de haut niveau, de l'organisation ou du client (niveau d'abstraction plus élevé que les exigences système) ;

Source pour développer les exigences système;

Forme typique: " L'utilisateur doit être capable de ... ".

Exigences système:

Exigences exprimant la solution, répondant aux exigences d'affaire;

Exigences souvent contractuelles;

Portée/limites clairement définies: intrants/extrants externes clairement définis (environnement détaillé);

Forme typique: " Le système doit ... ".

Théories sur le développement de système – Cas d'utilisation (suite)

Cas d'utilisation exclus de la Spécification d'exigences (carré => document distinct) .

Avantage:

Réduit le risque d'incohérences dans la spécification (contrat) : contradictions, dans la même spécification, entre Cas d'utilisation et Exigences, dues à des erreurs de mise à jour:

sur une incohérence, le fournisseur peut choisir la moins coûteuse à implémenter;

il aura l'excuse: "C'est un problème de Spécification ! La corriger et donner du temps et de l'argent supplémentaire pour faire corriger le logiciel".

Théories sur le développement de système – Cas d'utilisation (suite)

Deux méthodes d'IE:

1ère: Cas d'utilisation détaillés (Scénarios détaillés) ;

2ème: Énoncés d'exigence ("Le système doit …") ;

Choix: selon le contexte;

Attention, ne pas faire le travail en double; si combinées, une méthode doit compléter l'autre;

Approche recommandée: démarrer avec la 1ère et poursuivre avec la 2ème.

Théories sur le développement de système – Processus

Des modifications sont apportées aux exigences pendant tout le processus de développement (voir "Requirements" et "Change Mgmt" ci-dessus) ;

Donc, dès le départ, prévoir des ressources (personnes, temps, argent) pour effectuer ces modifications, tout au long du processus de développement;

Et faire l'IE de façon à faciliter ces modifications.

Théories sur le développement de système – Effort

Théories sur le développement de système – Origine des erreurs

Normes internationales – ISO/CEI/IEEE 12207

ISO/CEI/IEEE 12207: "Traitement de l'information, Ingénierie du logiciel, Processus du cycle de vie du logiciel";

Dernière version: 1995 pour ISO/CEI, 1998 pour IEEE;

1995/1998, … obsolète ?

aucune norme plus récente, couvrant le cycle de vie du logiciel, ne peut la remplacer;

est utilisé par les militaires aux États-Unis, à la place de la norme MIL 498 obsolète;

Intéressante autant pour sa forme (rigoureuse et bien structurée) que pour son contenu (processus du cycle de vie du logiciel) .

Normes internationales – ISO 12207

Normes internationales – ISO/CEI/IEEE 12207 (suite)

Bel exemple d'un document d'exigences de qualité:

Vue d'ensemble avant vue détaillée;

Présentation des groupes d'exigences (liste) ;

Un seul paragraphe par exigence;

Exigences simples, claires et concises;

Bien structuré / équilibré: exigences toutes au même niveau de profondeur dans la structure du document (niveau 4) ;

Utilisation stricte des verbes:

le verbe « devoir » est utilisé pour exprimer une obligation;

le futur exprime une déclaration d’intention;

l’expression « il convient de » exprime une recommandation;

le verbe « pouvoir » exprime une liberté d’action.

Normes internationales – ISO/CEI/IEEE 12207 (suite)

Format très limité, pour la présentation des exigences:

Un seul paragraphe;

Possibilité d'une liste d'éléments;

Possibilité d'une note (et c'est tout !) ;

Trop contraignant selon certains;

Pourtant, ces limites ont été respectées par l'équipe de rédaction de la 12207;

… "Ce qui se conçoit bien s'énonce clairement et les mots pour le dire arrivent aisément" (Nicolas Boileau) .

Normes internationales – Directives ISO/CEI

Normes internationales – Directives ISO/CEI (suite)

Directives ISO/CEI, Partie 2, Règles de structure et de rédaction des Normes internationales (document d'exigences) , 2004 (http://www.iec.ch/tiss/iec/Directives%20ISO-CEI-Partie2-Ed5.pdf) ;

Généralité: rédiger le document d'exigences de façon à ce qu'il puisse être compris par des personnes qualifiées qui n'ont pas pris part à son élaboration;

Homogénéité:

Rédiger de façon analogue des exigences analogues, et de façon identique des exigences identiques;

Utiliser le même terme pour désigner une notion déterminée (un sens => un seul terme) ;

Attribuer une seule signification à chaque terme choisi (un terme => un seul sens) ;

Remarques:

Va à l'encontre de ce qu'on a appris, les règles de rédaction littéraire: varier le style, les mots, utiliser des synonymes, …;

Avantages de l'homogénéité:

Facilite/accélère l'écriture, la lecture et la compréhension;

réduit le risque d'ambigüité;

réduit la quantité de texte requis (aide à la concision) ;

Exemple:

pour les exigences suivantes:

Exig#1: À l'interface avec le C/D, l'UCD doit recevoir les alarmes de déglaçage ;

Exig#2: À l'interface avec l'utilisateur, l'UCD doit fournir les alarmes de déglaçage reçues du C/D sans tenir compte de l'état d'inhibition de ces alarmes à l'UCD ;

respectant les principes mentionnés (un sens => un seul terme; un terme => un seul sens) :

le texte "reçues du C/D sans tenir compte de l'état d'inhibition de ces alarmes à l'UCD" est inutile, parce que redondant;

parce qu'il s'agit du même terme, alarmes de déglaçage , utilisé dans ces deux exigences, c'est qu'il s'agit exactement de la même donnée;

l'Exig#2 devrait être réécrite comme suit, pour les avantages de la concision sans nuire à la clarté: À l'interface avec l'utilisateur, l'UCD doit fournir les alarmes de déglaçage.

Autres directives intéressantes:

Ne spécifier que des exigences "vérifiables";

Éviter les répétitions, faire plutôt référence, pour:

réduire le risque d'erreurs et d'incohérences;

ne pas allonger le document;

Utiliser strictement les formulations verbales suivantes:

"doit" pour exprimer une exigence;

"peut" pour exprimer une autorisation, une possibilité ou une éventualité;

"il convient de" pour exprimer une recommandation (ne pas utiliser "devrait") ;

Rédiger les définitions conformément aux exigences suivantes:

une définition doit être telle qu'elle puisse être utilisée à la place du terme défini. Toute information complémentaire doit être donnée exclusivement sous forme d'exemples ou de notes;

une définition ne doit pas avoir la forme d'une exigence ni contenir d'exigence.

Formation à la Rédaction technique: « l'Information Mapping »

Formation à la Rédaction technique: « l'Information Mapping » (suite)

NOTE – Pour plus amples détails, voir à partir de la page 75 de http://managementplace.com/fr/dunod/km.pdf .

Normes internationales – IEEE Std 830

IEEE Std 830: "Pratique recommandée par IEEE pour la préparation de spécifications d’exigences de logiciel";

Dernière version: 1998;

Portée:

se limite à la spécification;

exclut l'activité Élicitation, de laquelle découlent les exigences;

1998, … obsolète ?

aucune norme plus récente, couvrant la spécification logiciel, ne peut la remplacer;

n'a pas véritablement changé depuis plusieurs années, même après plusieurs révisions (indépendant de l'évolution de la technologie) .

Normes internationales – IEEE Std 830 (suite)

Formation mutuelle:

Le Client doit former le Fournisseur sur le domaine du problème;

Le Fournisseur doit former le Client sur le domaine de la solution, en particulier sur l'IE (boite noire, …) ;

Caractéristiques d'exigences bien rédigées:

Exactes;

Non ambiguës;

Complètes;

Cohérentes;

Priorisées;

Vérifiables;

Modifiables ;

Retraçables.

"Le changement des exigences est aussi certain que la mort et les impôts"

Modifiables: éviter la redondance.

Redondance:

Avantage: facilite la lecture;

Désavantage: augmente le risque d'incohérences;

Recommandation: éviter la redondance;

Conclusion:

Privilégier "Facilité de modification" sur "Facilité de lecture"

Pourquoi ? … l'impact sur les coûts et délais.

NOTE – La "Facilité de lecture", ce n'est pas la "Clarté"; les exigences doivent être aussi claires que possible.

Plan type d’une spéc.

1 Introduction

1.1 Objet

1.2 Portée

1.3 Définitions, acronymes et abréviations

1.4 Références

1.5 Vue d'ensemble

2 Description générale

2.1 Environnement

2.2 Fonctions

2.3 Caractéristiques des utilisateurs

2.4 Contraintes

2.5 Hypothèses et dépendances

3 Exigences spécifiques

3 Exigences spécifiques

3.1 Exigences des interfaces externes

3.1.1 Interfaces avec les utilisateurs

3.1.2 Interfaces avec le matériel

3.1.3 Interfaces avec les logiciels

3.1.4 Interfaces de communication

3.2 Exigences fonctionnelles

3.2.1 Mode 1

3.2.1.1 Exigence fonctionnelle 1.1

3.2.1.n Exigence fonctionnelle 1.n

3.2.2 Mode 2

3.2.m Mode m

3.2.m.1 Exigence fonctionnelle m.1

3.2.m.n Exigence fonctionnelle m.n

3.3 Exigences de performance

3.4 Contraintes de conception

3.5 Attributs

3.6 Autres exigences

Pourquoi "Exigences spécifiques" et non "Exigences" ?

Parce que devrait se limiter aux exigences spécifiques au système: les exigences génériques devraient se trouver ailleurs, dans une autre spéc;

Remarque: Interface avant Fonction, l'extérieur avant l'intérieur;

Avantages:

Présentation naturelle de l'extérieur (les interfaces externes) vers l'intérieur (les fonctions) ; les exigences d'interfaces externes, c'est la définition du contexte, de l'environnement détaillé;

Le chapitre 3.1 joue aussi le rôle d'un glossaire: définition de tous les intrants/extrants, avec leur but (conformément à la norme) , qui n'auront pas à être redéfinis par la suite;

Va simplifier la suite.

3.1 Exigences des interfaces externes

Description détaillée de tous les intrants et les extrants du logiciel.

Devrait compléter plutôt que répéter la description des interfaces de 2.0 Description générale.

Devrait inclure aussi bien le contenu que la forme:

Nom de l'élément (nom de chaque intrant/extrant)

But (de chaque intrant/extrant)

Provenance des intrants ou destination des extrants

Échelle, degré de précision et/ou degré de tolérance acceptables

Unités de mesure

Synchronisation (des échanges des intrants/extrants)

Rapports avec les autres intrants/extrants

Format et organisation des écrans

Format et organisation des fenêtres

Format des données

Format des commandes

Messages de fin

3.2 Exigences fonctionnelles

Définition des actions que doit exécuter le logiciel pour la réception des intrants , leur traitement et la génération des extrants .

Remarques:

Liaison implicite des Intrants / Extrants des Interfaces externes avec les Fonctions (par l'utilisation des mêmes termes pour l'identification des intrants / extrants concernés) ;

Liaison explicite préférable;

Nombreux avantages:

Réduit le risque d'exigences invérifiables, les intrants/extrants des exigences fonctionnelles étant accessibles de l'extérieur;

Réduit le risque d'exigences ne faisant pas abstraction des moyens de réalisation (ex: architecture du système) , les intrants/extrants des exigences fonctionnelles ne pouvant être qu'externes;

Réduit le risque d'exigences incohérentes (intrant sans fonction ou extrant associé, extrant sans fonction ou intrant associé) ;

Réduit le risque d'exigences incomplètes (oublier des intrants, extrants, fonctions) ;

Offre la possibilité de générer automatiquement une première ébauche des spécifications d'exigences de composant, notamment à partir de données d'attribution des exigences aux composants;

Source d'un extrant peut être non seulement une fonction mais aussi un Intrant.

Illustration de la logique de la structure recommandée par la 830.

Approche simple et systématique (voir la suite) .

Remarques:

Schéma d'environnement détaillé;

Intrants/extrants spécifiques d'interface, c'est, par exemple, la commande de fermeture d'une fenêtre Windows.

Remarques:

Tout extrant à une interface externe peut être affecté par plusieurs exigences fonctionnelles;

Tout extrant à une interface externe peut être utilisé comme intrant à une exigence fonctionnelle.

Exemple simple (respectant la norme):

3.1. Exigences des interfaces externes:

3.1.1. Interface avec l'exploitant

Exigence # 13: Le système doit être capable de fournir la valeur de la Puissance réelle de la centrale (PRC). Priorité: essentielle; Source: [3] 2.2, [6] 5.2.4; …

...

3.1.5. Interface avec les appareils

Exigence # 45: Le système doit être capable de recevoir la valeur de la Puissance réelle de chaque groupe turbine-alternateur (PRGTA). Priorité: essentielle; Source: [6] 5.2.4; …

...

3.2. Exigences fonctionnelles

3.2.5. Calcul des puissances

Exigence # 28: Le système doit calculer PRC selon la formule suivante: PRC = ∑ PRGTA. Priorité: essentielle; Source: [6] 5.2.4; …

...

Pour des exemples complets de spécifications respectant la norme 830 de IEEE, voir:

http://groups.google.ca/group/genspec

NOTE – Cette présentation ne met aucune emphase sur les autres exigences non fonctionnelles, parce qu'elle se concentre sur les problèmes d'IE les plus importants vécus par l'unité Conception-Automatismes d'HQ.

(Autres exigences non fonctionnelles: exigences de performance, contraintes de conception; attributs [disponibilité, maintenabilité, sécurité, ...])

Normes internationales – IEEE Std 1233

Remarques:

Les exigences présentées au client et celles présentées au fournisseur (communauté technique) sont les mêmes;

En revanche, leur format de présentation à l'un et à l'autre peut être différent;

IEEE Std 1233: "Guide de l'IEEE pour le développement de la spécification d’exigences de système";

Remarques (suite) :

Structure de la spécification d'exigences système:

La structure de la spéc. d'exigences système, donnée en exemple dans la 1233 (annexe de la 1233) , est très différente de celle recommandée par la 830;

Cependant, toute organisation se doit d' uniformiser ses documents, autant que possible, comme d'ailleurs le fait la norme MIL 498 (ex: SSS-DID vs SRS-DID) ;

C'est pourquoi l'Unité Conception – Automatismes d'HQ a choisi la même structure pour l'ensemble de ses spéc. d'exigences: la structure recommandée par la 830, jugée la plus intéressante.

Documents de la NASA, du DOD et du NAS

Exemple de spéc. de la NASA: … Telemetry Collection and Formatting

301 The flight software shall collect incoming data from individual telemetry sources in the form of CCSDS telemetry packets.

301.1 The flight software shall insure that memory, table, and event buffer dumps do not flood the downlink or over utilize the onboard CPU.

301.2 The flight software shall be able to selectively discard incoming data according to a ground-controlled filtering scheme. The ground shall be able to specify that every n'th packet be telemetered for a given packet application ID. The ground shall be able to specify that either all or none of a specified packet be telemetered.

301.3 The flight software shall be capable of transmitting the data in any onboard telemetry packet to the ground in real-time.

301.4 CCSDS packets shall consist of a primary header, a secondary header, and application data.

301.4.1 The CCSDS Packet Secondary Header shall contain a time code with the first bit set to zero to indicate that this is a non-standard CCSDS secondary header.

301.4.2 The CCSDS packet application data shall contain variable length data fields even within a specific application ID.

301.4.3 The flight software shall support CCSDS source-internal segmentation.

301.4.4 The flight software shall support telemetry packets of 8 to 3700 bytes in total length (CCSDS length + 7).

Documents de la NASA, du DOD et du NAS (suite)

Exemple de spéc. de la NASA (suite) :

Beaucoup d'articles et d'exemples sur Internet;

Remarques:

Numéro d'exigence;

Utilisation systématique du verbe "devoir";

Présentation hiérarchique des exigences;

avantages:

réduit le risque d'oublier des exigences (aide à tout couvrir);

réduit le risque de redondance/incohérence, de répéter la même exigence sans/avec erreur ;

réduit le risque d'incompréhension: présentation petit à petit de la vue d'ensemble à la vue détaillée;

facilite la traçabilité (exigences parents – exigences enfants) .

Article de la NASA, et du DOD: … Statement Structuring

Poorly structured individual requirement statements will result in confusing specifications that are prone to incorrect interpretations. The following is such a statement:

3.1 The XYZ system shall provide variance/comparative information that is timely, itemized in sufficient detail so that important individual variances are not obscured by other variances, pinpoints the source of each variance, and indicates the area of investigation that will maximize overall benefits.

This specification can more easily be understood if structured as follows:

3.1 The XYZ system shall provide variance/comparative information.

3.1.1 Variance/comparative information shall be timely.

3.1.2 Variance/comparative information shall be itemized in sufficient detail to do the following:

3.1.2.1 Prevent important individual variances from being obscured by other variances.

3.1.2.2 Pinpoint the source of each variance.

3.1.2.3 Indicate the area of investigation that will maximize overall benefits.

DOD, MIL Std 498: " Military standard, Software development and Documentation", 1994 ( http://www.abelia.com/498pdf/roadmap.pdf ; norme obsolète, mais quand même très intéressante, riche de connaissances et d'expériences [remplacée par la 12207, moins riche ...]) :

Normes pour SES (SSS) et SEL (SRS) quasi identiques:

Structure SES identique à la structure SEL;

logique: exigences de boîte noire à tous les niveaux;

Normes SES / SEL distinctes de Norme SEI (IRS) :

Exigences d'interface dans des documents dédiés.

Exigences d'interface dans des documents dédiés:

Désavantage:

Difficulté de lecture, parce que loin des fonctions: formats des transactions/fenêtres décrits dans un document, la SEI, et fonctions associées décrites dans un autre document, la SES/SEL;

Avantages:

Exigences d'interface plus faciles à uniformiser, parce que centralisées; c'est important, en particulier pour une IPM, que ces exigences soit uniformes. Exemple: Bouton "Ok" toujours à droite en bas, dans toutes les fenêtres;

Exigences plus facilement modifiables, parce que centralisées;

Charge de travail importante isolée, pouvant être mise en œuvre par une même personne, aidant à l'uniformisation;

Remarque:

Respecte le principe de Privilégier "Facilité de modification" sur "Facilité de lecture".

Diagramme / Cycle en "V" associé à la 498, pour montrer les niveaux d'exigences;

Avantage d'une telle vision (exigences à tous les niveaux) :

Beaucoup d'IE, formant beaucoup de spécialistes dans un domaine de première importance, l'IE;

À tout moment dans le cycle en "V" (par itération) , advenant un manque de ressources internes, il est possible, très rapidement, de:

fournir le document d'exigences (contrat) correspondant à un fournisseur;

produire le cahier d'essais correspondant pour vérification et acceptation/refus complet, partiel ou conditionnel du livrable du fournisseur.

NAS (National Airspace System, aux Etats-Unis)

Human Factors Design Standard ( http:// hf.tc.faa.gov/hfds / ):

NAS (National Airspace System, aux Etats-Unis)

Human Factors Design Standard:

Un autre bel exemple d'un document d'exigences de qualité:

Priorité d'exigence / Utilisation stricte des verbes d'exigence (carré vide/plein pour should/shall) ;

Un titre par exigence;

Identification de la source;

Discussion (ou Exemple, Définition, Note, …) .

Guides de rédaction des lois

L'humanité a plusieurs centaines d'années d'expérience en développement et gestion rigoureuse des lois,

beaucoup plus qu'en IE;

On peut assurément en tirer plusieurs principes intéressants pour l'IE.

Guides de rédaction des lois (suite)

Exemple:

Protocole de rédaction uniforme, harmonisation des lois au Canada, 2006 (http://www.ulcc.ca/fr/us/index.cfm?sec=6)

Composition logique: Le texte de loi est organisé de façon logique. Le respect de la progression normale des idées fait partie de la composition logique. Il convient de procéder du général au particulier et de présenter par exemple dans leur ordre chronologique les étapes d'une procédure judiciaire ou d'une demande adressée à une administration ou en émanant.

Style: Le texte de loi est d'un style simple, clair et concis et comporte le degré de précision nécessaire.

Teneur de la définition: La définition ne doit pas comporter d'élément de fond.

Sens naturels: La définition ne doit pas donner aux termes définis des sens artificiels.

Renvois internes: Il convient de faire un usage parcimonieux des renvois internes. Les renvois internes multiples sont inutiles dans un texte de composition logique.

Langage courant: En règle générale, la rédaction du texte de loi se fait en langage courant, tant sur le plan lexical que sur le plan syntaxique. L'emploi de termes techniques se limite aux cas où la précision l'exige.

Uniformité: (1) Le terme défini ne s'emploie pas, dans le même texte de loi, dans une autre acception. (2) Il convient de ne pas exprimer la même notion, dans un texte de loi, par des termes différents.

…

Solution – Allocation d’un budget suffisant

La solution consiste d’abord à s’assurer de l’allocation d’un budget suffisant: le budget alloué à l’IE représente généralement de 15 à 30% du budget total de développement, excluant la maintenance.

Solution – Adoption de principes de base

Suivre les principes de base tirées de la littérature (boite noire, …) , mais surtout:

Fixer les limites par un schéma d'environnement (IEEE, Wiegers) ;

Structurer les exigences de façon hiérarchique (NASA; facilite compréhension) ;

Limiter chaque exigence à un paragraphe (CEI, NASA, NAS; simple, claire et concise) ;

Référer aux exigences sources (IEEE; … claire, exacte et retraçable) ;

Utiliser des renvois plutôt que la redondance (CEI, IEEE; … modifiables) ;

Relier les exigences dépendantes par des renvois et, pour chacun, en donner la raison (… modifiables) ;

Respecter rigoureusement les règles de rédaction technique (CEI; uniformiser, éviter synonymes, …) .

Exigences modifiables

Suivant les principes énoncés sur la diapositive précédente, les exigences peuvent être vues comme un simple empilement de briques – exigence simple, claire et concise, encapsulée – interreliées;

Assurément, cela facilite l’ajout, le retrait et la modification d’exigences, et réduit le risque d’incohérences;

En effet, quand vient le temps de modifier/retirer une exigence, il suffit de revoir exclusivement les exigences reliées: liens implicites enfant-enfant (exigences sœurs) , lien implicite parent-enfant, liens intrant-extrant-fonction, et autres liens (renvois) .

Solution – Adoption de principes de base

Suivre les principes suivants (suite) :

Spécifier les interfaces avant les fonctions (au moins les intrants/extrants requis; IEEE 830; composition logique, de l'extérieur vers l'intérieur; facilite compréhension) ;

Relier les fonctions avec les interfaces (IEEE 830; réduit incohérences, exigences incomplètes) ;

Spécifier les interfaces dans des documents dédiés (DOD; … modifiables) ;

...

Limiter les énumérations (loi de Miller, "Information Mapping"; facilite compréhension) ;

…

Exigences vérifiables

Suivant les principes énoncés sur la diapositive précédente, les exigences fonctionnelles sont liées aux intrants/extrants externes:

Réduit le risque d'exigences invérifiables, les intrants/extrants des exigences fonctionnelles étant accessibles de l'extérieur;

Réduit le risque d'exigences ne faisant pas abstraction des moyens de réalisation (ex: architecture du système) , les intrants/extrants des exigences fonctionnelles ne pouvant être qu'externes;

Réduit le risque d'exigences incohérentes (intrant sans fonction ou extrant, extrant sans fonction ou intrant) ;

Réduit le risque d'exigences incomplètes (oublier des intrants, extrants, fonctions) ;

Offre la possibilité de générer automatiquement une première ébauche des spécifications d'exigences de composant, notamment à partir de données d'attribution des exigences aux composants.

Solution – Utilisation d'un outil: … GenSpec

Principes lourds à suivre avec un traitement de texte:

En général: lourds à suivre avec rigueur; principes rapidement laissés de côté;

En particulier: lourd à suivre, le principe d’utilisation des renvois. L’utilisation de renvois est problématique avec un traitement de texte (MsWord) : séquence de commandes lourdes, et pertes de renvois.

Solution – Utilisation d'un outil: … GenSpec (suite)

Solution: utilisation d'un outil spécialisé, commercial ou maison (aussi appelé Outil propriétaire) ;

Plusieurs outils commerciaux disponibles: DOORS, Analyst Pro, Rational RequisitePro, IRqA, System Architect, …;

Avantages: outils commerciaux puissants, offrant notamment des facilités de traçabilité des exigences, de conception et même de génération de code logiciel;

Désavantages: en général, outils commerciaux complexes, coûteux, courbe d'apprentissage longue, outils peu flexibles quant aux formats des documents générés (anglais, …) , ou non axés sur les principes présentés.

DOORS (semble être le plus utilisé)

Solution – Utilisation d'un outil: … GenSpec (suite)

HQ a développé son propre outil:

GenSpec:

Allège le suivi des principes;

Par rapport à un traitement de texte, réduit:

les coûts, notamment par des automatisations;

la quantité d'erreurs, notamment par des vérifications automatiques;

Est:

en amélioration continue depuis 2001;

disponible à tous, gratuitement, à l'extérieur comme à l'intérieur d'HQ;

le sujet d'un groupe de discussion sur Internet, permettant le partage …

GenSpec

Avantages de DOORS sur GenSpec

Disponible en version anglaise.

Permet la définition des cas d'utilisation.

Permet le multi-usagers à travers le web.

Fonctions de traçabilité plus puissantes.

Gestion multi-versions des exigences plus puissante.

Support multi-formats (de documents importées ou liés, incluant diagrammes UML) plus puissant.

Une même procédure d'essais peut être assignée à plusieurs exigences.

Possibilité pour les utilisateurs de créer des "scripts" de vérifications des exigences.

Outil d'aide convivial à l'importation de données.

Fonctionne sur plusieurs plates-formes.

Documentation riche.

Grande quantité d'utilisateurs / groupes de discussion.

Gestion de l'état des exigences (valide, attribuée, implémentée, testée, …) , … par courriel

Facilités d'ajout d'attributs aux exigences (ex: date livraison) ; et de tri, de fabrication de vue et de génération de rapport.

Possibilité de liaison d'exigences inter Documents-DOORS.

Interopérabilités (avec autres outils commerciaux) .

Support disponible (pas seulement à travers un groupe de discussion) .

Avantages de GenSpec sur DOORS

Options de formatage des documents générés (n'est pas la force de DOORS; DOORS surtout fait pour de la gestion d'exigences directement dans une BD par une interface web; avec DOORS, c'est "compliqué" de générer des documents d'envergure faciles à lire et bien formatés, pour le client et le fournisseur) .

Coût (DOORS est assez dispendieux [6000$/pers+2000$/pers/an, incluant le logiciel facilitant le formatage des doc d'exigences]; et peu de ses fonctionnalités sont généralement utilisées) .

Courbe d'apprentissage plus courte (prise en main: 2 jours; aucune formation requise) .

Suit rigoureusement et de façon plus détaillée la norme 830 de IEEE.

Outil de normalisation des exigences: génère automatiquement un texte d'exigence par défaut selon le type d’exigence sélectionné – texte et type paramétrables –, et prévient l'utilisation de synonymes.

Outil d'aide à la composition logique: dès qu'un nouveau concept/terme est introduit, dans le document d'exigences, il est automatiquement présenté/défini (option de la fonction Glossaire) .

Outil de liaison des exigences plus puissant, les types de lien et leur gestion étant prédéfinis.

Contrôle et vérifications automatiques des exigences, intégrés (dans DOORS, il faut les créer au moyen de scripts; peu d'utilisateurs de DOORS font de telles vérifications au moyen de scripts, demandant trop d'énergie) .

Outil plus facilement modifiable (pour HQ, parce qu'elle en possède le code) .

Outil en français (DOORS et sa documentation, non disponibles en français; support très peu disponible en français) .

Avantages de GenSpec sur DOORS (suite)

GenSpec, davantage intéressant pour le Développement des exigences;

DOORS, pour la Gestion des exigences.

Conclusion

Plusieurs problèmes importants en IE;

Compte tenu de l’importance de l'IE, il est souhaitable que ces problèmes soient résolus;

Solution:

Suivi de principes de l'IE;

Utilisation d'un outil spécialisé … GenSpec: facilite ce suivi, avec toute la rigueur requise.

Suite:

Présentation détaillée de GenSpec ( http://www.slideshare.net/PierrePi/ingnierie-des-exigences-prsentation-de-genspec-presentation )

Ingénierie des exigences - Principes de base de GenSpec (la théorie derrière l'outil)

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