Функциональные и нефункциональные требования: основа IT-проектов

Для кого эта статья:

• Специалисты в области IT и разработки программного обеспечения
• Бизнес-аналитики и системные аналитики

• Менеджеры проектов, ответственные за управление требованиями

  Путаница между функциональными и нефункциональными требованиями — частая причина провала IT-проектов. По статистике, до 68% проектов терпят крах именно из-за некорректно сформулированных требований. Четкая классификация и правильное документирование этих требований разделяет успешные проекты от обреченных на пересмотр бюджета, сроков или полное фиаско. Разберемся, как избежать этих ошибок и обеспечить фундамент для эффективной разработки программного обеспечения. 🧩

Хотите освоить профессиональный подход к формулировке требований и стать востребованным специалистом? Курс бизнес-анализа от Skypro научит вас правильно выявлять, классифицировать и документировать требования любой сложности. Вы получите практические инструменты для общения со стейкхолдерами и разработчиками, а также шаблоны документации, которые сэкономят вам часы работы и помогут избежать критических ошибок в проектах.

Сущность требований при разработке ПО

Требования к программному обеспечению — это формализованное описание того, что система должна делать и как она должна это делать. По сути, это контракт между заказчиком и исполнителем, который определяет критерии успешности проекта. Разработка требований к программному обеспечению — фундаментальный этап жизненного цикла проекта, определяющий все последующие стадии.

При детальном рассмотрении структуры требований выделяют следующую иерархию:

• Бизнес-требования — высокоуровневые потребности организации, отражающие цели и задачи заказчика
• Требования заинтересованных сторон — отражают ожидания и нужды конкретных групп пользователей
• Функциональные требования — определяют поведение системы в конкретных условиях
• Нефункциональные требования — описывают качественные характеристики работы системы
• Переходные требования — необходимые для перехода от старой системы к новой

Эффективная разработка требований к программному обеспечению должна следовать принципу SMART: требования должны быть конкретными (Specific), измеримыми (Measurable), достижимыми (Achievable), релевантными (Relevant) и ограниченными по времени (Time-bound).

Критический момент в разработке требований к программному обеспечению — баланс между детализацией и гибкостью. Слишком детализированные требования могут ограничивать креативные решения разработчиков, а слишком абстрактные — приводить к непониманию и ошибкам интерпретации.

Алексей Верхов, ведущий бизнес-аналитик

Мой первый крупный проект для банковского сектора начался с катастрофы. Заказчик передал нам 300-страничный документ с "требованиями", где все было смешано: от корпоративных стандартов до личных пожеланий отдельных руководителей. Первые три месяца мы потратили только на то, чтобы расшифровать этот документ и структурировать требования.

Когда мы наконец разделили их на функциональные (что система должна делать) и нефункциональные (каким образом), стало очевидно, что 40% требований противоречат друг другу, а еще 30% просто невыполнимы в заявленные сроки. Проект, который должен был занять 8 месяцев, растянулся на полтора года именно из-за хаоса в первоначальных требованиях.

С тех пор я всегда начинаю работу с систематизации требований по категориям. Это позволило сократить время планирования на 60% и почти полностью исключить запросы на изменения на поздних этапах проекта.

Функциональные требования: характеристики и критерии

Функциональные требования определяют конкретные действия, которые система должна выполнять — своего рода "глаголы" системы. Разработка требований к программному обеспечению функционального типа отвечает на вопрос "ЧТО должна делать система?" и описывает поведение ПО в определенных условиях.

Ключевые характеристики качественных функциональных требований:

• Полнота — требование должно описывать функцию целиком, без упущений
• Атомарность — каждое требование должно описывать единственную функцию
• Верифицируемость — возможность проверить выполнение требования объективными методами
• Консистентность — отсутствие противоречий с другими требованиями
• Прослеживаемость — связь с бизнес-целями и другими элементами системы

При разработке требований к программному обеспечению функционального типа применяют следующую структуру формулировки: "Система должна [действие] для [кого/чего] при [условие]". Такая структура обеспечивает однозначность понимания для всех участников проекта.

Типичные примеры функциональных требований:

• Система должна позволять пользователям регистрироваться, используя email и пароль
• Система должна отправлять уведомление администратору при 5 неудачных попытках входа
• Система должна сохранять историю транзакций пользователя за последние 12 месяцев
• Система должна автоматически рассчитывать итоговую сумму заказа с учетом скидок
• Система должна обеспечивать возможность фильтрации товаров по категориям, цене и рейтингу

Для эффективной разработки требований к программному обеспечению функционального характера используют различные техники моделирования: диаграммы вариантов использования (Use Case), диаграммы последовательностей (Sequence Diagrams), диаграммы переходов состояний (State Transition Diagrams) и пользовательские истории (User Stories).

Распространенный формат документирования функциональных требований в гибких методологиях:

Как [роль пользователя]
Я хочу [действие/функция]
Чтобы [ценность/польза]

Критерии приемки:
1. [Проверяемый критерий]
2. [Проверяемый критерий]
...

Важно помнить, что разработка требований к программному обеспечению — это итеративный процесс. Функциональные требования могут уточняться и детализироваться по мере разработки, особенно в гибких методологиях. Однако любые изменения должны проходить через формализованную процедуру управления изменениями. 📝

Нефункциональные требования: качественные аспекты ПО

Нефункциональные требования определяют качественные характеристики системы — как система должна работать, а не что она должна делать. Разработка требований к программному обеспечению нефункционального типа фокусируется на "прилагательных" системы, определяя её эксплуатационные свойства.

Ключевые категории нефункциональных требований:

• Производительность — время отклика, пропускная способность, использование ресурсов
• Надежность — устойчивость к сбоям, доступность, восстанавливаемость
• Безопасность — конфиденциальность, целостность, аутентификация, авторизация
• Масштабируемость — способность системы расти с увеличением нагрузки
• Удобство использования — интуитивность, доступность, обучаемость
• Поддерживаемость — модульность, тестируемость, адаптируемость
• Совместимость — взаимодействие с другими системами, соответствие стандартам

Особенность разработки требований к программному обеспечению нефункционального типа — необходимость их количественного определения. Недостаточно сказать "система должна быть быстрой" — необходимо указать конкретные метрики: "время отклика системы не должно превышать 200 мс при нагрузке до 1000 одновременных пользователей".

Марина Светлова, системный аналитик

Работая над проектом медицинской информационной системы, наша команда столкнулась с классическим примером недооценки нефункциональных требований. Заказчик — крупная сеть клиник — предоставил подробный перечень функциональных требований: электронные карты пациентов, учет препаратов, интеграция с лабораторным оборудованием. Но о нефункциональных требованиях упоминалось вскользь.

Мы разработали систему точно по спецификации и запустили её в тестовую эксплуатацию. Через неделю начались проблемы: система зависала во время пиковых нагрузок, восстановление после сбоев занимало часы, а врачи жаловались на неудобный интерфейс, требующий слишком много кликов.

Пришлось экстренно дорабатывать продукт, выявляя и документируя нефункциональные требования постфактум. Мы внедрили мониторинг производительности, переработали архитектуру для повышения отказоустойчивости и провели серию юзабилити-тестов с реальными пользователями.

Урок был дорогим: стоимость проекта выросла на 40%, а сроки сдвинулись на 4 месяца. С тех пор я использую специальные чек-листы для выявления нефункциональных требований на самых ранних этапах проекта, что позволяет избежать болезненных сюрпризов.

При разработке требований к программному обеспечению нефункционального характера полезно ориентироваться на стандарты качества, такие как ISO/IEC 25010, определяющий модель качества программного продукта. Стандарт выделяет восемь характеристик качества, которые можно использовать как основу для формулирования нефункциональных требований. 🔍

Типичные примеры нефункциональных требований:

• Система должна поддерживать одновременную работу до 10 000 пользователей без деградации производительности
• Время восстановления после сбоя не должно превышать 15 минут
• Пользовательский интерфейс должен соответствовать стандарту WCAG 2.1 уровня AA для обеспечения доступности
• Система должна поддерживать масштабирование путем добавления серверов без изменения кода
• Все компоненты системы должны иметь покрытие модульными тестами не менее 80%

Важно, чтобы разработка требований к программному обеспечению включала механизмы проверки нефункциональных требований. Для каждого требования необходимо определить методику тестирования и критерии успешности, иначе оценка соответствия становится субъективной.

Ключевые отличия типов требований в системном анализе

Правильное разграничение типов требований имеет критическое значение при системном анализе. Разработка требований к программному обеспечению, разделенная на функциональные и нефункциональные аспекты, позволяет создать целостную и непротиворечивую спецификацию. 🔄

Фундаментальные отличия между функциональными и нефункциональными требованиями:

• Предмет описания: функциональные требования описывают действия системы, нефункциональные — свойства и качества системы
• Формулировка: функциональные требования отвечают на вопрос "что делает система", нефункциональные — на вопрос "как хорошо система это делает"
• Измеримость: функциональные требования обычно имеют бинарную оценку (выполнено/не выполнено), нефункциональные — измеряются по шкале или с помощью метрик
• Влияние на архитектуру: нефункциональные требования часто оказывают более глубокое влияние на архитектурные решения
• Валидация: функциональные требования проверяются через функциональное тестирование, нефункциональные — через специализированные виды тестирования (нагрузочное, стресс-тестирование и т.д.)

Одна из распространенных ошибок при разработке требований к программному обеспечению — смешение функциональных и нефункциональных аспектов в одном требовании. Например, "система должна быстро обрабатывать запросы пользователя" включает и функциональный аспект (обработка запросов), и нефункциональный (быстро). Корректная формулировка разделит это на два требования: "система должна обрабатывать запросы пользователя" и "время обработки запроса не должно превышать X секунд".

Взаимодействие требований также является важным аспектом разработки требований к программному обеспечению. Существуют следующие типы взаимоотношений между требованиями:

• Зависимость — когда одно требование может быть реализовано только после выполнения другого
• Конфликт — когда выполнение одного требования затрудняет или исключает выполнение другого
• Перекрытие — когда требования частично дублируют друг друга
• Уточнение — когда одно требование детализирует другое

Особую сложность при разработке требований к программному обеспечению представляют перекрестные ограничения, когда нефункциональные требования ограничивают реализацию функциональных. Например, требование безопасности может ограничивать функциональность однократной аутентификации.

Системный подход к разработке требований к программному обеспечению предполагает не только четкое разделение типов требований, но и установление приоритетов. Для этого используются такие техники, как MoSCoW (Must have, Should have, Could have, Won't have), Kano-модель или количественная оценка по шкалам важности и срочности. ⚖️

Практика оформления требований в проектной документации

Корректное оформление требований в проектной документации играет ключевую роль в успешной реализации программного обеспечения. Разработка требований к программному обеспечению должна завершаться созданием структурированного, согласованного и понятного всем заинтересованным сторонам документа.

Основные принципы оформления требований в проектной документации:

• Уникальная идентификация — каждое требование должно иметь уникальный идентификатор для отслеживания
• Иерархическая структура — требования должны быть организованы от общих к частным
• Атрибутивность — требования сопровождаются атрибутами (приоритет, статус, источник и т.д.)
• Трассируемость — связи между требованиями и другими артефактами проекта должны быть явно указаны
• Непротиворечивость — исключение конфликтов между требованиями
• Версионность — контроль изменений требований

Типовая структура документа с требованиями включает следующие разделы:

1. Введение — цель документа, область применения, определения и аббревиатуры
2. Общее описание — контекст, пользователи, ограничения, предположения
3. Функциональные требования — структурированные по модулям, функциям или ролям пользователей
4. Нефункциональные требования — организованные по категориям качества
5. Внешние интерфейсы — пользовательские, программные, аппаратные, коммуникационные
6. Приложения — схемы, диаграммы, прототипы интерфейсов

Разработка требований к программному обеспечению предполагает использование различных форматов документации в зависимости от методологии проекта:

• Для водопадной модели — подробная спецификация требований (SRS — Software Requirements Specification)
• Для гибких методологий — пользовательские истории (User Stories), минимально жизнеспособный продукт (MVP), бэклог продукта
• Для CASE-средств — формализованные модели требований в специализированных инструментах

Пример оформления функционального требования в документации:

ID: FR-1.2.3
Название: Авторизация пользователя
Описание: Система должна предоставлять пользователю возможность войти в личный кабинет, используя логин и пароль.
Приоритет: Высокий
Источник: Интервью с заказчиком от 12.03.2023
Зависимости: FR-1.2.1 (Регистрация пользователя)
Критерии приемки:
1. Пользователь может ввести логин и пароль на странице авторизации
2. При правильном вводе система перенаправляет пользователя в личный кабинет
3. При неверном вводе система отображает соответствующее сообщение об ошибке
История изменений: v1.0 (15.03.2023) – Создание требования

Пример оформления нефункционального требования:

ID: NFR-2.1.5
Категория: Производительность
Название: Время отклика страниц
Описание: Время загрузки любой страницы веб-приложения не должно превышать 2 секунды при подключении со скоростью не менее 10 Мбит/с.
Приоритет: Средний
Метод проверки: Автоматизированное нагрузочное тестирование с использованием JMeter
Обоснование: Согласно исследованиям, задержка более 3 секунд увеличивает показатель отказов на 40%
История изменений: v1.0 (18.03.2023) – Создание требования, v1.1 (25.03.2023) – Уточнение метрики

В современной практике разработки требований к программному обеспечению широко используются специализированные инструменты управления требованиями: JIRA, IBM Rational DOORS, RequisitePro, Confluence. Эти инструменты упрощают процессы создания, хранения, трассировки и управления изменениями требований. 📊

Важная часть проектной документации — матрица трассировки требований (RTM — Requirements Traceability Matrix), которая устанавливает связи между требованиями и другими артефактами проекта: тест-кейсами, элементами дизайна, исходным кодом. RTM помогает обеспечить полноту реализации требований и их всестороннее тестирование.

Правильное понимание и применение функциональных и нефункциональных требований — не просто теоретическое знание, а практический навык, определяющий успех IT-проектов. Четкое разграничение этих типов требований, их корректная формулировка и документирование создают фундамент для эффективной коммуникации между бизнесом и разработкой. Профессиональный подход к работе с требованиями минимизирует риски, сокращает время разработки и обеспечивает соответствие конечного продукта ожиданиям пользователей. Совершенствуйте эти навыки — и вы станете незаменимым специалистом в любой команде разработки.

Читайте также

• Архитектурная документация ПО: принципы и методики визуализации
• Фундаментальные алгоритмы: от сортировки до графов – ключи к мастерству
• 10 языков программирования ЧПУ: сравнение и области применения
• Экстремальное программирование: принципы и практики XP в разработке ПО
• Встроенное ПО: от кофемашин до космических спутников
• Встроенные системы: от умного тостера до кардиостимулятора
• Жизненный цикл разработки ПО: от проектирования до внедрения
• Встроенное ПО: как невидимый код управляет всей техникой
• Топ-10 ресурсов для изучения алгоритмов и структур данных
• NET Core 6: революция разработки кроссплатформенных приложений