Ein Kriterienkatalog zur Bewertung von ...

1 Ein Kriterienkatalog zur Bewertung von Anforderungsspezifikationen Holger R der, Stefan Franke, Christoph M ller, Diana Przybylski Universit t Stuttgart, Institut f r Softwaretechnologie, Abteilung Software Engineering Zusammenfassung entsprechende, als Vorgabe geeignete Anforderungs- spezifikationen identifiziert werden k nnen. Hierzu Qualit tskriterien zur Bewertung von Anforderungs- ist eine Bewertung einzelner existierender Dokumente spezifikationen sind seit langem Gegenstand der Dis- u erst hilfreich: sie erm glicht den Vergleich von An- kussion. Ihre praktische Anwendung scheitert h ufig forderungsspezifikationen und die Auswahl von Doku- an abstrakten Formulierungen und der daraus resultie- menten in guter Qualit t als Vorlagen oder Beispielspe- renden Unklarheit ber die Frage, welche konkreten zifikationen. Eine ganz konkrete Motivation ergab sich Schritte bei der Bewertung vorhandener Dokumente in diesem Zusammenhang bei uns aus dem Wunsch, durchgef hrt werden m ssen.

2 Aus der F lle von Anforderungsspezifikationen, die In dieser Arbeit stellen wir als pragmatische L sung im Rahmen studentischer Software-Projekte am In- einen Kriterienkatalog f r Anforderungsspezifikatio- stitut f r Softwaretechnologie entstehen, besonders nen vor, der 32 Bewertungskriterien aus anerkannten gelungene Dokumente auszuw hlen und zuk nftigen Quellen in praktisch anwendbarer Form zusammen- Projektteilnehmern als Anschauungsmaterial zur fasst. Die Kriterien sind einem einheitlichen Schema Verf gung stellen zu k nnen. folgend aufgebaut; f r jedes Kriterium sind Beschrei- In dieser Arbeit stellen wir einen pragmatischen bung, Motivation und Anwendungs- und Bewertungs- Ansatz vor, der eine systematische und nachvollzieh- regeln definiert. Auf Grundlage des Kriterienkatalogs bare Bewertung von Anforderungsspezifikationen auf wurden mehrere Anforderungsspezifikationen aus stu- Grundlage eines definierten Kriterienkatalogs erm g- dentischen und Industrie-Projekten bewertet; dabei licht.

3 Die enthaltenen Bewertungskriterien haben wir erwies sich der Kriterienkatalog als praktisch anwend- verschiedenen einschl gigen Quellen entnommen und bar, die Resultate der Bewertung waren plausibel. in eine einheitliche und praktisch anwendbare Form gebracht. Die Verwendung dieses Kriterienkatalogs er- laubt es, verschiedene Anforderungsspezifikationen 1 Einleitung und Motivation nach einem einheitlichen Schema zu bewerten und die Ergebnisse zu vergleichen. Zudem werden bei der Die angemessene Dokumentation der Anforderungen Bewertung Schwachstellen offengelegt, deren Beseiti- an die Software z hlt zu den wichtigsten Aktivit ten gung die Qualit t der bewerteten Dokumente erh hen in Software-Projekten; ihre Bedeutung wird in verbrei- kann. Anforderungsspezifikationen in guter Qualit t teten Prozess- und Reifegradmodellen betont. H ufig k nnen dann als Vorlagen f r zuk nftige Entwicklun- werden Anforderungen in nat rlicher Sprache formu- gen in der Praxis und als positive Beispiele f r die liert und, gegebenenfalls erg nzt um weitere Modelle Ausbildung von Software-Ingenieuren dienen.

4 Der Kri- in geeigneten Notationen, in einem Dokument zusam- terienkatalog wurde im Rahmen einer studentischen mengefasst. Dieses Dokument wird als Anforderungs- Fachstudie am Institut f r Softwaretechnologie entwi- spezifikation bezeichnet (oder, je nach Umfeld und ckelt [Franke u. a., 2008]. teilweise mit etwas eingeschr nkter Bedeutung, als Pflichtenheft oder IT-Konzept). Angesichts der Bedeutung der Anforderungsspezi- 2 Qualit tskriterien f r fikation f r die weitere Entwicklung der Software ist Anforderungsspezifikationen eine hohe Qualit t des Dokuments erstrebenswert. Auf analytischem Weg erfolgt die Qualit tssicherung durch Die Frage nach geeigneten Kriterien zur Bestimmung Pr fungen; im Sinne einer konstruktiven Qualit tssi- der Qualit t von Anforderungen und Anforderungs- cherung werden Anforderungsspezifikationen in der spezifikationen ist so alt wie das Requirements Engi- Regel nicht von Grund auf neu erstellt, sondern auf neering selbst; sie wird in der Literatur ausf hrlich Basis einer Vorlage oder durch Anpassung einer existie- diskutiert.

5 Bei der Erstellung des Kriterienkatalogs ha- renden Anforderungsspezifikation entwickelt [Krau , ben wir eine Vielzahl von Quellen genutzt, von denen 2007]. Diese Wiederverwendung setzt voraus, dass einige im Folgenden kurz vorgestellt werden sollen. Die Bewertungstaxonomie von Boehm [Boehm, Arbeiten aus dem Gebiet der Sprachanalyse legen 1979] umfasst auf oberster Ebene die vier Kriterien ebenfalls Kriterien f r die Bewertung von Anforde- Vollst ndigkeit, Konsistenz, Realisierbarkeit und Pr f- rungsspezifikationen nahe. So berpr fen etwa auto- barkeit, anhand derer eine Anforderungsspezifikati- matisierte Pr fverfahren Anforderungsspezifikationen on bewertet werden kann. [Davis u. a., 1993] z hlen hinsichtlich verschiedener objektiv bewertbarer Krite- insgesamt 24 angestrebte (aber konkurrierende) Qua- rien [Melchisedech, 2000; Wilson u. a., 1997; Kasser, lit tsmerkmale von Anforderungsspezifikationen auf: 2002].

6 Diese Kriterien beziehen sich speziell auf mess- eine ideale Anforderungsspezifikation ist demnach wi- bare sprachliche Schw chen der Anforderungsspezi- derspruchsfrei, vollst ndig, korrekt, verst ndlich, ber- fikation, etwa mehrdeutige Begriffe, Passivformulie- pr fbar, konsistent, realisierbar, knapp, l sungsunab- rungen oder weak words. Kriterien, die nur subjektiv h ngig, nachverfolgbar, nderbar, ausf hrbar, nicht bewertet werden k nnen und eine Interpretation der redundant, auf dem richtigen Abstraktionsniveau for- Anforderungsspezifikation verlangen, werden in die- muliert, pr zise, wiederverwendbar, sinnvoll geglie- sen Ans tzen naturgem nicht ber cksichtigt. dert und versioniert, liegt zudem in elektronischer Standardgliederungen [IEEE Std 830; Rupp, 2007]. Form vor, ist mit Angaben zur Stabilit t und Priorit t machen auf abstrakter Ebene Aussagen ber die gefor- der einzelnen Anforderungen versehen und enth lt derten Inhalte der Anforderungsspezifikation; in der Quellenangaben und interne Querverweise.

7 Vergleich- jeweils empfohlenen Gliederungsstruktur finden sich bare Auflistungen von Qualit tsmerkmalen finden sich entsprechend benannte Unterkapitel, teilweise etwa auch an anderer Stelle [Ludewig u. Lichter, 2007; IEEE im Volere Template [Robertson u. Robertson, 2007] . Std 830]. Die Autoren geben jeweils Hinweise oder werden die Inhalte der Kapitel auch beispielhaft er- definieren Metriken, anhand derer f r eine gegebene l utert. Standardgliederungen sind gut geeignet, Pate Anforderungsspezifikation zumindest im Prinzip f r die Formulierung von Bewertungskriterien zu ste- die Erf llung der einzelnen Eigenschaften bestimmt hen, die sich auf die inhaltliche Vollst ndigkeit der werden kann. Diese Hinweise und Metriken bleiben Anforderungsspezifikation beziehen. jedoch abstrakt und erscheinen in den meisten F llen F r unsere Einsatzszenarien geeignete umfassen- nicht direkt f r die Bewertung von Anforderungsspezi- de Ans tze zur Bewertung nat rlichsprachiger Anfor- fikationen anwendbar.

8 Gleiches gilt f r Ans tze zur In- derungsspezifikationen auf Grundlage eines definier- tegration der Qualit tsmerkmale von Anforderungsspe- ten Kriterienkatalogs, der sowohl objektiv messbare zifikationen in bergeordnete Qualit ts-Rahmenwerke als auch subjektiv zu bewertende Kriterien umfasst, [Lindland u. a., 1994; Krogstie, 1998], die zwar versu- konnten wir im Rahmen einer Literaturrecherche nicht chen, die Qualit tsmerkmale systematisch zu struktu- finden. Die vorliegende Arbeit kombiniert deshalb Er- rieren, aber ebenfalls keine konkreten Anleitungen zu kenntnisse und Erfahrungen aus existierenden Arbei- Qualit tsbewertung und -vergleich enthalten. ten zu den Themen Qualit t, Erstellung und Pr fung Im Bereich der analytischen Qualit tssicherung ha- von Anforderungsdokumenten zu einem praktisch an- ben sich Inspektionen [Fagan, 1976] als Technik zur wendbaren Ansatz. Pr fung von Anforderungsspezifikationen bew hrt.

9 In einer verbreiteten Variante berpr fen die Gutach- ter das Dokument anhand vorgegebener Pr fkriterien 3 Kriterienkatalog und Bewertung (auch als Review-Aspekte oder, in ihrer Gesamtheit, als Checkliste bezeichnet). Listen von Pr fkriterien finden Der Kriterienkatalog enth lt 32 Bewertungskriterien, sich zum Beispiel in [Porter u. a., 1995; Drappa, 1996]. die sich auf Aufbau, Form und Inhalt der Anforde- Diese Pr fkriterien beziehen sich auf Struktur, Form rungsspezifikation beziehen. Eine grunds tzliche Ein- und Inhalt der Anforderungsspezifikation und sind in schr nkung bei der Auswahl der Kriterien ergibt sich vielen F llen geeignet, typische M ngel zu identifizie- aus der Tatsache, dass die Semantik des Inhalts der ren. Das Ziel von Inspektionen ist jedoch das Identifi- Anforderungsspezifikation nicht Gegenstand der Be- zieren von M ngeln, nicht die Bewertung des Doku- wertung sein kann.

10 [Davis u. a., 1993] hat dies mit ments. Entsprechend wird bei Inspektionen lediglich der Unterscheidung zwischen zwei grunds tzlich ver- eine (in den meisten F llen bin re) Entscheidung ber schiedenen Fehlerkategorien in Anforderungsspezifi- das Vorhandensein eines Mangels getroffen und keine kationen begr ndet: Zu Kenntnisfehlern (knowledge abgestufte Bewertung einzelner Dokumenteigenschaf- errors) kommt es, wenn die wahren Anforderungen ten vorgenommen. Auch werden gute Eigenschaften nicht bekannt sind; zu Spezifikationsfehlern (specifi- einer untersuchten Anforderungsspezifikation, also die cation errors), wenn nicht bekannt ist, wie die An- Erf llung bestimmter geforderter Qualit tsmerkmale, forderungen angemessen spezifiziert werden k nnen. bei Inspektionen nicht erfasst. Dennoch sind Check- Spezifikationsfehler lassen sich durch allgemeing ltige listen als Grundlage f r die Formulierung von Bewer- Kriterien identifizieren und bewerten.