Kỹ thuật yêu cầu là gì? Các nghiên cứu khoa học liên quan

Định nghĩa kỹ thuật yêu cầu

Kỹ thuật yêu cầu (Requirements Engineering) là một lĩnh vực quan trọng trong phát triển phần mềm, tập trung vào việc thu thập, phân tích, xác định và quản lý các yêu cầu của hệ thống. Quá trình này nhằm đảm bảo rằng hệ thống cuối cùng sẽ đáp ứng đúng nhu cầu và mong muốn của người dùng cũng như các bên liên quan.

Yêu cầu có thể là các chức năng mà hệ thống phải thực hiện hoặc các đặc tính phi chức năng như hiệu suất, bảo mật, và tính khả dụng. Kỹ thuật yêu cầu không chỉ đơn thuần là thu thập thông tin mà còn bao gồm việc xác minh và kiểm tra các yêu cầu để đảm bảo tính chính xác và đầy đủ.

Việc áp dụng kỹ thuật yêu cầu chuyên nghiệp giúp giảm thiểu rủi ro phát triển phần mềm, hạn chế sự sai lệch giữa kỳ vọng của khách hàng và sản phẩm cuối cùng, đồng thời giảm chi phí sửa lỗi sau này.

Vai trò và tầm quan trọng của kỹ thuật yêu cầu

Kỹ thuật yêu cầu đóng vai trò quyết định trong toàn bộ chu trình phát triển phần mềm bởi nó thiết lập nền tảng cho thiết kế, triển khai và kiểm thử hệ thống. Một bộ yêu cầu được xác định rõ ràng sẽ giúp các nhóm phát triển hiểu rõ mục tiêu và phạm vi công việc, từ đó nâng cao hiệu quả và chất lượng sản phẩm.

Thiếu sót hoặc mơ hồ trong giai đoạn yêu cầu có thể dẫn đến nhiều hậu quả nghiêm trọng như phát triển sai hướng, lãng phí tài nguyên, trì hoãn tiến độ và sản phẩm không đáp ứng được nhu cầu thực tế. Vì vậy, đầu tư thời gian và công sức vào kỹ thuật yêu cầu được xem là một trong những yếu tố quan trọng nhất cho thành công dự án.

Kỹ thuật yêu cầu cũng tạo điều kiện thuận lợi cho giao tiếp giữa các bên liên quan, giúp họ đồng thuận và tránh mâu thuẫn trong quá trình phát triển. Các tài liệu yêu cầu có thể được sử dụng làm cơ sở cho các hợp đồng, thỏa thuận và chuẩn bị cho giai đoạn bảo trì sau này.

Các bước chính trong kỹ thuật yêu cầu

Quy trình kỹ thuật yêu cầu gồm nhiều bước liên tiếp và lặp lại nhằm đảm bảo sự chính xác và đầy đủ của yêu cầu:

• Thu thập yêu cầu (Requirements Elicitation): Tập hợp và khai thác thông tin từ người dùng, khách hàng và các bên liên quan thông qua phỏng vấn, hội thảo, quan sát hoặc phân tích tài liệu.
• Phân tích yêu cầu (Requirements Analysis): Đánh giá, làm rõ, phân loại và ưu tiên các yêu cầu nhằm phát hiện mâu thuẫn, thiếu sót và các điểm không thực tế.
• Xác định yêu cầu (Requirements Specification): Ghi chép chi tiết các yêu cầu theo các tiêu chuẩn phù hợp, thường bằng các tài liệu mô tả hoặc biểu đồ.
• Kiểm tra và xác nhận yêu cầu (Requirements Validation and Verification): Đảm bảo các yêu cầu phản ánh đúng mong muốn của người dùng và có thể thực hiện được, thông qua đánh giá hoặc thử nghiệm các nguyên mẫu.
• Quản lý yêu cầu (Requirements Management): Theo dõi và xử lý các thay đổi yêu cầu trong suốt vòng đời dự án, bảo đảm sự nhất quán và cập nhật kịp thời.

Mỗi bước trong quá trình này có vai trò thiết yếu và được hỗ trợ bởi nhiều kỹ thuật, công cụ nhằm tối ưu hóa kết quả.

Phương pháp thu thập yêu cầu

Thu thập yêu cầu là bước đầu tiên và quyết định chất lượng của toàn bộ quy trình kỹ thuật yêu cầu. Việc lựa chọn phương pháp phù hợp phụ thuộc vào đặc điểm dự án, mức độ phức tạp của hệ thống và các bên liên quan.

Các phương pháp thu thập thường gặp gồm:

• Phỏng vấn: Làm việc trực tiếp với cá nhân hoặc nhóm để khai thác thông tin chi tiết.
• Hội thảo nhóm: Tổ chức các buổi họp giữa các bên liên quan để thảo luận và thống nhất yêu cầu.
• Quan sát: Theo dõi hoạt động thực tế của người dùng để hiểu nhu cầu và quy trình công việc.
• Khảo sát và bảng câu hỏi: Thu thập dữ liệu từ nhiều người dùng qua các mẫu câu hỏi chuẩn hóa.
• Phân tích tài liệu: Nghiên cứu các tài liệu hiện có như quy trình, báo cáo, hệ thống cũ.

Để lựa chọn phương pháp hiệu quả, các nhóm dự án thường kết hợp nhiều kỹ thuật để có cái nhìn toàn diện và chính xác về yêu cầu thực tế. Tham khảo thêm các kỹ thuật thu thập yêu cầu qua bài viết trên ScienceDirect.

Các loại yêu cầu

Yêu cầu trong kỹ thuật yêu cầu được phân thành nhiều loại chính, nhằm giúp việc phân tích, quản lý và phát triển trở nên hiệu quả hơn. Một số loại phổ biến bao gồm:

• Yêu cầu chức năng (Functional Requirements): Mô tả những chức năng mà hệ thống phải thực hiện, ví dụ như xử lý dữ liệu, tính toán, phản hồi người dùng. Đây là những yêu cầu bắt buộc để hệ thống hoạt động đúng mục đích.
• Yêu cầu phi chức năng (Non-functional Requirements): Liên quan đến các đặc tính chất lượng của hệ thống như hiệu suất, bảo mật, tính khả dụng, độ tin cậy và khả năng mở rộng. Các yêu cầu này không mô tả hành vi cụ thể nhưng rất quan trọng để đảm bảo hệ thống đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng.
• Yêu cầu ràng buộc (Constraints): Là các giới hạn về kỹ thuật, môi trường hoặc luật pháp mà hệ thống phải tuân thủ. Ví dụ như giới hạn về phần cứng, nền tảng phát triển, hoặc quy định bảo vệ dữ liệu cá nhân.

Việc phân biệt rõ các loại yêu cầu giúp nhóm phát triển và các bên liên quan tập trung xử lý từng khía cạnh một cách khoa học và bài bản, từ đó giảm thiểu rủi ro sai lệch trong suốt quá trình phát triển.

Công cụ và kỹ thuật hỗ trợ

Để hỗ trợ việc thu thập, phân tích và quản lý yêu cầu, nhiều công cụ và kỹ thuật được áp dụng nhằm nâng cao hiệu quả và tính chính xác.

Các công cụ phổ biến hiện nay bao gồm:

• IBM Rational DOORS: Một trong những công cụ quản lý yêu cầu hàng đầu, giúp theo dõi và kiểm soát các thay đổi trong yêu cầu.
• Jama Software: Cung cấp giải pháp quản lý yêu cầu tích hợp, hỗ trợ hợp tác và phân tích.
• Atlassian Jira với plugin quản lý yêu cầu: Phù hợp với các nhóm phát triển Agile, tích hợp quản lý yêu cầu với quy trình làm việc.

Bên cạnh đó, kỹ thuật mô hình hóa cũng đóng vai trò quan trọng, ví dụ như:

• Biểu đồ use case giúp mô tả các tương tác giữa người dùng và hệ thống.
• Mô hình thực thể - liên kết (ER diagram) hỗ trợ thiết kế cơ sở dữ liệu.
• Biểu đồ quy trình nghiệp vụ (BPMN) thể hiện các bước trong quy trình hoạt động.

Việc áp dụng công cụ và kỹ thuật phù hợp tùy thuộc vào quy mô và tính chất dự án.

Kiểm tra và xác nhận yêu cầu

Kiểm tra và xác nhận yêu cầu là bước quan trọng nhằm đảm bảo các yêu cầu đã được thu thập là chính xác, đầy đủ và có thể thực hiện được trong dự án.

Quá trình này bao gồm:

• Đánh giá yêu cầu: Các bên liên quan cùng xem xét tài liệu yêu cầu để phát hiện sai sót hoặc mâu thuẫn.
• Kiểm thử yêu cầu (Requirement Testing): Thiết kế các kịch bản kiểm thử nhằm xác minh từng yêu cầu.
• Trình bày nguyên mẫu: Sử dụng mẫu hoặc nguyên mẫu phần mềm để minh họa và lấy phản hồi từ khách hàng.

Việc này giúp giảm thiểu rủi ro phát triển sai hướng và tăng tính đồng thuận giữa các bên.

Quản lý yêu cầu trong suốt vòng đời dự án

Yêu cầu trong dự án phần mềm không phải bất biến mà thường xuyên thay đổi do nhiều nguyên nhân như yêu cầu kinh doanh mới, phản hồi người dùng hoặc phát hiện kỹ thuật. Quản lý yêu cầu là quá trình theo dõi, kiểm soát và cập nhật các yêu cầu trong suốt vòng đời dự án để đảm bảo sự nhất quán và minh bạch.

Các hoạt động chính trong quản lý yêu cầu bao gồm:

• Phân loại và ưu tiên yêu cầu theo mức độ quan trọng và tác động.
• Kiểm soát phiên bản yêu cầu, theo dõi lịch sử thay đổi.
• Đảm bảo sự liên kết giữa yêu cầu và các artefact như thiết kế, mã nguồn, kiểm thử.
• Giao tiếp liên tục với các bên liên quan để cập nhật và xử lý thay đổi kịp thời.

Công tác quản lý hiệu quả giúp giảm thiểu sai lệch, đảm bảo chất lượng và tiến độ dự án.

Thách thức và xu hướng hiện đại

Kỹ thuật yêu cầu phải đối mặt với nhiều thách thức như sự không rõ ràng, mâu thuẫn giữa các yêu cầu, thay đổi liên tục, và sự phức tạp trong giao tiếp giữa các bên liên quan. Những khó khăn này đòi hỏi các chuyên gia kỹ thuật yêu cầu phải có kỹ năng giao tiếp, phân tích và sử dụng công nghệ hỗ trợ.

Các xu hướng mới trong kỹ thuật yêu cầu đang phát triển mạnh mẽ gồm:

• Ứng dụng trí tuệ nhân tạo và học máy để tự động hóa việc phân tích và kiểm tra yêu cầu.
• Sử dụng phân tích ngôn ngữ tự nhiên để trích xuất yêu cầu từ các tài liệu hoặc hội thoại.
• Áp dụng phương pháp Agile và DevOps để linh hoạt thích ứng với thay đổi yêu cầu trong môi trường phát triển nhanh.
• Phát triển công cụ hỗ trợ trực tuyến cho việc hợp tác và quản lý yêu cầu đa bên, đa địa điểm.

Tài liệu tham khảo

1. Wiegers, K., & Beatty, J. (2013). Software Requirements. Microsoft Press.
2. IEEE Computer Society. (1998). IEEE Standard for Software Requirements Specifications. IEEE 830-1998.
3. Gorschek, T., et al. (2014). Requirements engineering: A roadmap. Future of Software Engineering (FOSE). doi.org/10.1145/2593882.2593897
4. Pohl, K. (2010). Requirements Engineering: Fundamentals, Principles, and Techniques. Springer.
5. ScienceDirect. Requirements elicitation techniques. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0950584915001326