Классификация требований к программному обеспечению - Towareesh/OntoC4Designer GitHub Wiki

Классификация требований к программному обеспечению (ПО) и классификация самого ПО — это сложные и взаимосвязанные области, которые требуют системного подхода для их описания. В данном ответе я предоставлю полную иерархию классификации ПО и требований к нему, формализованную в виде текста и схемы, а также опишу связи между типами ПО и требованиями.

1. Классификация программного обеспечения (ПО)

Программное обеспечение можно классифицировать по различным критериям. Ниже приведена иерархия, охватывающая основные категории и подкатегории ПО:

1.1. По назначению

  1. Системное ПО — обеспечивает функционирование аппаратного обеспечения и базовые функции для других программ.
    • Операционные системы (Windows, Linux, macOS).
    • Драйверы устройств.
    • Утилиты (антивирусы, средства резервного копирования).
  2. Прикладное ПО — предназначено для выполнения конкретных пользовательских задач.
    • Офисные приложения (Microsoft Office, Google Docs).
    • Графические редакторы (Adobe Photoshop, GIMP).
    • Игры.
    • Специализированное ПО (CAD-системы, медицинское ПО).
  3. Инструментальное ПО — используется для разработки, тестирования и поддержки других программ.
    • Среды разработки (IDE, такие как Visual Studio, IntelliJ IDEA).
    • Компиляторы и интерпретаторы.
    • Системы контроля версий (Git, SVN).
  4. Сетевые ПО — обеспечивает взаимодействие между устройствами в сети.
    • Веб-браузеры (Chrome, Firefox).
    • Сетевые протоколы и серверы (Apache, Nginx).
    • Мессенджеры и системы видеоконференций.

1.2. По способу распространения

  1. Коммерческое ПО — распространяется за плату.
    • Лицензионное ПО (Microsoft Windows, Adobe Creative Suite).
    • ПО по подписке (SaaS, например, Netflix, Office 365).
  2. Бесплатное ПО — предоставляется без оплаты.
    • Открытое ПО (Open Source, например, Linux, Apache).
    • Условно-бесплатное ПО (Freemium, например, Dropbox).
  3. Проприетарное ПО — закрытый код, ограниченный доступ.
    • Microsoft Office, Oracle Database.
  4. Общественное ПО (Public Domain) — полностью свободное использование.

1.3. По масштабу применения

  1. Персональное ПО — для индивидуального использования.
    • Текстовые редакторы, игры.
  2. Корпоративное ПО (Enterprise) — для крупных организаций.
    • ERP-системы (SAP, Oracle).
    • CRM-системы (Salesforce).
  3. Встроенное ПО (Embedded) — для управления устройствами.
    • ПО в микроконтроллерах, автомобилях, бытовой технике.

1.4. По архитектуре

  1. Монолитное ПО — единая структура.
  2. Модульное ПО — состоит из независимых компонентов.
  3. Клиент-серверное ПО — разделение на клиентскую и серверную части.
  4. Облачное ПО — работает через интернет (SaaS, PaaS, IaaS).
  5. Микросервисное ПО — состоит из небольших автономных сервисов.

2. Классификация требований к ПО

Требования к ПО делятся на функциональные и нефункциональные, а также на системные и пользовательские. Ниже приведена полная иерархия требований.

2.1. Функциональные требования

Описывают, что система должна делать, какие функции выполнять.

  1. Бизнес-требования — цели и задачи, которые система должна решать на уровне бизнеса.
    • Пример: "Система должна поддерживать учет продаж для 1000 транзакций в день."
  2. Пользовательские требования — описывают взаимодействие пользователя с системой.
    • Пример: "Пользователь должен иметь возможность зарегистрироваться через email."
  3. Системные требования — описывают функции на уровне системы.
    • Пример: "Система должна отправлять уведомления по email при изменении статуса заказа."
  4. Интеграционные требования — взаимодействие с другими системами.
    • Пример: "Система должна интегрироваться с API платежной системы."

2.2. Нефункциональные требования

Описывают качества и ограничения системы.

  1. Требования к производительности:
    • Скорость обработки данных.
    • Время отклика (например, < 2 секунд на запрос).
  2. Требования к масштабируемости:
    • Поддержка увеличения числа пользователей или данных.
  3. Требования к надежности:
    • Доступность системы (например, 99.9% uptime).
    • Устойчивость к сбоям.
  4. Требования к безопасности:
    • Защита данных (шифрование, аутентификация).
    • Защита от атак (DDoS, SQL-инъекции).
  5. Требования к удобству использования (Usability):
    • Интуитивно понятный интерфейс.
    • Доступность для людей с ограниченными возможностями.
  6. Требования к поддерживаемости (Maintainability):
    • Легкость обновления и исправления ошибок.
    • Наличие документации.
  7. Требования к совместимости:
    • Поддержка разных ОС, устройств, браузеров.
  8. Требования к ресурсам:
    • Минимальные требования к оборудованию (CPU, RAM).
    • Ограничения на использование энергии (для встроенного ПО).

2.3. Ограничения

  1. Технологические ограничения:
    • Использование определенного языка программирования или фреймворка.
  2. Юридические ограничения:
    • Соответствие стандартам (GDPR, HIPAA).
  3. Бюджетные и временные ограничения:
    • Сроки разработки, доступные ресурсы.

3. Формальная иерархия классификации (в виде дерева)

3.1. Иерархия классификации ПО

Программное обеспечение (ПО)
├── По назначению
│   ├── Системное ПО
│   │   ├── Операционные системы
│   │   ├── Драйверы
│   │   └── Утилиты
│   ├── Прикладное ПО
│   │   ├── Офисные приложения
│   │   ├── Графические редакторы
│   │   └── Игры
│   ├── Инструментальное ПО
│   │   ├── IDE
│   │   ├── Компиляторы
│   │   └── Системы контроля версий
│   └── Сетевые ПО
│       ├── Веб-браузеры
│       └── Сетевые серверы
├── По способу распространения
│   ├── Коммерческое ПО
│   ├── Бесплатное ПО
│   ├── Проприетарное ПО
│   └── Общественное ПО
├── По масштабу применения
│   ├── Персональное ПО
│   ├── Корпоративное ПО
│   └── Встроенное ПО
└── По архитектуре
    ├── Монолитное ПО
    ├── Модульное ПО
    ├── Клиент-серверное ПО
    ├── Облачное ПО
    └── Микросервисное ПО

3.2. Иерархия классификации требований

Требования к ПО
├── Функциональные требования
│   ├── Бизнес-требования
│   ├── Пользовательские требования
│   ├── Системные требования
│   └── Интеграционные требования
├── Нефункциональные требования
│   ├── Производительность
│   ├── Масштабируемость
│   ├── Надежность
│   ├── Безопасность
│   ├── Удобство использования
│   ├── Поддерживаемость
│   ├── Совместимость
│   └── Ресурсы
└── Ограничения
    ├── Технологические
    ├── Юридические
    └── Бюджетные/временные

4. Связи между типами ПО и требованиями

Требования к ПО напрямую зависят от типа ПО, его назначения, архитектуры и масштаба применения. Ниже описаны основные связи:

  1. Системное ПО:

    • Основные требования: высокая надежность, производительность, совместимость с оборудованием.
    • Пример: Операционная система должна иметь минимальное время отклика и поддерживать широкий спектр драйверов (нефункциональные требования к производительности и совместимости).

  2. Прикладное ПО:

    • Основные требования: удобство использования, функциональность, интеграция с другими системами.
    • Пример: Офисное приложение должно поддерживать экспорт данных в разные форматы (функциональные требования) и быть интуитивно понятным (нефункциональные требования к usability).

  3. Инструментальное ПО:

    • Основные требования: поддерживаемость, производительность, удобство для разработчиков.
    • Пример: IDE должна быстро компилировать код (производительность) и поддерживать плагины (интеграционные требования).

  4. Сетевые ПО:

    • Основные требования: безопасность, масштабируемость, надежность.
    • Пример: Веб-сервер должен выдерживать высокий трафик (масштабируемость) и защищать данные (безопасность).

  5. Корпоративное ПО:

    • Основные требования: интеграция, масштабируемость, безопасность.
    • Пример: ERP-система должна интегрироваться с бухгалтерскими системами (функциональные требования) и поддерживать тысячи пользователей (масштабируемость).

  6. Встроенное ПО:

    • Основные требования: низкое потребление ресурсов, надежность, производительность.
    • Пример: ПО в автомобилях должно работать без сбоев в реальном времени (надежность) и потреблять минимум энергии (ресурсы).

  7. Архитектурные особенности:

    • Монолитное ПО требует простоты поддержки, но может страдать от масштабируемости.
    • Микросервисное ПО требует высокой масштабируемости и интеграционных возможностей, но усложняет поддерживаемость.

5. Итоговая схема связей (в текстовом виде)

[Тип ПО] --> [Основные требования]
- Системное ПО --> Производительность, Надежность, Совместимость
- Прикладное ПО --> Удобство использования, Функциональность, Интеграция
- Инструментальное ПО --> Поддерживаемость, Производительность
- Сетевые ПО --> Безопасность, Масштабируемость, Надежность
- Корпоративное ПО --> Интеграция, Масштабируемость, Безопасность
- Встроенное ПО --> Низкое потребление ресурсов, Надежность

6. Применение к проекту (онтологический граф и C4 принципы)

Для автоматического построения онтологического графа на основе неструктурированных требований с использованием принципов C4 (Context, Container, Component, Code), классификация требований и типов ПО может быть использована следующим образом:

  1. Context (Контекст):

    • Определение типа ПО (например, корпоративное или встроенное) задает контекст системы. Это влияет на приоритет требований (например, для встроенного ПО важны ресурсы, для корпоративного — масштабируемость).
    • Онтологический граф на этом уровне включает узлы типа "Тип ПО" и связи с "Основными требованиями".

  2. Container (Контейнер):

    • Определение архитектуры ПО (монолитная, микросервисная) задает контейнеры системы. Например, микросервисная архитектура требует узлов для каждого сервиса с требованиями к интеграции.
    • Онтологический граф включает узлы "Контейнеры" и связи с "Нефункциональными требованиями (масштабируемость, интеграция)".

  3. Component (Компонент):

    • На уровне компонентов уточняются функциональные требования (например, модуль аутентификации должен поддерживать OAuth).
    • Онтологический граф связывает "Компоненты" с "Функциональными требованиями".

  4. Code (Код):

    • На уровне кода уточняются технологические ограничения (язык программирования, фреймворки).
    • Онтологический граф связывает "Кодовые элементы" с "Ограничениями".

Пример онтологического графа:

  • Узел "Корпоративное ПО" --> Связь "требует" --> Узел "Масштабируемость".
  • Узел "Микросервисная архитектура" --> Связь "требует" --> Узел "Интеграция API".

Таким образом, классификация требований и ПО позволяет структурировать неструктурированные данные, выделяя ключевые узлы и связи для построения онтологического графа. Это также помогает автоматизировать проектирование архитектуры системы в соответствии с принципами C4.

Если у вас есть дополнительные вопросы или требуется более детальная проработка какого-либо аспекта (например, алгоритм построения графа или интеграция с базой данных), дайте знать!