Руководство по разработке
и управлению требованиями
при создании авиационных бортовых
встраиваемых систем реального времени

Федеральное управление

гражданской авиации

Министерства транспорта США


июнь 2009
Русский перевод под редактурой
Анны Гасраталиевой и Дениса Бескова

Инженерный консультант:
Александр Гоголев, к.т.н., ГосНИИАС / МАИ

декабрь 2022
Содержание
1. Введение
2. Рекомендуемые практики
2.1 Создайте «Общее описание системы»
2.2 Определите границы системы
2.2.1 Определите границы системы на ранней стадии разработки требований
2.2.2 Выберите переменные среды
2.2.3 Выберите изменяемые системой переменные (переменные, которыми система может и должна управлять)
2.2.4 Выберите измеряемые переменные (переменные, которые система должна отслеживать)
2.2.5 Убедитесь, что переменные среды достаточно абстрактны
2.2.6 Избегайте упоминания деталей интерфейса в переменных
2.2.7 Определите все физические интерфейсы
2.3 Разработайте «Концепцию эксплуатации»
2.3.1 Задокументируйте успешный сценарий
2.3.2 Укажите, как система используется в своей операционной среде
2.3.3 Используйте цель юскейса использования в качестве его названия
2.3.4 Сопоставьте каждый юскейс с целями системы
2.3.5 Определите основное действующее лицо, пред- и постусловия
2.3.6 Убедитесь, что каждый вариант использования описывает именно взаимодействие
2.3.7 Свяжите шаги варианта использования с функциями системы
2.3.8 Объедините повторяющийся действия в единый вариант использования
2.3.9 Описывайте особые ситуации как исключения
2.3.10 Опишите альтернативные сценарии — другие способы достичь постусловий
2.3.11 Используйте названия внешних объектов или переменных среды
2.3.12 Избегайте деталей пользовательского интерфейса
2.3.13 Обновите описание границ системы
2.3.14 Соберите предварительный набор функций системы
2.4 Выявите ограничения среды
2.5 Разработайте функциональную архитектуру
2.6 Пересмотрите архитектуру системы с учетом ограничений реализации
2.6.1 Измените архитектуру в соответствии с ограничениями реализации
2.6.2 Поддерживайте итоговую архитектуру системы как можно ближе к идеальной функциональной архитектуре
2.6.3 Пересмотрите «‎Общее описание системы»
2.6.4 Пересмотрите концепцию эксплуатации
2.6.5 Разработайте юскейсы-исключения
2.6.6 Связать исключения с вариантами использования
2.6.7 Пересмотрите границы системы
2.6.8 Документируйте изменения ограничений
2.6.9 Пересмотрите диаграммы зависимостей
2.6.10 Пересмотрите высокоуровневые требования
2.7 Определите режимы работы системы

2.7.1 Определите основные режимы работы системы
2.7.2 Определите, как система переключается между режимами
2.7.3 Введите режимы для внешне видимых разрывов
2.8 Разработайте детальные требования к поведению системы и её производительности

2.8.1 Опишите поведение каждой изменяемой переменной
2.8.2 Укажите требование в качестве условия и присвоенного значения.
2.8.3 Убедитесь, что детальные требования полны
2.8.4 Убедитесь, что подробные требования согласованы
2.8.5 Убедитесь, что детальные требования не дублируются
2.8.6 Упорядочите требования
2.8.7 Определите допустимую задержку для каждой изменяемой переменной
2.8.8 Определите возможный допуск для каждой изменяемой переменной
2.8.9 Не определяйте задержку и допуск для внутренних переменных
2.8.10 Альтернативные способы определения требований
2.9. Определите требования к программному обеспечению

2.9.5 Укажите статус каждой измеряемой переменной
2.9.8 Укажите задержку каждой выходной переменной
2.9.9 Укажите точность каждой выходной переменной
2.9.10 Укажите OUT' для каждой изменяемой переменной
2.9.11 Подтвердите общую задержку и точность
2.10 Распределите требования по подсистемам

2.10.1 Определение функций подсистемы
2.10.2 Продублируйте перекрывающиеся функции системы и подсистемы
2.10.3 Разработайте системный обзор для каждой подсистемы
2.10.4 Определите измеряемые и изменяемые переменные для подсистемы
2.10.5 Создайте новые измеряемые и изменяемые переменные
2.10.6 Укажите принципы работы подсистемы
2.10.7 Выявите все ограничения, связанные со средой, которые подсистема разделяет с родительской системой
2.10.8 Выявите все ограничения среды, связанные с новыми изменяемыми и измеряемыми переменными
2.10.9 Завершите спецификацию требований к подсистеме
2.10.10 Убедитесь, что задержки и допуски согласованы
2.11 Приведите обоснование

2.11.1 Приведите обоснование, объясняющее, почему существует то или иное требование
2.11.2 Избегайте указания требований в обосновании
2.11.3 Приведите обоснование, если причина требования неочевидна
2.11.4 Приведите обоснование ограничений
2.11.5 Предоставьте обоснование значений и диапазонов
2.11.6 Обоснование должно быть кратким и актуальным
2.11.7 Зафиксируйте обоснование как можно скорее
3. Подведем итоги
Краткий обзор
В этом руководстве собран набор рекомендаций по сбору, описанию, проверке и систематизации требований. В нём предпринята попытка объединить лучшие идеи из нескольких подходов, организовать их в единое целое и наглядно проиллюстрировать преимущества этих подходов на конкретных примерах.

Руководство предназначено для использования при разработке встраиваемых систем реального времени и прежде всего — при разработке авиационных бортовых систем. В нём описывается набор рекомендаций, каждую из которых можно использовать отдельно, но надо понимать, что при совместном использовании эти методы усиливают друг друга.

Описанные рекомендации позволяют разработчикам пройти путь от первоначального высокоуровневого обзора системы до детальных требований к поведению системы и её работе. В связи с растущей важностью программного обеспечения в  авиационных системах, особое внимание уделяется приёмам, позволяющим упростить переход от системных требований к требованиям к программному обеспечению.

В руководстве для пояснения методик используются конкретные примеры, но существует множество и других форматов, которые можно использовать для достижения тех же целей. Компаниям может потребоваться внести изменения (иногда значительные), чтобы соединить описанные в руководстве методики с уже имеющимися у них процессами и инструментами.
Что дальше
В первой главе мы поговорим о целях и предпосылках создания этого руководства.

Далее к 1-й главе