ホーム
テクノロジ系
D. 開発技術
ⅩⅡ. システム開発技術
1. システム要件定義・ソフトウェア要件定義

1.6.1. ソフトウェアの境界及び要件の定義の目的

2024.09.26

1. 概要

　ソフトウェアの境界及び要件の定義は、システム開発プロセスにおいて極めて重要な段階です。この段階では、開発するソフトウェアの範囲を明確にし、そのソフトウェアが満たすべき機能や性能を具体的に定義します。適切な要件定義は、プロジェクトの成功に直結する基盤となるため、慎重かつ詳細に行う必要があります。

2. 詳細説明

2.1. ソフトウェア要件定義の目的

　ソフトウェア要件定義の主な目的は以下の通りです：

  1. システムの境界を明確にする
  2. ソフトウェアに求められる機能を特定する
  3. 性能要件を定義する
  4. 外部システムとのインタフェースを決定する
  5. ソフトウェア要件を文書化する

　これらの目的を達成することで、開発チームと利害関係者間の誤解を防ぎ、プロジェクトの進行を円滑に進めるための明確な指針を提供します。

2.2. 業務モデルと論理データモデルの作成

　要件定義プロセスでは、以下のモデルを作成します：

  1. 業務モデル：
    業務の流れや構造を視覚化し、システムの動作やユーザーのニーズを把握します。
  2. 論理データモデル：
    データの構造や関係を表現し、システムがどのようにデータを管理するかを定義します。

　これにより、業務プロセスとデータ構造の整合性が確保され、ソフトウェアの設計が具体的かつ効率的に行われます。

2.3. 要件の属性

　要件定義では、以下の属性を考慮します：

  1. 根拠：
    要件が必要とされる理由（例：法規制や業務上の要請）
  2. 優先順位：
    要件の重要性や実装順序
  3. トレーサビリティ：
    要件とソフトウェア要素・テストケース・情報項目の関連性を追跡可能にする
  4. 検証手法：
    要件が満たされているかを確認する方法（例：テスト計画やユーザーレビュー）

　これらの属性を考慮することで、要件が確実に実行可能であり、変更や追加の際にも迅速に対応できる体制が整います。

2.4. 使用性（usability）

　ソフトウェアの使いやすさや効率性を考慮し、ユーザーの観点から要件を定義することが重要です。使用性の高いソフトウェアは、ユーザーが直感的に操作でき、生産性を向上させます。例えば、複雑な操作を単純化したUI設計や、アクセスしやすいメニュー構造が挙げられます。

2.5. 分析・表現方法

　要件定義のための業務分析には、以下のような手法を使用します：

DFD（データフロー図）：

データの流れを視覚化し、システムの動作を理解しやすくします。

graph TD
    C[顧客] -->|'1. 商品検索'| P1[商品検索プロセス]
    P1 -->|'2. 検索結果'| C
    C -->|'3. 商品選択'| P2[注文プロセス]
    P2 -->|'4. 在庫確認'| D1[(商品データベース)]
    D1 -->|'5. 在庫情報'| P2
    P2 -->|'6. 注文確認'| C
    C -->|'7. 支払い情報'| P3[支払いプロセス]
    P3 -->|'8. 支払い処理'| E[決済システム]
    E -->|'9. 処理結果'| P3
    P3 -->|'10. 注文完了'| C
    P2 -->|'11. 注文情報'| D2[(注文データベース)]

E-R図（実体関連図）：

データ間の関係を表現し、データベース設計に役立てます。

erDiagram
    CUSTOMER ||--o{ ORDER : places
    CUSTOMER {
        int customer_id PK
        string name
        string email
        string address
    }
    ORDER ||--|{ ORDER_ITEM : contains
    ORDER {
        int order_id PK
        int customer_id FK
        date order_date
        string status
    }
    PRODUCT ||--o{ ORDER_ITEM : "ordered in"
    PRODUCT {
        int product_id PK
        string name
        decimal price
        int stock_quantity
    }
    ORDER_ITEM {
        int order_item_id PK
        int order_id FK
        int product_id FK
        int quantity
    }
    CATEGORY ||--o{ PRODUCT : categorizes
    CATEGORY {
        int category_id PK
        string name
        string description
    }

UML（統一モデリング言語）：

ソフトウェアの構造や振る舞いを詳細に記述し、設計を効果的に行います。

classDiagram
    class Customer {
        -int customerID
        -string name
        -string email
        -string address
        +register()
        +login()
        +updateProfile()
    }
    class Order {
        -int orderID
        -Date orderDate
        -string status
        +placeOrder()
        +cancelOrder()
        +getOrderStatus()
    }
    class Product {
        -int productID
        -string name
        -float price
        -int stockQuantity
        +updateStock()
        +getProductDetails()
    }
    class ShoppingCart {
        -List~CartItem~ items
        +addItem()
        +removeItem()
        +updateQuantity()
        +calculateTotal()
    }
    class CartItem {
        -Product product
        -int quantity
        +updateQuantity()
        +getSubtotal()
    }
    class Payment {
        -int paymentID
        -float amount
        -Date paymentDate
        -string paymentMethod
        +processPayment()
        +refundPayment()
    }
    Customer "1" -- "0..*" Order : places
    Order "1" -- "1..*" CartItem : contains
    ShoppingCart "1" -- "0..*" CartItem : has
    CartItem "0..*" -- "1" Product : refers to
    Order "1" -- "1" Payment : has

　これらの手法を用いることで、要件を視覚的に表現し、関係者間の認識を共有しやすくなります。

3. 応用例

3.1. 企業の販売管理システム開発

　ある企業の販売管理システム開発プロジェクトでは、以下のように要件定義を行いました：

  1. システムの境界：在庫管理、受注処理、請求書発行を含む
  2. 機能要件：商品登録、受注入力、在庫確認、請求書生成など
  3. 性能要件：同時アクセス100ユーザー、レスポンスタイム3秒以内
  4. インタフェース：会計システムとのデータ連携、バーコードリーダーとの接続

　例えば、在庫管理の要件としては、システムが自動的に在庫数を更新し、一定の閾値を下回った場合に補充の通知を行うことが求められました。この機能は、事業運営の効率化とコスト削減に大きく貢献しました。

3.2. モバイルアプリケーション開発

　スマートフォン向け健康管理アプリの開発では、次のような要件定義が行われました：

  1. システムの境界：
    ユーザー登録、データ入力、分析レポート生成
  2. 機能要件：
    体重・運動記録、食事写真登録、目標設定、進捗グラフ表示
  3. 使用性要件：
    直感的なUI、ワンタッチ操作、カスタマイズ可能なダッシュボード
  4. インタフェース：
    健康機器とのBluetooth連携、SNS共有機能

　このアプリでは、ユーザーが簡単にデータを入力できるように、ワンタッチで操作可能なボタンや、ドラッグアンドドロップによるデータ入力機能が採用されました。これにより、使用性が向上し、ユーザーの継続利用率が増加しました。

4. 例題

例題1

問題：ソフトウェア要件定義において、トレーサビリティが重要である理由を説明してください。

回答例：
　トレーサビリティは、要件とそれに関連するソフトウェア要素、テストケース、情報項目との関連性を追跡可能にするものです。これが重要である理由は以下の通りです：

  1. 変更管理の効率化：要件の変更が他の要素にどのような影響を与えるかを容易に把握できる
  2. 品質保証の向上：各要件が適切にテストされているかを確認できる
  3. プロジェクト管理の改善：要件の実装状況や進捗を正確に追跡できる
  4. コンプライアンスの確保：規制要件や顧客要求が確実に実装されていることを証明できる

例題2

問題：ソフトウェアの境界及び要件の定義において、DFD（データフロー図）を使用する利点を3つ挙げてください。

回答例：
　DFD（データフロー図）を使用する利点は以下の通りです：

  1. システム全体の構造を視覚的に表現できるため、関係者間でのコミュニケーションが容易になる
  2. データの流れや処理の順序を明確に示すことができ、システムの動作を理解しやすくなる
  3. システムの境界や外部エンティティとの関係を明確にでき、インタフェース要件の定義に役立つ

5. まとめ

　ソフトウェアの境界及び要件の定義は、システム開発プロジェクトの基盤となる重要なプロセスです。この段階では、業務モデルや論理データモデルを作成し、ソフトウェアの範囲、機能、性能、インタフェースなどを明確に定義します。要件の属性（根拠、優先順位、トレーサビリティ、検証手法）を考慮しながら、使用性（usability）にも注意を払います。

　また、DFD、E-R図、UMLなどの分析・表現方法を活用することで、要件をより明確かつ具体的に定義することが可能になります。適切な要件定義は、プロジェクトの成功率を高め、高品質なソフトウェア開発につながります。