Жизненный цикл ПО

Жизненный цикл программного обеспечения (ПО) – это период времени, начинающийся с момента принятия решения о необходимости создания программного продукта и заканчивающийся в момент его полного изъятия из эксплуатации. Этот цикл включает в себя все стадии разработки, внедрения, эксплуатации и сопровождения ПО, а также его возможное прекращение использования.

Понятие жизненного цикла ПО пришло из сферы промышленного производства.

Жизненный цикл ПО состоит из нескольких этапов, понимание которых необходимо для изучения моделей жизненного цикла ПО.

Этапы жизненного цикла ПО могут называться по-разному и описываться в разной последовательности, но в целом они похожи

Этапы Жизненного цикла ПО

Этапы жизненного цикла программного обеспечения (ПО) включают:

1. Подготовка - формирование требований и ограничений к желаемому продукту. С момента появления идеи о создании программного обеспечения (ПО) и до определения его характеристик и функционала начинается важный этап, включающий сбор и анализ требований к ПО, предварительное планирование рабочих процессов, оценку сроков, ресурсов и стоимости проекта.
2. Проектирование - разработка структуры и архитектуры ПО. На этапе получения технического задания и разработки спецификаций заказчик получает документацию, в которой подробно описаны его требования и планы проведения работ.
3. Написание (создание) - непосредственная разработка программного кода.

• Дизайн - включает в себя создание графических макетов, визуальных форм и интерфейсов, а также разработку индивидуального стиля.
• Кодирование — это процесс получения исходного кода программы.
• Тестирование проводится для проверки соответствия программы всем предъявленным к ней требованиям.
• Документирование, опциональный этап, подразумевает передачу накопленных знаний другим членам команды разработки.

1. Поддержка - обеспечение исправлений ошибок и обновлений после выпуска.
2. Эксплуатация - использование готового приложения пользователями.
3. Сопровождение - поддержка пользователей и исправление ошибок в процессе эксплуатации.

Эти этапы обеспечивают полный цикл разработки и поддержки ПО, начиная от идеи и заканчивая поддержкой после релиза.

Модели жизненного цикла ПО

Модель жизненного цикла ПО представляет собой структурированный подход к разработке программного обеспечения, включающий в себя различные этапы от начала проекта до его завершения. Существует несколько основных моделей жизненного цикла ПО.

1. Каскадная (водопадная) модель: Предполагает последовательное прохождение этапов разработки, где каждый этап завершается перед переходом к следующему. Преимущества включают четкую структуру и планирование, но недостаток заключается в невозможности внесения изменений после начала разработки.
2. Инкрементальная модель: Разбивает проект на мелкие части, которые разрабатываются и интегрируются постепенно. Это позволяет быстрее получать результаты и вносить изменения на ранних стадиях.
3. Спиральная модель: Сочетает элементы каскадной и инкрементальной моделей, включая итерации разработки и анализ рисков. Подходит для сложных проектов с высоким уровнем неопределенности.
4. V-образная модель: Основана на строгой верификации и валидации на каждом этапе разработки, что обеспечивает высокое качество конечного продукта.
5. Итеративная модель: Итеративная модель разработки программного обеспечения предполагает разделение процесса создания продукта на повторяющиеся циклы, каждый из которых включает в себя все основные этапы разработки: анализ требований, проектирование, реализацию, тестирование и документирование.

Выбор модели зависит от специфики проекта, его сложности, требований к срокам и бюджету.

Каскадная (водопадная) модель.

Каскадная (водопадная) модель — это подход к разработке программного обеспечения, который предполагает последовательное прохождение через ряд этапов: планирование, анализ требований, проектирование, разработка, тестирование и поддержка.

Преимущества каскадной модели:

• чёткие требования перед началом разработки;
• фиксированный порядок этапов, что позволяет качественно спланировать процесс;
• у каждой стадии есть конкретный результат;
• команда одновременно работает только над одним видом деятельности.

Кроме того, эта модель проста в освоении, её легко контролировать. Она подходит для технически слабо подготовленных команд и новичков. Также она позволяет заранее оценить стоимость проекта.

Водопадная модель хорошо показала себя при создании ПО, требования к которому можно точно сформулировать в самом начале разработки. Разработчики могут реализовать такой проект наилучшим образом с технической точки зрения.

Недостатки каскадной модели:

Однако у этой модели есть существенный недостаток: обратная связь от тестировщиков и конечных пользователей поступает поздно, что значительно увеличивает стоимость исправления ошибок.

• длительное время ожидания конечного результата;
• риск создания излишней документации;
• выявление ошибок проектирования на поздних этапах;
• отсроченное представление результатов клиенту;
• трудности с возвратом к предыдущим этапам разработки;
• отсутствие обратной связи от пользователей;
• сложности с внесением изменений и их значительное влияние на сроки и стоимость проекта;
• неравномерная загруженность участников проекта.

Применение каскадной модели:

• крупные проекты со стабильными требованиями (например, в космической отрасли или медицинском ПО);
• недорогие, несложные, средние проекты;
• проекты, для которых имеется позитивный опыт разработки аналогичных систем;
• создание новой версии ранее разработанного продукта, когда вносимые изменения чётко определены и контролируются;
• перенос существующего продукта на новую платформу.

Инкрементальная модель

Инкрементная модель — это подход к разработке программного обеспечения, при котором проект разбивается на несколько относительно независимых частей (инкрементов), каждая из которых разрабатывается и тестируется отдельно. После завершения разработки и тестирования инкремента он интегрируется в общую систему.

В рамках этой модели первым делом создаётся продукт с минимальным набором функций, который можно оперативно выпустить на рынок. Это позволяет получить отзывы пользователей и на их основе продолжить разработку, постепенно добавляя новые возможности и совершенствуя приложение.

В инкрементной модели продукт проходит через те же этапы разработки, что и в других моделях, но эти этапы повторяются для каждого нового инкремента.

Преимущества инкрементной модели:

• Возможность раннего получения работающего продукта.
• Снижение риска неудачи проекта за счёт постепенного развития системы.
• Гибкость в изменении требований.
• Более равномерное распределение нагрузки на разработчиков.

Недостатки инкрементной модели:

• Необходимость тщательного планирования и координации между инкрементами.
• Риск увеличения общей стоимости проекта из-за недооценки сложности отдельных инкрементов.
• Возможность несогласованности между различными инкрементами.

Использование инкрементной модели целесообразно в следующих случаях:

• Когда требования к проекту могут изменяться в процессе разработки.
• Когда необходимо обеспечить быстрое получение первых результатов.
• Когда проект большой и сложный, и его невозможно разработать сразу целиком.

Инкрементная модель хорошо подходит для проектов, где требования могут меняться в процессе разработки, а также для проектов, требующих быстрого получения первых результатов. Однако она требует тщательного планирования и координации между инкрементами, чтобы избежать несогласованности и увеличения общей стоимости проекта.

Спиральная модель

Спиральная модель — это подход к разработке программного обеспечения, который сочетает в себе элементы итеративного и каскадного подходов. Процесс разработки разделяется на несколько итераций, каждая из которых состоит из четырёх основных этапов: определение целей, анализ рисков, проектирование и реализация. После завершения каждой итерации производится оценка проекта, на основе которой принимается решение о продолжении разработки или переходе к следующему этапу.

Основная цель — как можно скорее предоставить пользователям системы функциональный продукт, чтобы стимулировать процесс уточнения и дополнения требований. Это означает создание так называемого минимально жизнеспособного продукта (MVP — minimum viable product).

Преимущества спиральной модели:

• Позволяет эффективно управлять рисками.
• Обеспечивает гибкость в изменении требований.
• Способствует раннему получению рабочего продукта.
• Уменьшает вероятность неудачного завершения проекта.

Недостатки спиральной модели:

• Требует высокой квалификации разработчиков и менеджеров проекта.
• Может привести к увеличению общей стоимости проекта из-за необходимости проведения дополнительных исследований и анализа.
• Риск затягивания проекта из-за слишком детального анализа рисков.

Использование спиральной модели целесообразно в следующих случаях:

• Когда требования к проекту могут изменяться в процессе разработки.
• Когда проект большой и сложный, и его невозможно разработать сразу целиком.
• Когда проект связан с высокими рисками, например, в области обороны или здравоохранения.

Спиральная модель подходит для проектов, где требования могут меняться в процессе разработки, а также для проектов, связанных с высокими рисками. Однако она требует высокой квалификации разработчиков и менеджеров проекта, а также может привести к увеличению общей стоимости проекта.

V-образная модель

V-образная модель — это методология разработки программного обеспечения, которая основана на строгой последовательности этапов разработки и тестирования. Процесс разработки начинается с анализа требований, затем следует этап проектирования, после чего идёт разработка, тестирование и внедрение. Особенностью V-образной модели является то, что тестирование проводится на каждом этапе разработки, а не только в конце, как в каскадной модели.

В процессе формирования бизнес-требований разрабатывается комплекс тестов для приемочного тестирования.

При переходе к написанию функциональных требований начинается работа над функциональными тестами.

С разработкой архитектуры системы стартует написание интеграционных тестов.

Параллельно с созданием архитектуры компонентов начинается разработка модульных тестов.

Преимущества V-образной модели:

• Строгий контроль качества на каждом этапе разработки.
• Четкое разделение ответственности между разработчиками и тестировщиками.
• Простота управления проектом.
• Легкость отслеживания ошибок и их исправления.

Недостатки V-образной модели:

• Высокие затраты на тестирование.
• Сложность внесения изменений в требования после начала разработки.
• Риск пропуска ошибок на ранних этапах разработки.

Использование V-образной модели целесообразно в следующих случаях:

• Когда требуется высокий уровень надежности и безопасности системы.
• Когда проект имеет строгие сроки и бюджет.
• Когда проект связан с государственными или военными заказами.

V-образная модель подходит для проектов, где требуется строгий контроль качества и высокая надежность системы. Однако она может быть неэффективной для проектов с изменяющимися требованиями или ограниченными ресурсами.

Итеративная модель

Итеративная модель — это метод разработки программного обеспечения, при котором проект делится на последовательные итерации. Каждая итерация включает в себя все этапы разработки: анализ требований, проектирование, кодирование, тестирование и документирование. В конце каждой итерации создаётся рабочая версия продукта, которая передаётся заказчику для получения обратной связи. На основе этой обратной связи команда разработчиков вносит изменения в следующую итерацию.

Итерация — это временной промежуток, в течение которого полностью реализуются все этапы разработки (анализ, проектирование, разработка, тестирование), и который повторяется много раз.

В начале работы над проектом в рамках этой модели требования могут быть неопределёнными или отсутствовать вовсе. В процессе разработки требования формируются, конкретизируются и корректируются в соответствии с пожеланиями заказчика и условиями рынка.

Преимущества итеративной модели:

• Гибкость. Модель позволяет быстро реагировать на изменения требований и адаптироваться к новым условиям.
• Раннее получение результата. После каждой итерации заказчик получает рабочую версию продукта, что позволяет ему оценить прогресс и внести коррективы.
• Снижение рисков. Итеративная модель позволяет выявлять и устранять ошибки на ранних этапах разработки, что снижает вероятность возникновения серьёзных проблем в будущем.
• Повышение удовлетворённости заказчиков. Заказчик получает возможность видеть прогресс разработки и влиять на процесс, что повышает его удовлетворённость продуктом.

Недостатки итеративной модели:

• Сложность планирования. Итеративная модель требует тщательного планирования и координации работы команды, чтобы обеспечить своевременное завершение каждой итерации.
• Увеличение затрат. Итеративная модель может потребовать дополнительных затрат на тестирование и документирование, поскольку каждая итерация включает в себя полный цикл разработки.
• Риск потери фокуса. Если команда разработчиков не будет тщательно планировать каждую итерацию, существует риск потери фокуса и отклонения от основных целей проекта.

Использование итеративной модели целесообразно в следующих случаях:

• Проекты с неопределёнными требованиями. Итеративная модель позволяет адаптировать проект к изменяющимся требованиям заказчика.
• Проекты с высокой степенью риска. Итеративная модель позволяет снизить риски за счёт раннего выявления и устранения ошибок.
• Проекты с длительным сроком разработки. Итеративная модель позволяет разбить проект на более управляемые части, что облегчает планирование и координацию работы команды.

Итеративная модель является эффективным методом разработки программного обеспечения, который позволяет создавать качественные продукты в условиях неопределённости и риска.

Гибкие методологии разработки

Гибкие методологии разработки (англ. agile software development) представляют собой набор подходов и практик, основанных на ценностях и принципах, выраженных в Манифесте гибкой разработки программного обеспечения. Эти методологии направлены на минимизацию рисков путём сведения разработки к серии коротких циклов, называемых итерациями, которые обычно длятся две-три недели. Каждая итерация включает в себя все задачи, необходимые для выдачи мини-прироста по функциональности: планирование, анализ требований, проектирование, программирование, тестирование и документирование.

Основные принципы гибких методологий включают:

• Люди и взаимодействие важнее процессов и инструментов.
• Работающий продукт важнее исчерпывающей документации.
• Сотрудничество с заказчиком важнее согласования условий контракта.
• Готовность к изменениям важнее следования первоначальному плану.

Методологии, относящиеся к гибким подходам:

• Экстремальное программирование (XP) — это методология разработки программного обеспечения, которая делает акцент на гибкости, простоте и скорости разработки. Основные принципы XP включают частые выпуски новых версий продукта, парное программирование, тестирование кода, непрерывную интеграцию и рефакторинг. Эта методология направлена на минимизацию рисков и обеспечение высокого качества продукта.
• Scrum — это методология управления проектами, основанная на принципах Agile. Scrum использует итеративный подход к разработке, разбивая проект на короткие циклы (спринты), каждый из которых длится от одной до четырёх недель. В конце каждого спринта команда демонстрирует работоспособный продукт. Scrum также включает роли владельца продукта, команды разработки и скрам-мастера.
• Agile — это философия разработки программного обеспечения, которая подчёркивает важность гибкости, сотрудничества и адаптации к изменениям. Agile не является конкретной методологией, а скорее набором ценностей и принципов, которые могут быть реализованы различными способами. К ним относятся итеративная разработка, частые релизы, сотрудничество с заказчиком и готовность к изменениям.
• Kanban — это методология управления проектами, которая фокусируется на визуализации рабочего процесса и ограничении незавершённых задач. Kanban использует доску с колонками для отображения текущего состояния задач и позволяет команде оптимизировать рабочий процесс, уменьшая время выполнения задач и повышая эффективность.

Преимущества гибких методологий:

• Гибкость и способность быстро реагировать на изменения требований.
• Раннее получение рабочего продукта, что позволяет заказчику оценить прогресс и внести коррективы.
• Снижение рисков за счёт раннего выявления и устранения ошибок.
• Повышение удовлетворённости заказчиков благодаря возможности видеть прогресс разработки и влиять на процесс.

Критика гибких методологий:

• Пренебрежение созданием плана развития продукта и управлением требованиями.
• Сложности в управлении изменениями и обеспечении качества продукта.

Гибкие методологии широко используются в разработке программного обеспечения, особенно когда требования к проекту могут меняться или когда необходимо быстро реагировать на изменения рынка.

Если у вас есть вопросы или вы просто хотите стать частью команды тестировщиков, то переходи в ТГ канал, где можем пообщаться с единомышленниками и найти много интересных и полезных знаний!Также если вам нужна индивидуальная консультация, менторство и помощь в создании проекта пишите в ТГ канал!