软件开发生命周期 V 模型 – 软件工程

软件开发生命周期 V 模型是软件开发生命周期 (SDLC) 的一种类型，用于软件开发流程。V 模型是传统软件开发模型的扩展。它构建了一个类似“V”的结构，我们将在此详细讨论的不同阶段。

什么是 SDLC V 模型？

软件开发生命周期 (SDLC) 中的 V 模型是一种在每个开发阶段都包含测试和验证的方法。

它基于“V”形的概念，“V”的两条腿代表软件开发过程从需求收集和分析到设计、实施、测试和维护的进展。

SDLC V 模型的阶段

V 模型包含验证和确认，是一种结构化的软件开发方法。以下是 SDLC V 模型的不同阶段。

SDLC V 模型

V 模型验证阶段

这是流程的起点。第一步是收集并了解客户对软件的需求。目标是明确定义项目范围，确保各方意见一致。

这涉及一种无需执行代码的静态分析技术（评审）。它是评估产品开发阶段的过程，以确定是否满足指定的需求。

V 模型中包含多个验证阶段：

1. 业务需求分析

这是开发周期的第一步，需要从客户的角度来理解产品需求。这些阶段包括与客户进行适当的沟通，以了解客户的需求。

这些活动非常重要，需要妥善处理，因为大多数情况下，客户并不确切地知道他们想要什么，并且他们当时对此也不确定。因此，我们会使用验收测试设计规划，该规划在业务需求提出时完成，并将作为验收测试的输入。

2. 系统设计

在此阶段，规划软件的整体结构。团队将进行高层设计（系统架构）和详细设计（各个组件的工作方式）。

当我们明确了整体产品需求后，系统设计就开始了，之后需要进行完整的系统设计。这种理解将在产品开发流程的初始阶段完成，这将有利于未来测试用例的执行。

3. 架构设计

在此阶段，架构规范将被理解和设计。通常会提出几种技术方案，并在考虑技术和财务可行性后做出最终选择。系统架构进一步划分为模块，每个模块负责不同的功能。这也称为高层设计 (HLD)。

此时，内部模块与外部系统之间的数据交换和通信已得到充分理解和定义。在此阶段，可以使用提供的信息创建和记录集成测试。

4. 模块设计

此阶段称为低层设计 (LLD)，它指定每个系统模块的全面内部设计。设计与其他外部系统以及系统架构中其他模块之间的兼容性至关重要。单元测试是任何开发流程中至关重要的组成部分，因为它们有助于在早期阶段识别和消除大多数错误和缺陷。现在可以基于内部模块设计创建这些单元测试。

5. 编码阶段

这是软件实际构建的阶段。开发人员根据上一阶段创建的设计编写代码。

编码步骤包括为设计阶段创建的系统模块编写代码。系统和架构需求用于确定最合适的编程语言。

执行编码时，必须遵循编码标准和原则。在最终版本提交到存储库之前，代码会经过多次代码审查，并进行优化以获得最佳性能。

V 模型验证阶段

它涉及动态分析技术（功能性和非功能性）以及通过执行代码进行的测试。验证是在开发阶段完成后评估软件的过程，以确定软件是否满足客户的期望和要求。

1. 单元测试

在单元测试中，单元测试计划是在模块设计阶段制定的。执行这些单元测试计划是为了消除代码或单元级别的错误。

2. 集成测试

单元测试完成后，进行集成测试。在集成测试中，模块被集成并对系统进行测试。集成测试在架构设计阶段进行。该测试验证模块之间的通信。

3. 系统测试

系统测试测试整个应用程序的功能性、相互依赖性和通信。它测试已开发应用程序的功能性和非功能性需求。

4. 用户验收测试 (UAT)

用户验收测试 (UAT) 在模拟生产环境的用户环境中执行。 UAT 验证交付的系统是否满足用户需求，以及系统是否已准备好投入实际使用。

V 模型的行业挑战

随着行业的发展，技术变得越来越复杂、速度越来越快，并且瞬息万变。然而，仍然有一套基本原则和概念在今天仍然适用，就像 IT 起步阶段一样。

准确定义和细化用户需求。

根据授权的用户需求设计和构建应用程序。

验证所构建的应用程序是否符合授权的业务需求。

V 模型的重要性

V 模型是 SDLC 模型的重要组成部分，该流程在整个测试过程中都是结构化且按顺序进行的。V 模型的重要性体现在：

1. 早期缺陷识别

V 模型将验证和确认任务纳入开发过程的每个阶段，从而鼓励早期测试。这有助于及早发现和解决故障，从而降低在开发生命周期后期解决问题所需的成本和工作量。

2. 确定开发和测试阶段

V 模型包含与开发流程的每个阶段相对应的测试阶段。通过确保测试和开发流程清晰地规划，这种清晰的映射有助于促进软件工程系统化、有序化。

3. 避免“大爆炸”式测试

在传统的开发模型中，测试通常在开发生命周期的最后阶段进行，这会导致“大爆炸”式的测试方法，即所有测试操作都集中在一个阶段。通过将测试活动集成到开发流程中，并鼓励采用更渐进、更规范的测试方法，V 模型可以避免这种情况。

4. 改善合作

V 模型在各个层面促进测试团队和开发团队之间的合作。通过这种协作，可以更好地理解项目需求、设计选择和测试方法，从而提高开发流程的有效性和效率。

5. 改进质量保证

V 模型将测试操作融入各个层面，从而增强了整体质量保证。在程序进入最终部署阶段之前，它会确保满足要求并经过严格的验证和确认过程。

V 模型原则

• 从大到小：在 V 模型中，测试采用层级结构，例如，项目团队确定需求，创建项目的高级设计和详细设计阶段。随着每个阶段的完成，需求的定义也变得越来越精细和详细。

• 数据/流程完整性：该原则指出，任何项目的成功设计都需要数据和流程的整合和凝聚力。每个需求都必须识别流程元素。

• 可扩展性：该原则指出，V 模型概念具有灵活性，可以适应任何 IT 项目，无论其规模、复杂性或持续时间如何。

• 交叉引用：需求与相应测试活动之间的直接关联称为交叉引用。

• 有形文档：该原则指出，每个项目都需要创建一份文档。项目开发团队和支持团队都需要并应用该文档。文档用于在生产环境中使用应用程序后进行维护。

为什么首选？

• 由于模型的刚性，它易于管理。V 模型的每个阶段都有特定的可交付成果和审查流程。

• 主动缺陷跟踪——即在早期阶段发现缺陷。

何时使用 V 模型？

• 需求可追溯性：当必须在需求及其相关测试用例之间建立精确的可追溯性时，V 模型非常有用。

• 复杂项目：V 模型提供了一种系统化的方法来管理测试活动，并降低了与集成和接口问题相关的风险，尤其适用于复杂程度高且系统组件之间相互依赖性强的项目。

• 瀑布式项目：由于 V 模型提供了一种易于组织、执行和监控每个开发阶段测试活动的简单易懂的结构，因此它适用于采用顺序开发方法的项目，就像瀑布模型一样。

• 安全关键系统：这些系统用于航空航天、汽车和医疗保健行业。他们高度重视严格的验证和确认程序，这有助于确保满足基本系统需求，并在开发过程的早期发现并消除潜在风险。

V 模型的优势

• 这是一个高度规范的模型，每个阶段按步骤完成。

• V 模型适用于项目需求明确的小型项目。

• 简单易懂，易于操作。

• 该模型注重生命周期早期的验证和确认活动，从而提高构建无错误、高质量产品的可能性。

• 它使项目管理能够准确地跟踪进度。

• 清晰且结构化的流程：V 模型为软件开发提供了清晰且结构化的流程，使其更易于理解和遵循。

• 重视测试：V 模型高度重视测试，这有助于确保软件的质量和可靠性。

• 增强的可追溯性：V 模型在需求和最终产品之间建立了清晰的联系，使软件变更的跟踪和管理更加便捷。

• 更好的沟通：V 模型的清晰结构有助于改善客户与开发团队之间的沟通。

V 模型的缺点

• V 模型是一种线性顺序模型，难以适应不断变化的需求或意外事件。

• V 模型可能非常耗时，因为它需要大量的文档和测试。

• 风险高且不确定性高。

• 它不适用于复杂且面向对象的项目。

• 它不适用于需求不明确且变更风险高的项目。

• 此模型不支持阶段迭代。

• 它不易处理并发事件。

• V 模型非常重视文档，这可能导致过度依赖文档，而牺牲实际的开发工作。

结论

SDLC V 模型是一个有效的项目完成框架，其合适的流程包含在软件开发生命周期 (SDLC) 中。伊迪安提供对应的咨询、培训和诊断服务，欢迎联系。