V-модел в софтуерното тестване

Какво е V-модел в софтуерното тестване?

V-моделът е методология за разработка на софтуер, която свързва всяка дейност по разработка със съответстваща дейност по тестване. Известен е още като модел за проверка и валидиране. Структурата наподобява буквата „V“, където лявата страна представлява дейностите по разработка, а дясната страна представлява дейностите по тестване. Този модел разширява традиционния модел „Капацитет“, като се справя с неговите слабости, по-специално късния фокус върху тестването.

Във V-модела тестването се планира успоредно с разработката, което осигурява ранно откриване на дефекти и ясна проследимост между изискванията и тестовите случаи. Той се използва широко в индустрии, където надеждността, съответствието и подробната документация са от решаващо значение, като например здравеопазването, финансите и авиацията.

Видео за разбиране на V-модела в софтуерното инженерство

Кликнете тук ако видеото не е достъпно

Пример за разбиране на модела V

Да предположим, че ви е възложена задача да разработите персонализиран софтуер за клиент. Сега, независимо от техническия ви опит, опитайте се да направите обосновано предположение за последователността от стъпки, които ще следвате, за да изпълните задачата.

Правилната последователност би била.

Всички тези нива съставляват водопаден метод от жизнен цикъл на разработка на софтуер.

Защо V-модел? (Проблеми с Waterfall)

Традиционният модел „Капацитет“ се фокусира върху последователни етапи, като тестването се извършва едва след завършване на разработката. Този подход често води до скъпи и времеемки поправки, когато грешките бъдат открити късно. Често срещани проблеми включват:

• Късно откриване на дефекти.
• Липса на валидиране на изискванията до последния етап.
• По-висока цена за отстраняване на дефекти.
• Риск от предоставяне на продукт, несъответстващ на очакванията на потребителите.

V-моделът решава тези проблеми чрез вграждане на тестване през целия цикъл на разработка, намалявайки рисковете и подобрявайки надеждността на софтуера.

Също така, разходите за коригиране на дефект се увеличават през целия жизнен цикъл на разработката. Колкото по-рано в жизнения цикъл се открие дефект, толкова по-евтино е да се поправи. Както се казва, „един шев навреме спестява девет“.

Решение: Моделът V

За да се справи с това безпокойство, V модел на тестване беше разработен, където За всяка фаза от жизнения цикъл на разработка има съответстваща фаза на тестване

• Лявата страна на модела е Жизненият цикъл на разработка на софтуер – SDLC
• Дясната страна на модела е жизненият цикъл на софтуерния тест – STLC
• Цялата фигура изглежда като V, откъдето идва и името V-модел

Освен V модела, съществуват и итеративни модели на разработка, при които разработката се извършва на фази, като всяка фаза добавя функционалност към софтуера. Всяка фаза включва собствен независим набор от дейности по разработка и тестване.

Какви са фазите на V-модела?

V-моделът се състои от две основни фази:

Фаза на проверка на V-модела (лявата страна на V)

Фазата на верификация се фокусира върху анализа и проектирането на системата преди началото на кодирането. Тя включва:

1) Анализ на бизнес изискванията

Фазата на анализ на изискванията инициира процеса на V-модел, като улавя и документира всички функционални и нефункционални изисквания. По време на тази фаза бизнес анализаторите работят в тясно сътрудничество със заинтересованите страни, за да разберат техните нужди, очаквания и ограничения.

2) Проектиране на системата

Системният дизайн превръща изискванията в техническо решение на високо ниво. ArchiПроектите определят цялостната архитектура на системата, включително хардуерните изисквания, софтуерните компоненти, мрежовата инфраструктура и интеграциите с трети страни.

3) ArchiСтруктурен дизайн (дизайн на високо ниво)

- ArchiФазата на текстурно проектиране, известна още като проектиране на високо ниво, разделя системата на управляеми модули или компоненти. Тази фаза установява шаблони за проектиране, рамки и технологии, които ще се използват в цялото приложение. 

4) Дизайн на модули (ниско ниво дизайн)

 Модулният дизайн, или нисконивото проектиране (LLD), предоставя подробни спецификации за всеки отделен компонент, идентифициран в архитектурната фаза. Фазата създава подробна проектна документация, дизайн на бази данни, API спецификации и подробни тестови случаи за модули.

5) Кодиране

Фазата на кодиране представлява действителното внедряване на проектираните модули. Разработчиците пишат код, следвайки подробните дизайни, стандартите за кодиране и най-добрите практики, установени от организацията. Тази фаза се намира в долната част на V-образната линия, маркирайки прехода от проектиране към тестване. Прегледът на кода, статичният анализ и практиките за непрекъсната интеграция гарантират качеството на кода от самото начало.

Фаза на валидиране на V-модела (дясна страна на V)

Фазата на валидиране потвърждава, че разработеният софтуер отговаря на изискванията и очакванията. Тя включва:

1) Единично тестване

Единично тестване валидира отделни модули или компоненти изолирано, като гарантира, че всяка част от кода функционира правилно според детайлния си дизайн. Тази фаза се фокусира върху покритието на кода, граничните условия, обработката на грешки и логическата проверка. 

2) Интеграционно тестване

Тестване на интеграцията проверява дали различните модули работят правилно заедно, валидирайки интерфейсите и взаимодействията, дефинирани в архитектурния дизайн. Тази фаза тества потока от данни между модулите, API извикванията, взаимодействията с базата данни и механизмите за предаване на съобщения. 

3) Тестване на системата

Тестване на системата валидира цялостната интегрирана система спрямо спецификациите на системния дизайн. Тази цялостна фаза на тестване оценява както функционалните, така и нефункционалните изисквания, включително производителност, сигурност, използваемост и съвместимост.

4) Тест за приемане от потребителя (UAT)

Тестване за приемане, Известно още като Тестване за приемане от потребителя (UAT), то валидира дали системата отговаря на бизнес изискванията и е готова за внедряване. Тази фаза се фокусира върху бизнес процесите, работните процеси на потребителите и реалните сценарии, а не върху техническите спецификации. 

Всеки етап на разработка е съобразен с етап на тестване. Това структурирано сдвояване насърчава проследимостта и ранното идентифициране на дефекти.

• Изисквания ↔ Приемно-тестване
• Проектиране на системата ↔ Тестване на системата
• ArchiДизайн на текстури ↔ Интеграционно тестване
• Проектиране на модули ↔ Тестване на модули

Принципи на V-модела

V-моделът се основава на няколко основни принципа:

• От голямо до малкоИзискванията се развиват от високо ниво към детайлни, а тестването отразява това.
• ПроследяванеВсяко изискване съответства на съответен тестов случай.
• Ранно тестванеДейностите по тестване започват веднага щом изискванията бъдат дефинирани.
• Фокус върху документациятаВсеки етап създава резултати за преглед и справка.
• скалируемостПриложимо за малки и големи проекти със стабилни изисквания.

Предимства на V-модела

• насърчава ранно откриване на дефекти, намалявайки разходите и преработката.
• Предоставя a ясна структура свързване на изискванията с дейностите по тестване.
• PromoTES по-добра комуникация между разработчици и тестери.
• Осигурява висококачествени резултати чрез строга валидация.
• Полезно за проекти, критични за безопасността или изискващи строги изисквания.

Недостатъци на V-модела

• Твърд и негъвкав, което прави промените скъпоструващи след началото на процеса.
• Не е подходящ за сложни или итеративни проекти.
• Разчита в голяма степен на добре дефинирани и стабилни изисквания.
• Ресурсно интензивен поради обширна документация и паралелно планиране.
• Ограничена адаптивност в сравнение с Agile или итеративни модели.

V-Model срещу Agile: Избор на правилния подход

Докато V-моделът набляга на структурирани фази със строга проверка и валидиране, Agile се фокусира върху итеративното разработване и адаптивност. V-моделът е идеален, когато изискванията са стабилни, съответствието е строго и документацията е критична. Agile, от друга страна, е подходящ за проекти с променящи се изисквания, често сътрудничество с клиентите и нужди от бърза доставка. Agile насърчава непрекъснатата интеграция, обратната връзка и итеративното тестване, предлагайки гъвкавост, но понякога липсва предвидимостта на V-модела. Изборът между тях зависи от контекста на проекта: силно регулираните, критични за безопасността области предпочитат V-модела, докато динамичните, управлявани от потребителя приложения се възползват от адаптивността на Agile. В много случаи организациите комбинират и двата подхода, за да се възползват от структурираното осигуряване на качеството с отзивчивостта на Agile.

Кога да използваме V-модел в софтуерното инженерство?

V-моделът е най-подходящ за:

• Проекти с изисквания за стабилизиране.
• Малки до средни проекти с ограничена сложност.
• Регулирани индустрии (здравеопазване, авиация, банково дело), ​​изискващи строга документация.
• Критични за безопасността системи където надеждността е от първостепенно значение.
• Проекти с ясни етапи и силен фокус върху тестването.

Приложения на V-модела в съвременното QA

В днешния QA пейзаж, V-моделът е особено полезен, когато се комбинира с:

• Реално тестване на устройството за откриване на хардуерни и мрежови проблеми.
• Регресионно тестване за да се гарантира, че актуализациите не нарушават съществуващата функционалност.
• Тестване за съответствие във финансите, здравеопазването и авиацията.
• Тестова автоматизация за ускоряване на модулното и интеграционното тестване.

Съвременните адаптации на V-модела наблягат на автоматизацията и непрекъснатото тестване, съобразявайки се с DevOps практиките.

Примери за приложение на V-модел в реалния свят

V-моделът често се прилага в разработка на софтуер за здравеопазванеНапример, системата за електронни здравни досиета (ЕЗД) трябва да отговаря на строги разпоредби като HIPAA. Фазите на проверка гарантират, че изискванията са събрани точно, докато фазите на валидиране, като например системни и приемателни тестове, потвърждават съответствието и надеждността.

в аерокосмическа индустрияСистемите за управление на полета разчитат на V-модела поради критичния им за безопасността характер. Всяка фаза на проектиране е съчетана със строги тестове, включително системни тестове, базирани на симулация, и тестове за приемане от потребителя, което гарантира надеждност преди внедряването.

In банкиране и финанси, приложения като онлайн системи за транзакции се възползват от V-модела. Ясната проследимост между изискванията и тестването намалява риска от грешки в чувствителни финансови процеси, където дори незначителни дефекти могат да доведат до значителни загуби.

На последно място, вградени системи в автомобилния софтуер, като например модулите за управление на въздушните възглавници, често използват V-модела. Строгата проверка и валидиране гарантират, че системата работи според очакванията при всички условия, минимизирайки рисковете в критични за безопасността сценарии.

Въпроси и Отговори

Oбобщение

V-моделът подсилва разработването на софтуер, като вгражда тестване във всеки етап от жизнения цикъл. Фокусът му върху ранното откриване на дефекти, структурираната документация и стриктното проследяване го прави идеален за проекти със стабилни изисквания и високи нужди от съответствие. Систематичният му подход към проверката и валидирането, с тестови дейности, паралелни на всяка фаза на разработка, гарантира висококачествени резултати, когато изискванията са стабилни и добре разбрани. Макар и по-малко гъвкав от Agile моделите, той остава надежден избор за приложения, критични за качеството.