Model V w testowaniu oprogramowania

Czym jest V-Model w testowaniu oprogramowania?

Model V to metodologia tworzenia oprogramowania, która łączy każdą czynność programistyczną z odpowiadającą jej czynnością testową. Jest również znany jako model weryfikacji i walidacji. Struktura przypomina literę „V”, gdzie lewa strona reprezentuje czynności programistyczne, a prawa testowe. Model ten rozszerza tradycyjny model kaskadowy, eliminując jego słabości, w szczególności późne skupienie się na testowaniu.

W modelu V testy są planowane równolegle z rozwojem, co zapewnia wczesne wykrywanie defektów i przejrzystą identyfikowalność między wymaganiami a przypadkami testowymi. Model V jest szeroko stosowany w branżach, w których niezawodność, zgodność i dokładna dokumentacja mają kluczowe znaczenie, takich jak opieka zdrowotna, finanse i lotnictwo.

Film instruktażowy dotyczący modelu V w inżynierii oprogramowania

Kliknij w tym miejscu jeśli film nie jest dostępny

Przykład zrozumienia modelu V

Załóżmy, że otrzymujesz zadanie stworzenia oprogramowania na zamówienie klienta. Teraz, niezależnie od Twojego wykształcenia technicznego, spróbuj zgadnąć, jaką sekwencję kroków podejmiesz, aby zrealizować zadanie.

Prawidłowa kolejność byłaby taka.

Wszystkie te poziomy stanowią metoda wodospadowa ukończenia cykl życia oprogramowania.

Dlaczego V-Model? (Problemy z Waterfall)

Tradycyjny model kaskadowy koncentruje się na sekwencyjnych etapach, a testowanie przeprowadzane jest dopiero po zakończeniu rozwoju. Takie podejście często prowadzi do kosztownych i czasochłonnych poprawek, gdy błędy zostają wykryte na późnym etapie. Typowe problemy obejmują:

• Późne wykrycie wad.
• Brak walidacji wymagań aż do etapu końcowego.
• Wyższy koszt naprawy usterek.
• Ryzyko dostarczenia produktu niezgodnego z oczekiwaniami użytkownika.

V-Model rozwiązuje te problemy poprzez wdrażanie testów w całym cyklu rozwoju oprogramowania, co ogranicza ryzyko i zwiększa niezawodność oprogramowania.

Również koszty naprawy defektów rosną w trakcie cyklu życia oprogramowania. Im wcześniej w cyklu życia zostanie wykryta usterka, tym taniej będzie ją naprawić. Jak to mówią: „Szew na czas ratuje dziewięć”.

Rozwiązanie: Model V

Aby rozwiązać ten problem, model testowania V został opracowany, gdzie dla każdej fazy cyklu życia rozwoju istnieje odpowiadająca jej faza testowania

• Lewa strona modelu przedstawia cykl życia oprogramowania – SDLC
• Prawa strona modelu to cykl życia testu oprogramowania – STLC
• Cała figura wygląda jak litera V, stąd nazwa Model V

Oprócz modelu V istnieją iteracyjne modele rozwoju oprogramowania, w których rozwój odbywa się etapami, a każda faza dodaje funkcjonalność do oprogramowania. Każda faza obejmuje własny, niezależny zestaw działań programistycznych i testowych.

Jakie są fazy modelu V?

Model V składa się z dwóch głównych faz:

Faza weryfikacji modelu V (lewa strona V)

Faza weryfikacji koncentruje się na analizie i projektowaniu systemu przed rozpoczęciem kodowania. Obejmuje ona:

1) Analiza wymagań biznesowych

Faza analizy wymagań inicjuje proces modelu V poprzez zebranie i udokumentowanie wszystkich wymagań funkcjonalnych i niefunkcjonalnych. Podczas tej fazy analitycy biznesowi ściśle współpracują z interesariuszami, aby zrozumieć ich potrzeby, oczekiwania i ograniczenia.

2) Projektowanie systemu

Projektowanie systemu polega na przełożeniu wymagań na rozwiązanie techniczne wysokiego poziomu. ArchiTects definiują ogólną architekturę systemu, obejmującą wymagania sprzętowe, komponenty oprogramowania, infrastrukturę sieciową i integracje z rozwiązaniami stron trzecich.

3) Archiprojektowanie strukturalne (projektowanie wysokiego poziomu)

ArchiFaza projektowania strukturalnego, znana również jako projektowanie wysokiego poziomu, dzieli system na łatwe w zarządzaniu moduły lub komponenty. Ta faza ustanawia wzorce projektowe, frameworki i technologie, które będą stosowane w całej aplikacji. 

4) Projektowanie modułów (projektowanie niskopoziomowe)

 Projektowanie modułowe, czyli projektowanie niskiego poziomu (LLD), zapewnia szczegółową specyfikację dla każdego komponentu zidentyfikowanego w fazie architektonicznej. W tej fazie powstają szczegółowe dokumenty projektowe, projekty baz danych, specyfikacje API oraz kompleksowe przypadki testów jednostkowych.

5) Kodowanie

Faza kodowania reprezentuje faktyczną implementację zaprojektowanych modułów. Programiści piszą kod zgodnie ze szczegółowymi projektami, standardami kodowania i najlepszymi praktykami ustalonymi przez organizację. Ta faza znajduje się na samym dole litery V, wyznaczając przejście od projektowania do testowania. Przeglądy kodu, analiza statyczna i praktyki ciągłej integracji zapewniają jakość kodu od samego początku.

Faza walidacji modelu V (prawa strona V)

Faza walidacji potwierdza, że ​​opracowane oprogramowanie jest zgodne z wymaganiami i oczekiwaniami. Obejmuje ona:

1) Testy jednostkowe

Testów jednostkowych Walidacja poszczególnych modułów lub komponentów w izolacji, zapewniając, że każdy fragment kodu działa poprawnie, zgodnie ze szczegółowym projektem. Ta faza koncentruje się na pokryciu kodu, warunkach brzegowych, obsłudze błędów i weryfikacji logiki. 

2) Testy integracyjne

Testy integracyjne Weryfikuje poprawność współpracy różnych modułów, weryfikując interfejsy i interakcje zdefiniowane w projekcie architektonicznym. Ta faza testuje przepływ danych między modułami, wywołania API, interakcje z bazą danych i mechanizmy przekazywania komunikatów. 

3) Testowanie systemu

Testowanie systemu Weryfikacja kompletnego, zintegrowanego systemu pod kątem specyfikacji projektu systemu. Ta kompleksowa faza testów ocenia zarówno wymagania funkcjonalne, jak i niefunkcjonalne, w tym wydajność, bezpieczeństwo, użyteczność i kompatybilność.

4) Testowanie akceptacyjne użytkownika (UAT)

Testowanie akceptacyjne, Znany również jako Test Akceptacji Użytkownika (UAT), weryfikuje, czy system spełnia wymagania biznesowe i jest gotowy do wdrożenia. Faza ta koncentruje się na procesach biznesowych, przepływach pracy użytkowników i rzeczywistych scenariuszach, a nie na specyfikacjach technicznych. 

Każdy etap rozwoju pokrywa się z etapem testowania. To uporządkowane powiązanie sprzyja identyfikowalności i wczesnej identyfikacji defektów.

• Wymagania ↔ Testowanie akceptacyjne
• Projektowanie systemu ↔ Testowanie systemu
• ArchiProjektowanie struktury ↔ Testowanie integracyjne
• Projektowanie modułów ↔ Testowanie jednostkowe

Zasady modelu V

Model V opiera się na kilku podstawowych zasadach:

• Duży do małegoWymagania ewoluują od wysokiego poziomu do poziomu szczegółowego, a testowanie to odzwierciedla.
• Możliwość śledzenia:Każde wymaganie odpowiada odpowiadającemu mu przypadkowi testowemu.
• Wczesne testowanie:Czynności testowe rozpoczynają się natychmiast po zdefiniowaniu wymagań.
• Dokumentacja w centrum uwagi:Każdy etap generuje produkty, które można przeglądać i odwoływać się do nich.
• Skalowalność:Dotyczy małych i dużych projektów o stabilnych wymaganiach.

Zalety modelu V

• Zachęca wczesne wykrywanie defektów, redukując koszty i konieczność przeróbek.
• Zapewnia przejrzysta struktura łączenie wymagań z działaniami testowymi.
• Promotes lepsza komunikacja między programistami i testerami.
• Zapewnia wysokiej jakości produkty dostarczane poprzez rygorystyczną walidację.
• Użyteczny do projekty krytyczne pod względem bezpieczeństwa lub wymagające przestrzegania przepisów.

Wady modelu V

• Sztywne i nieelastyczne, co wiąże się z kosztownymi zmianami, gdy już się rozpoczną.
• Nieodpowiednie dla projekty złożone lub iteracyjne.
• W dużym stopniu polega na dobrze zdefiniowane i stabilne wymagania.
• Zasobochłonne ze względu na obszerną dokumentację i równoległe planowanie.
• Ograniczona zdolność adaptacji w porównaniu do modeli Agile i iteracyjnych.

V-Model kontra Agile: Wybór właściwego podejścia

Podczas gdy Model V kładzie nacisk na ustrukturyzowane fazy z rygorystyczną weryfikacją i walidacją, Agile koncentruje się na iteracyjnym rozwoju i adaptowalności. Model V jest idealny, gdy wymagania są stabilne, zgodność rygorystyczna, a dokumentacja kluczowa. Z kolei Agile sprawdza się w projektach o zmieniających się wymaganiach, częstej współpracy z klientami i potrzebie szybkiego dostarczania. Agile promuje ciągłą integrację, informacje zwrotne i testowanie iteracyjne, oferując elastyczność, ale czasami brakuje mu przewidywalności Modelu V. Wybór między nimi zależy od kontekstu projektu: silnie regulowane, krytyczne dla bezpieczeństwa domeny preferują Model V, podczas gdy dynamiczne, zorientowane na użytkownika aplikacje korzystają z adaptowalności Agile. W wielu przypadkach organizacje łączą oba podejścia, aby wykorzystać ustrukturyzowane zapewnienie jakości z responsywnością Agile.

Kiedy stosować model V w inżynierii oprogramowania?

Model V najlepiej nadaje się do:

• Projekty z stabilne wymagania.
• Projekty małe i średnie o ograniczonej złożoności.
• Branże regulowane (służba zdrowia, lotnictwo, bankowość) wymagające ścisłej dokumentacji.
• Systemy krytyczne dla bezpieczeństwa gdzie niezawodność ma priorytet.
• Projekty z jasne kamienie milowe i silny nacisk na testowanie.

Zastosowania modelu V w nowoczesnym zapewnianiu jakości

W dzisiejszym środowisku zapewnienia jakości model V jest szczególnie przydatny w połączeniu z:

• Testowanie rzeczywistych urządzeń aby wykryć problemy ze sprzętem i siecią.
• Testy regresji aby mieć pewność, że aktualizacje nie zakłócą istniejącej funkcjonalności.
• Testy zgodności w finansach, ochronie zdrowia i lotnictwie.
• Automatyzacja testów w celu przyspieszenia testów jednostkowych i integracyjnych.

Nowoczesne adaptacje Modelu V kładą nacisk na automatyzację i ciągłe testowanie, zgodnie z praktykami DevOps.

Przykłady zastosowań modelu V w świecie rzeczywistym

Model V jest często stosowany w rozwój oprogramowania dla służby zdrowiaNa przykład system elektronicznej dokumentacji medycznej (EHR) musi spełniać surowe przepisy, takie jak ustawa HIPAA. Fazy weryfikacji zapewniają dokładne gromadzenie wymagań, a fazy walidacji, takie jak testy systemowe i akceptacyjne, potwierdzają zgodność i niezawodność.

W przemysł lotniczySystemy sterowania lotem opierają się na modelu V ze względu na ich krytyczny charakter bezpieczeństwa. Każda faza projektowania jest połączona z rygorystycznymi testami, w tym testami symulacyjnymi i testami akceptacji użytkownika, co zapewnia niezawodność przed wdrożeniem.

In bankowość i finanseAplikacje takie jak systemy transakcji online korzystają z modelu V. Przejrzysta identyfikowalność między wymaganiami a testami zmniejsza ryzyko błędów w wrażliwych procesach finansowych, gdzie nawet drobne wady mogą prowadzić do znacznych strat.

Wreszcie systemy wbudowane w oprogramowaniu motoryzacyjnym, takie jak moduły sterujące poduszkami powietrznymi, często wykorzystują model V. Ścisła weryfikacja i walidacja gwarantują, że system działa zgodnie z oczekiwaniami w każdych warunkach, minimalizując ryzyko w sytuacjach krytycznych dla bezpieczeństwa.

Najczęstsze pytania

Podsumowanie

Model V wzmacnia rozwój oprogramowania poprzez włączenie testowania na każdym etapie cyklu życia. Nacisk na wczesne wykrywanie defektów, ustrukturyzowaną dokumentację i ścisłą identyfikowalność sprawia, że ​​idealnie nadaje się do projektów o stabilnych wymaganiach i wysokich wymaganiach zgodności. Systematyczne podejście do weryfikacji i walidacji, z działaniami testowymi równoległymi do każdej fazy rozwoju, gwarantuje wysoką jakość produktów, gdy wymagania są stabilne i dobrze zrozumiane. Choć jest mniej elastyczny niż modele Agile, pozostaje niezawodnym wyborem w przypadku aplikacji o krytycznym znaczeniu dla jakości.