V-модель в тестировании программного обеспечения

Что такое V-модель в тестировании программного обеспечения?

V-модель — это методология разработки программного обеспечения, которая связывает каждое действие по разработке с соответствующим действием по тестированию. Она также известна как модель верификации и валидации. Структура напоминает букву «V», где левая часть представляет действия по разработке, а правая — действия по тестированию. Эта модель расширяет традиционную каскадную модель, устраняя её недостатки, в частности, запоздалое внимание к тестированию.

В V-модели тестирование планируется параллельно с разработкой, что обеспечивает раннее обнаружение дефектов и чёткую прослеживаемость между требованиями и тестовыми примерами. Эта модель широко применяется в отраслях, где критически важны надёжность, соответствие требованиям и полное документирование, таких как здравоохранение, финансы и авиация.

Видео для понимания модели V в программной инженерии

Нажмите здесь если видео недоступно

Пример для понимания модели V

Предположим, вам поручено разработать индивидуальное программное обеспечение для клиента. Теперь, независимо от вашего технического опыта, попробуйте предположить, какую последовательность шагов вы будете выполнять для выполнения задачи.

Правильная последовательность будет такой.

Все эти уровни составляют метод водопада жизненный цикл разработки программного обеспечения.

Почему V-модель? (Проблемы с водопадом)

Традиционная каскадная модель ориентирована на последовательные этапы, при которых тестирование проводится только после завершения разработки. Такой подход часто приводит к дорогостоящим и трудоёмким исправлениям, если ошибки обнаруживаются поздно. К распространённым проблемам относятся:

• Позднее обнаружение дефектов.
• Отсутствие проверки требований до финального этапа.
• Более высокая стоимость устранения дефектов.
• Риск поставки продукта, не соответствующего ожиданиям пользователей.

V-Model решает эти проблемы, внедряя тестирование на протяжении всего цикла разработки, снижая риски и повышая надежность программного обеспечения.

Так же затраты на исправление дефекта увеличиваются на протяжении всего жизненного цикла разработки. Чем раньше в жизненном цикле обнаружен дефект, тем дешевле его исправить. Как говорится: «Вовремя стежок спасает девять».

Решение: модель V

Чтобы решить эту проблему, V-модель тестирования был разработан, где Для каждой фазы жизненного цикла разработки существует соответствующая фаза тестирования.

• Левая часть модели — это жизненный цикл разработки программного обеспечения. СДЛК
• Правая часть модели — жизненный цикл тестирования программного обеспечения. ГТЛК
• Вся фигура выглядит как буква V, отсюда и название. V-модель

Помимо модели V, существуют итерационные модели разработки, в которых разработка осуществляется поэтапно, и на каждом этапе функциональность программного обеспечения расширяется. Каждый этап включает в себя независимый набор действий по разработке и тестированию.

Каковы фазы V-модели?

V-модель состоит из двух основных фаз:

Фаза проверки V-модели (левая часть V)

Этап проверки фокусируется на анализе и проектировании системы перед началом кодирования. Он включает в себя:

1) Анализ бизнес-требований

Фаза анализа требований запускает процесс V-модели, фиксируя и документируя все функциональные и нефункциональные требования. На этом этапе бизнес-аналитики тесно сотрудничают с заинтересованными сторонами, чтобы понять их потребности, ожидания и ограничения.

2) Проектирование системы

Системное проектирование преобразует требования в техническое решение высокого уровня. Architects определяют общую архитектуру системы, включая требования к оборудованию, программные компоненты, сетевую инфраструктуру и интеграцию со сторонними компонентами.

3) ArchiТекстурный дизайн (высокоуровневый дизайн)

The ArchiФаза структурного проектирования, также известная как высокоуровневое проектирование, разбивает систему на управляемые модули или компоненты. На этой фазе определяются шаблоны проектирования, фреймворки и технологии, которые будут использоваться в приложении. 

4) Модульное проектирование (низкоуровневое проектирование)

 Проектирование модулей (LLD) представляет собой детальную спецификацию каждого отдельного компонента, определенного на этапе архитектуры. На этом этапе разрабатываются подробные проектные документы, проекты баз данных, спецификации API и комплексные тестовые примеры.

5) Кодирование

Фаза кодирования представляет собой фактическую реализацию разработанных модулей. Разработчики пишут код, следуя детальному проекту, стандартам кодирования и передовым практикам, принятым в организации. Эта фаза находится в самом низу V-образной формы, знаменуя собой переход от проектирования к тестированию. Проверка кода, статический анализ и методы непрерывной интеграции гарантируют качество кода с самого начала.

Фаза проверки V-модели (правая сторона V)

Этап валидации подтверждает соответствие разработанного программного обеспечения требованиям и ожиданиям. Он включает в себя:

1) Модульное тестирование

Модульное тестирование Проверка отдельных модулей или компонентов по отдельности, гарантирующая корректность работы каждого фрагмента кода в соответствии с детальным проектом. На этом этапе особое внимание уделяется покрытию кода, граничным условиям, обработке ошибок и проверке логики. 

2) Интеграционное тестирование

Интеграционное тестирование Проверяет корректность совместной работы различных модулей, проверяя интерфейсы и взаимодействия, определенные в архитектурном проекте. На этом этапе тестируются потоки данных между модулями, вызовы API, взаимодействие с базой данных и механизмы передачи сообщений. 

3) Системное тестирование

Тестирование системы Проверка всей интегрированной системы на соответствие проектным спецификациям. Этот этап комплексного тестирования оценивает как функциональные, так и нефункциональные требования, включая производительность, безопасность, удобство использования и совместимость.

4) Приемочное тестирование пользователей (UAT)

Приемочные испытания, Также известное как приемочное тестирование (UAT), оно подтверждает соответствие системы бизнес-требованиям и её готовность к развертыванию. Этот этап фокусируется на бизнес-процессах, рабочих процессах пользователей и реальных сценариях, а не на технических спецификациях. 

Каждый этап разработки соответствует этапу тестирования. Такое структурированное сопряжение способствует отслеживаемости и раннему выявлению дефектов.

• Требования ↔ Приемочные испытания
• Проектирование системы ↔ Тестирование системы
• ArchiПроектирование архитектуры ↔ Интеграционное тестирование
• Разработка модулей ↔ Модульное тестирование

Принципы V-модели

V-модель основана на нескольких основных принципах:

• От большого к малому: Требования развиваются от высокого уровня к детальному, и тестирование отражает это.
• Прослеживаемость: Каждое требование сопоставляется с соответствующим тестовым случаем.
• Раннее тестирование: Тестирование начинается сразу после определения требований.
• Документация Фокус: На каждом этапе создаются результаты для обзора и справки.
• Масштабируемость: Применимо к небольшим и крупным проектам со стабильными требованиями.

Преимущества V-модели

• призывает раннее обнаружение дефектов, сокращая затраты и необходимость в доработке.
• Обеспечивает четкая структура связывание требований с мероприятиями по тестированию.
• PromoTES улучшение связи между разработчиками и тестировщиками.
• Гарантирует высококачественные результаты путем строгой проверки.
• Полезно для проекты, критически важные для безопасности или требующие соблюдения нормативных требований.

Недостатки V-модели

• Жесткий и негибкий, что делает внесение изменений дорогостоящим на начальном этапе процесса.
• Не подходит для сложные или итеративные проекты.
• В значительной степени зависит от четко определенные и стабильные требования.
• Ресурсоемкий из-за обширной документации и параллельного планирования.
• Ограниченная адаптивность по сравнению с Agile или итеративными моделями.

V-модель против Agile: выбор правильного подхода

В то время как V-модель делает акцент на структурированных фазах со строгой верификацией и валидацией, Agile фокусируется на итеративной разработке и адаптивности. V-модель идеально подходит для проектов с стабильными требованиями, строгим соблюдением требований и критически важным документированием. Agile же подходит для проектов с меняющимися требованиями, частым взаимодействием с заказчиками и необходимостью быстрой поставки. Agile поощряет непрерывную интеграцию, обратную связь и итеративное тестирование, обеспечивая гибкость, но иногда не обладая предсказуемостью V-модели. Выбор между ними зависит от контекста проекта: строго регулируемые, критически важные с точки зрения безопасности области предпочитают V-модель, в то время как динамические, ориентированные на пользователя приложения выигрывают от адаптивности Agile. Во многих случаях организации сочетают оба подхода, чтобы использовать структурированный контроль качества с оперативностью Agile.

Когда следует использовать V-модель в разработке программного обеспечения?

V-Model лучше всего подходит для:

• Проекты с стабильные требования.
• Малые и средние проекты с ограниченной сложностью.
• Регулируемые отрасли (здравоохранение, авиация, банковское дело), ​​требующие строгой документации.
• Критически важные для безопасности системы где надежность превыше всего.
• Проекты с четкие вехи и особое внимание тестированию.

Применение V-модели в современном обеспечении качества

В современных условиях обеспечения качества V-модель особенно полезна в сочетании с:

• Тестирование реальных устройств для выявления проблем с оборудованием и сетью.
• Регрессионное тестирование чтобы гарантировать, что обновления не нарушат существующую функциональность.
• Тестирование на соответствие в сфере финансов, здравоохранения и авиации.
• Автоматизация тестирования для ускорения модульного и интеграционного тестирования.

Современные адаптации V-модели делают акцент на автоматизации и непрерывном тестировании, согласуясь с практиками DevOps.

Примеры применения V-модели в реальных условиях

V-модель часто применяется в разработка программного обеспечения для здравоохраненияНапример, система электронных медицинских карт (ЭМК) должна соответствовать строгим требованиям, таким как HIPAA. Этапы верификации гарантируют точность выполнения требований, а этапы валидации, такие как системные и приемочные испытания, подтверждают соответствие требованиям и надежность.

В авиационно-космическая промышленностьСистемы управления полётом используют V-модель, поскольку они критически важны для безопасности. Каждый этап проектирования сопровождается тщательным тестированием, включая системное тестирование на основе моделирования и пользовательские приёмочные испытания, что гарантирует надёжность перед внедрением.

In банковское дело и финансыТакие приложения, как системы онлайн-транзакций, выигрывают от использования V-модели. Чёткая прослеживаемость между требованиями и тестированием снижает риск ошибок в конфиденциальных финансовых процессах, где даже незначительные дефекты могут привести к значительным потерям.

Наконец, встроенные системы в автомобильном программном обеспеченииТакие устройства, как модули управления подушками безопасности, часто используют модель V. Строгая проверка и валидация гарантируют надлежащую работу системы в любых условиях, минимизируя риски в критически важных для безопасности ситуациях.

Часто задаваемые вопросы

Резюме

V-модель повышает эффективность разработки программного обеспечения, интегрируя тестирование на каждом этапе жизненного цикла. Её ориентация на раннее обнаружение дефектов, структурированную документацию и строгую прослеживаемость делает её идеальным решением для проектов со стабильными требованиями и высоким уровнем соответствия. Систематический подход к верификации и валидации, предполагающий параллельное тестирование на каждом этапе разработки, гарантирует высокое качество результатов при стабильных и хорошо понятных требованиях. Несмотря на меньшую гибкость, чем модели Agile, она остаётся надёжным выбором для приложений, критичных к качеству.