V-Model ในการทดสอบซอฟต์แวร์

V-Model ในการทดสอบซอฟต์แวร์คืออะไร?

V-Model คือระเบียบวิธีพัฒนาซอฟต์แวร์ที่เชื่อมโยงกิจกรรมการพัฒนาแต่ละอย่างเข้ากับกิจกรรมการทดสอบที่เกี่ยวข้อง หรือที่รู้จักกันในชื่อ Verification and Validation model โครงสร้างคล้ายกับตัวอักษร “V” โดยด้านซ้ายแทนกิจกรรมการพัฒนา และด้านขวาแทนกิจกรรมการทดสอบ แบบจำลองนี้ขยายขอบเขตของแบบจำลอง Waterfall แบบดั้งเดิม โดยแก้ไขจุดอ่อน โดยเฉพาะอย่างยิ่งการมุ่งเน้นการทดสอบในระยะหลัง

ใน V-Model การทดสอบจะถูกวางแผนควบคู่ไปกับการพัฒนา เพื่อให้มั่นใจได้ถึงการตรวจจับข้อบกพร่องตั้งแต่เนิ่นๆ และการตรวจสอบย้อนกลับระหว่างข้อกำหนดและกรณีทดสอบได้อย่างชัดเจน V-Model ถูกใช้อย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมที่ความน่าเชื่อถือ การปฏิบัติตามข้อกำหนด และเอกสารประกอบที่ครบถ้วนเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง เช่น อุตสาหกรรมการดูแลสุขภาพ การเงิน และการบิน

วิดีโอเพื่อทำความเข้าใจ V Model ในวิศวกรรมซอฟต์แวร์

คลิก Good Farm Animal Welfare Awards หากไม่สามารถเข้าถึงวิดีโอได้

ตัวอย่างเพื่อทำความเข้าใจโมเดล V

สมมติว่าคุณได้รับมอบหมายงานให้พัฒนาซอฟต์แวร์เฉพาะสำหรับลูกค้า ทีนี้ ไม่ว่าคุณจะมีพื้นฐานทางเทคนิคอย่างไร ลองคาดเดาลำดับขั้นตอนที่คุณต้องปฏิบัติตามเพื่อให้งานสำเร็จ

ลำดับที่ถูกต้องจะเป็น

ระดับทั้งหมดเหล่านี้ประกอบขึ้นเป็น วิธีน้ำตก ของ วงจรชีวิตการพัฒนาซอฟต์แวร์.

ทำไมต้อง V-Model? (ปัญหาเกี่ยวกับ Waterfall)

รูปแบบ Waterfall แบบดั้งเดิมมุ่งเน้นไปที่ขั้นตอนแบบต่อเนื่อง โดยจะมีการทดสอบเฉพาะหลังจากการพัฒนาเสร็จสมบูรณ์เท่านั้น วิธีนี้มักนำไปสู่การแก้ไขปัญหาที่สิ้นเปลืองค่าใช้จ่ายและใช้เวลานานเมื่อพบข้อผิดพลาดในภายหลัง ปัญหาที่พบบ่อย ได้แก่:

• การค้นพบข้อบกพร่องในระยะหลัง
• ขาดการตรวจสอบความต้องการจนถึงขั้นตอนสุดท้าย
• ต้นทุนการแก้ไขข้อบกพร่องที่สูงขึ้น
• ความเสี่ยงในการส่งมอบผลิตภัณฑ์ที่ไม่ตรงตามความคาดหวังของผู้ใช้

V-Model แก้ไขปัญหาเหล่านี้โดยฝังการทดสอบไว้ตลอดทั้งวงจรการพัฒนา ลดความเสี่ยงและปรับปรุงความน่าเชื่อถือของซอฟต์แวร์

นอกจากนี้ ค่าใช้จ่ายในการแก้ไขข้อบกพร่องเพิ่มขึ้นตลอดวงจรการพัฒนา ยิ่งตรวจพบข้อบกพร่องในวงจรชีวิตเร็วเท่าใด การซ่อมแซมก็จะยิ่งถูกกว่า ดังที่พวกเขากล่าวไว้ว่า “การเย็บร้อยในเวลาจะช่วยรักษาเก้าคนได้”

วิธีแก้ปัญหา: รุ่น V

เพื่อแก้ไขข้อกังวลนี้ การทดสอบรูปแบบ V ได้ถูกพัฒนาขึ้นมาโดย สำหรับทุกขั้นตอนในวงจรชีวิตการพัฒนาจะมีขั้นตอนการทดสอบที่สอดคล้องกัน

• ด้านซ้ายของโมเดลคือวงจรชีวิตการพัฒนาซอฟต์แวร์ SDLC
• ด้านขวาของโมเดลคือ Software Test Life Cycle – เอส.ที.แอล
• รูปร่างทั้งหมดดูเหมือนตัว V จึงเป็นที่มาของชื่อ รุ่นวี

นอกจากโมเดล V แล้ว ยังมีโมเดลการพัฒนาแบบวนซ้ำ ซึ่งการพัฒนาจะดำเนินการเป็นขั้นตอน โดยแต่ละขั้นตอนจะเพิ่มฟังก์ชันการทำงานให้กับซอฟต์แวร์ แต่ละขั้นตอนประกอบด้วยชุดกิจกรรมการพัฒนาและการทดสอบที่เป็นอิสระจากกัน

V-Model มีเฟสอะไรบ้าง?

V-Model ประกอบด้วยสองเฟสหลัก:

ระยะตรวจสอบของ V-Model (ด้านซ้ายของ V)

ขั้นตอนการตรวจสอบจะมุ่งเน้นไปที่การวิเคราะห์และออกแบบระบบก่อนเริ่มเขียนโค้ด ซึ่งประกอบด้วย:

1) การวิเคราะห์ความต้องการทางธุรกิจ

ขั้นตอนการวิเคราะห์ความต้องการ (Requirements Analysis) เริ่มต้นกระบวนการ V-Model โดยการรวบรวมและบันทึกความต้องการทั้งเชิงหน้าที่และเชิงหน้าที่ ในขั้นตอนนี้ นักวิเคราะห์ธุรกิจจะทำงานอย่างใกล้ชิดกับผู้มีส่วนได้ส่วนเสียเพื่อทำความเข้าใจความต้องการ ความคาดหวัง และข้อจำกัดของพวกเขา

2) การออกแบบระบบ

การออกแบบระบบจะแปลข้อกำหนดให้เป็นโซลูชันทางเทคนิคขั้นสูง Architects กำหนดสถาปัตยกรรมระบบโดยรวม รวมถึงข้อกำหนดด้านฮาร์ดแวร์ ส่วนประกอบซอฟต์แวร์ โครงสร้างพื้นฐานเครือข่าย และการบูรณาการของบุคคลที่สาม

3) Archiการออกแบบโครงสร้าง (การออกแบบระดับสูง)

เค้ก Archiขั้นตอนการออกแบบโครงสร้าง หรือที่เรียกว่าการออกแบบระดับสูง (High-Level Design) แบ่งระบบออกเป็นโมดูลหรือส่วนประกอบต่างๆ ที่สามารถจัดการได้ ขั้นตอนนี้จะกำหนดรูปแบบการออกแบบ กรอบการทำงาน และเทคโนโลยีต่างๆ ที่จะนำไปใช้งานในแอปพลิเคชันต่างๆ 

4) การออกแบบโมดูล (การออกแบบระดับต่ำ)

 การออกแบบโมดูล หรือการออกแบบระดับต่ำ (LLD) จะให้รายละเอียดข้อมูลจำเพาะสำหรับแต่ละส่วนประกอบที่ระบุในขั้นตอนสถาปัตยกรรม ขั้นตอนนี้ประกอบด้วยการสร้างเอกสารการออกแบบโดยละเอียด การออกแบบฐานข้อมูล ข้อกำหนด API และกรณีทดสอบยูนิตที่ครอบคลุม

5) การเข้ารหัส

ขั้นตอนการเขียนโค้ด (Coding Phase) คือขั้นตอนการนำโมดูลที่ออกแบบไว้ไปใช้งานจริง นักพัฒนาจะเขียนโค้ดตามรายละเอียดการออกแบบ มาตรฐานการเขียนโค้ด และแนวปฏิบัติที่ดีที่สุดที่องค์กรกำหนดไว้ ขั้นตอนนี้อยู่ด้านล่างสุดของ V ซึ่งเป็นจุดเริ่มต้นของการเปลี่ยนผ่านจากการออกแบบไปสู่การทดสอบ การตรวจสอบโค้ด การวิเคราะห์แบบคงที่ และแนวทางการบูรณาการอย่างต่อเนื่อง จะช่วยรับประกันคุณภาพของโค้ดตั้งแต่เริ่มต้น

เฟสการตรวจสอบของ V-Model (ด้านขวาของ V)

ขั้นตอนการตรวจสอบยืนยันคือขั้นตอนที่ยืนยันว่าซอฟต์แวร์ที่พัฒนาขึ้นนั้นสอดคล้องกับข้อกำหนดและความคาดหวัง ซึ่งประกอบด้วย:

1) การทดสอบหน่วย

การทดสอบหน่วย ตรวจสอบความถูกต้องของโมดูลหรือส่วนประกอบแต่ละส่วนอย่างแยกส่วน เพื่อให้มั่นใจว่าโค้ดแต่ละส่วนทำงานได้อย่างถูกต้องตามการออกแบบโดยละเอียด ขั้นตอนนี้มุ่งเน้นไปที่การครอบคลุมโค้ด เงื่อนไขขอบเขต การจัดการข้อผิดพลาด และการตรวจสอบตรรกะ 

2) การทดสอบบูรณาการ

การทดสอบการผสานรวม ตรวจสอบว่าโมดูลต่างๆ ทำงานร่วมกันได้อย่างถูกต้อง โดยตรวจสอบอินเทอร์เฟซและการโต้ตอบที่กำหนดไว้ในการออกแบบสถาปัตยกรรม ขั้นตอนนี้จะทดสอบการไหลของข้อมูลระหว่างโมดูล การเรียกใช้ API การโต้ตอบกับฐานข้อมูล และกลไกการส่งข้อความ 

3) การทดสอบระบบ

การทดสอบระบบ ตรวจสอบระบบบูรณาการที่สมบูรณ์ตามข้อกำหนดการออกแบบระบบ ขั้นตอนการทดสอบที่ครอบคลุมนี้จะประเมินทั้งข้อกำหนดเชิงฟังก์ชันและเชิงฟังก์ชันอื่นๆ ซึ่งรวมถึงประสิทธิภาพ ความปลอดภัย ความสามารถในการใช้งาน และความเข้ากันได้

4) การทดสอบการยอมรับของผู้ใช้ (UAT)

การทดสอบการยอมรับ หรือที่รู้จักกันในชื่อการทดสอบการยอมรับของผู้ใช้ (UAT) เป็นการตรวจสอบว่าระบบตรงตามข้อกำหนดทางธุรกิจและพร้อมใช้งาน ขั้นตอนนี้มุ่งเน้นไปที่กระบวนการทางธุรกิจ เวิร์กโฟลว์ของผู้ใช้ และสถานการณ์จริง มากกว่าข้อกำหนดทางเทคนิค 

แต่ละขั้นตอนการพัฒนาจะสอดคล้องกับขั้นตอนการทดสอบ การจับคู่อย่างมีโครงสร้างนี้ส่งเสริมการตรวจสอบย้อนกลับและการระบุข้อบกพร่องตั้งแต่เนิ่นๆ

• ข้อกำหนด ↔ การทดสอบการยอมรับ
• การออกแบบระบบ ↔ การทดสอบระบบ
• Archiการออกแบบโครงสร้าง ↔ การทดสอบการบูรณาการ
• การออกแบบโมดูล ↔ การทดสอบยูนิต

หลักการของ V-Model

V-Model มีพื้นฐานมาจากหลักการพื้นฐานหลายประการ:

• จากใหญ่ไปเล็ก:ข้อกำหนดพัฒนาจากระดับสูงไปเป็นระดับรายละเอียด และการทดสอบก็สะท้อนให้เห็นถึงสิ่งนี้
• ตรวจสอบย้อนกลับ:ข้อกำหนดทั้งหมดจะถูกจับคู่กับกรณีทดสอบที่สอดคล้องกัน
• การทดสอบเบื้องต้น:กิจกรรมการทดสอบจะเริ่มทันทีที่มีการกำหนดข้อกำหนด
• การเน้นเอกสาร:แต่ละขั้นตอนจะผลิตผลงานเพื่อการตรวจสอบและอ้างอิง
• scalability:ใช้ได้กับโครงการขนาดเล็กและขนาดใหญ่ที่มีความต้องการที่มั่นคง

ข้อดีของ V-Model

• กระตุ้นให้เกิดการ การตรวจจับข้อบกพร่องในระยะเริ่มต้น, ลดต้นทุนและแก้ไขงาน
• ให้ โครงสร้างที่ชัดเจน การเชื่อมโยงข้อกำหนดกับกิจกรรมการทดสอบ
• PromoTES การสื่อสารที่ดีขึ้น ระหว่างนักพัฒนาและผู้ทดสอบ
• มั่นใจ ผลงานที่มีคุณภาพสูง ผ่านการตรวจสอบอย่างเข้มงวด
• มีประโยชน์สำหรับ โครงการที่สำคัญต่อความปลอดภัยหรือต้องปฏิบัติตามข้อกำหนดอย่างเคร่งครัด.

ข้อเสียของ V-Model

• แข็งและไม่ยืดหยุ่นทำให้การเปลี่ยนแปลงมีค่าใช้จ่ายสูงเมื่อเริ่มกระบวนการ
• ไม่เหมาะสำหรับ โครงการที่ซับซ้อนหรือแบบวนซ้ำ.
• พึ่งพาอย่างมาก ข้อกำหนดที่ชัดเจนและมั่นคง.
• ใช้ทรัพยากรมาก เนื่องจากต้องมีการจัดทำเอกสารจำนวนมากและการวางแผนควบคู่กัน
• ความสามารถในการปรับตัวที่จำกัด เมื่อเทียบกับโมเดล Agile หรือแบบวนซ้ำ

V-Model เทียบกับ Agile: การเลือกแนวทางที่ถูกต้อง

แม้ว่า V-Model จะเน้นขั้นตอนที่มีโครงสร้างชัดเจนพร้อมการตรวจสอบและยืนยันอย่างเข้มงวด แต่ Agile มุ่งเน้นการพัฒนาแบบวนซ้ำและความสามารถในการปรับตัว V-Model เหมาะอย่างยิ่งเมื่อข้อกำหนดมีความเสถียร การปฏิบัติตามข้อกำหนดมีความเข้มงวด และเอกสารเป็นสิ่งสำคัญ ในทางกลับกัน Agile เหมาะกับโครงการที่มีข้อกำหนดที่เปลี่ยนแปลงไป ความร่วมมือกับลูกค้าบ่อยครั้ง และความต้องการในการส่งมอบที่รวดเร็ว Agile สนับสนุนการบูรณาการอย่างต่อเนื่อง การตอบรับ และการทดสอบแบบวนซ้ำ ซึ่งให้ความยืดหยุ่น แต่บางครั้งก็ขาดความสามารถในการคาดการณ์ของ V-Model การเลือกใช้ V-Model ขึ้นอยู่กับบริบทของโครงการ เช่น โดเมนที่มีการควบคุมอย่างเข้มงวดและมีความสำคัญด้านความปลอดภัยจะนิยม V-Model ในขณะที่แอปพลิเคชันแบบไดนามิกที่ขับเคลื่อนโดยผู้ใช้จะได้รับประโยชน์จากความสามารถในการปรับตัวของ Agile ในหลายกรณี องค์กรต่างๆ ผสมผสานทั้งสองแนวทางเข้าด้วยกันเพื่อใช้ประโยชน์จากการประกันคุณภาพที่มีโครงสร้างควบคู่ไปกับการตอบสนองที่รวดเร็วของ Agile

เมื่อใดควรใช้ V-Model ในวิศวกรรมซอฟต์แวร์?

V-Model เหมาะที่สุดสำหรับ:

• โครงการที่มี ความต้องการที่มั่นคง.
• โครงการขนาดเล็กถึงขนาดกลาง ที่มีความซับซ้อนจำกัด
• อุตสาหกรรมที่มีการควบคุม (การดูแลสุขภาพ การบิน การธนาคาร) ต้องมีเอกสารประกอบที่เข้มงวด
• ระบบที่สำคัญต่อความปลอดภัย ซึ่งความน่าเชื่อถือคือสิ่งสำคัญที่สุด
• โครงการที่มี หลักชัยที่ชัดเจน และมุ่งเน้นการทดสอบอย่างมาก

การประยุกต์ใช้ V-Model ใน QA สมัยใหม่

ในภูมิทัศน์ QA ของปัจจุบัน V-Model มีประโยชน์อย่างยิ่งเมื่อรวมเข้ากับ:

• การทดสอบอุปกรณ์จริง เพื่อเปิดเผยปัญหาฮาร์ดแวร์และเครือข่าย
• การทดสอบการถดถอย เพื่อให้แน่ใจว่าการอัปเดตจะไม่กระทบต่อฟังก์ชันที่มีอยู่
• การทดสอบการปฏิบัติตามข้อกำหนด ในด้านการเงิน การดูแลสุขภาพ และการบิน
• ทดสอบระบบอัตโนมัติ เพื่อเร่งการทดสอบหน่วยและการทดสอบบูรณาการ

การปรับตัวสมัยใหม่ของ V-Model เน้นที่การทำงานอัตโนมัติและการทดสอบอย่างต่อเนื่อง ซึ่งสอดคล้องกับแนวทางปฏิบัติของ DevOps

ตัวอย่างการประยุกต์ใช้ V-Model ในโลกแห่งความเป็นจริง

มักใช้โมเดล V ใน การพัฒนาซอฟต์แวร์ด้านการดูแลสุขภาพตัวอย่างเช่น ระบบบันทึกสุขภาพอิเล็กทรอนิกส์ (EHR) ต้องปฏิบัติตามกฎระเบียบที่เข้มงวด เช่น HIPAA ขั้นตอนการตรวจสอบยืนยันข้อกำหนดต่างๆ จะถูกรวบรวมอย่างถูกต้องแม่นยำ ในขณะที่ขั้นตอนการตรวจสอบยืนยัน เช่น การทดสอบระบบและการยอมรับ จะช่วยยืนยันการปฏิบัติตามข้อกำหนดและความน่าเชื่อถือ

ตัว Vortex Indicator ได้ถูกนำเสนอลงในนิตยสาร อุตสาหกรรมการบินและอวกาศระบบควบคุมการบินจึงพึ่งพา V-Model เนื่องจากมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความปลอดภัย แต่ละขั้นตอนการออกแบบจะจับคู่กับการทดสอบที่เข้มงวด ซึ่งรวมถึงการทดสอบระบบโดยใช้การจำลองสถานการณ์และการทดสอบการยอมรับของผู้ใช้ เพื่อให้มั่นใจถึงความน่าเชื่อถือก่อนการใช้งาน

In การธนาคารและการเงินแอปพลิเคชันต่างๆ เช่น ระบบธุรกรรมออนไลน์ได้รับประโยชน์จาก V-Model การตรวจสอบย้อนกลับที่ชัดเจนระหว่างข้อกำหนดและการทดสอบช่วยลดความเสี่ยงของข้อผิดพลาดในกระบวนการทางการเงินที่ละเอียดอ่อน ซึ่งแม้แต่ข้อบกพร่องเล็กๆ น้อยๆ ก็อาจนำไปสู่ความสูญเสียที่สำคัญได้

สุดท้าย ระบบฝังตัวในซอฟต์แวร์ยานยนต์เช่น โมดูลควบคุมถุงลมนิรภัย มักใช้รุ่น V การตรวจสอบและรับรองที่เข้มงวดช่วยรับประกันว่าระบบทำงานได้ตามที่คาดหวังในทุกสภาวะ ลดความเสี่ยงในสถานการณ์สำคัญด้านความปลอดภัยให้เหลือน้อยที่สุด

คำถามที่พบบ่อย

สรุป

V-Model เสริมความแข็งแกร่งให้กับการพัฒนาซอฟต์แวร์ด้วยการรวมการทดสอบไว้ในทุกขั้นตอนของวงจรชีวิตซอฟต์แวร์ การมุ่งเน้นการตรวจจับข้อบกพร่องตั้งแต่เนิ่นๆ การจัดทำเอกสารอย่างมีโครงสร้าง และการตรวจสอบย้อนกลับที่เข้มงวด ทำให้ V-Model เหมาะอย่างยิ่งสำหรับโครงการที่มีข้อกำหนดที่มั่นคงและต้องปฏิบัติตามข้อกำหนดอย่างเคร่งครัด วิธีการตรวจสอบและยืนยันที่เป็นระบบ พร้อมด้วยกิจกรรมการทดสอบที่ดำเนินไปควบคู่กันในแต่ละขั้นตอนการพัฒนา ช่วยให้มั่นใจได้ว่าจะได้ผลงานที่มีคุณภาพสูงเมื่อข้อกำหนดมีความเสถียรและเข้าใจได้ดี แม้ว่าจะมีความยืดหยุ่นน้อยกว่า Agile Model แต่ก็ยังคงเป็นตัวเลือกที่เชื่อถือได้สำหรับแอปพลิเคชันที่ให้ความสำคัญกับคุณภาพ