V-модель у тестуванні програмного забезпечення

Що таке V-модель у тестуванні програмного забезпечення?

V-модель – це методологія розробки програмного забезпечення, яка поєднує кожну дію розробки з відповідною дією тестування. Вона також відома як модель верифікації та валідації. Структура нагадує літеру «V», де ліва частина представляє дії розробки, а права – дії тестування. Ця модель розширює традиційну модель Waterfall, усуваючи її недоліки, зокрема, пізню увагу до тестування.

У V-моделі тестування планується разом із розробкою, що забезпечує раннє виявлення дефектів та чітку відстежуваність між вимогами та тестовими випадками. Вона широко використовується в галузях, де надійність, відповідність та ретельна документація є критично важливими, таких як охорона здоров'я, фінанси та авіація.

Відео для розуміння V-моделі в програмній інженерії

Натисніть тут якщо відео недоступне

Приклад для розуміння моделі V

Припустимо, вам доручили розробити програмне забезпечення на замовлення для клієнта. Тепер, незалежно від вашої технічної освіти, спробуйте зробити обґрунтоване припущення щодо послідовності кроків, які ви будете виконувати для виконання завдання.

Правильна послідовність буде.

Усі ці рівні складають метод водоспаду в життєвий цикл розробки програмного забезпечення.

Чому V-модель? (Проблеми з водоспадом)

Традиційна модель «Касфаль» зосереджена на послідовних етапах, а тестування проводиться лише після завершення розробки. Такий підхід часто призводить до дорогого та трудомісткого виправлення помилок, коли їх виявляють пізно. До поширених проблем належать:

• Пізнє виявлення дефектів.
• Відсутність перевірки вимог до останнього етапу.
• Вища вартість усунення дефектів.
• Ризик появи продукту, який не відповідає очікуванням користувача.

V-модель вирішує ці проблеми, вбудовуючи тестування протягом усього циклу розробки, зменшуючи ризики та підвищуючи надійність програмного забезпечення.

Крім того, витрати на усунення дефекту збільшуються протягом життєвого циклу розробки. Чим раніше в життєвому циклі буде виявлено дефект, тим дешевше його виправити. Як то кажуть: «Вчасно зроблений стібок дев’ятьох рятує».

Рішення: модель V

Щоб вирішити цю проблему, V модель тестування був розроблений, де Для кожної фази життєвого циклу розробки існує відповідна фаза тестування

• Ліва частина моделі – це життєвий цикл розробки програмного забезпечення – SDLC
• Права частина моделі – життєвий цикл тестування програмного забезпечення – STLC
• Вся фігура виглядає як V, звідси і назва V-модель

Окрім V-моделі, існують ітеративні моделі розробки, де розробка здійснюється поетапно, причому кожна фаза додає функціональність до програмного забезпечення. Кожна фаза включає власний незалежний набір дій з розробки та тестування.

Які фази V-моделі?

V-модель складається з двох основних фаз:

Фаза верифікації V-моделі (ліва сторона V)

Фаза верифікації зосереджена на аналізі та проектуванні системи перед початком кодування. Вона включає:

1) Аналіз бізнес-вимог

Фаза аналізу вимог ініціює процес V-моделі шляхом фіксації та документування всіх функціональних та нефункціональних вимог. Під час цієї фази бізнес-аналітики тісно співпрацюють із зацікавленими сторонами, щоб зрозуміти їхні потреби, очікування та обмеження.

2) Проектування системи

Системний дизайн перетворює вимоги на високорівневе технічне рішення. ArchiТекти визначають загальну архітектуру системи, включаючи вимоги до апаратного забезпечення, програмні компоненти, мережеву інфраструктуру та інтеграції зі сторонніми розробниками.

3) Archiфактурний дизайн (високорівневий дизайн)

Команда ArchiФаза текстурного проектування, також відома як високорівневе проектування, розбиває систему на керовані модулі або компоненти. Ця фаза встановлює шаблони проектування, фреймворки та технології, які будуть використовуватися в усьому застосунку. 

4) Проектування модулів (низькорівневе проектування)

 Модульне проектування, або низькорівневе проектування (LLD), надає детальні специфікації для кожного окремого компонента, визначеного на етапі архітектури. На цьому етапі створюються детальні проектні документи, проекти баз даних, специфікації API та комплексні модульні тести.

5) Кодування

Фаза кодування являє собою фактичну реалізацію розроблених модулів. Розробники пишуть код, дотримуючись детальних проєктів, стандартів кодування та найкращих практик, встановлених організацією. Ця фаза знаходиться внизу V-подібної літери, позначаючи перехід від проектування до тестування. Перевірка коду, статичний аналіз та практики безперервної інтеграції забезпечують якість коду з самого початку.

Фаза валідації V-моделі (права частина V)

Фаза валідації підтверджує, що розроблене програмне забезпечення відповідає вимогам та очікуванням. Вона включає:

1) Модульне тестування

Unit Testing перевіряє окремі модулі або компоненти окремо, забезпечуючи правильне функціонування кожного фрагмента коду відповідно до його детального проєкту. Цей етап зосереджений на покритті коду, граничних умовах, обробці помилок та перевірці логіки. 

2) Інтеграційне тестування

Інтеграційне тестування перевіряє правильність взаємодії різних модулів, перевіряючи інтерфейси та взаємодії, визначені в архітектурному проекті. Цей етап тестує потік даних між модулями, виклики API, взаємодію з базою даних та механізми передачі повідомлень. 

3) Тестування системи

Тестування системи перевіряє повну інтегровану систему на відповідність проектним специфікаціям системи. Цей комплексний етап тестування оцінює як функціональні, так і нефункціональні вимоги, включаючи продуктивність, безпеку, зручність використання та сумісність.

4) Перевірка прийнятності користувача (UAT)

Приймальні випробування, Також відоме як тестування прийняття користувачами (UAT), перевіряє, чи відповідає система бізнес-вимогам і чи готова вона до розгортання. Цей етап зосереджений на бізнес-процесах, робочих процесах користувачів та реальних сценаріях, а не на технічних специфікаціях. 

Кожен етап розробки узгоджується з етапом тестування. Таке структуроване поєднання сприяє відстеженню та ранньому виявленню дефектів.

• Вимоги ↔ Приймальні випробування
• Проектування системи ↔ Тестування системи
• ArchiДизайн текстур ↔ Інтеграційне тестування
• Проектування модулів ↔ Модульне тестування

Принципи V-моделі

V-модель базується на кількох основних принципах:

• Від великого до малогоВимоги розвиваються від високорівневих до детальних, і тестування це відображає.
• ПростежуваністьКожна вимога відповідає відповідному тестовому випадку.
• Раннє тестуванняТестові дії починаються одразу після визначення вимог.
• Фокус на документаціїКожен етап створює результати для перегляду та довідки.
• масштабованістьЗастосовується для малих та великих проектів зі стабільними вимогами.

Переваги V-моделі

• Заохочує раннє виявлення дефектів, зменшення витрат та необхідності переробки.
• Забезпечує чітка структура пов'язування вимог з тестуванням.
• PromoTES краще спілкування між розробниками та тестувальниками.
• Забезпечує високоякісні результати шляхом ретельної перевірки.
• Корисно для проекти, критично важливі для безпеки або вимог до дотримання вимог.

Недоліки V-моделі

• Жорсткий і негнучкий, що робить зміни дороговартісними після початку процесу.
• Не підходить для складні або ітеративні проекти.
• Значною мірою залежить від чітко визначені та стабільні вимоги.
• Ресурсомісткі завдяки обширній документації та паралельному плануванню.
• Обмежена адаптивність порівняно з Agile або ітеративними моделями.

V-модель проти Agile: вибір правильного підходу

У той час як V-модель наголошує на структурованих фазах зі суворою перевіркою та валідацією, Agile зосереджується на ітеративній розробці та адаптивності. V-модель ідеально підходить, коли вимоги стабільні, дотримання суворих вимог, а документація є критично важливою. Agile, з іншого боку, підходить для проектів з вимогами, що змінюються, частою співпрацею з клієнтами та потребами швидкого виконання. Agile заохочує постійну інтеграцію, зворотний зв'язок та ітеративне тестування, пропонуючи гнучкість, але іноді бракує передбачуваності V-моделі. Вибір між ними залежить від контексту проекту: високорегульовані, критично важливі для безпеки домени надають перевагу V-моделі, тоді як динамічні, керовані користувачем додатки виграють від адаптивності Agile. У багатьох випадках організації поєднують обидва підходи, щоб використовувати структуроване забезпечення якості з чутливістю Agile.

Коли використовувати V-модель у програмній інженерії?

V-модель найкраще підходить для:

• Проекти с стабільні вимоги.
• Малі та середні проекти з обмеженою складністю.
• Регульовані галузі (охорона здоров'я, авіація, банківська справа), що вимагають суворої документації.
• Критичні для безпеки системи де надійність понад усе.
• Проекти с чіткі віхи та сильну увагу до тестування.

Застосування V-моделі в сучасному забезпеченні якості

У сучасному світі забезпечення якості V-модель особливо корисна в поєднанні з:

• Реальне тестування пристрою для виявлення проблем з обладнанням та мережею.
• Регресійне тестування щоб оновлення не порушували існуючу функціональність.
• Тестування на відповідність у фінансах, охороні здоров'я та авіації.
• Автоматизація тестування для пришвидшення модульного та інтеграційного тестування.

Сучасні адаптації V-моделі наголошують на автоматизації та безперервному тестуванні, що відповідає практикам DevOps.

Приклади застосування V-моделі в реальному світі

V-модель часто застосовується в розробка програмного забезпечення для охорони здоров'яНаприклад, система електронних медичних записів (EHR) повинна відповідати суворим нормам, таким як HIPAA. Фази верифікації забезпечують точність збору вимог, тоді як фази валідації, такі як системні та приймальні випробування, підтверджують відповідність та надійність.

Перейдіть на вкладку аерокосмічна промисловістьСистеми керування польотом покладаються на V-модель через їх критично важливий для безпеки характер. Кожен етап проектування поєднується з ретельним тестуванням, включаючи системне тестування на основі моделювання та приймальні випробування користувачами, що гарантує надійність перед розгортанням.

In банківська справа та фінансиТакі програми, як системи онлайн-транзакцій, отримують вигоду від V-моделі. Чітка відстежуваність між вимогами та тестуванням знижує ризик помилок у чутливих фінансових процесах, де навіть незначні дефекти можуть призвести до значних збитків.

Нарешті, вбудовані системи в автомобільному програмному забезпеченні, такі як модулі керування подушками безпеки, часто використовують V-модель. Сувора перевірка та валідація гарантують, що система працює належним чином за будь-яких умов, мінімізуючи ризики в критично важливих для безпеки сценаріях.

Поширені запитання

Підсумки

V-модель посилює розробку програмного забезпечення, вбудовуючи тестування на кожному етапі життєвого циклу. Її зосередженість на ранньому виявленні дефектів, структурованій документації та суворій відстежуваності робить її ідеальною для проектів зі стабільними вимогами та високими вимогами до відповідності. Її систематичний підхід до перевірки та валідації, з тестуванням, що відбувається паралельно з кожною фазою розробки, забезпечує високоякісні результати, коли вимоги стабільні та добре зрозумілі. Хоча вона менш гнучка, ніж Agile-моделі, вона залишається надійним вибором для застосунків, критично важливих для якості.