Жизненный цикл приложения и стадии разработки программ

Разработка программного обеспечения – процедура, требующая немалых знаний и определенных затрат. От выбранной модели поведения будет зависеть итоговый результат имеющегося проекта.

Методологии и методы создания ПО, а также особенности жизненного цикла бывает весьма проблематично отличить друг от друга. Выбрать ту или иную модель разработки – и подавно. Далее постараемся изучить все виды жизненного цикла того или иного ПО. Информация пригодится как разработчикам, так и потенциальным заказчикам разнообразных цифровых проектов.

Понятие разработки

Разработка – это процесс, позволяющий преобразовывать желания и идеи пользователей, их потребности в некий полноценный программный продукт. Является составным компонентом программной инженерии.

Если говорить проще – это процесс, во время реализации которого ведется разработка технического задания (ТЗ). После этого программисты со своей командой формируют полноценный проект и проверяют его (тестируют). В конце получается работоспособное приложение. Оно готово дальнейшей эксплуатации.

Жизненный цикл – это…

Жизненный цикл ПО – этапы, через которые проходит любое приложение, начиная от зарождения первоначальной идеи до непосредственного релиза. Так называют разработку и развитие программных продуктов.

Моделей жизненного цикла очень много. Если ошибиться с его выбором, можно или так и не выпустить итоговое приложение, или столкнуться с его провалом, а также серьезными затратами на реализацию.

Основной состав

Жизненный цикл (ЖЦ) обычно включает в себя:

• подготовку;
• проектирование;
• поддержку;
• написание (непосредственное создание).

Каждый этап ЖЦ может иметь различные названия, делиться на более мелкие составляющие. Обычно он предусматривает:

1. Приобретение. Так характеризуются действия заказчика, позволяющие сформировать требования и ограничения к желаемой программе. Пример – заключение договора на разработку ПОЮ анализ и аудит выполненных задач. Результатом станет получение готового продукта.
2. Поставку. Представлена мероприятиями, организованными специалистами. Работники анализируют выдвинутые клиентские требования, создают приложение, подводят итоги. После этого осуществляется решение вопросов, связанных с непосредственным программированием. Завершается проверкой (так называют тестирование) и поставкой программы.
3. Разработку. Это – комплекс мероприятий, характеризующийся написанием программного кода и формированием дизайна.
4. Эксплуатацию. Здесь начинается использование готового приложения.
5. Сопровождение. Поддержка пользователей по мере необходимости. Разработчики будут заниматься исправлением ошибок и возникающих неполадок.

Это – основные этапы жизненного цикла любого ПО. Сопровождение и эксплуатация – стадии, которые реализовываются одновременно.

Модель разработки – описание стадий жизненного цикла программного обеспечения. Она отражает то, что происходит на каждом этапе создания итогового продукта.

Методология – набор методов по управлению процессами разработки ПО. Правила, принципы и разнообразные техники, помогающие достигнуть максимальной эффективности/результативности.

Ключевые модели

Существуют различные виды ЖЦ. Они меняются в зависимости от конкретного приложения. Если уточнить особенности каждого варианта, получится выбрать оптимальное решение для создания ПО.

Основные модели жизненного цикла программного обеспечения:

• модель кодирования и устранения ошибок;
• водопадная модель;
• разработка через тестирование;
• инкрементная модель;
• итерационная модель;
• спиральная модель;
• модель «хаоса»;
• разработка через прототипирование.

Далее каждый вариант будет рассмотрен детально. А еще – сравнение для тех или иных целей разработки.

«Водопад»

Модель водопада (или каскадная модель) ЖЦ – это концепция, при которой жизненный цикл выглядит как поток, последовательно проходящий фазы анализа требований, проектирования, реализации, тестирования, интеграции и поддержки. Все здесь осуществляется «шаг за шагом». Следующий этап начнет после того, как завершится предыдущий.

Данная модель предусматривает независимость шагов. На каждом этапе выполняются дополнительные вспомогательные и организационные процессы и работы:

• управление проектом;
• оценка и манипуляция качеством;
• верификация;
• аттестация;
• менеджмент конфигурации;
• разработка документации.

По завершению этапов формируются так называемые промежуточные продукты. Они не подлежат изменению на последующих стадия жизненного цикла программного обеспечения.

Главные фазы этой системы обычно следующие:

• анализ требований;
• проектирование;
• кодирование (программирование);
• тестирование и отладка;
• эксплуатация и сопровождение.

Грамотная организация каскадной системы сделает разработку быстрой, эффективной и понятной. Она существует с 1970-х годов.

Плюсы и минусы

Изучая модели жизненного цикла ПО, нужно учитывать преимущества и недостатки каждого варианта. Они позволят выбрать оптимальное решение для проектов в тех или иных случаях.

К преимуществам каскадной модели относят:

1. Стабильность требований. Они будут едиными на протяжении всего жизненного цикла разработки.
2. Каждая стадия приводит к формированию законченного набора проектной документации. Она будет полной и согласованной.
3. Все фазы модели определены и понятны. Они с легкостью применяются на практике.
4. В процессе работы с этой моделью можно предсказать, когда начнется релиз и эксплуатация программы. 

Перед тем как начнется разработка по каскадной модели, удается рассчитать стоимость работ. Она не будет меняться на протяжении всей реализации процесса.

Недостатки здесь тоже есть:

1. Динамические изменения невозможны. А еще здесь трудно сформулировать четкие требования.
2. Низкая гибкость в управлении проектом.
3. Линейная структура процесса разработки при обнаружении ошибок приводит к увеличению затрат и нарушению установленных изначально сроков реализации продукта.
4. Промежуточные приложения нельзя использовать. Они не будут работать.
5. Отсутствие гибкости моделирования уникальных систем.
6. Проблемы, связанные со сборкой, обнаруживаются на завершающих этапах разработки.
7. Отсутствие гарантий качестве главного (итогового) продукта до того момента, как завершится «жизнь» проекта. Пока он не будет «собран», неизвестно, что получится в итоге.
8. Каждая фаза – это предпосылка для выполнения последующих операций. Это повышает риски для систем без аналогов. Связан соответствующий момент с отсутствием гибкого моделирования.

Каскадные модели жизненного цикла имеющегося ПО неплохо подходят для небольших проектов. В больших приложениях их реализовать можно, но сделать это весьма проблематично.

Область применения

Данный вариант сильно ограничен в области применения. Связано это с ее непосредственными недостатками. Эффективное применение cascade model обосновано, если:

1. Речь идет о программах с четко сформированным технических заданием. Все его методики обладают понятной реализацией.
2. Подразумевается разработка ПО, ориентированного на построение приложения, которое схоже с уже реализованным. Пример – новый музыкальный проигрыватель.
3. Необходимо выпустить новую версию продукта или перенести его на другую платформу.

А еще соответствующий вариант подойдет для небольших программ. Обычно они быстро пишутся, а в разработке ПС участвует или небольшая команда, или вовсе один человек.

Инкрементный вариант

Рассматривая модели жизненного цикла разработки ПО, нужно обратить внимание на инкрементный подход. Это понятие включает в себя поэтапное создание ПС с промежуточным контролем.

Ведется она итерациями с циклами обратной связи между этапами. Промежуточные корректировки позволяют учесть реально существующие факторы и взаимовлияние результатов разработки на тех или иных этапах ЖЦ, время жизни каждого шага растягивает на весь период создания программы.

Здесь происходит следующее:

1. Начинается работа над проектом. Определяются ключевые системные требования. Они делятся на более и менее важные.
2. Ведется проектирование системы по принципу приращений. Делается это так, чтобы полученные результаты можно было задействовать в будущем при написании приложения. Каждый инкремент – это определенная функциональность. Выпуск начинается с наиболее значимого элемента.
3. Когда основная часть проекта готова, проводится ее детализация. В это время можно уточнить требования для других фрагментов программы, которые в текущей связи требований заморожены. При необходимости к ним разрешено вернуться позже.
4. Если часть программы готова, ее можно использовать в работе. Это помогает уточнять требования для оставшихся элементов.
5. Ведется «программирование» остальных компонентов проекта.
6. Приложение совершенствуется до того момента, пока ТЗ не будет реализовано во всей своей полноте.

Если провести сравнение с «каскадом», то инкрементный подход используется в сложных и комплексных системах. Это – «программирование версиями».

Особенности

К сильным сторонам incremental process относят:

• минимизирование затрат на итоговый релиз и исправление ошибок;
• получить отзывы от клиентов намного проще – тут хорошо налажена обратная связь;
• клиент сможет быстро получить основной проект, готовый к эксплуатации.

Недостатки:

• по мере внедрения новых элементов в итоговое приложение наблюдается тенденция ухудшению его итоговой работы;
• нужно постоянно измерять прогресс операций;
• если структура ПС не продумана, то исправления в будущем обойдутся дорого.

Также здесь отсутствует возможность оперативного реагирования на изменения и уточнения требований к итоговому ПО.

Спиральный тип

Типы вариантов программирования приложений разнообразны. Среди них есть так называемая спиральная концепция. Это понятие включает в себя ситуацию, при которой на каждом витке выполняется создание новой версии приложения. Далее происходит уточнение требований, определение качества ПС и ведется планирование следующего этапа. Первым шагам (анализу и проектированию) уделяется больше всего времени.

Этот вариант сочетает в себе проектирование и постадийное прототипирование. Особое внимание здесь уделяется оценке возможных рисков. Написание проекта осуществляется итерационно. Каждый этап опирается на предыдущий. Очередной шаг начинается тогда, когда решение относительно дальнейшей судьбы первоначальной идеи уже принято.

Сильные и слабые стороны

Spiral processes имеет такие преимущества:

1. Дает возможность быстрее показать работоспособный продукт.
2. Предусматривает изменение требований при написании ПО.
3. Здесь предусматривается гибкое проектирование. Итерации тоже не запрещены.
4. Итоговый продукт получается более стабильным и надежным. Слабые места команда программистов должна определить на каждой конкретной итерации.
5. Пользователи могут провести сравнение версий и поучаствовать в непосредственной доработке проекта. Обратная связь с целевой аудиторией налажена по максимуму.

Недостатки:

1. Реализация проекта может обойтись дорого. Особенно если он имеет низкую степень риска или небольшие размеры.
2. Жизненный цикл программного обеспечения имеет усложненную структуру. Это приводит к затруднению ее применения заказчиками и менеджерами.
3. Спираль может длиться бесконечно долго.
4. Промежуточные циклы в больших количествах приводят к созданию дополнительной документации.
5. Проблематично определить цели и стадии, указывающие на готовность продукта.

Такой вариант обычно применяется в инновационных технологиях, а также при выпуске новых серий систем и долгосрочных проектов.

Итеративный вариант

Виды (концепции) разработки могут быть итеративными. Этот вариант наиболее прост для заказчика, и сложен для программистов. Тут этапы жизненного цикла желаемого программного обеспечения не определены «от начала до конца». Клиент знает, что он хочет получить в конечном итоге. А вот как – дело разработчиков. Известна первоначальная идея, реализация не имеет детализации. Пример: клиент хочет выпустить собственную социальную сеть, но что там конкретно будет, как она будет выглядеть – нет.

Преимуществом становится быстрый старт с минимальным функционалом. Этот момент позволяет оперативно получать обратную связь от пользователей. А еще продукт постоянно тестируется.

Фиксированного бюджета у такого проекта не будет, как и определенного бюджета. Концепция подойдет для масштабных приложений инновационного характера. А еще могут возникнуть проблемы с этапами жизненного цикла ПО, если не получается найти общий язык с заказчиком.

Хотите освоить современную IT-специальность? Огромный выбор курсов по востребованным IT-направлениям есть в Otus!