Что такое каскадная модель
Каскадная модель
Каскадная модель (англ. waterfall model ) — модель процесса разработки программного обеспечения, в которой процесс разработки выглядит как поток, последовательно проходящий фазы анализа требований, проектирования, реализации, тестирования, интеграции и поддержки. В качестве источника названия часто указывают статью, опубликованную У. У. Ройсом (W. W. Royce) в 1970 году; забавно, что сам Ройс использовал итеративную модель разработки.
Содержание
Содержание модели
В 1970 году в своей статье Ройс описал в виде концепции то, что сейчас принято называть «каскадная модель», и обсуждал недостатки этой модели. Там же он показал как эта модель может быть доработана до итеративной модели.
В оригинальной каскадной модели Ройса, следующие фазы шли в таком порядке:
Следуя каскадной модели, разработчик переходит от одной стадии к другой строго последовательно. Сначала полностью завершается этап «определение требований», в результате чего получается список требований к ПО. После того как требования полностью определены, происходит переход к проектированию, в ходе которого создаются документы, подробно описывающие для программистов способ и план реализации указанных требований. После того как проектирование полностью выполнено, программистами выполняется реализация полученного проекта. На следующей стадии процесса происходит интеграция отдельных компонентов, разрабатываемых различными командами программистов. После того как реализация и интеграция завершены, производится тестирование и отладка продукта; на этой стадии устраняются все недочёты, появившиеся на предыдущих стадиях разработки. После этого программный продукт внедряется и обеспечивается его поддержка — внесение новой функциональности и устранение ошибок.
Тем самым, каскадная модель подразумевает, что переход от одной фазы разработки к другой происходит только после полного и успешного завершения предыдущей фазы, и что переходов назад либо вперёд или перекрытия фаз — не происходит.
Тем не менее, существуют модифицированные каскадные модели (включая модель самого Ройса), имеющие небольшие или даже значительные вариации описанного процесса.
Критика каскадной модели и гибридные методологические решения
Методику «Каскадная модель» довольно часто критикуют за недостаточную гибкость и объявление самоцелью формальное управление проектом в ущерб срокам, стоимости и качеству. [1] Тем не менее, при управлении большими проектами формализация часто являлась очень большой ценностью, так как могла кардинально снизить многие риски проекта и сделать его более прозрачным. Поэтому даже в PMBOK 3-ей версии формально была закреплена только методика «каскадной модели» и не были предложены альтернативные варианты, известные как итеративное ведение проектов.
Начиная с PMBOK 4-ой версии удалось достичь компромисса между методологами, приверженными формальному и поступательному управлению проектом, с методологами, делающими ставку на гибкие итеративные методы. [2] Таким образом, начиная с 2009 года, формально Институтом Проектного Менеджмента (PMI) предлагается как стандарт гибридный вариант методологии управления проектами, сочетающий в себе как плюсы от методики «Водопада», так и достижения итеративных методологов.
См. также
Примечания
Ссылки
Кент Бек • Гради Буч • Фред Брукс • Barry Boehm • Уорд Каннингем • Оле-Йохан Даль • Том Демарко • Эдсгер Вибе Дейкстра • Дональд Кнут • Мартин Фаулер • Чарльз Энтони Ричард Хоар • Watts Humphrey • Майкл Джексон • Ивар Якобсон • Craig Larman • James Martin • Мейер Бертран • Дэвид Парнас • Winston W. Royce • James Rumbaugh • Никлаус Вирт • Эдвард Йордан • Стив Макконнелл
Моделирование данных • Архитектура ПО • Функциональная спецификация • Язык моделирования • Парадигма • Методология • Процесс разработки • Качество • Обеспечение качества • Структурный анализ)
CMM • CMMI • Данных • Function model • IDEF • Информационная • Metamodeling • Object model • View model • UML
Полезное
Смотреть что такое «Каскадная модель» в других словарях:
Модель хаоса — В компьютерных вычислениях Модель хаоса это способ разработки программного обеспечения. Ее создатель Л.Б.С.Ракун отмечает, что такие модели управления проектами, как спиральная модель и каскадная модель, хотя и хороши в управлении расписаниями и… … Википедия
Модель данных — В классической теории баз данных, модель данных есть формальная теория представления и обработки данных в системе управления базами данных (СУБД), которая включает, по меньшей мере, три аспекта: 1) аспект структуры: методы описания типов и… … Википедия
Каскадная таблица стилей — Запрос «CSS» перенаправляется сюда. Но у этой аббревиатуры могут быть и другие значения см. CSS (значения). CSS (англ. Cascading Style Sheets каскадные таблицы стилей) технология описания внешнего вида документа, написанного языком разметки.… … Википедия
Спиральная модель — В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете … Википедия
Жизненный цикл информационной системы — это процесс ее построения и развития. Жизненный цикл информационной системы период времени, который начинается с момента принятия решения о необходимости создания информационной системы и заканчивается в момент ее полного изъятия из… … Википедия
Жизненный цикл информационных систем — Жизненный цикл информационной системы это процесс ее построения и развития. Жизненный цикл информационной системы период времени, который начинается с момента принятия решения о необходимости создания информационной системы и заканчивается в… … Википедия
Экономическая информационная система — (ЭИС) представляет собой совокупность организационных, технических, программных и информационных средств, объединённых в единую систему с целью сбора, хранения, обработки и выдачи необходимой информации, предназначенной для выполнения функций… … Википедия
ЭИС — Экономическая информационная система (ЭИС) представляет собой совокупность организационных, технических, программных и информационных средств, объединенных в единую систему с целью сбора, хранения, обработки и выдачи необходимой информации,… … Википедия
Процесс разработки программного обеспечения — Разработка программного обеспечения Процесс разработки ПО Шаги процесса Анализ • Проектирование • Программирование • … Википедия
Microsoft Solutions Framework — Разработка программного обеспечения Процесс разработки ПО Шаги процесса Анализ • Проектирование • Программирование • Докумен … Википедия
Ещё раз про семь основных методологий разработки
Разработка программного продукта знает много достойных методологий — иначе говоря, устоявшихся best practices. Выбор зависит от специфики проекта, системы бюджетирования, субъективных предпочтений и даже темперамента руководителя. В статье описаны методологии, с которыми мы регулярно сталкиваемся в Эдисоне.
1. «Waterfall Model» (каскадная модель или «водопад»)
Одна из самых старых, подразумевает последовательное прохождение стадий, каждая из которых должна завершиться полностью до начала следующей. В модели Waterfall легко управлять проектом. Благодаря её жесткости, разработка проходит быстро, стоимость и срок заранее определены. Но это палка о двух концах. Каскадная модель будет давать отличный результат только в проектах с четко и заранее определенными требованиями и способами их реализации. Нет возможности сделать шаг назад, тестирование начинается только после того, как разработка завершена или почти завершена. Продукты, разработанные по данной модели без обоснованного ее выбора, могут иметь недочеты (список требований нельзя скорректировать в любой момент), о которых становится известно лишь в конце из-за строгой последовательности действий. Стоимость внесения изменений высока, так как для ее инициализации приходится ждать завершения всего проекта. Тем не менее, фиксированная стоимость часто перевешивает минусы подхода. Исправление осознанных в процессе создания недостатков возможно, и, по нашему опыту, требует от одного до трех дополнительных соглашений к контракту с небольшим ТЗ.
С помощью каскадной модели мы создали множество проектов «с нуля», включая разработку только ТЗ. Проекты, о которых написано на Хабре: средний — рентгеновский микротомограф, мелкий — автообновление службы Windows на AWS.
Когда использовать каскадную методологию?
2. «V-Model»
Унаследовала структуру «шаг за шагом» от каскадной модели. V-образная модель применима к системам, которым особенно важно бесперебойное функционирование. Например, прикладные программы в клиниках для наблюдения за пациентами, интегрированное ПО для механизмов управления аварийными подушками безопасности в транспортных средствах и так далее. Особенностью модели можно считать то, что она направлена на тщательную проверку и тестирование продукта, находящегося уже на первоначальных стадиях проектирования. Стадия тестирования проводится одновременно с соответствующей стадией разработки, например, во время кодирования пишутся модульные тесты.
Пример нашей работы на основе V-методологии — мобильное приложение для европейского сотового оператора, который экономит расходы на роуминг во время путешествий. Проект выполняется по четкому ТЗ, но в него включен значительный этап тестирования: удобства интерфейса, функционального, нагрузочного и в том числе интеграционного, которое должно подтверждать, что несколько компонентов от различных производителей вместе работают стабильно, невозможна кража денег и кредитов.
Когда использовать V-модель?
3. «Incremental Model» (инкрементная модель)
В инкрементной модели полные требования к системе делятся на различные сборки. Терминология часто используется для описания поэтапной сборки ПО. Имеют место несколько циклов разработки, и вместе они составляют жизненный цикл «мульти-водопад». Цикл разделен на более мелкие легко создаваемые модули. Каждый модуль проходит через фазы определения требований, проектирования, кодирования, внедрения и тестирования. Процедура разработки по инкрементной модели предполагает выпуск на первом большом этапе продукта в базовой функциональности, а затем уже последовательное добавление новых функций, так называемых «инкрементов». Процесс продолжается до тех пор, пока не будет создана полная система.
Инкрементные модели используются там, где отдельные запросы на изменение ясны, могут быть легко формализованы и реализованы. В наших проектах мы применяли ее для создания читалки DefView, а следом и сети электронных библиотек Vivaldi.
Как пример опишем cуть одного инкремента. Сеть электронных библиотек Vivaldi пришла на смену DefView. DefView подключалась к одному серверу документов, а теперь может подключаться ко многим. На площадку учреждения, желающего транслировать свой контент определенной аудитории, устанавливается сервер хранения, который напрямую обращается к документам и преобразует их в нужный формат. Появился корневой элемент архитектуры — центральный сервер Vivaldi, выступающий в роли единой поисковой системы по всем серверам хранения, установленным в различных учреждениях.
Когда использовать инкрементную модель?
4. «RAD Model» (rapid application development model или быстрая разработка приложений)
RAD-модель — разновидность инкрементной модели. В RAD-модели компоненты или функции разрабатываются несколькими высококвалифицированными командами параллельно, будто несколько мини-проектов. Временные рамки одного цикла жестко ограничены. Созданные модули затем интегрируются в один рабочий прототип. Синергия позволяет очень быстро предоставить клиенту для обозрения что-то рабочее с целью получения обратной связи и внесения изменений.
Модель быстрой разработки приложений включает следующие фазы:
Может использоваться только при наличии высококвалифицированных и узкоспециализированных архитекторов. Бюджет проекта большой, чтобы оплатить этих специалистов вместе со стоимостью готовых инструментов автоматизированной сборки. RAD-модель может быть выбрана при уверенном знании целевого бизнеса и необходимости срочного производства системы в течение 2-3 месяцев.
5. «Agile Model» (гибкая методология разработки)
В «гибкой» методологии разработки после каждой итерации заказчик может наблюдать результат и понимать, удовлетворяет он его или нет. Это одно из преимуществ гибкой модели. К ее недостаткам относят то, что из-за отсутствия конкретных формулировок результатов сложно оценить трудозатраты и стоимость, требуемые на разработку. Экстремальное программирование (XP) является одним из наиболее известных применений гибкой модели на практике.
В основе такого типа — непродолжительные ежедневные встречи — «Scrum» и регулярно повторяющиеся собрания (раз в неделю, раз в две недели или раз в месяц), которые называются «Sprint». На ежедневных совещаниях участники команды обсуждают:
Когда использовать Agile?
6. «Iterative Model» (итеративная или итерационная модель)
Итерационная модель жизненного цикла не требует для начала полной спецификации требований. Вместо этого, создание начинается с реализации части функционала, становящейся базой для определения дальнейших требований. Этот процесс повторяется. Версия может быть неидеальна, главное, чтобы она работала. Понимая конечную цель, мы стремимся к ней так, чтобы каждый шаг был результативен, а каждая версия — работоспособна.
На диаграмме показана итерационная «разработка» Мона Лизы. Как видно, в первой итерации есть лишь набросок Джоконды, во второй — появляются цвета, а третья итерация добавляет деталей, насыщенности и завершает процесс. В инкрементной же модели функционал продукта наращивается по кусочкам, продукт составляется из частей. В отличие от итерационной модели, каждый кусочек представляет собой целостный элемент.
Примером итерационной разработки может служить распознавание голоса. Первые исследования и подготовка научного аппарата начались давно, в начале — в мыслях, затем — на бумаге. С каждой новой итерацией качество распознавания улучшалось. Тем не менее, идеальное распознавание еще не достигнуто, следовательно, задача еще не решена полностью.
Когда оптимально использовать итеративную модель?
7. «Spiral Model» (спиральная модель)
«Спиральная модель» похожа на инкрементную, но с акцентом на анализ рисков. Она хорошо работает для решения критически важных бизнес-задач, когда неудача несовместима с деятельностью компании, в условиях выпуска новых продуктовых линеек, при необходимости научных исследований и практической апробации.
Спиральная модель предполагает 4 этапа для каждого витка:
Подытожим
На слайде продемонстрированы различия двух наиболее распространенных методологий.
В современной практике модели разработки программного обеспечения многовариантны. Нет единственно верной для всех проектов, стартовых условий и моделей оплаты. Даже столь любимая всеми нами Agile не может применяться повсеместно из-за неготовности некоторых заказчиков или невозможности гибкого финансирования. Методологии частично пересекаются в средствах и отчасти похожи друг на друга. Некоторые другие концепции использовались лишь для пропаганды собственных компиляторов и не привносили в практику ничего нового.
Методологии разработки: Waterfall
Общая концепция подхода была представлена доктором Уинстоном Ройсом ещё в 1970 году. В его основе лежит логическая последовательность шагов, которые должна быть предприняты на протяжении жизненного цикла разработки ПО. Каждый этап согласовывает компетентными сотрудниками, документируется и передаётся дальше.
Хотя популярность модели Водопада за последние годы ослабела, природа последовательного процесса, используемого в методе водопада, интуитивно ближе разработчикам, и потому доминирует в IT.
Как падает вода
Модель, предложенная Ройсом, предельно проста и понятна. Она состоит из 7 блоков, каждый из которых охватывает свою область ответственности.
Не везде и не на каждом предприятии данная модель актуальна. Задолго до того, как ПО начало разрабатываться в каждом офисном здании, разработкой программного обеспечения занимались крупные предприятия, где в первую очередь были важны сроки и точность соблюдения ТЗ, а уже во вторую – правильность и полнота принятых решений на каждом из этапов.
Именно поэтому часто ошибочно за каскадную модель принимается процесс разработки, в котором взаимодействие между этапами в обратном порядке исключено без директивных причин. Да и сами этапы часто дробятся в угоду многочисленным контролирующим органам, или объединяются из-за смежных профессий разработчиков.
Мы также сократим указанную модель до 6 блоков, объединив операции «Инсталляция» и «Поддержка» в одну – «Развертывание». Теперь взглянем на исполняемые функции:
Требования. Проще говоря, на этом этапе создаётся вся входная документация, согласно которой будет вестись разработка. В первую очередь, анализируются требования и пожелания заказчика, затем это проецируется на возможности компании и состояние рынка. В результате получается некий документ, где описывается, что должно делать ПО, но не как и с помощью каких инструментов.
Проектирование. На этом этапе согласовывается логика работы ПО. Здесь всё ещё не принимаются конкретные решения по реализации, но уже описывается функционирование всех разделов приложения. На выходе разработчики уже представляют, сколько по времени и кадровому составу может занять проект.
Конструирование. Здесь уже речь идёт о конкретных инструментах для реализации идей: согласовываются требования к дизайну, языки программирования, уровни данных, сервисы и т. д. Описанный в предыдущем разделе скелет логики обрастает «мясом», впервые формируется внешний облик готового продукта.
Воплощение. Исполнительский этап, на который, как правило, приходится большая часть разработки. Если классическая модель допускает свободное взаимодействие с предыдущими этапами, то на практике допускается лишь внесение незначительных правок в «Конструирование».
Тестирование. На этом этапе QA, бета- и все другие тестеры обнаруживают и сообщают о проблемах в приложении. Данный этап чаще всего вызывает необходимый повтор предыдущей фазы кодирования, чтобы устранить критические неполадки. Если результатом тестирования становятся частые доработки кода, это вызывает возврат к этапу конструирования.
Развертывание. Когда приложение создано, его можно предъявлять заказчику и выпускать на волю. Так как данный этап включает ещё и поддержку, поэтому взаимодействие с предыдущими фазами неизбежно.
Преимущества каскадной модели
В последние годы модель водопада уступает свои лидирующие позиции более гибким методологиям. Это связано с общей динамикой в IT, когда за разработку ПО отвечают команды из 5-9 человек, а дедлайн может быть легко сдвинут из-за наращивания функциональности.
Тем не менее, каскадная модель всё ещё актуальна для крупных проектов и организаций. И вот почему:
Недостатки каскадной модели
В 1970-х годах идеи Ройса были актуальны. Но спустя почти 50 лет метод каскадной разработки всё меньше подходит для IT. Вот почему:
Получается, что каскадная методология – прекрасное решение точки зрения сроков и отчётности, но очень слабое в плане качества. Поэтому сегодня её рекомендуется использовать только в трёх случаях:
Несмотря на то, что эти 3 пункта всё реже встречаются в реальной практике, каскадная модель ещё долго будет популярна и востребована из-за чёткой организации. А значит любой профессиональный разработчик должен понимать её основные принципы и быть готовым существовать в рамках этой схемы.
Мы продолжаем знакомиться с различными методологиями разработки ПО. Сегодня речь пойдёт о самой популярной из них – Waterfall, или каскадной методологии.
Общая концепция подхода была представлена доктором Уинстоном Ройсом ещё в 1970 году. В его основе лежит логическая последовательность шагов, которые должна быть предприняты на протяжении жизненного цикла разработки ПО. Каждый этап согласовывает компетентными сотрудниками, документируется и передаётся дальше.
Хотя популярность модели Водопада за последние годы ослабела, природа последовательного процесса, используемого в методе водопада, интуитивно ближе разработчикам, и потому доминирует в IT.
Как падает вода
Модель, предложенная Ройсом, предельно проста и понятна. Она состоит из 7 блоков, каждый из которых охватывает свою область ответственности.
Не везде и не на каждом предприятии данная модель актуальна. Задолго до того, как ПО начало разрабатываться в каждом офисном здании, разработкой программного обеспечения занимались крупные предприятия, где в первую очередь были важны сроки и точность соблюдения ТЗ, а уже во вторую – правильность и полнота принятых решений на каждом из этапов.
Именно поэтому часто ошибочно за каскадную модель принимается процесс разработки, в котором взаимодействие между этапами в обратном порядке исключено без директивных причин. Да и сами этапы часто дробятся в угоду многочисленным контролирующим органам, или объединяются из-за смежных профессий разработчиков.
Мы также сократим указанную модель до 6 блоков, объединив операции «Инсталляция» и «Поддержка» в одну – «Развертывание». Теперь взглянем на исполняемые функции:
Требования. Проще говоря, на этом этапе создаётся вся входная документация, согласно которой будет вестись разработка. В первую очередь, анализируются требования и пожелания заказчика, затем это проецируется на возможности компании и состояние рынка. В результате получается некий документ, где описывается, что должно делать ПО, но не как и с помощью каких инструментов.
Проектирование. На этом этапе согласовывается логика работы ПО. Здесь всё ещё не принимаются конкретные решения по реализации, но уже описывается функционирование всех разделов приложения. На выходе разработчики уже представляют, сколько по времени и кадровому составу может занять проект.
Конструирование. Здесь уже речь идёт о конкретных инструментах для реализации идей: согласовываются требования к дизайну, языки программирования, уровни данных, сервисы и т. д. Описанный в предыдущем разделе скелет логики обрастает «мясом», впервые формируется внешний облик готового продукта.
Воплощение. Исполнительский этап, на который, как правило, приходится большая часть разработки. Если классическая модель допускает свободное взаимодействие с предыдущими этапами, то на практике допускается лишь внесение незначительных правок в «Конструирование».
Тестирование. На этом этапе QA, бета- и все другие тестеры обнаруживают и сообщают о проблемах в приложении. Данный этап чаще всего вызывает необходимый повтор предыдущей фазы кодирования, чтобы устранить критические неполадки. Если результатом тестирования становятся частые доработки кода, это вызывает возврат к этапу конструирования.
Развертывание. Когда приложение создано, его можно предъявлять заказчику и выпускать на волю. Так как данный этап включает ещё и поддержку, поэтому взаимодействие с предыдущими фазами неизбежно.
Преимущества каскадной модели
В последние годы модель водопада уступает свои лидирующие позиции более гибким методологиям. Это связано с общей динамикой в IT, когда за разработку ПО отвечают команды из 5-9 человек, а дедлайн может быть легко сдвинут из-за наращивания функциональности.
Тем не менее, каскадная модель всё ещё актуальна для крупных проектов и организаций. И вот почему:
Недостатки каскадной модели
В 1970-х годах идеи Ройса были актуальны. Но спустя почти 50 лет метод каскадной разработки всё меньше подходит для IT. Вот почему:
Получается, что каскадная методология – прекрасное решение точки зрения сроков и отчётности, но очень слабое в плане качества. Поэтому сегодня её рекомендуется использовать только в трёх случаях:
Несмотря на то, что эти 3 пункта всё реже встречаются в реальной практике, каскадная модель ещё долго будет популярна и востребована из-за чёткой организации. А значит любой профессиональный разработчик должен понимать её основные принципы и быть готовым существовать в рамках этой схемы.