軟體開發過程有哪些階段?

已發表: 2024-03-13

可以毫不誇張地說,世界靠軟體運作。 從健康到教育再到金融,我們生活的各個方面都有一個應用程式。

創建為數位世界提供動力的高品質軟體產品是一項艱鉅的任務。 儘管技術不斷發展,但軟體開發的原則保持不變。 無論您製作什麼應用程序,軟體開發生命週期通常都會經歷相同的六個步驟。

這篇文章將討論這些軟體開發過程階段中發生的事情。 我們也將探討共同的挑戰並發現新興趨勢。 因此,無論您是正在學習如何啟動軟體專案還是經驗豐富的開發人員,這裡都有適合您的東西。

軟體開發有哪些階段?

軟體開發過程也稱為軟體開發生命週期(SDLC)。 它是透過將開發劃分為更小的、連續的步驟來創建和交付功能軟體的結構化過程。

目標是透過定義每個階段的目標、活動和可交付成果來最大限度地降低風險並滿足客戶的期望。 此過程的好處包括:

  • 提高可見度和問責制
  • 提高生產力和效率
  • 有效的時間表和成本估算
  • 提高產品品質。

SDLC 框架可讓您採取所有必要的步驟來滿足產品的要求。 明確的目標和進度追蹤確保專案團隊成員知道他們必須實現的可交付成果。

無論您是開發系統、程式設計還是應用程式軟體,結構化方法都有助於最大限度地減少 Web 和行動應用程式開發錯誤。

那麼,軟體開發又分為哪幾個階段呢?

  • 需求分析
  • 設計
  • 發展
  • 測試
  • 部署
  • 維護。

讓我們詳細討論每一個。

需求分析

軟體開發的第一階段是需求收集和分析。 它是 SDLC 的關鍵階段,因為它決定您的開發專案是失敗還是成功。

此階段的活動包括收集業務、系統和使用者需求。 這些概述了軟體的功能和外觀。

專案經理將建立軟體需求規格 (SRS) 文件作為單一事實來源,以防止範圍蔓延、專案延誤和代價高昂的返工。

系統需求規格目錄範例
圖片來源:Medium

此健身應用程式的目錄突出顯示了 SRS 文件的關鍵組成部分。

  • 簡介-定義目的、目標受眾和預期用途
  • 一般描述-涵蓋產品的工作原理和使用者的需求
  • 需求——它解釋了系統、非功能和功能需求

分析需求可確保所有利害關係人達成共識,並為軟體開發人員提供創建和交付有效解決方案的背景資訊。

設計

設計階段建立在前一階段的基礎上。 它需要軟體需求並設計實現這些需求的過程。

在這裡,軟體團隊做出技術決策來幫助他們創建指定的軟體產品。 這些決策包括選擇軟體架構、資料結構、程式語言、系統設計等。

例如,影響架構選擇的因素包括應用程式複雜性、現有技術堆疊和成本。 不同類型的應用程式在特定的軟體架構上表現出色。 例如,訂餐應用程式在客戶端伺服器架構上運作良好,而像 Netflix 這樣的複雜串流網站則需要微服務架構。

設計階段是開發階段的前身,通常包括原型。 原型讓利害關係人在投入開發之前可視化產品、驗證專案並發現設計錯誤。

原型分為三類:低保真度、中保真度、高保真度。 下圖說明了它們之間的差異。

低、中、高保真度原型的圖形範例
圖片來源:Medium

低保真原型在紙上說明了使用者流程和功能。 中保真原型對網頁或自訂應用程式開發的核心思想進行建模。 它們看起來像最終產品,但功能有限。 高保真原型看起來很真實,並且表現得像最終產品。

開發/實施

開發階段是軟體專案開發過程中的關鍵階段。 它涉及根據需求和設計規格進行軟體的實際編碼和實現。 一旦利害關係人批准了原型,開發人員就開始對軟體設計進行編碼。

這項工作分為多個小單元,前端開發人員創建圖形使用者介面 (GUI),後端工程師建立資料庫、伺服器端邏輯、API,中間件工程師將兩者連接起來。

開發出各個模組或組件後,將它們整合起來形成完整的軟體系統。 開發人員在開發階段進行單元測試,以驗證各個程式碼單元或模組的功能,並在開發過程的早期捕獲並修復錯誤。

敏捷方法論強調迭代開發,其中軟體以小增量或迭代的方式開發。 開發階段是軟體開發生命週期中最長的階段。 因此,您需要專案管理工具來追蹤進度並確保團隊遵守專案時間表。 稍後會詳細介紹這一點。

測試

測試階段確保打包的程式碼(前端和後端)發揮應有的作用並滿足品質標準。 它可以是手動或自動過程。

軟體測試並不是一刀切的。 不同的測試評估不同的功能。

  • 單元測試檢查程式碼的各個元素。
  • 功能測試驗證軟體應用程式是否符合專案要求。
  • 效能測試衡量應用程式在各種工作負載下的速度、可靠性和響應能力。
  • 整合測試評估不同應用程式元件協同工作的效果。
  • 可用性測試評估整體使用者體驗。
  • 端到端測試評估使用者工作流程。
  • 安全測試可識別漏洞。
  • 驗收測試驗證軟體是否滿足業務需求。

當測試團隊發現軟體中的缺陷時,他們會將資訊轉發給編碼人員,由編碼人員修復或取代程式碼。 該過程再次開始以驗證程式碼中的變更。

不過,這不僅僅是測試團隊。 其他利害關係人可能會參與驗收測試過程,包括最終用戶和客戶代表。

測試階段的持續時間主要取決於軟體的複雜性和測試活動的範圍。 此外,所選的方法,無論是本機應用程式開發還是跨平台應用程式開發,都可能引入某些可能影響整體測試持續時間的測試要求。

部署

一旦您完成並獲得品質保證,就可以部署產品了。 部署階段涉及分發軟體並向客戶提供軟體。

您可以分階段執行此操作。

  • Alpha – 提供內部員工軟體
  • Beta – 使軟體可供目標客群使用
  • 普遍可用性-使軟體對外開放

測試環境與實際環境不同。 因此,錯開軟體發布的目的是驗證產品與市場的契合度,修復生產中出現的任何錯誤,並結合使用者回饋來改進產品。

也就是說,您應該知道分階段部署有一些您需要準備的缺點。 例如,它可以延長開發過程。 它還可能導致用戶沮喪,因為某些功能可能由於暫存過程而暫時無法使用。

維護

產品上線後,SDLC 並不會結束。 您的應用程式仍需要更新以確保營運效率。 此階段涉及旨在確保軟體繼續正確運作、滿足使用者需求、適應不斷變化的要求並在其預期生命週期內保持可行的活動。

維護階段對於透過解決問題、實施改進以及為使用者提供持續支援來確保軟體產品的長期成功和永續性至關重要。 有效的維護實踐有助於最大限度地提高軟體在其整個生命週期中提供的價值。

敏捷方法論在軟體開發過程中的作用

敏捷方法是一種迭代和增量的軟體開發方法。 它優先考慮靈活性和適應性以及持續改進,這使得能夠在專案進行過程中適應不斷變化的需求。 敏捷專注於軟體開發的協作方式,保持以客戶為中心的方法。 此方法的迭代性質使得能夠迅速回應變化,從而有效地提供滿足客戶需求的高品質軟體解決方案。

敏捷專案不僅是嚴格定義的階段,還要遵循一系列迭代週期和衝刺。 根據最常用的敏捷框架 Scrum,每個衝刺分為不同的階段。 這些階段在整個專案中反覆重複,重點是在適應變化的同時交付價值。

敏捷週期更短,發布更快、更頻繁,而不是像瀑布專案那樣跨越數月的漫長而複雜的專案。 它為開發人員提供了更大的靈活性,可以快速有效地交付關鍵更新。

有趣的是,59% 採用敏捷方法的軟體公司表示,協作和與業務需求的一致性都得到了改善。

採用敏捷實踐的好處列表
圖片來源:digital.ai

其他好處包括提高軟體品質 (25%)、更好地滿足業務需求 (57%) 以及提高整個 SDLC 的可見度 (22%)。

敏捷方法在提供靈活且適應性強的框架以高效地為客戶提供價值方面發揮著重要作用。 透過將變革視為開發過程的自然組成部分,敏捷可以幫助團隊保持回應和適應性。 此方法透過在每個衝刺中逐步交付價值來優先考慮客戶滿意度。 敏捷提高透明度,使專案資訊、進度和決策對所有利害關係人可見。 以敏捷的方式工作也是降低風險的好方法,因為將工作劃分為可管理的階段可以主動及時解決問題。

除了敏捷之外,還可以透過以下方法來利用軟體開發方法:

  • 瀑布模型- SDLC 是線性的,每個階段都依賴前一個階段。
  • V 形模型– SDLC 與瀑布法類似,不同之處在於您在每個階段都進行測試。
  • 迭代方法– SDLC 是循環的,根據添加的要求推出新版本的軟體,直到產品準備好投入市場。
  • 螺旋模型-結合了瀑布模型和迭代模型。
  • 大爆炸模型—按需實施。 這往往是一種有風險且低效率的模式。

與其他框架相比,敏捷模型可以幫助開發團隊識別並解決出現的問題。 例如,您可以更快地新增法律強制的安全功能,因為您不必等待下一個開發週期。

客戶也不必等待很長時間即可獲得所需的更新。 這使得敏捷方法非常適合需求不斷變化或靈活的專案。

專案管理工具

無論您是外包行動和網路應用程式開發服務還是擁有內部團隊,您都需要合適的工具。 以下是一些專案管理應用程序,可協助管理團隊完成軟體開發過程各個階段的工作。

1.吉拉

Jira 專為敏捷軟體開發而設計。 它是高度可自訂的,以適應各種項目規格。 它提供 Scrum 和看板敏捷框架來幫助開發人員視覺化工作流程。

JIRA board 的可視化
圖片來源:Atlassian

看板可提高透明度、優化工作流程並允許專案經理輕鬆發現瓶頸。

其他功能包括衝刺規劃工具、待辦事項優先順序、問題追蹤和即時協作。 Jira 與 GitHub、GitLab 和 Azure DevOps 整合。

有四個價格點:免費、標準、高級和企業。 定價結構模型是基於使用者數量。 因此,您擁有的用戶越多,成本就越高。 您還需要為高級功能支付更多費用。

2. 雷克

Wrike 比 Jira 更通用,支援敏捷、瀑布和混合方法。 您可以在看板、日曆和圖表上視覺化專案進度。

Wrike board 的可視化
圖片來源:Wrike

甘特圖讓您可以在互動式時間線上視覺化里程碑。 您可以批次建立依賴關係並調整截止日期。

其他功能包括任務管理、資源管理、文件共用和版本控制。 Wrike 與 Jira 和 GitHub 整合。

有五種價格計劃:免費、團隊、商業、企業和巔峰。 價格以每位使用者計算(企業和尖峰計畫除外)。

3. 星期一

Monday Dev是專為開發人員提供的工作管理平台。 與 Jira 一樣,它專為敏捷開發而設計,使您能夠管理從策略到發布的成功企業軟體開發。

它在一處提供路線圖規劃、衝刺管理、錯誤追蹤和發布規劃。

週一板的可視化
圖片來源:週一

任務板簡化了工作流程,使您能夠規劃衝刺、分配任務並追蹤待辦事項。

突出的功能包括可自訂的工作流程自動化和時間追蹤。 Monday 與 Jira、GitHub、GitLab 和 Azure DevOps 整合。

4. 單擊向上

Click Up 是一個一體化專案管理平台。 您可以建立文件、管理任務衝刺並追蹤即時進度。

Click Up 的互動式白板非常適合收集需求並促進即時協作。

Click Up 板的視覺化
圖片來源:Medium

專案團隊可以一起集思廣益並制定策略,從而促進更快地執行想法。

其他功能包括多個工作流程視圖(清單、看板、時間軸)、本機時間追蹤和人工智慧寫作工具。 它與 GitHub、GitLab、Figma 和 Lambda Test 整合。

Click Up 提供四種定價等級:永久免費、無限(小公司)、商業和企業。

軟體開發流程階段的常見挑戰

軟體開發過程並不總是一帆風順。 專案團隊面臨可能影響時間表、成本和產品品質的挑戰。

以下是您在軟體開發過程階段中會遇到的最常見的障礙以及如何克服它們。

要求變更

軟體開發中最令人沮喪的挑戰之一是不斷變化的需求。 這些會導致範圍蔓延、返工、成本超支和專案延誤。

可能的解決方案:您可以透過兩種方式處理這些問題。 第一,建立清晰一致的通訊協議,包括作為單一事實來源的需求文件。 第二,採用敏捷方法,以便適應變化。

協作不良

團隊成員之間的溝通至關重要。 它確保專案步入正軌。 對於不同時區的遠距工作人員來說更是如此。 對於使用瀑布開發方法的團隊來說,溝通的重要性更加凸顯。

規劃階段的合作不力可能會產生毀滅性的影響。

可能的解決方案:透過使用促進即時協作和通訊的工具來避免此問題。

不切實際的時間框架

精心設計的時間表對於及時完成軟體開發專案至關重要。 低估每個階段的持續時間會導致錯過最後期限、預算超支和產品品質不佳。

可能的解決方案:制定詳細的計劃並確定任務的優先級,以確保您不會忽略關鍵步驟。 為每個階段分配足夠的時間,靈活地適應不可預見的問題。

一個專案的實際時間表與另一個專案的實際時間表不同。 持續時間將取決於軟體的規模和複雜性。軟體專案外包消除了估計適當時間表的壓力,因為開發公司擁有歷史數據和專業知識來估計和按時交付專案。

技術債

當編碼人員優先考慮速度而不是品質時,就會導致程式碼不可靠且難以維護。 這會導致技術債。 技術債會影響軟體的程式碼品質和效能。

可能的解決方案:遵循編碼最佳實踐和標準,例如程式碼審查和穩健測試。 程式碼編輯器還可以幫助捕獲並修復程式碼中的不一致之處。

每個軟體項目都有其問題。 然而,預測它們對於保持 SDLC 步入正軌至關重要。

軟體開發的未來趨勢

敏捷開發的出現是軟體產業的決定性趨勢之一。 它創建了一系列將軟體開發 (dev) 和 IT 營運 (ops) 結合起來的實踐,以更快、更頻繁地交付軟體。 這些新實踐之一是持續整合/持續部署(CI/CD)。

持續整合是指每當開發人員將其程式碼工作合併到原始程式碼時,自動建置和測試新程式碼。 它允許行動應用程式開發公司在功能準備就緒後立即創建、修復和推出功能。

持續部署遵循持續集成,並自動將經過測試的程式碼發佈到生產環境中,客戶在生產環境中與更新互動。

傳統的軟體開發方法在開發和營運團隊之間造成了孤島,導致交付延遲。 DevOps 是促進協作、自動化和持續開發的另一個趨勢,從而加快 SDLC 和上市時間。

瀏覽軟體開發的各個階段

每個應用程式都會經歷相同的軟體開發過程階段。 這種結構化方法可確保公司為客戶創建並交付高品質的軟體解決方案。

這些階段涵蓋了從創建到執行的一切,每個階段都建立在前一個階段的基礎上。 無論您的開發方法如何(敏捷、瀑布、迭代等),您的應用程式都必須經歷所有六個步驟。

了解軟體開發的各個階段以及軟體開發生命週期的好處和挑戰使您每次都能為客戶提供最佳結果。