V字モデルのプロセスを図で徹底解説！開発からテストまで一目瞭然

V字モデルとは何か知っていますか？

ITの開発現場では必ずと言っていいほど耳にするかと思います。V字モデルはソフトウエアの開発からテストまでの工程の対応関係を示した図です。 

これが存在することでどのようなメリットがあるのでしょうか？ 

本記事ではV字モデルの概要から使用事例まで簡単に解説していきます。 

1. V字モデルとは

V字モデルの概要

V字モデルとは

です。

主に、それぞれの対応関係を明らかにするために用いられます。どのように作業を進めるのか、どのように開発を進めるのかをV字モデルとして可視化していくことで作業工程を立てやすくなります。

特にV字モデルは、テスト工程を明確にでき品質を高めるためにウォーターフォール開発で使われることが多くあります。 

上の図のようにウォーターフォールでV字モデルを使用する場合、V字モデルには以下の要素が含まれます。 

そして開発工程とテスト工程がそれぞれが以下のように対応するように作られています。 

本記事ではシステムテストの種類についての詳細の解説は省略しますが、「単体テスト」や「結合テスト」について詳しく知りたい方はぜひこちらの記事もご覧ください。 

これらの対応関係について次の章で詳しく解説します。 

V字モデルのプロセス詳細

1-1で解説したそれぞれの対応関係について解説します。 

要件定義→システム/受入テスト

「要件定義」の工程で定義した機能を確認するテスト工程として「システム/受入テスト」があります。 

「要件定義」の工程は、ユーザーにヒアリングを行うことでユーザーが必要とする機能である機能要件や非機能要件などを整理し定義する工程です。 

この工程を入念に行う事でユーザーが必要とするシステム以上の要件を盛り込み費用が予算を超えてしまったり、ユーザーに必要な機能を実装後に搭載できていなかったことに気づいたりすることを防ぎます。 

要件定義で定義した要件に過不足が無いか検証するのがシステム/受け入れテストです。このテストでは実際の環境やそれに近い環境でテストすることによりユーザーの要求がくみ取れているか確認することができます。 

基本設計→結合テスト

また、「基本設計」の工程で作成した仕様書通りに動作するかを検証するためのテスト工程が「結合テスト」として対応しています。 

「基本設計」の工程では、システムの基本的な構造や機能が設計されます。この段階では各コンポーネントやモジュールの役割や相互の連携が明確になり、システムの全体像が設計されます。結合テストは、この基本設計に基づいて、システム全体が正しく動作し、要求仕様を満たしているかを確認するテストプロセスです。 

結合テストでは、各コンポーネントやモジュールが結合され、システム全体の動作が検証されます。システム内部のデータの流れや処理の正確性、ユーザーが期待する機能が正しく実装されているかなどがテストされます。基本設計から派生したシステム全体のテストケースがここで実行され、問題や不具合が発見された場合、修正が行われます。

詳細設計→コンポーネントテスト

上記の2つの工程と同様に、「詳細設計」を検証するために対応しているテストが「コンポーネントテスト」になります。 

「詳細設計」の工程では、各コンポーネントやモジュールの具体的な仕様が詳細に設計されます。コンポーネントテストは、この詳細設計に基づいて、各コンポーネントが単体で正しく動作し、要求された機能を満たしているかを確認するテストプロセスです。 

コンポーネントテストでは、個々のコンポーネントが独立してテストされます。コンポーネント内の関数やメソッド、クラスなどが単体でテストされ、正確性や効率性が検証されます。この段階で発見されたコンポーネントレベルの不具合は修正され、各コンポーネントが結合されてシステム全体として正しく動作することを確保します。 

2. 他のソフトウェア開発モデルとの比較

ウォーターフォールモデル

ウォーターフォールモデルは、システム開発のプロセスを一連の段階に分け、各段階が順次進行するモデルです。このモデルでは、前の段階が完了するまで次の段階に進むことができません。各段階での変更は難しく、変更が必要な場合は後の段階に影響を及ぼす可能性があります。 

一方、V字モデルはウォーターフォールモデルの各工程に対してテスト工程を対応させたものです。V字モデルでは、要件定義からテスト計画の策定、テスト設計、テスト実施といったテスト工程を順番に実施します。各工程の結果に対するテストを通じて、品質を確保し、要件を満たしていることを確認します。 

このように、V字モデルはウォーターフォールモデルの一部を拡張した形態として捉えることができます。V字モデルではテストが重視され、品質管理がより強化されます。一方でウォータフォールモデルは開発の上流から下流までの流れを滝のように直線的に表現しているため、出戻りがないことが前提です。そのため、V字モデルと同じようにテストを重視しています。 

しかし、ウォーターフォールモデルはV字モデルとは違い直線的なため、開発工程とテスト工程を対応させて考えているわけではありません。これら2つを比較すると、V字モデルは品質保証の観点からより体系的なアプローチを取ることが特徴であるとわかります。 

V字モデルとウォーターフォールモデルを比較した際の違いをまとめると以下の3つがあります。

アジャイル型開発

アジャイル開発は、顧客の要求変更に柔軟に対応することを重視する開発手法です。短いイテレーション内で要求定義、設計、実装、テストを繰り返し行い、途中で顧客のフィードバックを取り入れながら開発を進めます。 

機能単位でこれらのサイクルを行うので、素早くリリースができるのが強みです。一方、V字モデルは、要件定義や設計といった上流工程から順に進められ、各工程ごとにテストが行われる伝統的な開発手法です。 

V字モデルとアジャイルは相補的な関係にあります。V字モデルは高い品質保証と的確なテスト基盤を実現し、アジャイルは柔軟な開発プロセスを実現するための手法です。プロジェクトの性質や要件に応じて、V字モデルとアジャイルを組み合わせて使用することもあります。 

V字モデルとアジャイル型開発を比較した際の違いをまとめると以下の3つがあります。

プロトタイプ型開発

プロトタイプ型開発は、要件定義の段階で試作品（プロトタイプ）を作成し、顧客とのコミュニケーションを通じて要件を洗練させるモデルです。プロトタイプは後で本格的なシステムに組み込まれます。 

V字モデルとプロトタイプ型開発を比較した際の違いをまとめると以下の3つがあります。 

3. V字モデル活用のメリット 

V字モデルの活用には以下のようなメリットがあります 

テスト内容を的確に確認できる

V字モデルは開発工程とテスト工程が対応するように作られています。V字モデルを活用すれば、工程ごとにどのようなテストを作成すべきかをはっきりとさせることができます。また、対応している開発工程が確認できる状態であればテスト漏れなどのリスクを防ぐことができます。 

全体の進捗を確認しやすい

テスト内容を明確にしやすいため、作業内容や担当者などを具体的にしやすいという利点があります。また、各テスト工程で事前にテスト内容を明確化し、工数を細分化してスケジュールを見積もることで、実際のテスト実施時に進捗状況を把握しやすくなります。これにより、情報の共有漏れや認識のずれを軽減することができます。 

手戻りのリスクを軽減できる

V字モデルでは各工程ごとにテストを行い、次の工程に進むものなので、受け入れ段階でのミスが発覚しそれの原因が初期工程にある場合、詳細設計を再考しなければならないという事態を事前に防ぐことができます。手戻りが発生することでスケジュールの遅延などプロジェクトに大きなデメリットがあるので、それを回避できることはメリットだということができるでしょう。 

4. V字モデル活用の注意点

V字モデルを活用していくためにはメリットのほかに注意点を理解しておく必要があります。 

V字モデルの注意点には以下のものがあります。

適切なテスト計画

各工程に対するテスト計画を事前に策定しましょう。テスト項目やテストケースの明確な定義、テストの範囲や期間の設定など、計画をしっかりと立てることが重要です。長期的なプロジェクトであってもそれを小さい単位に小分けするのではなく大きい単位でつながっている状態で開発を行うことになるので、テスト計画などはきちんと事前に立てるようにしましょう。

ドキュメンテーションの重要性

V字モデルは各工程ごとのドキュメンテーションが非常に重要になります。各工程ごとに総合的なテストを行うため、初期の段階から、要件定義や設計の仕様書、テスト計画やテストケースのドキュメントなどをしっかりと作成し、関係者間で共有しましょう。

変更管理と品質保証

プロジェクトの進行中に変更が発生する場合、変更管理プロセスを確立しましょう。変更に伴う影響を評価し、品質保証を維持するための対策を講じることが重要です。V字モデルはアジャイル開発に比べ、急な設定変更などに弱い一面があります。それに対応するためにアジャイルを組み合わせてみるなど、変更管理プロセスを事前に確立しておくことが大切です。

5. Wモデルの概要やメリットについて

Wモデルとは

V字モデルをさらに発展させたモデルとして、Wモデルがあります。Wモデルは、テストの段階を追加し、さらに詳細な品質管理を行う手法です。

このモデルは「W」の形をしており、Vモデルと同様に開発工程とテスト工程が対応しています。本章ではWモデルについて簡潔に解説していきます。 

Wモデルの特徴

Wモデルは以下のような特徴を持っています。 

Wモデルのメリット

Wモデルの利点は以下の通りです。 

Wモデルの注意点

Wモデルを実行する際に注意が必要な点は以下です。 

Wモデルは品質管理に焦点を当てたソフトウェア開発プロセスであり、段階的なアプローチを好むプロジェクトに適しています。 

6. まとめ

いかがだったでしょうか？ 

最後に重要な4点をまとめます 

開発方法には様々な種類があると思いますが、それぞれのメリットを理解し、プロジェクトの内容によって使い分けるようにしていきましょう。 

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