วิศวกรรมซอฟต์แวร์เบื้องต้น
วิศวกรรมซอฟต์แวร์เป็นสาขาหนึ่งของวิทยาการคอมพิวเตอร์ที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนาและบำรุงรักษาระบบซอฟต์แวร์ สาขาวิชานี้รวมหลักการจากวิทยาการคอมพิวเตอร์และวิศวกรรมศาสตร์เข้ากับการออกแบบ พัฒนา ทดสอบ และจัดการแอปพลิเคชันซอฟต์แวร์ เป้าหมายของวิศวกรรมซอฟต์แวร์คือการผลิตซอฟต์แวร์คุณภาพสูงในลักษณะที่คุ้มค่า
ทำความเข้าใจวงจรชีวิตการพัฒนาซอฟต์แวร์ (SDLC)
วงจรชีวิตการพัฒนาซอฟต์แวร์ (SDLC) เป็นกรอบงานที่ระบุขั้นตอนที่เกี่ยวข้องในกระบวนการพัฒนาซอฟต์แวร์ ขั้นตอนเหล่านี้รวมถึง:
- การวิเคราะห์ความต้องการ: ทำความเข้าใจและบันทึกสิ่งที่ซอฟต์แวร์จำเป็นต้องทำ
- การออกแบบ: การวางแผนสถาปัตยกรรมและส่วนประกอบของซอฟต์แวร์
- Implementation: เขียนโค้ดตามการออกแบบ
- การทดสอบ: การตรวจสอบว่าซอฟต์แวร์ทำงานตามที่ตั้งใจไว้
- การปรับใช้: ทำให้ซอฟต์แวร์พร้อมใช้งาน
- การบำรุงรักษา: แก้ไขปัญหาและอัปเดตซอฟต์แวร์เมื่อเวลาผ่านไป
หลักการสำคัญของวิศวกรรมซอฟต์แวร์
วิศวกรรมซอฟต์แวร์อยู่ภายใต้หลักการสำคัญหลายประการ ได้แก่:
- Modularity: การแบ่งซอฟต์แวร์ออกเป็นส่วนย่อยๆ ที่สามารถจัดการได้
- นามธรรม: ลดความซับซ้อนของความเป็นจริงที่ซับซ้อนโดยการสร้างแบบจำลองส่วนประกอบซอฟต์แวร์ในระดับที่สูงขึ้น
- การห่อหุ้ม: การรวมข้อมูลด้วยวิธีที่ทำงานกับข้อมูลนั้น
- การสืบทอด: การสืบทอดคลาสใหม่จากคลาสที่มีอยู่เพื่อส่งเสริมการใช้โค้ดซ้ำ
- Polymorphism: การอนุญาตให้วัตถุของคลาสที่แตกต่างกันถูกมองว่าเป็นวัตถุของคลาสซุปเปอร์ทั่วไป
รูปแบบการออกแบบซอฟต์แวร์
รูปแบบการออกแบบซอฟต์แวร์เป็นวิธีแก้ไขปัญหาทั่วไปในการออกแบบซอฟต์แวร์ที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ รูปแบบการออกแบบยอดนิยมบางส่วน ได้แก่ :
- รูปแบบซิงเกิลตัน: ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคลาสมีเพียงอินสแตนซ์เดียวและจัดให้มีจุดเข้าถึงส่วนกลาง
- รูปแบบวิธีการจากโรงงาน: กำหนดอินเทอร์เฟซสำหรับการสร้างอ็อบเจ็กต์ แต่ให้คลาสย่อยตัดสินใจว่าคลาสใดที่จะสร้างอินสแตนซ์
- รูปแบบผู้สังเกตการณ์: การพึ่งพาแบบหนึ่งต่อกลุ่มระหว่างออบเจ็กต์ ดังนั้นเมื่อออบเจ็กต์หนึ่งเปลี่ยนสถานะ ผู้อยู่ในอุปการะทั้งหมดจะได้รับแจ้งและอัปเดตโดยอัตโนมัติ
- รูปแบบกลยุทธ์: กำหนดกลุ่มอัลกอริธึม ห่อหุ้มแต่ละอัลกอริธึม และทำให้สามารถใช้แทนกันได้
การพัฒนาซอฟต์แวร์แบบอไจล์
การพัฒนาซอฟต์แวร์แบบ Agile คือชุดของวิธีการที่มีพื้นฐานมาจากการพัฒนาซ้ำ โดยที่ความต้องการและโซลูชันจะพัฒนาผ่านการทำงานร่วมกันระหว่างทีมงานข้ามสายงานที่จัดระเบียบด้วยตนเอง ค่านิยมหลักของการพัฒนาซอฟต์แวร์แบบ Agile ได้แก่:
- บุคคลและการโต้ตอบ เหนือกระบวนการและเครื่องมือ
- ซอฟต์แวร์ที่ทำงาน บนเอกสารที่ครอบคลุม
- ความร่วมมือกับลูกค้า ในการเจรจาสัญญา
- ตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลง ตามแผน
การประกันคุณภาพสาขาวิศวกรรมซอฟต์แวร์
การประกันคุณภาพ (QA) เกี่ยวข้องกับการติดตามและประเมินผลด้านต่างๆ ของโครงการ บริการ หรือสิ่งอำนวยความสะดวกอย่างเป็นระบบ เพื่อให้แน่ใจว่าเป็นไปตามมาตรฐานด้านคุณภาพ ในด้านวิศวกรรมซอฟต์แวร์ QA มุ่งเน้นไปที่การปรับปรุงกระบวนการพัฒนาซอฟต์แวร์และการป้องกันข้อบกพร่องในผลิตภัณฑ์ซอฟต์แวร์ แนวทางปฏิบัติด้านประกันคุณภาพ ได้แก่:
- การตรวจสอบโค้ด: การตรวจสอบซอร์สโค้ดคอมพิวเตอร์อย่างเป็นระบบที่มีจุดมุ่งหมายเพื่อค้นหาและแก้ไขข้อผิดพลาดที่ถูกมองข้ามไปในขั้นตอนการพัฒนาเริ่มแรก ปรับปรุงทั้งคุณภาพโดยรวมของซอฟต์แวร์และทักษะของนักพัฒนา
- การบูรณาการและการส่งมอบอย่างต่อเนื่อง (CI/CD): วิธีการส่งมอบแอพให้กับลูกค้าบ่อยครั้งโดยการนำระบบอัตโนมัติมาใช้ในขั้นตอนของการพัฒนาแอพ แนวคิดหลักที่เกิดจาก CI/CD คือการบูรณาการอย่างต่อเนื่อง การส่งมอบอย่างต่อเนื่อง และการปรับใช้อย่างต่อเนื่อง
- การทดสอบอัตโนมัติ: การใช้เครื่องมือซอฟต์แวร์เพื่อทำการทดสอบซอฟต์แวร์ที่กำลังพัฒนาเพื่อให้แน่ใจว่าซอฟต์แวร์ทำงานตามที่คาดไว้
การวัดและการวัดซอฟต์แวร์
ตัววัดซอฟต์แวร์เป็นมาตรฐานของการวัดที่ให้พื้นฐานเชิงปริมาณสำหรับการพัฒนาและการตรวจสอบความถูกต้องของแบบจำลองของกระบวนการซอฟต์แวร์ ผลิตภัณฑ์ และบริการ ตัวชี้วัดซอฟต์แวร์ทั่วไปได้แก่:
- ความซับซ้อนของโค้ด: วัดว่าโครงสร้างของโปรแกรมเข้าใจยากเพียงใด ตัวอย่าง ได้แก่ Cyclomatic Complexity ซึ่งสามารถกำหนดได้สำหรับโมดูลที่มี \(n\) การตัดสินใจแบบไบนารี่เป็น \(M = n + 1\)
- บรรทัดของโค้ด (LOC): วัดขนาดของโปรแกรมซอฟต์แวร์โดยการนับบรรทัดข้อความในซอร์สโค้ดของโปรแกรม
- จุดฟังก์ชัน (FP): วัดฟังก์ชันการทำงานที่ส่งมอบให้กับผู้ใช้ โดยพิจารณาจากจำนวนและความซับซ้อนของอินพุต เอาต์พุต การสืบค้น ไฟล์ และไฟล์อินเทอร์เฟซ
วิศวกรรมซอฟต์แวร์เป็นสาขาวิชาที่ซับซ้อนและหลากหลาย ซึ่งครอบคลุมแนวคิด การออกแบบ การพัฒนา การทดสอบ และการบำรุงรักษาซอฟต์แวร์ สาขานี้ไม่เพียงต้องการทักษะทางเทคนิคและความรู้เกี่ยวกับภาษาการเขียนโปรแกรมและวิธีการพัฒนาซอฟต์แวร์เท่านั้น แต่ยังต้องมีความเข้าใจในรูปแบบการออกแบบซอฟต์แวร์ การประกันคุณภาพ การทำงานร่วมกันเป็นทีม และการจัดการโครงการ ความสามารถในการนำแนวคิดและแนวปฏิบัติเหล่านี้ไปใช้อย่างมีประสิทธิผลจะเป็นตัวกำหนดความสำเร็จของโครงการซอฟต์แวร์ในท้ายที่สุด
