Как повысить качество разработки программного обеспечения

В современном мире информационных технологий, где конкуренция невероятно высока, качество разработки становится определяющим фактором успеха. Заказчикам важно, чтобы ИТ-продукты имели высокую производительность и надежность, были безопасными и удобными в использовании. Да и во многих отраслях действуют нормативные требования к качеству и безопасности ПО. Их несоблюдение может привести к серьезным последствиям, включая штрафы и потерю репутации. 

В статье рассмотрим, как современные инструменты, процессы, регламенты и управление командой разработки позволяют существенно повысить качество ПО. Материал будет полезен проектным командам, руководителям проектов, а также владельцам продуктов, поскольку даст представление об особенностях работы подрядчика.

Почему без выстроенных процессов трудно обеспечить качество

Грамотно выстроенные процессы имеют огромное влияние на качество конечного продукта. Они определяют, каким образом команда организует свою работу, выполняет задачи, тестирует и внедряет изменения. Ниже приведены базовые рекомендации по выстраиванию процессов в разработке, которые влияют на качество ПО.

Аналитика и архитектура. У нас в компании архитектор и аналитик подключаются к проекту еще до того, как принимается решение о старте проекта. Они помогают проработать верхнеуровневые бизнес-требования и сформировать архитектурную концепцию будущего продукта. Это позволяет четко определить содержание и провести качественное планирование сроков, ресурсов и стоимости проекта. 

Нужно помнить, что в зависимости от выбранной методологии результаты процесса аналитики должны быть полностью или частично завершены до этапа разработки. Например, в каскадных моделях мы рекомендуем уделять аналитике особое внимание и разрабатывать не только техническое задание, но и описывать техническое решение. Несмотря на то, что этот процесс может занять длительное время, он позволяет нивелировать риски на следующих этапах и сосредоточиться на качестве выполнения. 

Также можно использовать архитектурный надзор. Мы на своих проектах активно применяем эту практику. Цель — проверка соответствия кода заявленной архитектуре. Данный процесс также существенно влияет на качество разрабатываемого ПО.

Код-ревью и аудит. Основная цель код-ревью — выявление ошибок, дефектов и потенциальных проблем в коде на ранних стадиях разработки. Другие члены команды, анализируя код, могут найти ошибки, которые пропустил автор. Это позволяет найти нарушения и исправить проблемы еще до того, как код попадет в более продвинутые стадии разработки и станет основой для других функций или модулей.

Путем анализа и обсуждения кода в рамках код-ревью можно выявить и оптимизировать участки кода, чтобы улучшить производительность за счет использования более эффективных алгоритмов, снижения сложности кода и т.п.

В дополнение к код-ревью можно внедрить процесс аудита со стороны направлений в компании или от смежных команд. Это помогает поддерживать уровень качества на проектах вне зависимости от условий. Например, при аудите архитектуры проводится анализ текущей архитектуры приложения на предмет правильных архитектурных решений, соответствия функциональных и нефункциональных требований текущему решению, поддерживаемости и скорости работы.

Тестирование. Налаженные процессы тестирования и подключение специалистов на ранних этапах разработки позволяют выявлять и исправлять дефекты, когда сделать это легче и дешевле. Это помогает предотвратить накопление ошибок и повышает качество конечного продукта.

Тестирование позволяет убедиться, что разработанное ПО соответствует установленным требованиям и ожиданиям, все функции работают корректно и удовлетворяют потребностям пользователей.

Процессы тестирования помогают повысить надежность и стабильность ПО за счет выявления и устранения потенциальных проблем, которые могут привести к сбоям или непредвиденному поведению программы. Тестирование также позволяет улучшить процессы разработки. 

Служба качества и метрики. В SimbirSoft есть Служба качества, которая контролирует исполнение процесса на каждом этапе жизненного цикла проекта. Она помогает организовать все процессы в компании так, чтобы продукт был готов в срок с минимальными затратами, соответствовал задачам бизнеса и ожиданиям пользователей, а также:

• Регламентирует взаимодействие направлений и отделов компании, которые работают над проектом
• Отвечает за разработку (совместно с функциональными подразделениями) и внедрение новых процессов
• Разрабатывает и внедряет инструменты мониторинга и контроля процессов
• Отслеживает уровень удовлетворенности клиентов
• Проводит аудиты работы на каждом уровне организации, в производственных и вспомогательных процессах, которые обеспечивают ее работу. В результате внутренних аудитов и инструментов контроля и мониторинга разрабатываются совместные мероприятия по непрерывным улучшениям в организации. 

Служба качества подсвечивает проблемные точки, уязвимые места, дает рекомендации, а итоговые решения принимают владельцы бизнес-процессов, руководители подразделений или руководители проектов. 

Анализ ключевых метрик, таких как план-фикс, частота появления дефектов, время исправления ошибок, уровень покрытия тестами и другие, помогает оценить эффективность применяемых инструментов, процессов и регламентов. Собирать и анализировать метрики необходимо на протяжении всего существования продукта. Но важно помнить, что у каждого типа проекта они будут разные. 

Какие метрики полезно внедрить на проектах для повышения качества разработки? 

• Частота появления дефектов
• Время нахождения и исправления дефектов
• Процент выполненных требований
• Скорость и качество релизов
• Стабильность системы
• Уровень покрытия тестами
• Время цикла разработки
• Качество кода

Можно использовать следующие инструменты:

• JIRA Software
• GitLab
• SonarQube
• Travis CI
• Google Analytics
• Prometheus

Сбор обратной связи от пользователей и участников процесса разработки также позволяет идентифицировать узкие места и потенциальные улучшения.

Регламенты и стандарты качества

Регламенты и стандарты качества занимают базовую позицию в инструментарии ИТ-компаний. И конечно же, их наличие влияет на качество процессов при разработке ПО.  Какие преимущества это дает?

Во-первых, регламенты часто включают в себя лучшие практики и стандарты разработки ПО, которые были установлены на основе опыта и экспертизы. Использование этих практик помогает предотвратить распространенные ошибки, повысить качество кода и продукта в целом.

Во-вторых, они делают процесс обучения новых разработчиков более простым и эффективным. Поскольку все члены команды работают в соответствии с одними и теми же правилами и стандартами, сотрудникам легче входить в проект.

В-третьих, регламенты и стандарты помогают предотвращать различные виды ошибок и проблем, которые могут возникнуть в процессе разработки ПО. Например, правила форматирования кода позволяют предотвращать синтаксические ошибки, а стандарты безопасности — уязвимости и атаки.

В-четвертых, они помогают обеспечить согласованность в процессе разработки ПО. Это нужно, чтобы управлять проектом более эффективно и минимизировать вероятность конфликтов и проблем, связанных с несоответствием различных частей проекта друг другу.

Использование регламентов и стандартов помогает улучшить качество разработки ПО, делает процесс разработки более прозрачным, эффективным и предсказуемым, что в конечном итоге способствует созданию надежного и качественного продукта. 

Но важно не разрабатывать регламенты ради регламентов, а управлять ими: внедрять эффективные и устранять ненужные или устаревшие, а также оценивать эффективность и профит от регламентов разного уровня.

Реальные инструменты для повышения качества

Рассмотрим несколько основных областей, где современные инструменты и подходы способствуют улучшению качества разрабатываемого ПО:

Автоматизация тестирования. Несмотря на активную популяризацию автоматизированного тестирования, многие компании и разработчики пренебрегают данным видом обеспечения качества или приступают к нему на поздних этапах, когда продукт уже вырос до промышленных масштабов. Почему так происходит? Причина банальная: хотят сэкономить. На самом деле, если использовать автоматизированное тестирование, то в среднесрочной и долгосрочной перспективе можно сэкономить гораздо больше ресурсов. 

Автоматизированное тестирование стоит внедрять:

• На проектах с наличием большого количества повторяющихся задач, выполняемых системой.
• В сложных проектах, которые требуют большого количества тестовых сценариев. Часть функциональности, которая при краткосрочном и среднесрочном планировании не будет изменяться, стоит покрыть автотестами. 
• На проектах в сфере информационной безопасности или проектах, к которым предъявляются высокие требования по безопасности. Можно создать сценарии проверки различных типов атак.
• На проектах с наличием интеграционных слоев. Если у вас есть несколько систем, которые должны работать вместе, автоматизированное тестирование поможет в проверке их интеграции. Можно создать сценарии, которые будут проверять взаимодействие между системами.
  
  Какие преимущества это даст?
• Раннее выявление дефектов
• Экономия времени и ресурсов
• Увеличение надежности и стабильности кода
• Ускорение процесса поставки
• Облегчение регрессионного тестирования

Можно использовать следующие инструменты автотестирования:

• Selenium для веб-приложений
• JUnit для приложений на Java

Как внедрить автоматизированное тестирование и как это повлияет на проект, можете в нашей статье.

Контейнеризация и оркестрация. Уже сложно представить разработку ПО без инструментов контейнеризации и оркестрации. Использование Docker и Kubernetes стало так называемым «best practice» и существенно влияет на качество разработки. Docker подходит для разработки, доставки и запуска приложений в контейнерах, а Kubernetes — для автоматизации управления контейнеризированными приложениями.

Какие преимущества это даст?

• Однородное окружение разработки
• Улучшенная тестируемость
• Более эффективное масштабирование
• Улучшенная изоляция и безопасность
• Улучшенное управление зависимостями
• Более простое развертывание и обновление

На каких проектах стоит использовать эти инструменты?

• Проекты с микросервисной архитектурой, где каждый сервис может быть запущен в отдельном контейнере.
• Проекты с высокими требованиями к масштабируемости и управляемости.
• Проекты, использующие непрерывную интеграцию и доставку (CI/CD), где Docker облегчает создание и развертывание среды для автоматизированных тестов и развертывания приложений.
• Проекты, требующие изолированных сред выполнения или управления зависимостями, например, веб-приложения, базы данных, аналитические инструменты и т.д.

Использование искусственного интеллекта и машинного обучения. Да, сейчас использование ИИ и машинного обучения в обеспечении качества разработки не очень популярно, но сама сфера развивается семимильными шагами и рискнем предположить, что на горизонте 10 лет эти инструменты станут обыденностью. Эти технологии можно применять для выявления паттернов ошибок и предсказания потенциальных проблем. Но важно помнить про обеспечение конфиденциальности данных. 

Какие преимущества это даст?

• Улучшенная автоматизация тестирования
• Анализ кода
• Улучшенная автоматизация разработки
• Улучшенное тестирование производительности

Можно использовать следующие инструменты:

• DeepCode — инструмент, использующий ИИ для анализа кода и обнаружения потенциальных ошибок, уязвимостей и других проблем в программном обеспечении. 
• CodeGuru (Amazon Web Services) — сервис, который использует машинное обучение для автоматического обнаружения и исправления ошибок в коде, а также для проведения анализа производительности приложений
• Snyk — инструмент, предназначенный для обеспечения безопасности приложений и зависимостей. Он помогает обнаруживать и устранять уязвимости в сторонних библиотеках и пакетах, используемых в вашем программном обеспечении. 
• PVS-Studio — инструмент статического анализа кода, который используется для поиска ошибок программирования и потенциальных проблем в исходном коде приложений на языках программирования C, C++, C# и Java. 
• Diffblue Cover — инструмент автоматического тестирования кода, который использует ИИ для создания и поддержки модульных тестов. Он анализирует код приложения и автоматически создает тесты, покрывающие различные аспекты функциональности.

Как управление проектом может отразиться на его качестве

Грамотное управление включает в себя множество аспектов — от стратегического планирования до оперативного контроля за выполнением задач. Каждый из этих аспектов влияет на качество проекта и является неотъемлемой составляющей успеха. Без профессионального руководителя проекта (ПМа) шансы снижаются. Итак, что может сделать ПМ для обеспечения качества конечного продукта. 

Сначала необходимо определить ожидания и требования качества, которые должны быть достигнуты в проекте. Это может включать в себя установление таких метрик: уровень отказоустойчивости, производительность, безопасность и удовлетворенность пользователей.

Далее нужно разработать стратегию, которая определяет процессы, инструменты и методы, используемые для достижения целей качества. Это включает в себя планирование тестирования, управление рисками, выбор методологии разработки и управление требованиями. Также необходимо разработать стратегию тестирования, которая включает в себя определение видов тестирования, инструментов, подходов и отчетности. Разработку стратегии лучше проводить вместе с ведущим специалистом QA или QA-лидом.

Важно обеспечить четкое выявление и последующее управление требованиями к продукту. Это поможет избежать недопонимания и конфликтов в понимании требований, а значит и многих ошибок в процессе разработки. Советуем включить все заинтересованные стороны в процесс управления качеством, чтобы обеспечить соответствие их ожиданиям и требованиям.

Немаловажно определить потенциальные риски, которые могут повлиять на качество и успешность проекта, и разработать стратегии для их предотвращения или смягчения.

Внедряйте методы непрерывного улучшения процессов разработки и управления качеством. В частности, такие как методологии Agile, Lean и Six Sigma, чтобы обеспечить постоянное развитие и совершенствование вашего подхода к управлению качеством.

Правильное управление качеством разработки ПО требует комплексного подхода и постоянного внимания к различным аспектам процесса разработки.

Вместо вывода

Современные инструменты, процессы и регламенты играют ключевую роль в повышении качества разработки программного обеспечения. Правильное использование этих инструментов позволяет сократить время разработки, улучшить эффективность команды и повысить удовлетворенность пользователей. Внедрение современных подходов к разработке — важный шаг на пути к успеху в динамичном мире информационных технологий.