SDLC とは: ソフトウェア開発ライフ サイクルの概要

優れたソフトウェアを開発することは大きな課題であり、開発チームは成功を収めるためにソフトウェア開発ライフ サイクル (SDLC) を活用しています。効果的な SDLC は、ソフトウェア開発への体系的なアプローチを提供することで、チームが以下のことを実現できるよう支援します。

• 利害関係者の必須要件を明確にして理解する。

• プロジェクトのコストと期間を見積もる。

• プロセスの早い段階でリスクを特定して最小限に抑える。

• 進捗状況を測定し、プロジェクトを着実に推進する。

• 透明性を高め、顧客との関係性を向上する。

• コストをコントロールし、市場投入までの時間を短縮する。

SDLC とは

ソフトウェア開発ライフ サイクル (SDLC) とは、開発チームが最高品質のソフトウエアを最小限のコストで効率的に開発するのに役立つ段階的なプロセスです。チームは SDLC に従って、ソフトウェアを計画、分析、設計、テスト、展開、維持します。また SDLC は、ソフトウェアが利害関係者の必須要件を満たし、組織の品質、セキュリティ、コンプライアンスの基準に準拠していることをチームが確認するのに役立ちます。

SDLC にはさまざまなフェーズが含まれ、各フェーズには特定のプロセスと成果物があります。SDLC が持つ意味はそれぞれの開発チームによって異なる場合がありますが、最も一般的なフェーズは以下のとおりです。

• 要件の収集と分析: ビジネス アナリストが利害関係者と協力し、ソフトフェアの必須要件を特定して文書化します。

• システム設計: ソフトウェア アーキテクトが必須要件をソフトウェア ソリューションに変換し、設計の概要を作成します。

• **コーディング:**開発者がシステム設計に基づいてソフトウェアを開発します。

• テスト: ソフトウェアをテストし、バグや欠陥がないことや、必須要件を満たしていることを確認します。ソフトウェアの展開準備が整うまで、全ての問題を修正します。

• デプロイ: ソフトウェアが本番環境にリリースされると、対象システムにインストールされ、ユーザーに提供されます。

• メンテナンスとサポート: この継続的なプロセスには、ユーザーへのトレーニングやサポート、ソフトウェアの強化、パフォーマンスの監視、バグやセキュリティ問題の修正が含まれます。

SDLC のフェーズとそのしくみ

SDLC の各フェーズには、効率性、品質、顧客満足度を向上するための重要な活動があります。

必須要件の収集と分析

どのような SDLC プロジェクトでも、成功の基盤となるのは正確かつ完全で測定可能なユーザーの必須要件です。これにより、ソフトウェアがユーザーの期待に応えていることを確認し、コストのかかる再作業やプロジェクトの遅延を回避することができます。IT ビジネス アナリストは以下の作業を行います。

• インタビューの実施、ワークショップやフォーカス グループの開催、アンケートやアンケートの作成、利害関係者の取り組み方の観察などによって要件を収集します。

• システムの実現可能性およびソフトウェアの設計とテストに関連する要件を評価します。

• 要件をモデル化し、ユーザーストーリー、ソフトウェア要件仕様、ユースケース文書、プロセス仕様などの文書に記録します。

システムの設計

効果的なシステム設計では、全ての文書化された必須要件が適切に考慮されています。このフェーズでは、ソフトウェア アーキテクトがツールを使用して、アプリケーションの動作や構造についての情報を視覚化します。これには次のようなものが含まれます。

• ソフトウェアのアーキテクチャ設計図を図で示す unified modeling language (統合モデリング言語、UML)

• システムの必須要件を視覚化するデータ フロー図

• 複雑な関係性を説明するのに役立つデシジョン ツリーとデシジョン テーブル

• ソフトウェアの動作を予測するシミュレーション

ソフトウェア アプリケーション内の個別のレイヤーに対応するため、ソフトウェア アーキテクトは担当範囲の分離と呼ばれる設計原則を使用します。担当範囲の分離の原則に沿って設計されたソフトウェア プログラムは、モジュール型プログラムと呼ばれます。

モジュール型のソフトウエア設計では、プログラム機能を相互に代替可能な独立したモジュールに分割するため、各モジュールにはソフトウェアの機能のある側面を実行するのに必要なものが全て含まれています。このアプローチにより、コードの理解、テスト、維持、再利用、拡張、リファクタリングが容易になります。

コーディング

コーディング フェーズでは、開発者がシステム設計仕様を実際のコードに変換します。開発者がクリーンで保守性が高く効率的なコードを記述するには、次のベストプラクティスに従うことが重要です。

• わかりやすく読みやすいコードを記述する。

• コメントを使用してコードの動作を説明する。

• コード ベースの変更を追跡するためにバージョン管理を使用する。

• 必要に応じてコードをリファクタリングする。

• コーディングが完了したらコード レビューを実施して、コードに関するセカンド オピニオンを入手する。

• コードがどのように機能するかを説明するコード ドキュメントを提供する。

テスト

ソフトウェアを本番環境にリリースする前に、欠陥やエラーがないか徹底的にテストします。

• ソフトウェア テスト プランには、戦略、目的、必要なリソース、成果物、終了または一時停止の基準など、テスト プロセスに関する重要な情報が記載されています。

• テスト ケース デザインには、ソフトウェアが適切に機能しているかどうかを判断するための基準が定められています。

• テストの実行は、テストを実行してバグやソフトウェアの欠陥を特定するためのプロセスです。

開発者と品質保証チームは、自動テスト ツールを使用して迅速にソフトウェアをテストし、欠陥レポートを作成し、テスト結果を期待される成果と比較します。自動テストは時間と費用を節約でき、フィードバックを即時に提供し、ソフトウェアの品質を向上するのに役立ちます。自動テストは次の用途に使用できます。

• 単体テスト: 開発者は個々のソフトウェア モジュールをテストして、それぞれが適切に機能しているか検証します。

• 統合テスト: 開発者はそれぞれのモジュールがどのように相互作用するかをテストして、適切に連携していることを確認します。

• システム テスト: 開発者はソフトウェアをテストし、必須要件を満たしていることと、本番環境で適切に機能することを確認します。

• ユーザー受け入れテスト: 利害関係者やユーザーがソフトウェアをテストし、本番環境に展開される前に確認と承認を行います。

展開

ソフトウェアを本番環境に展開するには、主に次の 3 つのフェーズがあります。

• 開発チームがコードをソフトウェア リポジトリにコミットする。

• 自動展開ツールが一連のテストをトリガーする。

• ソフトウェアが本番環境に展開され、ユーザーに提供される。

ソフトウェアを効果的にインストールするには、一貫性のある展開メカニズムと、最小限のファイル配布によるシンプルなインストール構造が必要です。また、チームは正しい構成ファイルが本番環境にコピーされ、正しいネットワーク プロトコルが適用されていることを確認する必要があります。新しいシステムにデータを移行する前に、チームはソース データを監査し、問題があれば解決する必要もあります。

リリース管理により、ソフトウェアのスムーズかつ安定した展開を実現できます。このプロセスは、リリースを計画、設計、予定、テスト、展開するために使用されます。バージョン管理は、アップグレードが展開されたときに本番環境の整合性を確保するのに役立ちます。

メンテナンスとサポート

ソフトウェアが展開されると、ソフトウェアのメンテナンス ライフサイクルが始まります。ソフトウェアを最高レベルのパフォーマンスで動作させるには、継続的なメンテナンスが必要です。開発者はソフトウェアのバグを修正し、セキュリティ問題を解決するために、定期的にソフトウェア パッチを発行します。

メンテナンス活動には、ソフトウェアの技術的なパフォーマンスとユーザーが認識するパフォーマンスの、両方のパフォーマンス監視も含まれます。ユーザーにトレーニングやドキュメントを提供し、ユーザーの問題に対処し、システムをアップグレードして新しいソフトウェアとの互換性を確認することも、ソフトウェア メンテナンス ライフサイクルの重要な要素です。

SDLC の手法について

ソフトウェア開発の世界では、さまざまな手法が、ソフトウェアの作成と提供プロセスを導く体系化されたアプローチとして機能しています。これらの手法はチームがプロジェクトを計画、実行、管理する方法を定義し、柔軟性、コラボレーション、効率性などの要素に影響を与えます。いくつかの代表的な SDLC 手法をご紹介します。

ウォーターフォール モデル

1970 年に登場し、開発チームに広く採用された最初の SDLC アプローチは、ウォーターフォール モデルと呼ばれます。この方法では、ソフトウェアの開発プロセスを連続したフェーズに分割します。作業は 1 つのフェーズから次のフェーズに滝のように流れ、1 つのフェーズの成果が次のフェーズのインプットとなります。前のフェーズが完了するまでは、次のフェーズを開始できません。

ウォーターフォール モデルは、必須要件が明確に定義されており、開発チームがテクノロジーを理解している小規模なプロジェクトに最適です。既存のソフトウェアのアップグレードや、新しいプラットフォームへのソフトウェアの移行は、ウォーターフォール モデルに適したシナリオの例です。

ウォーターフォール モデルのメリット

• 単純明快なプロセスで、理解しやすく従いやすい。

• 各フェーズの最後にアウトプットが提供される。

• プロジェクトのマイルストーンと期日が明確に定義されている。

ウォーターフォール モデルのデメリット

• 柔軟性に欠けるため、利害関係者の必須要件が変わったときに開発チームが適応することが難しい。

• フェーズが完了すると、変更を加えるのにコストがかかり、プロジェクトのスケジュールが遅れる可能性がある。

• テストは SDLC が終了するまで実施されない。

アジャイル手法

「アジャイル」という用語は、段階的なデリバリー、チームのコラボレーション、継続な計画と学習を重視するソフトウェア開発のアプローチを指します。ウォーターフォール モデルの連続的なプロセスとは異なり、アジャイル手法ではソフトウェア開発に対して反復的なアプローチをとります。

反復的なソフトウェア開発では、スプリントという通常 2〜4 週間の固定されたプロジェクト サイクル内で作業を完了することで、SDLC を高速化します。重要な用語を以下に示します。

• ユーザー ストーリー: ユーザー ストーリーとは、顧客の視点から見た製品要件の簡潔な説明です。最も重要なユーザー ストーリーには、各スプリントの作業バックログで最も高い優先順位が付けられます。

• インクリメント: スプリントのアウトプットはインクリメントと呼ばれます。各インクリメントは、全てのコーディング、テスト、品質確認が完了しており、出荷可能な品質である必要があります。

• 振り返り: 各スプリントの最後には、アジャイル チームがレトロスペクティブ ミーティングを実施してプロセスやツールを評価し、うまくいったことといかなかったことを話し合い、今後のスプリントで改善することを決定します。

アジャイル手法は、必須要件の変更にすばやく適応できる柔軟性と機能が必要なプロジェクトに適しています。アジャイルはコラボレーションを促進するため、多くのチームが協力して作業を行う複雑なプロジェクトにも向いています。

アジャイル手法のメリット

• 利害関係者とユーザーが SDLC を通じてフィードバックを提供できるため、開発者は彼らのニーズを満たすソフトウェアを開発しやすくなる。

• インクリメンタル デリバリーにより、開発チームはプロジェクトの早い段階で、問題が大きくなる前に問題を特定して修正できる。

• 問題を修正するために必要な再作業を減らすことで、コストを削減できる可能性がある。

• レトロスペクティブにより、チームはプロセスを継続的に改善する機会が得られる。

アジャイル手法のデメリット

• 必須要件はユーザー ストーリーで明確に定義される必要がある。これを行わないと、プロジェクトがすぐに脱線する可能性がある。

• ユーザーのフィードバックが多すぎることで、プロジェクトのスコープが変わったり、遅れが生じたり、管理が困難になったりする場合がある。

• インクリメンタル デリバリーにより、プロジェクト全体が完了するまでにかかる時間を見極めるのが難しくなる可能性がある。

アジャイル フレームワーク

アジャイル手法はフレームワークと呼ばれることが多く、最も一般的なアジャイル フレームワークは「スクラム」と呼ばれます。スクラム チームには 3 つの重要な役割があります。

• スクラム マスターは、チームがスクラムのプロセスに従っていることと、スプリント中に発生する問題を解決しつつ、常に改善方法を探していることを確認します。

• プロダクト オーナーは、チームのビルド成果物とそのビルド理由、および作業バックログの優先順位と最新情報を維持することに責任を持ちます。

• スクラム チーム メンバーは、成果物をビルドし、設計と品質に責任を持ちます。

スクラム チームはタスク ボードに表示されたバックログに基づき、各スプリントの自分のワークロードを管理する方法を決定します。チーム メンバーはデイリー スクラム (またはデイリー スタンドアップ) ミーティングに参加し、この場で各メンバーがそれぞれの進捗を報告します。スプリントの最後には、チームが出荷可能なインクリメントを利害関係者に示し、レトロスペクティブを実施して、次のスプリントのアクションを決定します。

カンバンもアジャイル フレームワーク の 1 つです。カンバンという用語は、日本語で看板を意味します。カンバン ボードは作業アイテムをさまざまな進捗状況を示すカードとして視覚化し、各プロジェクトのステータスを一目で確認できるようにし、ボトルネックを特定しやすくします。

開発チームは作業効率を最大限に高めるため、スクラムとカンバンの両方のアジャイル フレームワークの要素を取り入れる場合があります。

その他の代表的な SDLC 手法

• 反復モデルは、継続的なフィードバックと段階的な進捗を重視します。開発サイクルを小さなサイクルに編成し、開発者が頻繁に段階的な変更を加えることで、継続的に学習し、コストがかさむ間違いを回避します。反復モデルは、小さく分割できる大規模なプロジェクトや、最初から必須要件が明確に定義されているプロジェクトに適しています。

• スパイラル モデルは、反復モデルとウォーターフォール モデルを組み合わせたものです。開発者が連続的なサイクル (スパイラル) で、反復的にソフトウエアを開発、テスト、精査する段階的なアプローチをとります。大規模かつ複雑でコストのかかるプロジェクトがこのモデルに適しています。

• V 字モデルは、連続的なプロセスでのテストと検証を重視します。このモデルは、徹底的なテストを行うことが重要な医療業界などのプロジェクトに非常に便利です。

• リーン モデルは、開発プロセスを通じて効率を高めることに重点を置きます。このモデルは反復的なアプローチをとり、短期的な目標を達成することを優先し、開発チームとユーザーが頻繁にやり取りするプロジェクトに適しています。

SDLC のベストプラクティスと課題

SDLC を成功させるうえでの最大の課題は、不十分なコミュニケーション、計画、テスト、文書化から派生することがよくあります。これらの問題に対処するためのベストプラクティスには、次のものがあります。

• 開発チーム、IT 運用、セキュリティ チーム、利害関係者間のコラボレーション

• ユーザーの必須要件、プロジェクト成果物、タイムライン、マイルストーンの明確な定義

• リソース、スケジュール、コード、その他の成果物の詳細なドキュメント

• 問題を特定して解決するためのデイリー スクラム ミーティング

• SDLC 全体で継続的な改善を促進するためのレトロスペクティブ

SDLC のセキュリティ

サイバー攻撃やセキュリティ侵害が増加している中、開発チームはアプリケーション セキュリティの向上というプレッシャーにさらされています。SDLC のセキュリティは、強固なセキュリティ対策とテストを SDLC に取り入れる一連のプロセスです。ベストプラクティスは、ソフトウエアが本番環境に展開される前の、ライフサイクルの早い段階でセキュリティ問題を検出して修復することです。

DevOps と SDLC の連携について

DevOps とは、開発 (Dev) と運用 (Ops) を組み合わせて高品質なソフトウェアを迅速に提供するための、SDLC へのアプローチの 1 つです このアプローチの基本原則は、自動化、セキュリティ、SDLC を統合されたワークフローに組み込む継続的インテグレーションと継続的デリバリ (CI/CD) です。

DevOps はリーンとアジャイルの SDLC 手法に従い、コラボレーションを重視します。SDLC 全体を通じて、開発者、IT 運用スタッフ、セキュリティ チームは定期的にコミュニケーションをとり、プロジェクトを成功させるために協力します。

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まとめ

適切に構成された SDLC は、開発チームが高品質なソフトウェアをより迅速かつ効率的に提供するのに役立ちます。組織によって SDLC の手法は異なりますが、ほとんどの開発チームが SDLC をプロジェクトの指針として使用しています。

SDLC は、開発チームがユーザーの必須要件を満たし、十分にテストされ、安全性が高く、本番環境に対応するソフトウェアを開発するのに役立ちます。SDLC プロセスに対応する代表的なツールには、次のものがあります。

• SDLC ワークフローを自動化する GitHub Actions。

• 開発者が安全なアプリケーションを出荷するのに役立つ GitHub security ツール。

• 開発者が AI を利用して迅速にコードを作成する GitHub Copilot。

• 人的エラーの防止に役立つ GitHub コード レビュー ツール。