Cycle de vie du logiciel

Cycle de vie du logiciel
Cycle de vie du logiciel
Bruno Bouzy
Juin 2001
Documentation et cycle de vie du logiciel
1.
INTRODUCTION
1.1. But du document
Ce document rappelle les principes de base d'une méthode classique de développement au §2,
décrit le contenu de chacune des phases du développement au §3, donne quelques informations
sur la phase de maintenance au §4, et enfin propose des plans de documents associés à la
méthode au §5.
1.2. Documents de référence
- SADT cours de l’IGL
- Modélisation objet avec UML, Pierre-Alain Muller, Eyrolles, 1997
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2.
GENERALITES SUR UNE METHODE CLASSIQUE DE DEVELOPPEMENT
DE LOGICIELS
2.1. Domaine d'application d'une méthode classique de développement
Dans le cheminement de la pensée qui va de la naissance d'un projet informatique jusqu'à son
terme on peut distinguer à priori deux grandes étapes qu'il est nécessaire de dissocier pour la
compréhension de ce document:
La première, très en amont, ressemble à une recherche ou à une étude de faisabilité du projet.
L'utilisateur a seulement une idée floue de son besoin et surtout ne sait pas comment y
répondre. Il ne sait pas quelle solution est faisable. Il veut mettre en oeuvre les idées qui
naissent dans sa tête pour pouvoir les valider ou les invalider. Dans les entreprises, ce sont (en
schématisant) les départements d'études ou de recherche qui effectuent ce genre de travail. Les
systèmes experts y sont en général utilisés car adaptés au besoin.
La seconde, plus en aval, est un développement plus concret qui ne pose pas de problème de
faisabilité. Il est possible de définir clairement le besoin auquel le logiciel répond. On sait
d'avance qu'il existe une solution faisable pour réaliser le logiciel. Le savoir-faire dans ce
domaine peut être formalisé. Dans les entreprises, ce sont (en schématisant toujours) les
départements de développement de logiciels opérationnels qui effectuent ce genre de travail.
Une méthode classique de développement s'applique à la deuxième étape (sans qu'il soit
interdit d'en utiliser quelques principes dans la première étape). Ce document présente les
principes de base d'une méthode classique de développement.
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2.2. Critères de qualité du logiciel
Le but du développement de logiciel est de développer des logiciels de qualité. Le terme
« qualité » est assez vague, grosso modo il signifie que l’on cherche a développer un logiciel
qui correspond aux besoins d’un utilisateur de ce logiciel.
Pour être plus précis, il existe des « critères » de qualité qui permettent de définir différents
types de qualité. Un développement peut être fait pour satisfaire tout ou partie de l’ensemble de
ces critères.
Exactitude
Aptitude d’un logiciel à fournir des résultats voulus dans les conditions normales d’utilisation.
Le plus important des critères de qualité. C’est la base de l’informatique : on souhaite
développer des logiciels qui répondent aux besoin de l’utilisateur.
Robustesse
Aptitude à bien réagir lorsque l’on s’écarte des conditions normales d’utilisation.
Exemple : IP (Internet Protocol). Le succès d’Internet est du à la robustesse du protocole de
communication utilisé. Un datagramme IP arrive a destination même si un réseau local est
inaccessible.
Extensibilité
Facilité avec laquelle un programme pourra être adapté pour faire face à une évolution des
besoins de l’utilisateur.
Réutilisabilité
Possibilité d’utiliser certaines parties du logiciel pour développer un autre logiciel répondants à
d’autres besoins. Cette notion est souvent relié à l’orienté objet où une classe générale sera
facilement réutilisable.
Portabilité
Facilité avec laquelle on peut exploiter un logiciel dans différentes implémentations. Exemple
Windows 95 ou Linux.
Efficience
Temps d’exécution, taille mémoire…
Ces critères de qualité sont des objectifs qu’un utilisateur va spécifier éventuellement dans
l’expression de ses besoins.
Un méthode de développement permet de faciliter la satisfaction des critères de qualité.
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2.3. Cycle de vie
Le développement d'un logiciel se fait suivant un cycle appelé le cycle de vie du logiciel. Le
cycle de vie est décomposé en phases de développement :
- Spécifications des besoins,
- Conception générale,
- Conception détaillée,
- Codage et tests unitaires,
- Intégration des modules,
- Intégration du logiciel,
- Recette.
Ces phases sont échelonnées dans le temps. Une phase se termine par la remise d'un (ou
plusieurs) document(s) validé(s) conjointement par l'utilisateur et le développeur. Une phase de
développement se termine lorsque la revue de cette phase est faite. Une phase ne peut
commencer que lorsque la précédente est terminée. A la fin de chaque phase, l'utilisateur et le
développeur sont d'accord. La décomposition en phases de développement permet donc le suivi
du projet par l'utilisateur.
Schéma représentant le processus de développement d'un logiciel classique :
& % # "#
$ !
Les premières phases permettent de décomposer l'ensemble du projet pour simplifier la phase
de codage (Top-Down). Les phases suivantes recomposent l'ensemble du logiciel en le testant
du détail vers l'ensemble (Bottom-Up).
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2.3. La documentation
Au cours d'un projet, la qualité première que l'on doit attendre des personnes qui interviennent
de près ou de loin dans ce projet, est la volonté de communiquer avec les autres. Si tous les
intervenants sont animés par cette volonté commune, la réussite du projet est très largement
favorisée. Sinon, l'echec est certain.
L'information échangée entre les participants contient deux parties. Une partie est un échange
d'informations informel qui n'a pas besoin d'être structuré et qui sert à créer une ambiance de
travail, une motivation , etc... Cette information est en générale transmise oralement. Une autre
partie est un échange d'information plus technique qui doit être structuré. La documentation
permet de répondre à ce besoin.
L'objectif de la documentation est de permettre la transmission de l'information, rendre visible
le produit logiciel tout au long du cycle de vie. En particulier à la fin du projet, la
documentation qui intéresse les utilisateurs du logiciel est prête.
C'est le seul produit du développement lors des premières phases de développement.
La documentation sert de support de travail, assure la conservation et la transmission de la
connaissance, facilite la conduite, la gestion et le contrôle du projet.
La documentation est produite au fur et à mesure du développement du projet. Les documents
validés à la fin de chaque phase constituent des jalons et servent de base de travail pour les
activités de la phase suivante. En particulier, cela permet à des personnes extérieures au projet
d'être mises au courant rapidement lorsqu'elles arrivent en cours de projet.
La documentation est organisée suivant un plan de documentation qui peut être adapté en
fonction du projet lui-même.
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3.
LES PHASES DU DEVELOPPEMENT
3.1. Phase de spécifications des besoins
3.1.1. Objectif
Il est indispensable de déterminer les besoins du logiciel pendant la première phase. Les
besoins peuvent se traduire sous plusieurs formes:
- des spécifications générales,
- des spécifications fonctionnelles,
- des spécifications d'interface.
Les spécifications générales sont un ensemble d'objectifs, de contraintes (utilisation de
matériels et outils existants) et de généralités qu'il faudra respecter au cours du développement.
Les spécifications fonctionnelles sont la description des fonctionnalités du logiciel de manière
aussi détaillée que nécessaire.
Les spécifications d'interface sont la description des interfaces du logiciel avec le monde
extérieure (hommes, autres logiciels, matériels...) de manière aussi détaillée que nécessaire.
Les spécifications des besoins servent à définir ce que doit faire le logiciel et non comment il
est fait. Ceci est décrit dans le document de spécifications des besoins.
Spécifications
des besoins du logiciel
Les besoins existants
Le but de la première phase de développement est de spécifier
les besoins du logiciel à partir des besoins existants
Les moyens et techniques utilisés pour produire le logiciel sont étudiés en parallèle et sont
décrits dans le plan de développement du logiciel qui expose l'organisation du projet
(décomposition en tâches, structure des équipes, planification, plan de documentation, tests et
recette, évaluation de la qualité, répartition des machines de développement et machines
cibles).
La spécification des tests de recette sont regroupés dans le cahier de recette du logiciel.
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3.1.2. Divers
Cette phase qui constitue environ 15% du temps total du développement se termine par la revue
des spécifications fonctionnelles.
Cette phase peut aussi s'appeler "spécifications externes" ou "analyse des besoins" selon le
vocabulaire employé.
3.1.3. Documents produits
Les documents produits au cours de cette phase sont:
Plan de développement du logiciel
Spécifications des besoins du logiciel
Cahier de recette
3.1.4. Méthodes de spécification
Il est possible d'utiliser plusieurs outils de spécifications lors de cette phase.
SADT est une méthode de spécification par décompositions successives des activités ou des
données du logiciel. (cf les références).
MERISE est une méthode de développement dont les premières phases permettent de spécifier
les fonctions et les données du logiciel. (cf les références).
N.B. Il peut être préférable de détailler le système par ses données du système, les actions
effectuées sur ces données et leurs relations plutôt que de détailler les fonctions du système,
c'est une approche développée dans la méthode MERISE.
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3.2. Phase de conception générale
3.2.1. Objectif
Une première étape dans le processus de conception d'un logiciel, à partir des spécifications des
besoins, permet de se focaliser sur la définition de l'architecture du logiciel.
La phase de conception générale permet d'envisager plusieurs solutions au problème posé et
d'en étudier leur faisabilité. Pour chaque solution, les choix effectués sont notés avec leurs
raisons de façon à distinguer les contraintes réelles du projet des contraintes déduites trop
hâtivement. La solution répondant le mieux aux besoins exprimés est retenue et figée.
On peut faire des prototypes des différentes approches envisagées dans la conception générale
afin de les valider.
Le document de conception générale du logiciel décrit la solution retenue. Une présentation
générale de la structure du logiciel est faite.
La structure d'un logiciel peut être vue sous deux points de vue différents:
- le point de vue statique,
- le point de vue dynamique.
3.2.2. Le point de vue statique
Le point de vue statique consiste à découper le logiciel en modules si l'on utilise un langage
classique ou de définir les objets du systèmes si l'on utilise un langage orienté objet.
' ()*+!,-./*
.102+!354
670289:;*
Un module est une unité de compilation regroupant un ensemble de fonctions ou procédures,
de définitions de structures de données, de données.
Un module est composé de deux parties:
- une interface visible des autres modules qui peuvent utiliser ce module
- un corps caché et invisible des autres modules.
Un module a la visibilité
- de son corps et de son interface évidemment,
- mais aussi des interfaces des modules qu'il utilise.
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exemple de hiérarchie de modules
module de haut niveau
modules de niveau intermédiaire
modules de bas niveau
L'interface du module constitue en quelque sorte le contrat que le module s'engage à respecter.
Le corps du module sert à remplir ce contrat.
Le rapprochement entre les concepts de module et d'objet peut être le suivant:
Dans un module on essaie de regrouper des fonctions, procédures et données qui ont quelque
chose de commun où sont relatives au même concept.
Dans un objet on regroupe des méthodes et des attributs qui ont en commun l'objet lui-même.
3.2.3. Le point de vue dynamique
Le point de vue dynamique consiste à découper le logiciel en tâches pouvant s'exécuter en
parallèle (dans le cas où le multitâches est nécessaire). Une tâche est l'exécution d'un code
contenu dans un ou plusieurs modules.
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Exemple de découpage dynamique d'une application
Application
Tâche 1
Tâche 2
Tâche 3
Tâche 4
(Les doubles flèches sont des interfaces de communication intertâches)
La découpe en tâches permet de découpler des traitements indépendants et de les simplifier. La
découpe en tâches est donc guidée par l'aspect applicatif du logiciel.
Si des choix d'outil de développement ont été précisés dans les spécifications générales, la
découpe en tâches peut dépendre de ces choix (par exemple pour une application multilangages).
Les deux points de vue (statique et dynamique) permettent de définir la structure du logiciel et
sont indispensables à une bonne conception de logiciel.
3.2.4. Divers
La phase de conception générale peut dépendre des outils de développement si ceux-ci ont été
spécifiés dans les spécifications générales. Dans le cas où plusieurs outils sont utilisés, il faut
trouver comment les utiliser pour réaliser telle partie du système et comment les interfacer. Les
découpes statiques et dynamiques dépendent alors aussi de ces outils.
Si aucun outil de développement n'a été spécifié dans la phase précédente, le choix des outils
peut être adapté au type de l'application et simplifier les découpes statiques et dynamiques.
Cette phase qui représente environ 10% du temps total consacré au développement se termine
par la revue de conception générale.
Cette phase peut aussi s'appeler "conception globale" ou "analyse organique globale" selon le
vocabulaire employé.
3.2.5. Document produit
Le document produit au cours de cette phase est:
Document de conception générale
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3.2.6. Méthodes de conception
Il est possible d'utiliser une méthode de conception lors de cette phase.
HOOD est une méthode de conception orientée objets (cf les références).
HOOD met l'accent sur les points de vue statique et dynamique. Pour HOOD, l'aspect statique
est représenté par la hierarchie senior/junior et l'aspect dynamique est représenté par la
hierarchie parent/enfant et dans la définition d'objets actifs.
Certains langages de développement ont été conçus ou inventés non seulement dans l'optique
codage mais aussi dans l'optique conception de logiciel. Ada, LTR3 et tous les langages
orientés objets dont CRL.
Certains langages ne sont pas modulaire ou orientés objets mais il est fortement conseillé de
trouver des palliatifs. Prenons le cas de Unix et C. Un module sera un couple de deux fichiers,
le .c sera le corps et le .h l'interface. Le .c pourra inclure le .h de son module et les .h des
modules avec lequels il est en relation. Le .h ne comprendra aucun corps de fonctions,
seulement des déclarations de fonctions ou de variables.
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3.3. Phase de conception détaillée
3.3.1. Objectif
Une deuxième étape dans le processus de conception du logiciel permet, à partir du résultat de
la conception générale de pousuivre le découpage du logiciel jusqu'à arriver à une description
externe de chacune des procédures et des structures de données.
Dans le cas de l'utilisation d'un langage modulaire, cette phase consiste à définir précisément
les interfaces des modules.
Dans le cas de l'utilisation d'un langage orienté objet, cette phase consiste à définir précisément
les contenus des objets: attributs et méthodes.
Le document de conception détaillée présente l'architecture détaillée à laquelle on aboutit.
Le manuel d'utilisation du logiciel décrit la mise en oeuvre du logiciel et son environnement.
Les tests et jeux d'essais à mettre en oeuvre durant le phase d'intégration du logiciel sont décrits
dans le document de spécifications des tests d'intégration du logiciel.
3.3.2. Divers
On peut aussi décrire le contenu des procédures grâce à un pseudo-langage.
Cette phase qui représente environ 25% du temps total consacré au développement se termine
par la revue de conception détaillée.
Cette phase peut aussi s'appeler "Conception détaillée" ou "analyse organique détaillée" selon
le vocabulaire employé. Les deux phases de conception peuvent être regroupées sous le
vocable de "spécifications internes" selon les cas.
3.3.3. Documents produits
Les documents produits au cours de cette phase sont:
Document de conception détaillée
Manuel d'utilisation
Spécifications des tests d'intégration
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3.4. Phase de codage et tests unitaires
3.4.1. Objectif
Les procédures identifiées lors de la phase précédente sont codées et testées individuellement.
Le produit de cette phase est le code source et les résultats des tests unitaires.
Dans le cas de l'utilisation d'un langage modulaire, cette phase consiste à coder les corps des
modules en respectant leur interface.
3.4.2. Divers
Cette phase qui représente environ 15% du temps total consacré au développement se termine
par la revue de codage et tests unitaires.
3.4.3. Documents produits
Les documents produits au cours de cette phase sont:
Source
Résultats des tests unitaires
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3.5. Phase de test des modules
3.5.1. Objectif
Chaque module est testé individuellement. On vérifie que les services spécifiés par l'interface
d'un module sont effectivement rendus par le module.
3.5.2. Divers
Cette phase qui représente environ 5% du temps total consacré au développement se termine
par la revue de tests des modules. Cette phase peut éventuellement être fusionnée avec les tests
unitaires de la phase précédente.
3.5.3. Documents produits
Les documents produits au cours de cette phase sont:
Résultats des tests de modules
3.6. Phase d'intégration d'ensemble
3.6.1. Objectif
Les différents modules du logiciel sont progressivement intégrés par niveaux successifs en
respectant les spécifications des tests d'intégration. La phase d'intégration ressemble à une
construction où chaque brique de base du logiciel est associée à sa voisine pour former une
entité elle-même associée à sa voisine etc... jusqu'à aboutir à la construction toute entière.
Un premier niveau consiste à tester que des modules liés par une relation d'utilisation
fonctionnent correctement ensemble.
Le niveau suivant consiste à tester qu'une tâche fonctionne correctement en utilisant les
modules sur lesquels elle s'appuie.
Le niveau suivant consiste à tester que plusieurs tâches liées par des mécanismes multi-tâches
(signalisation, exclusion mutuelle, mémoire partagée et plus généralement communication)
fonctionnent bien ensemble.
Enfin, le niveau final consiste à mettre en commun toutes les tâches du logiciel pour le tester
globalement.
Les jeux d'essais, procédures et résultats des tests sont consignés dans le document de résultat
des tests d'intégration.
Un document regroupe les procédures à suivre pour passer du code source au code objet du
logiciel.
3.6.2. Divers
Cette phase qui représente environ 20% du temps total consacré au développement se termine
par la revue d'intégration d'ensemble du logiciel.
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3.6.3. Documents produits
Les documents produits au cours de cette phase sont:
Présentation du logiciel
Résultats des tests d'intégration
3.7. Phase de recette
3.7.1. Objectif
Le logiciel lui-même est intégré dans l'environnement extérieur (autres logiciels, utilisateurs).
On vérifie que le logiciel développé répond aux besoins exprimés dans la phase de
spécifications des besoins.
3.7.2. Divers
Cette phase qui représente environ 10% du temps total consacré au développement se termine
par la revue finale.
3.7.3. Documents produits
Les documents produits au cours de cette phase sont:
Résultats de la recette
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4.
LA MAINTENANCE
La maintenance est une activité qui comprend la formation de l'utilisateur et l'assistance
technique. Elle débute à la livraison du logiciel et s'achève à la fin de l'exploitation du système.
La maintenance peut être:
- corrective: non conformité aux spécifications, d'où détection et correction des erreurs
résiduelles.
- adaptative: modification de l'environnement (matériel, fournitures logicielles, outil, ...)
- évolutive: changement des spécifications fonctionnelles du logiciel.
L'activité se prépare pendant le développement et s'applique ensuite sur le logiciel opérationnel
recetté.
Lorsque les modifications représentent une partie notable du développement, on les considère
comme une refonte sortant du cadre de la maintenance, traitée comme un projet logiciel
normal.
Les activités de maintenance couvrent les domaines suivants:
- qualifications des nouvelles versions,
- suivis des modifications,
- archivage,
- mise à jour de la documentation,
- exécution des modifications.
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