Spiralmodell

Was ist das Spiralmodell?

Das Spiralmodell ist eine Methode des Systems Development Lifecycle (SDLC), die für das Risikomanagement eingesetzt wird und das iterative Entwicklungsprozessmodell mit Elementen des Wasserfallmodells kombiniert. Das Spiralmodell wird von Software-Ingenieuren eingesetzt und bevorzugt für große, teure und komplizierte Projekte verwendet.

Als Diagramm dargestellt, sieht das Spiralmodell der Softwareentwicklung wie eine Spirale mit vielen Schleifen aus. Die Anzahl der Schleifen wird vom Projektmanager festgelegt und variiert je nach Projekt. Jede Schleife der Spirale ist eine Phase im Modell des Softwareentwicklungsprozesses.

Das Spiralmodell ermöglicht die schrittweise Freigabe und Verfeinerung eines Softwareprodukts in jeder Phase der Spirale. Dieser risikobasierte Ansatz ermöglicht auch den Bau von Prototypen in jeder Phase. Das wichtigste Merkmal des Modells ist seine Fähigkeit, potenzielle Risiken nach Projektbeginn zu managen; die Erstellung eines Prototyps macht dies möglich.

Einsatzmöglichkeiten des Spiralmodells

Das Spiralmodell eignet sich am besten für große Projekte. Es unterteilt sie in Phasen, an denen jeweils unterschiedliche Personen beteiligt sind. Größere Probleme werden in kleinere Probleme aufgeteilt, die gelöst werden müssen, und Abteilungen oder Teams werden spezifische Aufgaben zugewiesen, für die sie verantwortlich sind. Weitere Einsatzmöglichkeiten sind:

• Projekte, bei denen häufige Veröffentlichungen erforderlich sind.
• Projekte, bei denen jederzeit Änderungen erforderlich sind.
• Langfristige Projekte, die aufgrund geänderter wirtschaftlicher Prioritäten nicht durchführbar sind.
• Projekte mit mittlerem bis hohem Risiko, bei denen iterative Verfeinerungen erforderlich sind, um sicherzustellen, dass potenzielle Risiken gemindert werden.
• Projekte, bei denen Kosten- und Risikoanalysen wichtig sind.
• Projekte, die von der Erstellung eines Prototyps profitieren würden, um den Interessengruppen die Funktionalitäten zu demonstrieren.
• Projekte mit unklaren oder komplexen Anforderungen.

Praxisbeispiel für Spiralmodell-Projekte

Verschiedene Branchen verlassen sich auf das Spiralmodell, um Projekte schrittweise zu verbessern. Beispiele hierfür sind:

• Softwareentwicklung. Entwickler testen Softwareprojekte schrittweise und berücksichtigen dabei das Feedback, um Verbesserungen vorzunehmen. Dies gilt insbesondere für mobile Apps, bei denen sich die Funktionalität schnell ändert und Debugging erforderlich ist, um die Erwartungen von Benutzern und Interessengruppen zu erfüllen.
• Spiele. Spieleentwickler nutzen dieses iterative Modell, um das Gameplay zu testen und die Grafik zu verbessern, bevor ein Endprodukt veröffentlicht wird. Solche Verfeinerungen basieren ebenfalls auf Kundenfeedback.
• Einzelhandel. Entwickler von E-Commerce-Websites nutzen Spiralmodellierung, um kontinuierlich neue Funktionen zu entwickeln und hinzuzufügen, um das Kundenerlebnis auf der Grundlage von Verbraucherpräferenzen und Markttrends zu verbessern.
• Raumfahrt. Weltraumforschungssysteme, wie Satelliten und Rover, werden zunächst als Prototypen entwickelt und vor dem Einsatz im Weltraum Simulationen unterzogen. Das Spiralmodell steuert ihre Entwicklung, um sicherzustellen, dass sie nicht anfällig für Probleme sind.

Phasen des Spiralmodells

Bei der Betrachtung eines Diagramms eines Spiralmodells stellt der Radius der Spirale die Kosten des Projekts dar und der Winkelgrad den Fortschritt in der aktuellen Phase. Jede Phase beginnt mit einem Ziel für das Design und endet, wenn der Entwickler oder Kunde den Fortschritt überprüft.

Jede Phase kann in vier Quadranten unterteilt werden: Identifizierung und Verständnis der Anforderungen, Durchführung einer Risikoanalyse, Erstellung des Prototyps und Bewertung der Leistung der Software.

Identifizierung und Verständnis der Anforderungen

Die Phasen beginnen in dem Quadranten, der der Identifizierung und dem Verständnis der Anforderungen gewidmet ist. Das Gesamtziel der Phase wird festgelegt und alle Ziele werden ausgearbeitet und analysiert. Es ist wichtig, auch alternative Lösungen zu ermitteln, falls die versuchte Version nicht funktioniert.

Risikoanalyse

Die Risikoanalyse wird für alle möglichen Lösungen durchgeführt, um Fehler oder Schwachstellen zu finden – zum Beispiel Budgetüberschreitungen oder Bereiche innerhalb der Software, die für verschiedene Formen von Cyberangriffen anfällig sind. Jedes Risiko wird mit der effizientesten Strategie gelöst.

Erstellung des Prototyps

Im nächsten Quadranten wird das Prototypmodell erstellt und getestet. Dieser Schritt umfasst die architektonische Gestaltung, die Modulgestaltung, die physische Produktgestaltung und die endgültige Gestaltung. Der in den ersten beiden Quadranten erstellte Vorschlag wird in eine Software umgewandelt, die verwendet werden kann.

Leistungsbewertung

Im vierten Quadranten werden die Testergebnisse der neuesten Version ausgewertet. Diese Analyse ermöglicht es Programmierern, anzuhalten und zu verstehen, was funktioniert hat und was nicht, bevor sie mit einem neuen Build fortfahren. Am Ende dieses Quadranten beginnt die Planung für die nächste Phase und der Zyklus wiederholt sich. Am Ende der Spirale wird die Software auf dem jeweiligen Markt eingesetzt.

Schritte des Spiralmodells

Während die Phasen in Quadranten unterteilt sind, ist jeder Quadrant weiter in Schritte unterteilt. Die Schritte im Spiralmodell sind wie folgt:

• Die neuen Systemanforderungen werden so detailliert wie möglich definiert. Dies umfasst in der Regel die Befragung mehrerer Benutzer, die alle externen oder internen Interessen und andere Aspekte des bestehenden Systems vertreten.
• Für das neue System wird ein vorläufiger Entwurf erstellt.
• Der erste Prototyp des neuen Systems wird auf der Grundlage des vorläufigen Entwurfs erstellt. Dabei handelt es sich in der Regel um ein verkleinertes System, das die Eigenschaften des endgültigen Softwareprodukts annähernd wiedergibt.
• Ein zweiter Prototyp entsteht in einem vierstufigen Verfahren: (1) Bewertung der Stärken, Schwächen und Risiken des ersten Prototyps; (2) Definition der Anforderungen des zweiten Prototyps; (3) Planung und Entwurf des zweiten Prototyps; (4) Bau und Test des zweiten Prototyps.
• Das gesamte Projekt wird abgebrochen, wenn das Risiko als zu hoch eingestuft wird. Zu den Risikofaktoren können unter anderem die Überschreitung von Entwicklungskosten, Fehlkalkulationen bei den Betriebskosten und andere Faktoren gehören, die zu einem nicht zufriedenstellenden Endprodukt führen können.
• Der vorhandene Prototyp wird auf die gleiche Weise wie der vorherige Prototyp bewertet und bei Bedarf wird ein weiterer Prototyp gemäß dem oben beschriebenen vierfachen Verfahren daraus entwickelt.
• Die vorangehenden Schritte werden wiederholt, bis der Kunde davon überzeugt ist, dass der verfeinerte Prototyp das gewünschte Endprodukt darstellt.
• Das Endprodukt wird auf der Grundlage des verfeinerten Prototyps konstruiert.
• Das Endprodukt wird gründlich bewertet und getestet. Es wird eine kontinuierliche Routinewartung durchgeführt, um größere Ausfälle zu verhindern und Ausfallzeiten zu minimieren.

Vorteile des Spiralmodells

Das Spiralmodell ist eine hervorragende Option für große, komplexe Projekte. Der progressive Charakter des Modells ermöglicht es Entwicklern, ein großes Projekt in kleinere Projekte aufzuteilen und jeweils ein Feature nach dem anderen in Angriff zu nehmen, um sicherzustellen, dass nichts übersehen wird. Der Prototypenbau erfolgt schrittweise, sodass die Kostenschätzung des gesamten Projekts manchmal einfacher ist.

Zu den weiteren Vorteilen des Spiralmodells gehören:

• Flexibilität. Änderungen an den Anforderungen nach Beginn der Entwicklung können leicht übernommen und integriert werden.
• Risikomanagement. Das Spiralmodell beinhaltet in jeder Phase eine Risikoanalyse und -behandlung, wodurch die Sicherheit verbessert und die Wahrscheinlichkeit von Angriffen und Ausfällen verringert wird. Der iterative Entwicklungsprozess erleichtert auch die Risikominderung.
• Kundenzufriedenheit. Das Spiralmodell erleichtert das Kundenfeedback. Wenn die Software für einen Kunden entwickelt wird, kann der Kunde sein Produkt in jeder Phase sehen und bewerten. So kann er Bedenken äußern und Änderungen anfordern, bevor das Produkt vollständig erstellt ist, wodurch das Entwicklungsteam Zeit und Geld spart.

Nachteile des Spiralmodells

Zu den Nachteilen des Spiralmodells gehören:

• Hohe Kosten. Das Spiralmodell ist teuer und daher nicht für kleine Projekte geeignet.
• Abhängigkeit von der Risikoanalyse. Der erfolgreiche Abschluss eines Projekts hängt von einem effektiven Risikomanagement ab. Daher ist es notwendig, dass die Projektbeteiligten über Fachwissen in der Risikobewertung verfügen.
• Komplexität. Das Spiralmodell ist komplexer als andere SDLC-Optionen. Für einen effizienten Ablauf müssen die Protokolle genau befolgt werden. Außerdem ist eine verstärkte Dokumentation erforderlich, um die Zwischenphasen zu verfolgen.
• Herausforderungen beim Zeitmanagement. Zu Beginn eines Projekts ist die Anzahl der erforderlichen Phasen oft nicht bekannt, was ein Zeitmanagement nahezu unmöglich macht. Daher besteht immer das Risiko, dass der Zeitplan nicht eingehalten wird oder das Budget überschritten wird.