Software Development Lifecycle (SDLC): eine Einführung

Der Software Development Lifecycle, oder SDLC, ist ein systematischer Softwareentwicklungszyklus. Er besteht aus mehreren methodischen Phasen, deren Fokus auf einer erhöhten Systemeffizienz, richtiger Planung und strengen Testverfahren liegt. Dies ermöglicht es Organisationen, in kürzester Zeit bei gleichzeitiger Minimierung der Kosten Software höchster Qualität zu entwickeln.

Die erste Phase des SDLC beginnt in der Regel damit, dass die Anforderungen des Entwicklungsprojekts zusammengestellt und analysiert werden. Sobald die Projektanforderungen klar definiert und geplant sind, beginnen die Designphase und die Entwicklungsphasen, in denen die Software konstruiert und erstellt wird. In der nächsten Phase wird die Software getestet um sicherzustellen, dass sie fehlerfrei ist und erwartungsgemäß funktioniert, bevor sie den Benutzern zur Verfügung gestellt wird. Die letzte Phase des SDLC besteht in der fortlaufenden Überwachung und Wartung, damit etwaige Fehler, die durch das Raster gefallen sind, entdeckt und behoben werden.

Das SDLC-Modell ist keine einzelne Methode, sondern vielmehr ein Rahmen, der verschiedene Softwareentwicklungsmodelle umfasst. Dazu gehören:

• Wasserfallmodell: Das älteste und einfachste Softwareentwicklungsmodell hat seinen Namen aufgrund seines linearen Ablaufs von Anfang bis Ende. Jede Phase folgt einem eigenen Plan und muss abgeschlossen sein, bevor die nächste Phase beginnen kann, sodass eine Phase wie bei einem Wasserfall in die nächste übergeht.
• Modell des iterativen Prozesses: Hier besteht das Ziel nicht darin, eine voll entwickelte Anwendung in einem einzigen Prozess zu erstellen. Vielmehr erstellen die Entwickler schnell eine erste Version der Software und nehmen dann in aufeinanderfolgenden kleinen Iterationen Verbesserungen daran vor. Dieser Ansatz kommt in der Regel bei der Entwicklung größerer Anwendungen zum Einsatz, da Entwicklungsteams das Projekt hierbei in leichter zu bewältigende Abschnitte unterteilen und die Software den Benutzern schneller zur Verfügung stellen können.
• Agiles Modell: Basierend auf dem iterativen Ansatz wird das Projekt beim agilen Modell in mehrere Zyklen unterteilt, sodass eine aufeinanderfolgende Reihe von Versionen entsteht. Mit jeder Version wird Feedback generiert, das in die nächste Version einfließt. So können Organisationen sich schnell an einen sich stetig wandelnden Markt anpassen und dabei die Risiken verringern, die dem Wasserfallmodell eigen sind.
• Spiralmodell: Beim Spiralansatz werden Elemente des Wasserfallmodells und des Modells des iterativen Prozesses miteinander kombiniert. Die Planungs-, Design-, Erstellungs- und Testphasen der Entwicklung werden in linearer Abfolge wiederholt, gleichzeitig werden aber bei jedem Schritt des Prozesses iterative Verbesserungen vorgenommen.
• V-Modell: Dieser Ansatz erweitert das Wasserfallmodell, indem in jede Entwicklungsphase Test- und Validierungsschritte eingebunden werden, anstatt den Prozess mit einer eigenständigen Testphase abzuschließen.
• Big-Bang-Modell: Bei diesem Ansatz werden die formelle Struktur und die Prozesse minimiert. Der Schwerpunkt liegt dabei nicht auf der zeitaufwendigen, mühevollen und ressourcenintensiven Softwareproduktion. Dies macht es zum riskantesten aller Modelle, das sich am besten für kleine Teams eignet.

Das Spiralmodell ist eines von mehreren Softwareentwicklungsmodellen, bei denen die Elemente des iterativen Modells und des Wasserfallmodells miteinander kombiniert werden.

Der SDLC ist ein wesentlicher Aspekt der Entwicklung qualitativ hochwertiger Software. In diesem Leitfaden werden wir uns mit den verschiedenen Phasen des SDLC beschäftigen und damit, warum er so wichtig ist und wie Organisationen ihn nutzen. Darüber hinaus werden wir verschiedene bewährte Vorgehensweisen erläutern, mit denen Sie optimal von Ihren Bemühungen während des SDLC profitieren können.

Grundlagen des Software Development Lifecycle

Der Zweck des SDLC-Prozesses besteht in der Bereitstellung eines Rahmens, innerhalb dessen der Softwareentwicklungsprozess kontrolliert werden kann, und darin sicherzustellen, dass alle Projektanforderungen erfüllt werden. Der SDLC Prozess ist die Grundlage, auf der Sie sich Klarheit über die Ziele eines Softwareprojekts, die Planungsaktivitäten und die Ergebnisse verschaffen, die Risiken erkennen und minimieren, die Softwarequalität überprüfen, Kundenerwartungen einordnen und das Produkt warten, sobald es veröffentlicht worden ist.

Die Struktur des SDLC bietet viele Vorteile, wie z. B.:

• Klare Zielvorgaben: Das Entwickeln moderner Anwendungen ist komplex und ressourcenintensiv. Die Projektplanung kann durch schlechtes Ressourcenmanagement, schleichend wachsenden Umfang, versäumte Fristen und weitere Probleme leicht aus der Bahn geraten. Der SDLC behält die Ziele und potenziellen Hindernisse im Auge, sodass der Entwicklungsprozess präzise umgesetzt wird und von Anfang bis Ende problemlos läuft.
• Qualitativ bessere Software: Schlechte Software ist mehr als nur ärgerlich für die Endkundinnen und -kunden. Eine Anwendung voller Fehler kann zu Serviceproblemen führen, wenn sie in die anderen Systeme der Organisation integriert ist, da es u. a. zu Ausfallzeiten, entgangenen Transaktionen und Rufschädigungen kommen kann. Durch gründliche Tests vor Auslieferung an die Benutzer lässt sich sicherstellen, dass die Software die technischen Anforderungen und die Anforderungen der Benutzer erfüllt und frei von Mängeln ist.
• Flexibilität der Teammitglieder: Der Ausfall eines Mitglieds des Projektteams kann das Projekt verzögern, wenn es von Anfang an überarbeitet werden muss, um es wieder auf den aktuellen Stand zu bringen. In einem effektiven SDLC werden vollständige und detaillierte Aufzeichnungen über das gesamte Projekt gespeichert, sodass jeder, der während der Projektlaufzeit zum Team stößt, dort einsteigen kann, wo zuvor jemand anderes aufgehört hat.
• Geringere Kosten: Im SDLC wird Wert auf klare Fristen und Ergebnisse gelegt. Der SDLC bietet eine Struktur, in der ihr sämtliche Zeitpläne und Kosten eines Projekts einsehen könnt. Dadurch bleibt das Projekt im Budgetrahmen, und das Projektmanagement kann sich auf die Steigerung der Effizienz und Produktivität konzentrieren.
• Kontinuierliche Verbesserung: Die SDLC-Phasen sind so ausgelegt, dass ein Feedback-Austausch stattfindet. Informationen aus Test-, Bereitstellungs- und Wartungsphasen kommen früheren Phasen zugute, sodass ihr so lange kontinuierliche Verbesserungen vornehmen könnt, bis ihr ein optimales Produkt habt.

Der SDLC ist für Entwickler wichtig, weil durch ihn sichergestellt wird, dass sie in möglichst kurzer Zeit zu möglichst geringen Kosten eine Software höchster Qualität liefern können. Insbesondere bietet er Entwicklern beispielsweise folgende Vorteile:

• Mehr Klarheit: Moderne Softwareprojekte sind groß und komplex und können schnell erdrückende Dimensionen annehmen. Der SDLC liefert Entwicklern einen detaillierten Plan und die Möglichkeit, sich das Endprodukt klar vorzustellen. Darüber hinaus lassen sich Aufgaben, Risiken und Probleme in jeder Phase des Prozesses leichter erkennen.
• Bessere Qualitätskontrolle: Dank gründlicher Softwaretests, die in den SDLC integriert sind, lässt sich verhindern, dass die Software mit Fehlern in Umlauf gebracht wird. Regelmäßige Überprüfungen sorgen dafür, dass das Projekt reibungslos läuft, sodass die Entwickler sich auf das Erstellen der Software konzentrieren können und nicht nach Fehlern suchen müssen.
• Reibungslosere Prozesse: Jede Phase des SDLC ist so konzipiert, dass sie in die nächste Phase übergeht oder Feedback für die vorherige Phase liefert. Wenn Entwickler auf ein Hindernis stoßen, können sie diesem anhand der Feedbackschleife auf den Grund gehen und eine Lösung dafür finden.

Was sind die verschiedenen Phasen des SDLC?

Der SDLC umfasst in der Regel folgende Phasen:

• Anforderungsanalyse- und Planungsphase: Der SDLC beginnt damit, dass leitende Teammitglieder die Anforderungen der Stakeholder des Projekts zusammenstellen, ermitteln, ob das Projekt machbar ist, und einen einfachen Ansatz finden. In dieser Phase sollten der Projektumfang sowie etwaige zu erwartende Probleme, Risiken und Chancen ermittelt werden.
• Anforderungsdefinitionsphase: Nachdem die Anforderungen zusammengestellt und analysiert wurden, besteht die nächste Phase darin, sie klar zu definieren und von den Stakeholdern genehmigen zu lassen. Das geschieht in der Regel in Form eines Softwareanforderungsprofils (Software Requirement Specification, SRS), das sämtliche Projektspezifikationen enthält, die während der Anforderungsanalyse- und Planungsphase zusammengestellt wurden.
• Designphase: Nach Genehmigung der dokumentierten Anforderungen ermitteln die Softwarearchitekten auf Grundlage des SRS-Dokuments die beste und kostengünstigste Architektur für das Produkt. In der Regel werden in einer Entwurfsdokumentspezifikation (Design Document Specification, DDS) mehrere Entwürfe vorgeschlagen und dokumentiert. Aus diesen wird dann anhand der Kriterien zeitlicher Ablauf, Belastbarkeit und Kosten der beste Entwurf ausgewählt.
• Entwicklungsphase: In dieser Phase wird das Produkt erstellt. Entwickler generieren den Programmiersprachencode gemäß der DDS und befolgen die Programmierstandards und -richtlinien der Organisation. Es wird erwartet, dass Projektmodule und neue Features innerhalb der für das Projekt festgelegten Fristen fertiggestellt werden.
• Testphase: Nachdem alle Phasen der Softwareerstellung abgeschlossen sind, wird die Software an das Testteam geschickt, das sämtliche Funktionen gründlich durchtestet. Entdeckte Mängel werden dokumentiert und zur Korrektur an das Entwicklungsteam zurückgeschickt.
• Bereitstellungs- und Wartungsphase: Wenn die erste Version getestet und Mängel in der Produktionsumgebung beseitigt wurden, wird die Software einer großen Gruppe von Endbenutzern bereitgestellt. Sie finden oftmals Bugs und Fehler, die während der Testphase unentdeckt geblieben sind. Das Benutzerfeedback wird in die nächste Version der Software integriert. Während dieser Phase werden zudem Software-Updates, Sicherheits-Patches und Feature-Verbesserungen implementiert.

Die sechs Phasen des SDLC sind Planung, Anforderungsdefinition, Design, Entwicklung, Testung und schließlich Bereitstellung.

Systementwicklung und Softwareentwicklung

Der Unterschied zwischen dem Softwareentwicklungszyklus und dem Systementwicklungszyklus besteht darin, dass es sich bei Ersterem um den Rahmen für die Softwareentwicklung und bei Letzterem um einen Prozess zur Entwicklung eines strukturierten IT-Systems handelt.

Wie auch der Softwareentwicklungszyklus ist der Systementwicklungszyklus ein strukturiertes Projektmanagementmodell, das verschiedene Phasen beinhaltet, wie z. B.:

• Planungsphase: Der Systementwicklungszyklus beginnt damit, dass der Projektumfang definiert, ein Maßnahmenplan für das Projekt erstellt und die mit dem Projekt zu lösenden Probleme ermittelt werden. In dieser Phase werden Teams, Fristen, Budget, Sicherheit und weitere Aspekte des Projekts definiert, die für seinen Erfolg entscheidend sind.
• Analysephase: Das Team analysiert die Anforderungen an die Funktionen des Systems, um sicherzustellen, dass es den Erwartungen der Stakeholder genügt. Die Anforderungen werden dokumentiert und eine Machbarkeitsstudie wird durchgeführt, damit die Organisation die finanziellen, technischen und organisatorischen Vorgaben des Projekts erfüllen kann.
• Designphase: Während der Designphase legt das Team gemäß den Projektanforderungen das Design der Architektur, des Netzwerks, der Datenbanken, der Sicherheit und der Benutzeroberflächen des Systems fest.
• Entwicklungsphase: In dieser Phase wird das System erstellt. Die Hardware wird konfiguriert und feinabgestimmt, und die Softwareentwickler schreiben den erforderlichen Code.
• Test- und Integrationsphase: Alle Systemmodule werden zusammengeführt und auf Mängel und Interoperabilität getestet, um sicherzustellen, dass sich das System wie erwartet verhält und die Projektanforderungen erfüllt.
• Implementierungs- und Freigabephase: Nachdem das neue System gründlich überprüft worden ist, geht es in Produktion, um das alte System zu ersetzen, und wird den Endbenutzern zur Verfügung gestellt.
• Wartungsphase: Das neue System wird überwacht, um zu gewährleisten, dass es weiterhin richtig funktioniert, und um etwaige Fehler aufzuspüren, die während der Testphase unentdeckt geblieben sind. Das System wird in dieser Phase weiterhin häufigen Wartungen und Aktualisierungen unterzogen.

Softwareentwicklung und das agile Modell

Der SDLC ist ein Rahmen für die erfolgreiche Entwicklung moderner Softwareanwendungen, während es sich bei dem agilen Modell um eine spezielle Entwicklungsmethode innerhalb dieses Rahmens handelt.

Genauer gesagt, werden im SDLC die verschiedenen Phasen, Schritte und Prozesse für das Design und die Entwicklung der Software definiert. Mit ihm soll sichergestellt werden, dass auf effiziente Weise eine qualitativ hochwertige Software erstellt wird. Rund um den SDLC-Rahmen werden mehrere Modelle konstruiert, von denen jedes seine eigenen Schritte und Prozesse hat. Das agile Modell ist eines dieser Entwicklungsmodelle.

Beim agilen Modell handelt es sich hingegen um einen Ansatz, der bei Organisationen beliebt ist, die eine Umgebung für kontinuierliche Ergebnisse erstellen wollen. In seinem Zentrum stehen die iterative Entwicklung, kurze Entwicklungszyklen, das Erfassen von Feedback und das Anpassen an neue Anforderungen.

Während das agile Modell als SDLC-Ansatz für die Softwareentwicklung gilt, gibt es einige wichtige Unterschiede. Der agile Ansatz ist generell schneller und weniger systematisch als der SDLC-Ansatz. Der agile Ansatz folgt ebenfalls einem kontinuierlichen Zyklus und ermöglicht dynamische Änderungen in den Anforderungen, während der SDLC sequenziell ist und nach den anfänglichen Phasen keine Änderungen in den Anforderungen erlaubt. Schließlich verlässt sich der SDLC in erheblichem Maß auf die Beteiligung eines Projektmanagers, während beim agilen Modell eng mit dem Kunden zusammengearbeitet wird.

SDLC-Tools und Best Practices

Beim SDLC kommen viele Tools zur Verwaltung des Softwareentwicklungsprozesses zum Einsatz. Zu den populärsten gehören:

• Jira: Dieses Tool wurde ursprünglich für Softwareunternehmen als Tool zur Verfolgung von Problemen konzipiert. Als jedoch immer mehr Unternehmen agile Methoden einzusetzen begannen, wurde Jira zu einem leistungsstarken Workflow-Management-Tool erweitert, mit dem sich viele Arbeitsschritte im gesamten SDLC nachverfolgen lassen.
• Trello: Trello ist ein beliebtes Online-Projektmanagementsystem, das weithin in der Softwareentwicklung zum Einsatz kommt. Es bedient sich der japanischen Kanban-Methodik, mit der das Team Aufgaben visualisiert, damit diese nicht übersehen werden oder sich wiederholen. Je nach Entwicklungsphase können Teams ihre Arbeit mithilfe digitaler Karten und Spalten effizient organisieren.
• Git: Entwickler nutzen Git als dezentrales Open-Source-Kontrollsystem zur Nachverfolgung von Änderungen in Dateien, um die Arbeit zwischen den Teams zu koordinieren, die an einem Projekt zusammenarbeiten. Mit Git können die einzelnen Teammitglieder an einem lokalen Projektklon arbeiten, bei dem es sich um ein Repository zur umfassenden Versionskontrolle handelt. Git unterstützt die nachhaltige Integrität des Quellcodes und ermöglicht es Entwicklern, Änderungen und Beiträge zum Projekt leichter nachzuverfolgen.
• Source Tree: Source Tree ist eine kostenlose grafische Oberfläche für die Versionskontrollsysteme Git und Mercurial. Sie ermöglicht es Entwicklern, auf intuitive Weise mit Repositorys zu interagieren und sie zu verwalten. Gleichzeitig vereinfacht sie den Workflow, sodass sich die Entwickler auf das Schreiben von Code konzentrieren können.
• Confluence: Confluence ist eine Plattform für die Zusammenarbeit von Teams, mit der Softwareteams Informationen über ihre Entwicklungsprojekte leichter organisieren, teilen und besprechen können. Als zentraler Raum für die Vernetzung, die Kommunikation, das Teilen von Inhalten und das Dokumentieren von Kenntnissen fördert sie die effektive Zusammenarbeit von Teams, die an verschiedenen Phasen des SDLC arbeiten.

Hier einige Best Practices für den SDLC:

• Anforderungen ermitteln, bevor ihr beginnt: Das Zusammenstellen und Analysieren der Anforderungen ist aus gutem Grund die erste Phase des SDLC. Es ist der wichtigste Erfolgsfaktor, da es dafür sorgt, dass alle, die an eurem Projekt arbeiten, eine klare Vorstellung vom Endprodukt haben. Bevor ihr eure Software designt, fragt nach den Zielen und dem Zweck der Anwendung. Ermittelt, welche Features und Funktionen sie braucht, um die Ziele zu erreichen und den Zweck zu erfüllen. Erkundigt euch genau, wann die Software live gehen soll, und wählt geeignete Indikatoren aus, anhand derer ihr feststellen könnt, ob das Projekt auf Erfolgskurs ist.
• Automatisierungs-Tools verwenden: Bei Softwareentwicklungsprojekten arbeiten in der Regel viele Entwickler jeweils an unterschiedlichen Aufgaben. Sobald eine bestimmte Aufgabe abgeschlossen ist, übernimmt ein anderes Teammitglied und erfüllt seine Aufgabe. So läuft die Entwicklung weiter, bis das Projekt abgeschlossen ist. Wenn die Staffelübergabe zwischen den Teammitgliedern jedoch manuell verwaltet werden soll, geht viel Zeit verloren und es besteht die Gefahr, dass sich Fehler in die Software einschleichen. Mithilfe von Automatisierung-Tools erfolgen die Übergänge von einem Teammitglied zum nächsten in wichtigen Phasen des Entwicklungszyklus reibungslos. Außerdem werden repetitive, weniger anspruchsvolle Aufgaben automatisch erledigt, was die Prozesse beschleunigt.
• Den „richtigen“ Entwicklungsansatz wählen: Wie bereits erwähnt, gibt es verschiedene bewährte Softwareentwicklungsmethoden wie das Wasserfallmodell, das agile Modell und das Spiralmodell. Statt einfach das vermeintlich beste oder beliebteste Modell zu übernehmen, solltet ihr euch überlegen, welches Modell am ehesten den speziellen Anforderungen eures Projekts entspricht. Das Wasserfallmodell wurde in der modernen Entwicklung oft kritisiert, und dennoch kann es für bestimmte Projekte relevant sein, etwa für Projekte mit eindeutigen und klar umrissenen Anforderungen oder für Projekte, bei denen es schnell gehen muss. Die effektive Anwendung und Befolgung eines bestimmten Ansatzes sind ebenfalls entscheidende Faktoren für den Erfolg eures Projekts.
• Während des gesamten SDLC testen: Softwareprobleme können in jeder Phase des SDLC auftreten, und je weiter ihr mit einem Projekt vorankommt, umso schwieriger wird es, sie zu lösen. Wenn ihr wartet, bis ihr in späteren Phasen des Projekts sehr viele Änderungen vornehmen müsst, ist eine verspätete Bereitstellung vorprogrammiert. Wenn ihr die Software aber während des Entwicklungszyklus immer wieder testet, könnt ihr Probleme sofort beheben, wenn sie auftreten. So stellt ihr sicher, dass der SDLC reibungslos abläuft und euer Produkt rechtzeitig fertig wird.
• Observability und Erklärbarkeit im SDLC nutzen: Observability und Erklärbarkeit sorgen für transparente Einblicke und damit für einen reibungslosen Ablauf des SDLC. Entwickler können so das Systemverhalten besser nachvollziehen und Fehler schneller erkennen, was wiederum die Systemstabilität insgesamt verbessert.
• Erkenntnisse teilen: Jeder Schritt im gesamten SDLC eröffnet Chancen zur Verbesserung. Alles, was ihr aus einem vorherigen Projekt gelernt habt, kann bei der Entwicklung neuer oder effektiverer Strategien für zukünftige Projekte verwendet werden. Teilt eure Erkenntnisse in jedem Fall mit allen Beteiligten, sobald ein Projekt abgeschlossen ist.

Verschiedene neue Trends werden den SDLC in den kommenden Jahren beeinflussen.Künstliche Intelligenz (KI) wird sowohl im Entwicklungsprozess, in dem mithilfe von KI Code geschrieben und Software getestet wird, als auch im Softwareprodukt, wo sie zur Verbesserung des Benutzererlebnisses eingesetzt wird, eine größere Rolle spielen. Aller Wahrscheinlichkeit nach wird es mehr Softwares geben, die verschiedene Plattformen mit einer einzigen Codebasis unterstützen können, sodass z. B. verschiedene Versionen derselben App für iOS und Android überflüssig werden. Auch das Thema Sicherheit wird in der Softwareentwicklung an Bedeutung gewinnen, wobei Cybersecurity-Maßnahmen zunehmend in Anwendungen integriert werden.

Fazit: Erfolgreiche Softwareentwicklung beginnt mit dem SDLC

Die Entwicklung moderner Anwendungen ist oftmals eine Herkulesaufgabe. Ohne klare Ziele und Prozesse läuft Ihr Softwareprojekt Gefahr, aus der Bahn zu laufen, ohne dass es einen klar zu erkennenden Weg gibt, auf dem das Projekt wieder in die Spur kommt. Indem Sie die Phasen und Schritte des SDLC durchlaufen, stellen Sie von Anfang an sicher, dass Sie die Software entwickeln, die Sie sich vorgestellt haben und die die Bedürfnisse Ihrer Kunden perfekt erfüllt.