Lĩnh vực phát triển phần mềm luôn ẩn chứa nhiều thách thức, khiến không ít doanh nghiệp đau đầu. Tuy nhiên, với sự ra đời của mô hình Waterfall, mọi khó khăn sẽ được giải quyết một cách triệt để. Vậy mô hình Waterfall là gì? Mô hình mang đến những lợi ích gì và tại sao doanh nghiệp nên áp dụng cho dự án của mình? Hãy cùng TinoHost tìm hiểu chi tiết qua bài viết dưới đây nhé!

Tóm tắt:

Mô hình Waterfall là phương pháp quản lý dự án phần mềm theo trình tự tuyến tính, chia thành các giai đoạn rõ ràng: phân tích yêu cầu, thiết kế, triển khai, kiểm thử và bảo trì. Mô hình này phù hợp với dự án có yêu cầu rõ ràng, ít thay đổi và đòi hỏi kiểm soát chất lượng cao. Tuy nhiên, mô hình Waterfall cũng có hạn chế về tính linh hoạt và khó thích ứng với thay đổi trong quá trình thực hiện dự án.

Mô hình Waterfall là gì?

Bạn có thể hình dung mô hình Waterfall (mô hình thác nước) giống như một dòng chảy đổ xuống theo từng bậc. Với mô hình này, mỗi dự án sẽ được chia thành các giai đoạn riêng biệt, ví dụ: phân tích, thiết kế, phát triển và kiểm thử. Mỗi giai đoạn phải hoàn thành trọn vẹn trước khi chuyển sang giai đoạn tiếp theo.

Sự thành công của mô hình Waterfall phụ thuộc rất nhiều vào việc lên kế hoạch chi tiết, đầy đủ ngay từ đầu. Quá trình lên kế hoạch có thể bao gồm: ghi chú tất cả tại mọi thứ, từ giao diện người dùng, các tình huống sử dụng đến tất cả tính năng và kết quả có thể xảy ra.

Vì đã nghiên cứu kỹ lưỡng từ ban đầu nên việc ước tính thời gian cần thiết cho từng yêu cầu sẽ chính xác hơn. Nhờ đó, doanh nghiệp có thể dự đoán ngày hoàn thành dự án dễ dàng hơn. Tuy nhiên, điểm hạn chế của Waterfall là nếu có bất kỳ thay đổi nào trong quá trình thực hiện, doanh nghiệp sẽ khó điều chỉnh lại như ban đầu.

Mô hình Waterfall được hình thành như thế nào?

Năm 1970, Tiến sĩ Winston W. Royce – một nhà khoa học máy tính lỗi lạc – đã giới thiệu Mô hình Waterfall (Mô hình Thác nước) cho ngành công nghiệp phần mềm. Mô hình này được lấy cảm hứng từ mô hình vòng đời tuyến tính (Linear-sequential lifecycle model) vốn đã được sử dụng thành công trong các lĩnh vực sản xuất và xây dựng.

Sự ra đời của Mô hình Waterfall đánh dấu một bước ngoặt quan trọng trong ngành phát triển phần mềm. Nhờ có mô hình này, việc quản lý dự án phần mềm trở nên dễ dàng và hiệu quả hơn bao giờ hết.

5 điểm đặc trưng của mô hình Waterfall

#1. Quy trình tuần tự

Mô hình Waterfall vận hành theo quy trình tuần tự, từng bước như dòng nước chảy qua các thác. Mỗi giai đoạn của dự án, bao gồm phân tích yêu cầu, thiết kế, phát triển, kiểm thử và bảo trì, được thực hiện hoàn chỉnh trước khi chuyển sang giai đoạn tiếp theo. Nhờ tính tuần tự này, mô hình Waterfall giúp đảm bảo sự rõ ràng, dễ theo dõi và kiểm soát tiến độ dự án hiệu quả.

#2. Tập trung vào tài liệu

Mô hình Waterfall coi trọng việc lập tài liệu chi tiết ở mỗi giai đoạn. Các tài liệu này đóng vai trò như kim chỉ nam cho các thành viên trong nhóm, giúp họ hiểu rõ yêu cầu, thiết kế và cách thức triển khai dự án. Nhờ vậy, mô hình Waterfall hạn chế tối đa sai sót và đảm bảo chất lượng đầu ra của từng giai đoạn.

#3. Kiểm soát chất lượng chặt chẽ

Mô hình Waterfall chú trọng vào việc kiểm soát chất lượng thông qua các hoạt động kiểm thử được thực hiện ở mỗi giai đoạn. Nhờ vậy, lỗi sai được phát hiện và sửa chữa kịp thời, giúp đảm bảo chất lượng sản phẩm cuối cùng đáp ứng yêu cầu của khách hàng.

#4. Lên kế hoạch chi tiết

Mô hình Waterfall đòi hỏi việc lập kế hoạch chi tiết ngay từ đầu dự án. Phạm vi dự án, thời gian thực hiện, nguồn lực cần thiết và các sản phẩm hoàn thành được xác định cụ thể và theo dõi chặt chẽ trong suốt vòng đời dự án. Nhờ vậy, mô hình Waterfall giúp hạn chế tối đa rủi ro và đảm bảo dự án được hoàn thành đúng tiến độ, ngân sách.

#5. Phù hợp với dự án có yêu cầu rõ ràng

Mô hình Waterfall phát huy hiệu quả tốt nhất với những dự án có yêu cầu cụ thể, ít thay đổi trong quá trình thực hiện. Nhờ tính tuần tự và tập trung vào tài liệu, mô hình Waterfall giúp đảm bảo dự án được hoàn thành theo đúng kế hoạch và đáp ứng yêu cầu ban đầu.

Ưu điểm và hạn chế của mô hình Waterfall

Ưu điểm

• Dễ dàng quản lý: Mô hình Waterfall được đánh giá cao bởi tính đơn giản, dễ hiểu và dễ quản lý. Với việc phân chia thành các giai đoạn rõ ràng, từng thành viên trong nhóm đều nắm được nhiệm vụ của mình và có thể lên kế hoạch làm việc hiệu quả.
• Kiểm soát chất lượng tốt: Nhờ việc tập trung vào tài liệu và kiểm thử ở mỗi giai đoạn, Mô hình Waterfall giúp hạn chế tối đa lỗi và đảm bảo chất lượng đầu ra của từng giai đoạn, từ đó đảm bảo chất lượng sản phẩm cuối cùng.
• Ước tính chính xác: Sau khi yêu cầu dự án được xác định rõ ràng, Mô hình Waterfall có thể đưa ra những ước tính chính xác về thời gian, chi phí và nguồn lực cần thiết. Điều này giúp cho việc quản lý dự án trở nên hiệu quả hơn.
• Dễ dàng theo dõi tiến độ: Với các cột mốc (milestone) được xác định rõ ràng trong từng giai đoạn, việc theo dõi tiến độ dự án theo Mô hình Waterfall trở nên dễ dàng. Nhờ vậy, các bên liên quan có thể kịp thời nắm bắt tình hình và đưa ra các biện pháp điều chỉnh phù hợp.
• Nhanh chóng đưa thành viên mới vào dự án: Nhờ tài liệu chi tiết được lập ở mỗi giai đoạn, các thành viên mới tham gia dự án có thể dễ dàng nắm bắt yêu cầu, thiết kế và tiến độ hiện tại, từ đó nhanh chóng hòa nhập vào nhóm và đóng góp cho dự án.

Hạn chế

• Ít linh hoạt: Mô hình Waterfall đòi hỏi yêu cầu dự án phải được xác định rõ ràng ngay từ đầu và khó có thể thay đổi trong quá trình thực hiện. Điều này có thể gây ra khó khăn cho các dự án có yêu cầu thay đổi thường xuyên.
• Thời gian phát triển lâu: So với các phương pháp phát triển phần mềm linh hoạt (Agile), thì việc tuân theo trình tự tuyến tính của Mô hình Waterfall có thể khiến thời gian hoàn thành dự án lâu hơn.
• Ít sự tham gia của khách hàng: Khách hàng thường không được tham gia vào các giai đoạn thiết kế và phát triển của dự án theo Mô hình Waterfall. Điều này có thể dẫn đến tình trạng sản phẩm cuối cùng không đáp ứng được đúng mong đợi của khách hàng.
• Hiệu ứng dây chuyền: Khi một giai đoạn trong dự án bị trì hoãn, tất cả các giai đoạn tiếp theo cũng sẽ bị ảnh hưởng (hiệu ứng dây chuyền). Điều này có thể gây ra nhiều khó khăn trong việc quản lý và kiểm soát tiến độ dự án.
• Khó khăn với dự án yêu cầu không rõ ràng: Mô hình Waterfall không phù hợp với các dự án có yêu cầu không rõ ràng hoặc thường xuyên thay đổi. Bởi vì việc thay đổi yêu cầu trong quá trình thực hiện theo Mô hình Waterfall rất khó khăn và tốn kém.

5 giai đoạn chính trong mô hình Waterfall

Mô hình Waterfall là phương pháp quản lý dự án theo trình tự thời gian, với các yêu cầu, ngày hoàn thành và kết quả được xác định trước. Ưu điểm của mô hình này là các đội thực hiện không cần trao đổi liên tục và có thể làm việc độc lập cho đến khi cần tích hợp các thành phần với nhau. Dưới đây là 5 giai đoạn thường gặp trong quy trình Waterfall, lấy ví dụ về dự án phát triển phần mềm.

#1. Phân tích yêu cầu (Requirements)

Giai đoạn đầu tiên này tập trung vào việc thu thập và thấu hiểu tất cả các yêu cầu của dự án. Trưởng nhóm dự án sẽ làm việc chặt chẽ với khách hàng để lập ra một tài liệu chi tiết về yêu cầu, bao gồm chức năng, chi phí, giả định, rủi ro, phụ thuộc, tiêu chí thành công và thời gian hoàn thành cho từng giai đoạn.

#2. Thiết kế (Design)

Dựa trên yêu cầu phân tích, đội ngũ thiết kế sẽ xây dựng giải pháp kỹ thuật cho sản phẩm, bao gồm các kịch bản, bố cục và mô hình dữ liệu. Giai đoạn này thường được chia thành hai bước: thiết kế logic xác định mục đích, phạm vi, luồng hoạt động chính của dự án và các điểm tích hợp; sau đó là thiết kế vật lý lựa chọn các phần cứng và phần mềm cụ thể để triển khai.

#3. Triển khai (Implementation)

Sau khi hoàn thành thiết kế, giai đoạn triển khai bắt đầu. Đây thường là giai đoạn ngắn nhất vì các công đoạn nghiên cứu và thiết kế chi tiết đã được thực hiện ở giai đoạn trước. Trong giai đoạn này, lập trình viên sẽ viết code dựa trên yêu cầu và thiết kế, đồng thời tiến hành kiểm thử và tích hợp ban đầu. Nếu cần thay đổi đáng kể trong giai đoạn này, có thể cần quay lại giai đoạn thiết kế để điều chỉnh.

#4. Kiểm thử (Verification/Testing)

Trước khi đưa sản phẩm ra thị trường, cần tiến hành kiểm thử nhằm đảm bảo sản phẩm không có lỗi, đáp ứng đầy đủ yêu cầu và mang lại trải nghiệm người dùng tốt. Đội kiểm thử sẽ dựa trên tài liệu thiết kế, mô hình người dùng và kịch bản sử dụng do nhóm sản phẩm cung cấp để xây dựng các bộ test case (trường hợp kiểm thử).

#5. Bảo trì và nâng cấp (Deployment and Maintenance)

Sau khi phần mềm được triển khai, giai đoạn bảo trì bắt đầu. Đội ngũ kỹ thuật sẽ theo dõi, sửa các lỗi phát sinh và cập nhật phần mềm theo yêu cầu thay đổi từ người dùng. Các phiên bản mới của phần mềm sẽ được phát hành để vá lỗi và bổ sung tính năng mới.

Khi nào nên sử dụng mô hình Waterfall?

Mô hình Waterfall phát huy hiệu quả tốt nhất trong các trường hợp sau:

Dự án yêu cầu sự rõ ràng, chi tiết

Trước khi bắt đầu phát triển, tất cả các yêu cầu của dự án phải được xác định chính xác, đáng tin cậy và được ghi chép đầy đủ. Điều này giúp cho việc thiết kế, xây dựng và kiểm thử phần mềm được thuận lợi và tránh được các sai sót về sau.

Ít thay đổi trong quá trình thực hiện

Mô hình Waterfall khó thích ứng với những thay đổi về yêu cầu trong quá trình thực hiện. Do đó, nếu dự án có rất ít thay đổi hoặc mở rộng phạm vi dự kiến thì đây là lựa chọn phù hợp.

Dự án vừa và nhỏ

Mô hình Waterfall phù hợp với các dự án vừa và nhỏ, có quy trình phát triển rõ ràng và mức độ phức tạp thấp. Với các dự án lớn và phức tạp, việc tuân theo trình tự tuyến tính của Waterfall có thể tốn thời gian và kém hiệu quả.

Dự án dễ dự đoán

Đối với các dự án có thể dự đoán trước được rủi ro và giải quyết ngay từ đầu vòng đời phát triển, Mô hình Waterfall là lựa chọn phù hợp. Điều này giúp đảm bảo dự án hoàn thành đúng tiến độ, ngân sách và đáp ứng được các yêu cầu đề ra.

Dự án cần tuân thủ quy định khắt khe

Trong một số trường hợp, dự án cần tuân thủ các thủ tục giấy tờ chặt chẽ và đáp ứng các quy định khắt khe của pháp luật. Lúc này, Mô hình Waterfall với tính tập trung vào tài liệu chi tiết sẽ đảm bảo dự án diễn ra tuân thủ quy định.

Khách hàng thích cách tiếp cận tuyến tính

Nếu khách hàng yêu thích phương pháp phát triển dự án theo trình tự tuyến tính, từng bước rõ ràng thì Mô hình Waterfall là lựa chọn phù hợp.

Nguồn lực hạn chế

Đối với các dự án có nguồn lực hạn chế, việc lên kế hoạch chi tiết ngay từ đầu theo Mô hình Waterfall sẽ giúp phân bổ nguồn lực hiệu quả và tránh lãng phí.

Điểm khác nhau giữa mô hình Waterfall và Agile

Mô hình Waterfall và mô hình Agile là hai phương pháp quản lý dự án phổ biến với những ưu điểm cũng như hạn chế riêng. Việc lựa chọn mô hình phù hợp phụ thuộc vào các yếu tố như tính chất dự án, yêu cầu khách hàng và năng lực của đội ngũ phát triển.

Ngoài những điểm khác biệt trên, 2 mô hình này còn khác nhau ở nhiều phương diện khác:

• Mô hình Waterfall chia dự án thành các giai đoạn riêng biệt, trong khi Mô hình Agile chia thành các chu kỳ phát triển ngắn (sprint).
• Mô hình Waterfall tập trung vào tài liệu, trong khi Mô hình Agile tập trung vào giao tiếp và tương tác.
• Mô hình Waterfall đề cao vai trò của trưởng nhóm dự án, trong khi Mô hình Agile đề cao vai trò của đội ngũ phát triển.

Nhìn chung, mô hình Waterfall là phương pháp quản lý dự án phần mềm hiệu quả với nhiều ưu điểm như: dễ quản lý, kiểm soát chất lượng tốt, ước tính chính xác. Tuy nhiên, để phát huy tối đa hiệu quả của mô hình này, bạn cần lựa chọn các dự án phù hợp, có yêu cầu rõ ràng và ít thay đổi trong quá trình thực hiện. Hy vọng bài viết trên đã giúp bạn phần nào hiểu rõ mô hình Waterfall là gì cũng như những thông tin xoay quanh mô hình này.

TÀI LIỆU THAM KHẢO:

1. Geeksforgeeks. (2024, April 2). Waterfall Model – Software Engineering. Geeksforgeeks.org. https://www.geeksforgeeks.org/waterfall-model/#features-of-the-sdlc-waterfall-model
2. Adobe Communications Team. (2022, March 18). Waterfall Methodology: A Complete Guide. Business.adobe.com. https://business.adobe.com/blog/basics/waterfall

Những câu hỏi thường gặp