2024.03.11
私たちの生活に不可欠なITと切り離せないのがソフトウェアの開発です。しかし、「そもそもソフトウェアとは何か」を正しく説明できない方も多いのではないでしょうか。
今回は有用な記事の紹介を交えつつ、「ソフトウェア開発とは何か」について基礎知識から学習方法まで幅広くお伝えします。IT業界の経験を問わず、ソフトウェア開発への理解を深めたい方は、ぜひ参考にしてください。
- もくじ
1．ソフトウェア開発とは
ソフトウェア開発とは、ソフトウェアの要求事項や利用目的などを分析し、形づくり、世に出すまでの一連のプロセスです。ソフトウェア製品を販売するために開発する場合もあれば、公共の利益のために無償で開発する場合もあります。
ソフトウェア開発は人々の要求や課題から始まります。ソフトウェアを生み出すことで人々の要求を満たしたり、課題を解決したりするのがソフトウェア開発です。
1-1 そもそも「ソフトウェア」とは
「そもそもソフトウェアとは何か」という疑問を持つ方もいるでしょう。ソフトウェアとは、コンピューター上で動作するプログラム全般のことです。プログラムは「コンピューターを動かすための命令」であり、あらゆるソフトウェアの基となります。
Webサービスや業務アプリ、ロボットなど、電気で動く大半のものはプログラムによって動作しています。このようなプログラムを正しく動かし、人々の要求・課題に応えるのがソフトウェアです。
また、ソフトウェアと対比的に使われる「ハードウェア」は、物理的な機器を指します。たとえば、パソコン上で動作する業務アプリはソフトウェアですが、パソコン自体はハードウェアです。ソフトウェアは、必ず何らかのハードウェアが土台に必要となります。
なおコンピューター分野以外でも、物理的ではない構成要素を「ソフトウェア」と呼ぶ場合があります。本記事では、コンピューターのソフトウェアに限定して解説します。
1-2 「ソフトウェア開発」と「システム開発」の違い
ソフトウェア開発と混同されやすい言葉に「システム開発」があります。開発する対象が「ソフトウェア」から「システム」になるため、ニュアンスも変わります。
システムとは、ソフトウェアやハードウェアを組み合わせて、何らかの機能を実現する仕組みのことです。つまり、ソフトウェアはシステムの構成要素の一部といえます。システム開発では、ソフトウェア開発だけでなくハードウェアの導入や設定なども必要です。
たとえば販売管理システムを開発する場合、システムを制御するソフトウェアだけでなく、データを管理するための物理サーバー（ハードウェア）も必要となります。
2．ソフトウェアの主な種類
ソフトウェアにはさまざまな種類があります。ソフトウェアの主な種類は、次の5つです。
2-1 Webアプリケーション
「Webアプリケーション」は、Webブラウザを介してサービスを提供するソフトウェアです。代表的なWebアプリケーションとして、動画を視聴・共有できる「YouTube」が挙げられます。インストールが必要なく、Webブラウザさえあればパソコン・モバイル端末を問わず利用できるのが強みです。ただし、利用にはインターネットに接続する必要があります。
2-2 デスクトップアプリケーション
「デスクトップアプリケーション」は、パソコンにインストールして利用するソフトウェアです。代表的なデスクトップアプリケーションとして、Excelなどの業務ソフトが集約された「Microsoft Office」が挙げられます。インストールが必要ですが、通信を伴わない機能はオフラインでも利用できるのが強みです。
2-3 モバイルアプリケーション
「モバイルアプリケーション」は、スマートフォンやタブレットといったモバイル端末にインストールして利用するソフトウェアです。代表的なモバイルアプリケーションとして、コミュニケーションアプリ「LINE」が挙げられます。インストールが必要ですが、通信を伴わない機能はオフラインでも利用可能です。
なお次の記事では、モバイルアプリケーション開発において重要なテストについて解説しているため、あわせてご覧ください。
2-4 組み込みソフトウェア
「組み込みソフトウェア」は、電子機器の動作を制御するために内部へ組み込まれるソフトウェアです。ATMや製造機械といったビジネス向けの機器だけでなく、スマートフォンや洗濯機などの身近にあるものにもソフトウェアが組み込まれています。ほかの種類と異なり、ハードウェアを物理的に動かせる分、ソフトウェアには正確な連携動作が求められます。
なお、電子機器をインターネットと接続できる「IoT」も、組み込みソフトウェアの一種です。IoTについて詳しくは、次の記事をお読みください。
2-5 AI（人工知能）ソフトウェア
「AIソフトウェア」は、人間の思考システムをコンピューターで再現するAI（Artificial Intelligence：人工知能）を搭載したソフトウェアです。代表的なAIソフトウェアとして、音声による指示でモバイル端末の操作が行える「Siri」や「Alexa」が挙げられます。高度なテクノロジーとして注目されていますが、大量のデータを与えてAIに学習させる必要があるため、開発には多くの手間やコストがかかります。
なお次の記事では、AIソフトウェアの基礎知識やテストとの関係性について解説しているため、あわせて参考にしてください。
3．ソフトウェア開発工程の大まかな進め方
ソフトウェア開発は、ただプログラムを作成するだけではありません。さまざまな開発工程を正しく進めていく必要があります。ソフトウェア開発工程の大まかな進め方を知っておきましょう。
3-1 要求定義・要件定義
最初に、ソフトウェアの「要求定義」と「要件定義」を行います。ソフトウェア開発には基本的に、「この機能を実現したい」「この課題を解決したい」といった要求があります。このような要求を整理し、明確にするプロセスが要求定義です。
ただし、要求の段階では漠然としているため、深掘りする必要があります。たとえば「動画編集ソフトの開発」という要求を深掘りすると、「どの動画ファイル形式に対応させるか」「どの編集機能を追加するか」など多くの検討事項があるでしょう。これらを整理・分析し、開発するソフトウェアの「あるべき姿」を明確にするプロセスが要件定義です。
なお、要件定義について詳しくは、次の記事をご一読ください。
3-2 設計
どのようなソフトウェアを開発するか決めた後に、「設計」を行います。設計とは、要件を満たすソフトウェアを具体的にどう実現するか明確にするプロセスのことです。設計では、プログラムにおける内部処理の流れや、扱うデータの構造など、プログラムの作成に必要な事柄を具体化します。
3-3 実装
要件定義や設計の内容に沿って、「実装」を行います。実装とは、プログラムを実際に記述するプロセスのことです。実装では、「プログラミング言語」と呼ばれるプログラムの基となる言葉を扱い、コンピューターへの命令文を記述していきます。
ただし熟練した開発者であっても、勘違いやケアレスミスなどから記述を誤ることは考えられます。そのため記述後には、プログラムを実際に動かしながらバグ（プログラムの誤り）を取り除く「デバッグ」が必要です。
なお、デバッグについて詳しくは、次の記事をご覧ください。
3-4 テスト
実装が完了した後に、「テスト」を行います。テストとは、プログラムが正しく動作することを確かめるプロセスのことです。デバッグは開発ツールを用いて簡易的にプログラムを動かしますが、テストはより本番環境に近い条件で実施します。
テストでは、何をどのような手順で確認するかを「テストケース」という形で明確に定めます。テストケースにNG（期待値どおりでない項目）があれば、デバッグに戻り、バグを修正したうえで再テストが必要です。
なお、テストの実施方法を知りたい方は、次の記事を参考にしてください。
3-5 リリース・運用
テストでソフトウェアの品質を保証したうえで、「リリース」を行います。リリースとは、完成したソフトウェアを顧客やユーザーへ提供することです。
ただし、ユーザーとの通信を伴うソフトウェアは、サーバー上でプログラムを常に稼働させなければなりません。そのため、ソフトウェアの稼働や監視などを行う「運用」が必要です。また、ユーザーからの問い合わせなどに対応できるサポート体制も求められます。
4．ソフトウェア開発における代表的なプログラミング言語
ソフトウェアのプログラムを作成する際には、プログラミング言語を扱います。人間が用いる言語と同様に、プログラミング言語の種類もさまざまです。ここでは、代表的なプログラミング言語を4つ紹介します。
なおプログラムを実行するためには、コンピューターが理解できる「機械語（0と1のデータ）」への変換が必要です。この変換方式は「コンパイル型」「インタプリタ型」の2種類に大別され、どちらを採用しているかはプログラミング言語によって異なります。
| コンパイル型 | インタプリタ型 | |
|---|---|---|
| 変換方式 | 事前にプログラム全体を機械語に変換したうえで実行する | プログラムコードを1行ずつ機械語に変換しながら実行する |
| メリット | 高速で実行できる | 手動の変換作業が不要 |
| デメリット | 実装変更のたびに変換作業が必要 | 実行速度が遅い |
4-1 Java
「Java」は汎用性が高く、多くの開発現場で採用されているコンパイル型のプログラミング言語です。WebアプリケーションやAndroidのモバイルアプリケーション、組み込みソフトウェアなど、さまざまな種類のソフトウェアを開発できます。プログラムの文法（書き方）が複雑で習得難易度は比較的高いものの、ソフトウェア開発における需要が高い言語です。
4-2 Python
「Python」はAIやIoTなど、先端技術分野のソフトウェア開発で需要が高いインタプリタ型のプログラミング言語です。昨今注目されている「生成AI」の開発でも、多くのケースでPythonが採用されています。文法はやや独特なものの、シンプルで扱いやすい言語です。ただし、Javaや後述のC言語などと比べると、プログラムの処理速度が遅い欠点もあります。
4-3 C言語
「C言語」は50年以上の歴史があり、組み込みソフトウェア開発で需要が高いコンパイル型のプログラミング言語です。プログラムの処理速度が非常に高く、パフォーマンスが重視される開発分野で採用されます。また、ハードウェアの細かい操作を得意としているのも強みです。ただし、プログラムで扱うデータの管理に慎重さが求められるなど、習得難易度は比較的高いといえます。
4-4 JavaScript
「JavaScript」はWebブラウザ上で動作し、Webページに動きをプラスするインタプリタ型のプログラミング言語です。Webアプリケーション開発のスタンダードな言語として知られています。文法が比較的シンプルで覚えやすく、開発ツールによってはモバイルアプリも開発可能です。ただし、Webブラウザからプログラムの内容を確認できてしまう性質があり、使いこなすためにはセキュリティに関する知識が求められます。
5．代表的なソフトウェア開発手法
ソフトウェア開発にはさまざまな手法があり、企業やチームによっても採用するものは変わってきます。ここでは、代表的な4つのソフトウェア開発手法を紹介します。
5-1 ウォーターフォール開発
「ウォーターフォール開発」は、水が流れ落ちるように各開発工程を直線的に進めていく手法です。前の工程が完全に終了してから次の工程に進むため、基本的に後戻りは想定しません。開発の流れがシンプルな分、プロジェクトの管理がしやすいでしょう。
ただし、前の工程での不備が後から判明すると、後戻りのために多くの工数（作業時間や作業人員）が生じるのが難点です。ウォーターフォール開発について詳しくは、次の記事をご一読ください。
5-2 アジャイル開発
「アジャイル開発」は、短期間のサイクルに区切って開発を進めていく手法です。要件定義から始め、設計・実装・テストといった開発サイクルを機能ごとに構成し、サイクルを回すことでソフトウェアの機能を充実させていきます。
1つのサイクルが完了するたびにソフトウェアをリリースできるのが強みです。ただし、開発サイクルを繰り返すうちに開発の方向性がぶれやすい難点もあります。アジャイル開発については、次の記事で詳しく解説しています。
5-3 プロトタイプ開発
「プロトタイプ開発」は、プロトタイプ（試作品）を繰り返し作成しながらソフトウェアを完成させていく手法です。プロトタイプを作成するたびに顧客に使ってもらい、フィードバックを反映しながら品質を高めていきます。
開発初期でも顧客がソフトウェアをチェックする分、認識のずれを早期に解消することが可能です。ただし、早い段階で動かせるレベルのプロトタイプを作成する必要があるため、ソフトウェアの難易度が高いと開発者の負担が大きくなってしまいます。
5-4 スパイラル開発
「スパイラル開発」は、機能ごとにプロトタイプを作成・改善しながら段階的に開発を進めていく手法です。プロトタイプ開発ではソフトウェア全体のプロトタイプを作成しますが、スパイラル開発では機能ごとに作成する違いがあります。
プロトタイプ開発よりも、プロトタイプの作成コストを抑えやすいといえます。ただし、初期段階ではソフトウェアの全体像が見えづらく、最終的な工数が想定をオーバーしてしまうケースも少なくありません。
6．ソフトウェア開発に携わる主な職種
「ソフトウェア開発に携わる仕事をしたい」という方も多いのではないでしょうか。ソフトウェア開発に関連する職種はさまざまですが、ここでは3つの主な職種を紹介します。
6-1 システムエンジニア
「システムエンジニア」は、ソフトウェアの要件定義や設計といった上流工程（実装よりも前の工程）を主に担当するエンジニアです。つまり、ソフトウェアの構想を決めるまでの部分を担います。顧客から要求をヒアリングしたり、プログラマーと連携を取ったりする必要があり、コミュニケーション能力が重要な職種です。また、開発チームによっては、メンバーのサポートを幅広く行うことも求められます。
6-2 プログラマー
「プログラマー」は、ソフトウェアの実装やデバッグを担当するエンジニアです。システムエンジニアが固めた要件定義や設計に沿って、プログラムを記述します。実装後には、デバッグによりプログラムのバグを取り除き、テストが行えるよう品質を高めます。少なくとも1種類以上のプログラミング言語を扱うスキルが必須です。また、開発ツールの活用スキルや、システムエンジニアとやり取りするためのコミュニケーション能力も求められます。
6-3 テストエンジニア
「テストエンジニア」は、テスト工程全般を担当するエンジニアです。テストの計画からテストケース作成、実施、結果の分析まで幅広く行います。また、テストを自動化するためにテストプログラムを実装したり、自動化ツールを活用したりする場合もあります。テストに関する幅広い知識や、自動化に関するノウハウも必要です。なお、テストの実施に特化した職種もあり、その場合は「テスター」と呼ばれます。
また、ソフトウェア開発に関わるエンジニアには「ソフトスキル」も大切です。エンジニアのソフトスキルについて詳しく知りたい方は、次の記事をお読みください。
7．ソフトウェア開発の主な形態
ソフトウェア開発にはさまざまな形態があります。主なソフトウェア開発の3形態を知っておきましょう。
7-1 自社開発
「自社開発」は、自社で企画した独自のソフトウェアを開発する形態です。自社開発企業には有名なIT企業が多く、「Google」のように社名がサービス名になっているケースも少なくありません。ソフトウェアの内容や開発の進め方を自社で決められるメリットがあります。ただし、市場で評価されるソフトウェアを開発・提供していく必要があり、利益を上げることは容易ではありません。
7-2 受託開発
「受託開発」は、他社からの開発依頼を受けてソフトウェアを開発する形態です。自社開発企業から仕事を受注する場合もあります。さまざまなソフトウェアを開発できる分、エンジニアのスキルアップにつながりやすいでしょう。ただし、基本的に発注側企業の要望に沿って開発を進めるため、スケジュールや納期を柔軟に調整できないのが難点です。短い納期に追われて、社員の負担が増大する場合もあります。
7-3 OSS開発
「OSS開発」とは、プログラムが一般公開されるOSS（オープンソースソフトウェア）を開発する形態です。OSSは基本的にユーザーが無償で利用できるため、公共の利益につながります。OSSの開発コミュニティもあり、世界の個人エンジニアが協力しながら1つのソフトウェアを磨き上げていけるのが特徴です。ただし、OSSの上位版ライセンスを有償で販売するなど、企業がビジネスとして開発する場合もあります。
8．ソフトウェア開発について学習する方法
ソフトウェア開発を実践するためには多くの学習が必要です。ソフトウェア開発の学習方法として、次の3つを知っておきましょう。
8-1 参考書
ソフトウェア開発に関する参考書は多数あり、有用な知識が1冊にまとめられています。パソコンを使わず体系的に学びたい方におすすめの学習方法です。ただし、出版から期間の空いた参考書だと、内容が古い場合がある点に注意しましょう。
なお次の記事では、ソフトウェア開発に携わる方に有用な参考書を数多く紹介しているため、ぜひ参考にしてください。
8-2 オンライン学習
ソフトウェア開発を専門とする学習サイトを利用すれば、オンライン学習が可能です。場所や時間を問わず、柔軟に学びたい方におすすめです。ただし、学習サイトによって学べる内容や品質が大きく変わってくるため、正しく選びましょう。
ソフトウェア開発の品質に関する高品質なオンライン学習を実現したい方には、弊社のeラーニングサービスもおすすめです。専門家が監修した信頼性の高い教材で、動画とテキストを組み合わせて効率的に学習が行えます。
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ソフトウェアテストの意義と重要性、並びにソフトウェア業務の概観と品質の考え方を体系的に把握することを目的としています。そして、基本的な発想法の講義を実施し、実業務での活用の視点を提供します。
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ソフトウェアテスト資格完全攻略「テス友」
「ソフトウェアテスト資格完全攻略 テス友」は、Qbookに登録することでご利用いただける、テスト技術者資格認定の勉強用アプリ/ウェブサービスです。
8-3 勉強会・セミナー
ソフトウェア開発に関する勉強会やセミナーも全国各地で開催されています。ソフトウェア開発に精通した講師から教えてもらえるため、独学に不安がある方におすすめです。また、学習仲間ができてモチベーション向上につながる可能性もあります。
なお、本サイトではソフトウェア開発に関するイベントやセミナーの開催情報も紹介しています。有意義なイベントやセミナーに参加してスキルアップを図りたい方は、お気軽にお試しください。
まとめ
ソフトウェア開発とは、ソフトウェアの要求事項や利用目的などを分析し、形づくり、世に出すまでの一連のプロセスです。昨今のIT社会においてソフトウェア開発は欠かせません。ソフトウェア開発は、ビジネスチャンスにも社会貢献にもなる可能性を秘めています。
ただし、ソフトウェア開発に携わるうえでは多くの学習が必要です。ソフトウェア開発について学習する際には、本記事の内容をぜひ参考にしてください。
