Einführung in die Softwareentwicklung

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Ralph Hase
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1 Einführung in die Softwareentwicklung Dipl. Wirtsch. Ing. Alexander Werth 1-1

2 Software Enge Definition von Software: Software ist die Gesamtheit aller Programme Ein Program ist die Umsetzung von Algorithmen 1-2

3 Umfassendere Definition von Software Weite Definition: Software ist das ganze vom Kunden nachgefragte Produkt und alle Zwischenprodukte Das Umfasst zum Beispiel Handbücher, Testsysteme, Implementierung, Anwenderbetreuung, Installationsanweisungen und Demo-Software 1-3

Zwischenprodukte Das Umfasst zum Beispiel Handbücher, Testsysteme,

4 Elemente eines Softwareprodukts Installation, Implementierung Hilfesystem Checklisten Lernsystem Anwenderschulungen Organisationsberatung Softwaresystem Erfassungsvordrucke Installationsanweisungen Referentenunterlagen Organisationsentwicklung Demo-Software Handbuch Trouble- Shooting, Hotline Integrationsberatung Obligatorisches Software-Leistungssystem Anwenderbetreuung Potenzielles Software-Leistungssystem Quelle: Carsten Lang, Organisation der Software-Entwicklung, Wiesbaden

Organisationsentwicklung Demo-Software Handbuch Trouble- Shooting, Hotline Integrationsberatung Obligatorisches

5 Eigenschaften von Software Software ist immateriell. Software unterliegt keinem Verschleiß aber sie altert. Für Software gibt es keine Ersatzteile. Herstellung vieler Exemplare trivial. Software ist in der Regel komplex. Software ist schwer zu bewerten. 1-5

6 Anfänge der Softwareentwicklung Geringe Rechnerleistung, wenig Speicher Überschaubare Problemstellungen mit bekannten Algorithmen (meist mathematisch/naturwissenschaftlich) Wenige Benutzerinteraktion ("Batch-Verarbeitung") Wenige Programmierfehler pro Programm Forderung nach Effizienz führt zu kleinen Programmen Programmierer = Benutzer = Spezialisten Seltener, isolierter Einsatz von Software 1-6

Benutzerinteraktion ("Batch-Verarbeitung") Wenige Programmierfehler pro Programm Forderung nach

7 Erstflug Ariane 5 Fehler in einem Softwaremodul der Ariane 4. Bereits 500 erfolgreiche Starts mit der Ariane 4. Arithmetischer Überlauf bei der Umwandlung von Zahlenformaten im Trägheitsnavigationssystem (INS). Der Fall konnte bei Ariane 4 nicht vorkommen wegen geringerer Horizontalgeschwindigkeit. INS lieferte danach nur noch Diagnosedaten. Fehlinterpretation dieser Daten im Bordcomputer führte zu extremen Steuermanövern um gegenzusteuern. Automatische Selbstzerstörung der Rakete wird beim Zerbrechen eingeleitet. Geschätzter Schade ca

Der Fall konnte bei Ariane 4 nicht vorkommen wegen geringerer Horizontalgeschwindigkeit. INS lieferte danach nur noch Diagnosedaten.

8 Verkettung von Einzelentscheidungen Entscheidung gegen die Überlaufbehandlung war eine bewußte Entscheidung bezüglich der Systemvorgaben bei der Ariane 4 Entwicklung. Diese Einschränkung wurde nicht dokumentiert, die Systemvorgaben waren allerdings dokumentiert. Da die Softwarekomponente bei der Ariane 4 erfolgreich funktionierte, wurden weniger rigide Tests durchgeführt. Ein Backup INS System an Bord der Ariane 5 fiel durch den gleichen Fehler aus. Der Bordcomputer interpretierte die Diagnosedaten als Lagedaten. 1-8

Diese Einschränkung wurde nicht dokumentiert, die Systemvorgaben waren allerdings dokumentiert.

9 Softwarekomplexität 1-9

10 Wie wird Software so komplex? Software verwendet bestehende Module. Software baut aufeinander auf. Beispiel ermm Library Manager Binary: Libraray Manager Eigenentwicklung Unicode Library für Umlaute etc. XML Library Konfigurationsdatei Libraray Manager TS7700 Tape Virtualisierung Media Manager DB2 Control Unit VTL 1-10

Beispiel ermm Library Manager Binary: Libraray Manager Eigenentwicklung Unicode

11 Wie wird Software so komplex? Leistungsfähigere Computer Trade off zwischen vorgefertigten Modulen und Spezialentwicklungen verschiebt sich zu vorgefertigten Modulen. Verfügbarkeit von vorgefertigten Softwaremodulen. Business Case für existierende Module einfach. 1-11

Modulen und Spezialentwicklungen verschiebt sich zu vorgefertigten

12 Kosten der Softwareentwicklung Marktvolumen USA ca $ 500 Milliarden $ 1% des Bruttosozialprodukts der USA. Marktvolumen Weltweit ca $ 1 Billion $ Zahlen von

13 Erfolgsquoten großer Softwareprojekte Abandoned or reworked 19% Were used after change 3% Used as delivered 2% Delivered but not used 47% Paid for but not delivered 29% Quelle: Comptroller General, 1979, Contracting for computer software development, General Accounting Office Report. (FGMSD-80-4). Washington, D.C. 1-13

delivered 29% Quelle: Comptroller General, 1979, Contracting for computer

14 Typische Probleme Entwicklungszeit überschritten Budget gesprengt Unzuverläßig Unflexiebel Schwer zu bedienen 1-14

15 Verbessern der Situation durch systematisches ingenieursmässiges Vorgehen Vorbild sind etablierte Ingenieurswissenschaften 1-15

16 Definiton Definition nach IEEE 90: "Software-Engineering is the application of a systematic, disciplined, quantifiable approach to the development, operation, maintenance of software." Definition nach Sommerville: "Software-Engineering ist die Ingenieursdisziplin, die sich mit allen Aspekten der Softwareproduktion beschäftigt, von der Systemspezifikation bis zur Wartung nach der Ingebrauchnahme." 1-16

" Definition nach Sommerville: "Software-Engineering ist die Ingenieursdisziplin, die sich mit allen

17 zeichnet sich aus durch den Einsatz von geeigneten Methoden, Werkzeugen und Vorgehensmodellen 1-17

18 Definition ist: die Entwicklung die Pflege und der Einsatz qualitativ hochwertiger Software unter Einsatz von wissenschaftlichen Methoden wirtschaftlichen Prinzipien geplanten Vorgehensmodellen Werkzeugen und quantifizierbaren Zielen. B. Kahlbrandt: Software-Engineering: Objektorientierte Software- Entwicklung mit der Unified Modeling Language, Springer Verlag (1998) 1-18

Vorgehensmodellen Werkzeugen und quantifizierbaren Zielen. B.

19 Hauptideen der Softwareentwicklung Einsatz von Software Tools Systematisches Vorgehen Fokus auf der Analyse der Anforderungen Möglichst früh einen Prototypen bereitstellen Einsatz von neuen geeigneten Programmiersprachen Fokus auf möglichst fehlerfreie Software Kleine evolutionäre Entwicklungsschritte 1-19

Prototypen bereitstellen Einsatz von neuen geeigneten Programmiersprachen

20 Phasen der Softwareentwicklung Problemdefinition Anforderungsanalyse Spezifikation Entwurf Implementation Erprobung Wartung 1-20

21 Aufgaben in der Software Entwicklung Problemdefinition Machbarkeitsstudie Anforderungsanalyse Spezifikation User-Interface Design Architektur Detailiertes Design Programmierung Systemintegration Validierung Verifizierung Produktiver Einsatz Dokumentation Wartung Projektmanagement Datenbankdesign 1-21

22 Klassen von Vorgehensmodelle Traditionelle Methoden zur Programmentwicklung Phasenmodelle und Wasserfallmodelle Prototyping- und Spiralmodelle Modelle zur objektorientierten Systementwicklung Open Source Ansatz 1-22

23 Traditionelle Methoden zur Programmentwicklung Strukturierte Programmierung Schrittweise Verfeinerung Top-down-Entwurf 1-23

24 Zusammenfassung Software ist mehr als nur der Programmcode. Software ist komplex. Software ist teuer. Software ist fehleranfällig. Bessere Software mit. 1-24

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