MISRA bzw. Programmierstandards steigern die Softwarequalität! - Ist das überhaupt möglich?

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Tristan Kappel
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1 MISRA bzw. Programmierstandards steigern die Softwarequalität! - Ist das überhaupt möglich? Andreas Sczepansky - Geschäftsführer Tel.: + 49 (0)

2 V-Modell für Softwaretests Statische Tests Source Code Dynamische Tests Ausführbares Executable Funktionstest Fertiges Programm auf lauffähiger Hardware Slide 2/17

3 Relative Kosten für Fehleraufdeckung 100 Cost Factor 10 1 Design Before Coding Coding Before Test Test Field Daten von IBM. Schaubild zeigt die relativen Kosten für Fehleraufdeckung über die gesamte Lebenszeit eines Software Projekts Slide 3/17

IBM. Schaubild zeigt die relativen Kosten für

4 Statische Sourcecodeanalyse Source Code Statische Analyse Software Metriken Fehleranalyse Qualitätsbericht Slide 4/17

5 Was sind Qualitätsmerkmale zur Codierzeit? Qualität Prozess Versionsverwaltung Config. Management Tests Quellcode Portierbarkeit Wartbarkeit Zuverlässigkeit Testbarkeit L Ö S U N G ISO 9000/ CMMI, SPICE Programmierstandard (Regeln und Richtlinien) Slide 5/17

Management Tests Quellcode Portierbarkeit Wartbarkeit

6 Programmierstandard Festlegen der Qualitätsmaßstäbe wie z.b. Portierbarkeit, Testbarkeit, Wartbarkeit, Lesbarkeit, Umgehen der unzuverlässigen Sprachelemente des Standards Safer Subset ANSI/ ISO C/ C++ if (a=1) {...} a [i]= x + i++; V o r t e i l e: Gleichförmig qualitativ guter Sourcecode (guter Programmierstil) Weniger Fehler für weitere Tests Bessere Wartbarkeit und Handhabbarkeit Slide 6/17

Portierbarkeit, Testbarkeit, Wartbarkeit, Lesbarkeit, Umgehen der unzuverlässigen Sprachelemente

7 Gefahren eines Programmierstandards Fehlende Akzeptanz der Entwickler Fehlendes Know-How beim Erstellen des PS Unzureichende Einhaltung Überprüfung durch manuelle Code-Reviews (TEUER!!!) Fazit: Ein Programmierstandard, der nicht überprüft wird, verliert an Bedeutung! Slide 7/17

Überprüfung durch manuelle Code-Reviews (TEUER!

8 Was ist der MISRA Standard? Programmierstandard speziell für die Automobilindustrie entworfen nach den Gesichtspunkten von Embedded und Sicherheitskritischen Anforderungen. Vorteile: - Bewährter Industriestandard - Vergleichbare Qualitätsstände - Nach heutigem Stand der Technik entwickelt Fazit: MISRA ist die konsequente Fortführung von Strategien zur Fehlervermeidung die in anderen Sicherheitskritischen Bereichen längst etabliert sind (z.b. Eisenbahntechnik MÜ8004) Slide 8/17

9 Aktueller Stand MISRA? Alle Automobilhersteller (OEM s) weltweit haben sich für die Einhaltung des MISRA Standards in Ihren Software Modulen im KFZ entschieden. Umsetzung über klare Vorgaben an Zulieferer Überprüfung durch Audits und Ergebnis Reports Verschiedene MISRA Subsets je Sicherheitskritischer Level Weltweit einheitlicher Standard (Damit Stand der Technik ) Verwendung von MISRA immer stärker in anderen Sicherheitskritischen und Unkritischen Bereichen wie z.b: Medizintechnik, Schienenverkehr, Luft & Raumfahrt, Consumerelektronik, Maschinenbau, Slide 9/17

Umsetzung über klare Vorgaben an Zulieferer Überprüfung durch Audits und Ergebnis Reports Verschiedene MISRA Subsets je Sicherheitskritischer

10 Warum Code Inspektionen? Das IBM Labor in Santa Teresa berichtet, dass das Finden eines Major Defect 3,5 Stunden in einer Inspektion benötigt. Das Finden des gleichen Fehlers durch Testen würde Stunden dauern. Im Bereich Airports/Airlines der Softlab GmbH wurden in einem kleineren Softwareprojekt Reviews eingesetzt. Mit den Reviews wurden 37 major defects entdeckt, der durchschnittliche Aufwand je major defect incl. Fehlerkorrektur betrug ca. eine Stunde. Damit waren die Reviews 3 bis 6 mal effizienter als der durchschnittliche Testaufwand in der Integrationsphase. Slide 10/17

Im Bereich Airports/Airlines der Softlab GmbH wurden in einem kleineren Softwareprojekt Reviews eingesetzt.

11 Fallbeispiel ALCATEL Benefits von Code Inspektionen Effort Limited Inspections Mandated Inspections Mandated System testing Integration testing Module testing Inspections Inspections Module testing Integration testing System test Slide 11/17

System testing Integration testing Module testing Inspections

12 Warum werden Code Inspektionen oft gekürzt oder gestrichen? Programmierer und Tester mögen keine Code Inspektionen ( langweilig!) Code Inspektionen bedeuten Konfrontation und Emotionen Effektive Code Inspektionen sind zeitaufwendig und mühsam Oftmals reicht die kalkulierte Zeit im Projekt nicht aus, um Code Inspektionen effektiv durchzuführen FEHLENTSCHEIDUNG! L Ö S U N G Automatisierung des Code Inspektions-Prozesses! Slide 12/17

) Code Inspektionen bedeuten Konfrontation und Emotionen Effektive Code Inspektionen sind zeitaufwendig und

13 QS Konzept von QA Systems Definition eines PS basierend auf MISRA Automatisierte Überprüfung des PS mit Werkzeugen z. B. QA-C/QA-C++ - MISRA Auswahlverfahren über Metrikauffälligkeiten Eingeschränkte manuelle Inspektionen Slide 13/17

z. B. QA-C/QA-C++ - MISRA Auswahlverfahren über

14 Zusammenfassung Frühzeitiges Fehleraufdecken spart Kosten Ein Programmierstandard hilft Fehler zu vermeiden sollte aber unbedingt automatisch überprüft werden! MISRA ist Stand der Technik Code Reviews sind effizient, sollen sich aber auf Logik konzentrieren Qualität kann nicht hineingetestet werden! Slide 14/17

15 Seminare 2012 Dr. Scott Meyers Effective C++ in an Embedded Environment Stuttgart Fastware for C Stuttgart An Overview of the New C++ (C++11) Stuttgart Prof. Dr. Les Hatton Safer Software Engineering: a management perspective Stuttgart Safer C Developing in high-integrity and safety-critical systems Stuttgart Dr. Stephan Grünfelder Testen von Software Eingebetteter Systeme Ludwigsburg Dr. Markus Pizka Wartbarkeit erreichen, Produktivität und Erfolg behalten Ludwigsburg Dipl.-Inform. Peter Rösler Reviews richtig durchgeführt Ludwigsburg Dipl.-Inform. Ralf Kalmar und Dr. Jens Heidrich Software-Metriken Ludwigsburg Slide 15/17

Stephan Grünfelder Testen von Software Eingebetteter Systeme 11.-12.10.2012 Ludwigsburg Dr. Markus Pizka Wartbarkeit erreichen, Produktivität und Erfolg behalten 09.11.2012 Ludwigsburg Dipl.

16 Automotive Kunden Slide 16/17

17 Finance, Telekom, Sonstige Slide 17/17

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