Computer-Aided Software Engineering (CASE) Kapitel-Inhalt. CASE: Computer Aided Software Engineering. CASE Computer-Aided Software Engineering

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1 Computer-Aided Software Engineering (E) 1 E: Computer Aided Software Engineering 2 Projektmanagementwerkzeuge -Inhalt Strategische Informations- system- Planungswerkzeuge Analyse-/ Entwurfswerkzeuge Programmierumgebungen und Codegeneratoren Testwerkzeuge Wartungswerkzeuge E Computer-Aided Software Engineering Klassifikation von E-Tools E-Architekturen Merkmale von E-Tools Aufgaben von E-Tools Fehlervermeidung mit E E-Testwerkzeuge E-Repository Schritte bei der E-Implementierung Qualitätssicherungswerkzeuge Konfigurationsmanagementwerkzeuge E beschreibt die Erstellung und Bearbeitung von Software mittels Werkzeugen (E-Tools), die auf Rechnern realisiert sind. Durch E soll der Entwicklungs- und Pflegeprozess weitestgehend automatisiert werden. Ziele von E sind: Erhöhung der Produktivität Verbesserung der Qualität Lower E: Unterstützung für nachgeordnete Tätigkeiten wie Codieren, Testen, Debugging und Pflege. E auf Mainframes ist meist von dieser Kategorie. Upper E: Unterstützung der vorgeschalteten Aktivitäten wie Systemanalyse und Design.

2 Klassifikation von E- Systemen 3 E-Architekturen 4 Toaster -Architektur von Softwareengineering-Umgebungen Eine alternative Klassifizierung gemäß Umfang und Breite des Einsatzspektrums ist folgende: Einzelwerkzeuge (tools) unterstützen eine einzige Tätigkeit. Sie können universell in verschiedenen Phasen einsetzbar sein (z.b. Werkzeug zur Verwaltung von Änderungen) oder sehr speziell sein (z.b. Code-Messwerkzeug); sie können separat nutzbar oder in einem Werkzeugkasten integriert sein. Werkzeugkästen (workbenches) enthalten eine Menge mehr oder weniger eng verbundener Werkzeuge. Sie unterstützen eine Reihe von zusammengehörenden Tätigkeiten (z.b. Tools zur Programmierung, zum Projektmanagement etc.). Softwareengineering-Umgebungen (environments) unterstützen alle oder doch sehr viele Tätigkeiten der Softwareentwicklung. Sie bestehen aus einer Menge von Werkzeugkästen und Einzelwerkzeugen, die integriert sind, also direkt miteinander kommunizieren können. Plug-in-Architektur einer Entwicklungsumgebung

3 Eclipse-Architektur 5 Allgemeine Merkmale heutiger E-Tools 6 Ein Beispiel für eine offene Entwicklungsumgebung auf Basis einer Plug-in-Architektur ist Eclipse (Open-Source-Projekt). Der Kern von Eclipse realisiert eine Entwicklungsplattform, die für viele Anwendungen, nicht nur für Software-Entwicklungsumgebungen, genutzt werden kann. Sie stellt eine Vielzahl universeller Funktionen zur Verfügung. Dazu gehören: Unterstützung der Entwicklung von Anwendungen mit und ohne Bedienoberfläche Bereitstellung einer generischen Online-Hilfe und die Datenhal tung in Dateien, die in einem Workspace verwaltet werden. Eclipse-spezifischer Plug-in-Mechanismus Das Eclipse SDK (Software Development Kit) erweitert diese Plattform durch das JDT-Plug-in (Java Development Tooling) zu einer vollwertigen Entwicklungsumgebung für Java mit syntaxsensitivem Editor, Code-Browser, Compiler, Debugger, Build- Unterstützung, Anbindung an ein Versionsverwaltungssystem. UML-basierte Modellierungs- u. Entwicklungsumgebungen etc. Erzeugen eines Modells der Benutzeranforderungen in grafischer Form - z.b. Datenfluss- u. Entity Relationship-Diagramme oder UML-Diagramme. Erstellen von Software-Design-Modellen für die Daten und den prozeduralen Code. Fehlerprüfung, Konsistenzprüfung, Analyse und Querverweise für alle Systeminformationen. Erstellen von Prototypen des Systems und Simulationsmöglichkeiten für das System. Durchsetzung organisatorischer Standards für die Spezifikation, das Design und die Implementierung im Systementwicklungsprozess. Direkte Erzeugung von Code aus den Design- Modellen. Automatisierte Unterstützung von Test und Validierungsarbeiten. Unterstützung der Wiederverwendung von Software-Komponenten (Entwürfe, Code-Module und Datenelemente etc.). Bereitstellen von Schnittstellen zu externen Data Dictionaries und Datenbanken. Reengineering, Restructurierung und Reverse Engineering von vorhandenen Systemen. Speichern, Verwalten von System- und Projektmanagementinformationen.

4 UML-Diagramme Beispiele 7 Aufgaben von E- Werkzeugen 8 Beispiel eines fachlichen Begriffsmodells Beispiel Auftragsabwicklung E-Werkzeuge haben in der Regel folgende 4 Aufgaben: Unterstützung einer bestimmten Entwicklungsmethode durch Bereitstellen entsprechender Notationen und Hilfsmittel, z.b. Editoren für Datenflussdiagramme, Entity Relationship-Diagramme, Data Dictionaries und Prozessspezifikationen der Methode der Strukturierten Analyse bzw. UML-Diagramme für die objektorientierten Methoden der Softwareentwicklung. Speicherung sämtlicher Informationen zu einem Software-Produkt in einer einzigen Datenbank, der "single source". Transformation der Darstellung 1) horizontal: z.b. von Textform in Grafik innerhalb einer Phase; 2) vertikal: also Umsetzung in die Darstellungsformen der folgenden Phase, z.b. Erzeugen von Code aus dem Entwurf. Modellabgleich Prüfung eines Dokuments oder verschiedener Dokumente auf Konsistenz oder gegen gewisse Regeln, im besten Fall dadurch, dass widersprüchliche oder unzulässige Angaben nicht verarbeitet, sondern mit Fehlermeldungen abgewiesen werden.

5 Fehlervermeidung mit E 9 E-Testwerkzeuge 10 Alle vier Funktionen von E können zur Vermeidung von Fehlern und Mängeln beitragen: Das methodische Vorgehen verringert die Gefahr grober Versäumnisse. Die zentrale Ablage beseitigt das Risiko, dass verschiedene Entwickler bei ihrer Arbeit unterschiedliche Informationen verwenden. Die Transformationen präsentieren die Resultate in Formen, die den Überblick verbessern und damit die Erkennung von Fehlern erleichtern - auch beim Einsatz von Reviews. Die Prüfungen decken Fehler auf, vor allem solche "syntaktischer" Natur, z.b: Module, die nur einseitig am Datenfluss beteiligt sind, also nichts bekommen oder nichts erzeugen; fehlende Definitionen von Modulen; unbearbeitete Anforderungen; Verstöße gegen Strukturierungsregeln; Inkonsistenzen zwischen verschiedenen Dokumenten (z.b. Datenflussdiagramm, Data- Dictionary) oder auf verschiedenen Abstraktionsebenen (z.b. in der Verfeinerung erscheinen Datenflüsse nicht wieder). Bis heute gibt es keine Werkzeuge für die Testfall- Auswahl. Die mechanischen Arbeiten beim Testen können jedoch durch Werkzeuge erheblich vereinfacht werden, und zum Teil sind sie ohne Werkzeuge gar nicht möglich. Solche Werkzeuge sind: Testtreiber Testinstrumentierer und Überdeckungsmonitor Dateivergleicher Testdatengenerator Testtreiber haben die Aufgabe, die zu testenden Module einzubetten, mit Testdaten zu versorgen und die Ergebnisse auf Übereinstimmung mit den Soll-Resultaten zu überprüfen. Testinstrumentierer ergänzen den Quellcode des Prüflings durch Anweisungen, die eine Zählung der Durchläufe bewirken. Dateivergleicher sind für den Regressionstest unentbehrlich. Sie vergleichen Testergebnisse alter und neuer Software-Versionen. Testdatengeneratoren dienen zur Generierung von Testdaten. Je nach Werkzeug gibt es unterschiedliche Möglichkeiten. Z.B. wird ausgehend von der Definition der Datenstruktur ein Satz von Daten erzeugt. Der Umfang und die Selektion (z.b. Zufall oder Grenzwerte) kann gesteuert werden.

6 E-Repository 11 Zentrale Rolle der Repository-Technologie 12 Das moderne Repository enthält alle Informationen, die für die Entwicklung und Pflege eines Systems wichtig sind, insbesondere: das Anwendungs- und Problemumfeld Modelle der Implementierung/Lösung verwendete Methode Projektgeschichte, Termine, Ressourcen, Budget,... Umfeld der Organisation - Organigramme, Strategiepläne, Risiken, kritische Erfolgsfaktoren, Generation von E Die wichtigste technologische Einzelentwicklung in der E-Industrie zu Beginn der neunziger Jahre war die Entwicklung anspruchsvoller, integrierter Repositories. Repositories werden auch als "Seele der E-Bewegung" bezeichnet. Man kann sich die heutigen E-Umgebungen als eine Reihe von Tools vorstellen, die sich um das Repository gruppieren Repository Grafik-Tools Unternehmensinformationen Systeminformationen - Organisationsstruktur - Geschäftsmodell - Geschäftsregeln - Ziele - Prozeßinformationen - Dateninformationen - Relationen - Technologie - Dokumentation Export/ Import Repository Fehlerprüfung Code- Generierung Prototyping Managementinformationen - Besitzer - Audit - Meilensteine - Sicherheit - Personalbesetzung - Lebenszyklus-Modell Reengineering- Tools

7 Schritte bei der E-Implementierung 13 Zur Vermeidung von Problemen sind folgende drei Punkte zu beachten: Unterstützung durch das obere Management mit vernünftiger Erwartungshaltung. Mindestens mittlerer technischer Reifegrad in der Software-Entwicklungsorganisation. Plan zur Implementierung von E, der einen langsamen Start mit Pilotprojekt vorsieht. Wenn E auf breiter Front in einer Organisation der Stufe 1 (CMM) eingeführt wird, dann ist dies in aller Regel zum Scheitern verurteilt. Jeder Plan zur Implementierung von E muss auf jeden Fall folgende Schritte enthalten: Eine Softwareengineering-Revision bestimmt, ob das Unternehmen bereit ist. Das E-Konzept muss den verschiedenen Management- und Mitarbeiterebenen im Unternehmen verkauft werden. Schulung der Software-Entwickler und Projektmanager vor der Installation von E. Auswahl der entsprechenden E-Tools. Installation der Tools. Evaluierung nach der Installation.