PRÜFUNG. Softwaretechnik I WS 11/12

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1 PRÜFUNG Softwaretechnik I WS 11/12 Name: Matrikelnummer: Note: Prüfungstag: Prüfungsdauer: 120 Minuten Prüfungsumfang: 4 Aufgaben (10 Seiten inklusive Deck-, Tabellen- und Lösungsblättern) Hilfsmittel: alle, außer programmierbarer Taschenrechner und Kommunikationsgeräte Hinweise: 1.) Verlangt sind alle Aufgaben. 2.) Bitte verwenden Sie keinen Rotstift / Bleistift. 3.) Bitte tragen Sie in den Kasten Ihren Namen und Ihre Matrikelnummer ein. 4.) Verwenden Sie für jede Aufgabe ein separates Lösungsblatt. 5.) Verweise auf Skriptseiten oder Übungsaufgaben werden nicht gewertet. 6.) Geben Sie dieses Deckblatt zusammen mit Ihren Lösungsblättern ab. 7.) Schreiben Sie auf alle Lösungsblätter Ihren Namen und Matrikelnummer Nicht vom Studierenden auszufüllen

2 Aufgabe 1: Projektmanagement (ca. 30 min) Der Smartphone-Hersteller Pear Inc. will eine neue Generation von Smartphone das uphone entwickeln. Sie als Projektleiter wurden mit der Projektplanung und -durchführung betraut. In einer ersten Projektleitersitzung wurden mit Hilfe ihrer erfahrenen Kollegen die in Tabelle 1 definierten Arbeitspakete (AP) identifiziert. AP Beschreibung Dauer (M) Vorgänger A Marktanalyse zur Ermittlung der Nutzeranforderungen 2 - B Anforderungsdefinition für die Software 4 A C Anforderungsdefinition für die elektronische Hardware 3 A D Anforderungsdefinition für die mechanische Hardware 2 A E Entwurf des Bedienkonzepts 2 B F Entwurf des Betriebssystemkerns 8 B G Implementierung der Basisfunktionalität 2 F H Implementierung der grafischen Benutzungsoberfläche 3 E, F I Test der Basisfunktionalitäten 3 G J Funktions- und Akzeptanztest der Benutzungsoberfläche 7 H K Integrationstest auf simulierter Hardware 1 I, J L Entwicklung der elektronischen Hardware 22 B, C M Integrationstest auf realer elektronischer Hardware 5 K, L N Entwicklung der mechanischen Hardware 15 D O Systemtest des komplett integrierten uphones 2 M, N Tabelle 1: Arbeitspakete Die Arbeitspakete L und N werden dabei an externe Dienstleister vergeben, die die elektronische und mechanische Entwicklung des Geräts durchführen. Frage 1.1: Netzplan Zeichen Sie einen Netzplan in Vorgangspfeiltechnik (Critical Path Method, CPM) für die in Tabelle 1 angegebenen Arbeitspakete, Arbeitspaketdauern und Vorgängerbeziehungen und geben Sie den kritischen Pfad an. Verwenden Sie Scheinvorgänge nur dann, wenn diese zwingend erforderlich sind. Frage 1.2: Aufwandsabschätzung Ihr Unternehmen setzt bei der Aufwandsabschätzung die Function-Point-Methode ein und hat auf Basis der Erfahrungen aus bisherigen Projekten die in den Tabellen und dem Diagramm auf dem Tabellenblatt zu Frage 1.2 (Seite 9) dargestellten Werte zur Aufwandsabschätzung ermittelt. Mit diesen soll aus den folgenden Anforderungen (Tabelle 2) an die zu erstellende Software der Aufwand für die Softwareentwicklung in diesem Projekt abgeschätzt werden. 2

3 Anforderung /LF10/ /LF20/ /LF30/ /LF40/ /LF50/ /LD10/ /LD20/ /LD30/ Beschreibung Um Anwendungssoftware kaufen zu können müssen Nutzerdaten (Name, Vorname, Kundennummer, Straße, Hausnummer, Ort, Postleitzahl, Land) und Zahlungsdaten (Kontotyp, Name, Vorname, Kontonummer, Bankname, Bankleitzahl, PIN, Sicherheitscode) eingegeben werden können. Der Nutzer muss Konfigurationsdaten (Uhrzeit, Hintergrundbild, Layout, Sprache, Klingelton) eingeben können. Der Nutzer muss sich seine Nutzerdaten ausgeben lassen können. Für die Individualisierung des uphones müssen jederzeit die Nutzerdaten, die Konfigurationsdaten und bereits vorhandene Anwendungsdaten (Anzahl, Bezeichnungen, Berechtigungen, Startparameter, Kommunikationskanäle, Interpreter, Versionen, Beschreibungen, Hilfen, Optionen) abgefragt werden können. Der Nutzer muss sich seine Konfigurationsdaten ausgeben lassen können. Die Zahlungsdaten müssen verschlüsselt und lokal gespeichert werden. Die Nutzerdaten und die Konfigurationsdaten müssen lokal gespeichert werden. Für den Kauf von Anwendungssoftware müssen die Nutzerdaten und Zahlungsdaten zu Authentifizierungszwecken aus einem im Online-Shop von Pear Inc. hinterlegten Referenzprofil und die neuen Anwendungsdaten vom Online-Shop geladen werden. Tabelle 2: Anforderungen im Lastenheft Hinweis: Verwenden Sie das Tabellenblatt und das Lösungsblatt zu Frage 1.2 (Seiten 9 und 10)! a) Kategorisierung und Klassifizierung Identifizieren Sie in den Anforderungen die für die Software relevanten Datentypen. Ordnen Sie die Anforderungen und die enthaltenen Datentypen einer der aus den Übungen bekannten Kategorien zu und tragen Sie Ihre Ergebnisse in die Tabelle auf dem Lösungsblatt ein. Tragen Sie außerdem die Anzahl der Datenfelder der einzelnen Datentypen in die Tabelle ein. Klassifizieren Sie abschließend die einzelnen Daten anhand ihrer Kategorienzuordnung und der passenden Klassifizierungstabelle auf dem Tabellenblatt und tragen Sie Ihre Ergebnisse in die Tabelle auf dem Lösungsblatt ein. b) Berechnung der Function-Points und Ablesen des Gesamtaufwands Tragen Sie die Anzahl der kategorisierten und klassifizierten Daten aus Aufgabenteil a) in die Tabelle auf dem Lösungsblatt ein und berechnen Sie die Function-Points gemäß der Gewichtungen und der Einflussbewertung in der Tabelle. Ermitteln Sie abschließend den Gesamtaufwand aus dem Diagramm zur Aufwandsbestimmung auf dem Tabellenblatt und tragen Sie diesen in die Tabelle ein. Frage 1.3: Projektverzögerung Während des Projekts braucht der Lieferant der elektronischen Hardware über die Dauer der ersten 19 Monate von AP L die Unterstützung von mindestens zwei Ihrer Softwarespezialisten (APs E, F, G, H, I, J und K). Gehen Sie davon aus, dass in der ursprünglichen Planung für jedes Arbeitspaket 10 Mitarbeiter genau für die Dauer des Arbeitspakets zur Verfügung stehen. Können Sie Ihren Lieferanten unterstützen, ohne dass sich das Projekt verzögert oder Sie Mitarbeiter einstellen müssen? Belegen Sie Ihre Aussage anhand der Berechnung des neuen Projektendtermins. 3

4 Aufgabe 2: Basistechniken und Test (ca. 30 min) Sie werden beauftragt ein Medienverwaltungssystem für eine Bibliothek zu entwickeln. Die Medien haben einen Ausleihstatus, der folgende Zustände annehmen kann: 1) Ausleihbar: In diesem Zustand befindet sich das Medium direkt nach der Inventarisierung, die nicht Teil der zu entwickelnden Software ist. Ein ausleihbares Medium kann ausgeliehen oder reserviert werden. 2) Ausgeliehen: In diesem Zustand wird kontinuierlich die Rückgabefrist geprüft und der ausleihende Nutzer gegebenenfalls an die Rückgabe erinnert. Ein ausgeliehenes Medium kann zurückgegeben oder vorgemerkt werden. Zudem kann die Ausleihe verlängert werden. 3) Reserviert: In diesem Zustand wird kontinuierlich die Reservierungsfrist überprüft und der reservierende Nutzer gegebenenfalls an die Ausleihe erinnert. Falls das Medium nicht innerhalb der Reservierungsfrist ausgeliehen wird, wird die Reservierung automatisch storniert und das Medium wird wieder ausleihbar. 4) Vorgemerkt: Beim Eintritt in diesen Zustand wird der ursprüngliche Nutzer über die Vormerkung informiert und zur Rückgabe aufgefordert. Zudem wird kontinuierlich die Rückgabefrist überprüft und der ursprüngliche Nutzer gegebenenfalls an die Rückgabe erinnert. Die Vormerkung kann außerdem manuell storniert werden. In diesem Fall ist das Medium wieder im Zustand Ausgeliehen. Bei Rückgabe des Mediums durch den ursprünglichen Nutzer wird der neue Nutzer informiert und das Medium für ihn reserviert. Die Ermittlung und Speicherung der Fristen ist nicht Teil der zu entwickelnden Software und muss daher nicht modelliert werden. Frage 2.1: Zustandsautomat Entwerfen Sie einen Zustandsautomaten für den Ausleihstatus eines Mediums inklusive des Startzustands und die Transition in den ersten Zustand und zeichnen Sie das Zustandsdiagramm. Geben Sie im Diagramm für jeden Zustand die erforderlichen entry-, do- und exit-aktionen und für jede Transition das auslösende Ereignis stichwortartig an. Für die Überprüfung von Fristen und die Erinnerung der Nutzer an verstreichende Fristen wird eine zentrale Funktion pruefe_frist verwendet, die in Listing 1 auf der folgenden Seite dargestellt ist. Frage 2.2: Kontrollflussgraph und Überdeckungsmessung a) Zeichnen Sie einen Kontrollflussgraphen für die in Listing 1 dargestellte Funktion pruefe_frist. Verwenden Sie hierzu die gegebene Anweisungsnummerierung auf der rechten Seite im Listing. b) Geben Sie für die Funktion pruefe_frist Testfälle für eine 100%ige C1-Abdeckung an. Der Parameter Zustand kann die Werte AUSLEIHBAR, AUSGELIEHEN, RESERVIERT und VORGEMERKT annehmen. Die Parameter frist und aktuelles_datum sind jeweils ein Datum. Nehmen Sie an, dass ein zeitlich späteres Datum größer ist als ein zeitlich früheres Datum. Der Parameter nutzer_id muss nicht betrachtet werden. 4

5 void pruefe_frist (zustand, frist, aktuelles_datum, nutzer _id){ ns nutzer = datenbank.ladenutzer(nutzer_id) n0 if (aktuelles_datum > frist + 14 Tage){ n1 if(zustand == AUSGELIEHEN zustand == VORGEMERKT){ n2 nutzer.get ().send( Account wird gesperrt ) n3 nutzer. ladeberechtigungen().sperren() n4 else if (aktuelles_datum >= frist){ n5 if(zustand == AUSGELIEHEN){ n6 nutzer.get ().send( Rückg. o. Verl. heute, ansonsten 1 /Tag) n7 else if(zustand == RESERVIERT){ n8 nutzer.get ().send( Ausleihe heute, sonst Stornierung) n9 else if(zustand == VORGEMERKT){ n10 nutzer.get ().send( Rückgabe heute, ansonsten 1 /Tag) n11 else if (aktuelles_datum >= frist 7 Tage){ n12 if(zustand == AUSGELIEHEN){ n13 nutzer.get ().send( Rückgabe oder Verlängerung bis: + frist) n14 else if(zustand == RESERVIERT){ n15 nutzer.get ().send( Ausleihe bis: + frist) n16 else if(zustand == VORGEMERKT){ n17 nutzer.get ().send( Rückgabe bis: + frist) n18 ne Listing 1: Die Funktion pruefe_fristen in Pseudo-Code Frage 2.3: Datenflussanalyse Geben Sie die def-use-ketten für die Variable nutzer in der in Listing 1 dargestellten Funktion pruefe_frist an. Behandeln Sie dabei Methodenaufrufe als Lesezugriff und verwenden Sie die gegebene Anweisungsnummerierung auf der rechten Seite im Listing anstatt der konkreten Anweisungen. Wieviele Pfade sind für eine vollständige def-use-überdeckung notwendig? Begründen Sie Ihre Antwort. 5

6 Aufgabe 3: Analyse und Entwurf (ca. 30 min) Für die kommende Fußball-Europameisterschaft wurde mit der Entwicklung einer Ticketverkaufssoftware begonnen. Die Software wurde von zwei Teams entwickelt, von denen das eine strukturierte Methoden und das andere objektorientierte Methoden einsetzte. Während der Entwicklung wurden bei einem Festplatten-Crash große Teile der bisherigen Entwicklungsergebnisse vernichtet, woraufhin der Auftrag neu vergeben wurde. Ihr Unternehmen erhielt den Zuschlag und die verbliebenen Entwicklungsergebnisse. Ihre Aufgabe als Softwarespezialist ist es auf Basis der verbliebenen Entwicklungsergebnisse und der folgenden Beschreibung des Systems ein Re- Engineering durchzuführen. Mit der Software müssen Bestellungen durch den Kunden verwaltet und bezahlt werden können. Hierzu muss die Software einerseits mit der European Football Association (EuFA) und andererseits mit einem Bezahlsystem (DebitIt) Daten austauschen, wie in Abbildung 1 dargestellt. Der Bestellvorgang läuft folgendermaßen ab: Abbildung 1: Übersicht 1) Nach dem Start des Bestellclients durch den Kunden werden die Spieldaten und Ticketpreise von einem Datenbank-Server der EuFa geladen. 2) Dem Kunden wird eine Spielübersicht angezeigt. 3) Der Kunde gibt seine Ticketauswahl ein, woraufhin dem Kunden eine Bestellungsübersicht angezeigt wird. 4) Für die Bezahlung und den Versand gibt der Nutzer seine Zahlungsinformationen und seine Adressdaten ein. 5) Die Buchungsdaten werden an das Bezahlsystem DebitIt übermittelt. 6) Nach erfolgter Abbuchung sendet DebitIt eine Buchungsbestätigung zurück. 7) Nach Erhalt der Buchungsbestätigung wird die Rechnung an den Kunden übermittelt. 8) Abschließend wird die Bestellung an den Datenbank-Server der EuFa gesendet um die Datenbankeinträge zu aktualisieren. Die Software läuft auf einem Webserver über den mehrere Kunden gleichzeitig Bestellungen vornehmen können. Für die Interaktionen mit dem Kunden, dem Datenbank-Server der EuFA und dem Bezahlsystem DebitIt sind in der Software entsprechende Interaktionsmodule (Client, TicketDB und Bezahlsystem) vorgesehen, die alle für die Kommunikation mit den externen Systemen erforderlichen Funktionalitäten enthalten. 6

7 Frage 3.1: Strukturiertes Re-Engineering In Abbildung 2 ist das Datenflussdiagramm der Ebene 0 (DFD 0) für den Ticket-Shop dargestellt. Abbildung 2: Datenflussdiagramm der Ebene 0 für den Ticket-Shop Rekonstruieren Sie aus dem DFD 0 und der Beschreibung des Systems das Kontextdiagramm für den Ticketshop. Verwenden Sie hierzu nur die in Abbildung 2 definierten Daten und Bezeichnungen. Frage 3.2: Objektorientiertes Re-Engineering In Abbildung 3 sind die Sequenzdiagramme für die Anwendungsfälle Bestellung verwalten und Bestellung bezahlen dargestellt. Abbildung 3: Sequenzdiagramme Bestellung verwalten und Bestellung bezahlen Rekonstruieren Sie aus den Sequenzdiagrammen und der Beschreibung des Systems ein Klassendiagramm für den Ticket-Shop. Verwenden Sie hierzu nur die in Abbildung 3 definierten Methoden und Bezeichnungen. Geben Sie bei Methoden im Klassendiagramm den Rückgabewert an. Frage 3.3: Vergleich der Entwicklungsmethoden Beurteilen Sie jeweils das Re-Engineering in Frage 3.1 und 3.2 bezüglich der Vollständigkeit der Ihnen zur Verfügung stehenden Informationen in den eingesetzten Diagrammtypen (Datenflussdiagramm und Sequenzdiagramm)? Erläutern Sie warum es bei der objektorientierten Entwicklung nicht zum Strukturbruch kommt. 7

8 Aufgabe 4: Verständnisfragen (ca. 30 min) Frage 4.1: Softwarequalität Warum soll eine hohe Softwarequalität erreicht werden? Nennen Sie 3 Gründe und geben Sie jeweils ein Beispiel für die Folgen einer niedrigen Qualität an. Frage 4.2: Berufliche und ethische Verantwortung Geben Sie 4 Prinzipien aus dem aus der Vorlesung bekannten ACM/IEEE Code of Ethics und erläutern Sie jeweils anhand eines Positiv- oder Negativbeispiels was die Befolgung des jeweiligen Prinzips bedeutet. Frage 4.3: Vorgehensmodelle Was umfasst die Beschreibung in einem Vorgehensmodell? Welche Vorteile bringt der Einsatz von Vorgehensmodellen zum einen für den Softwareentwicklungsprozess und zum anderen für das Softwareprodukt? Frage 4.4: Requirements Engineering Erklären Sie den Unterschied zwischen Lastenheft und Pflichtenheft anhand einer beispielhafte Lastenheftanforderung die Sie in eine (oder mehrere) Pflichtenheftanforderung(en) überführen. Frage 4.5: Entwicklungsmethoden Vergleichen Sie die Top-Down- und die Bottom-Up-Methode. Welche Vorteile und welche Nachteile haben die Methoden jeweils? Geben Sie für jede Methode ein Beispiel an, für das ihr Einsatz prädestiniert ist und begründen Sie Ihre Angabe. Frage 4.6: Softwaretest Welches sind die Tätigkeiten in der statischen Programmanalyse? Welche Ziele verfolgt man mit den einzelnen Tätigkeiten? 8

9 Tabellenblatt zu Frage 1.2 Klassifizierungstabelle für Eingabedaten < 5 Datenfelder 5-15 Datenfelder > 15 Datenfelder < 2 Datentypen einfach einfach mittel 2 Datentypen einfach mittel komplex > 2 Datentypen mittel komplex komplex Klassifizierungstabelle für Ausgabedaten und Abfragen < 6 Datenfelder 6-19 Datenfelder > 19 Datenfelder < 2 Datentypen einfach einfach mittel 2-3 Datentypen einfach mittel komplex > 3 Datentypen mittel komplex komplex Klassifizierungstabelle für Datenbestände und Referenzdaten < 20 Datenfelder Datenfelder > 50 Datenfelder 1 Datentyp einfach einfach mittel 2-5 Datentypen einfach mittel komplex > 5 Datentypen mittel komplex komplex Diagramm zur Aufwandsbestimmung: 9

10 Lösungsblatt zu Frage 1.2 a) Kategorisierung und Klassifizierung Kategorie Anforderung Datentypen Datenfelder Klassifizierung Eingabedaten Abfragen Ausgaben Datenbestände Referenzdaten b) Berechnung der Function-Points und Ablesen des Gesamtaufwands Kategorie Anzahl Klassifizierung Gewichtung Summe Eingabedaten einfach 3 mittel 4 komplex 6 Abfragen einfach 3 mittel 4 komplex 6 Ausgaben einfach 4 mittel 5 komplex 7 Datenbestände einfach 7 mittel 10 komplex 15 Referenzdaten einfach 5 mittel 7 komplex 10 Zwischensumme (E1) Einflussbewertung (E3) 1,2 Bewertete Function-Points gesamt (E1*E3) Aus Diagramm abgelesener Gesamtaufwand in Personenmonaten 10