Analyse der Wirkung von Nutzer-Feedback auf die Entwicklungszeit komplexer Softwareprodukte

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1 Analyse der Wirkung von Nuzer-Feedback auf die Enwicklungszei komplexer Sofwareproduke Inauguraldisseraion zur Erlangung des Dokorgrades der Wirschafs- und Sozialwissenschaflichen Fakulä der Universiä zu Köln 011 vorgeleg von Diplom-Informaiker Lars Haferkamp aus Daun

2 Referen: Prof. Dr. Werner Mellis Koreferen: Prof. Dr. Delef Schoder Tag der Promoion: ii

3 Inhalsverzeichnis Kapiel 1: Einführung Moivaion Forschungsbereich Zielsezung Vorgehensweise Aufbau der Arbei... 9 Kapiel : Prozesse zur Enwicklung von Sofwareproduken Von Anforderungen zum Sofwareproduk Prozessakiviäen, Phasen und Rollen Zyklische Enwicklung auf verschiedenen Ebenen Plangeriebene Enwicklungsprozesse Inkremenelle Enwicklungsprozesse Grundlagen Bes pracice: Die Raional-Unified-Process-Mehodik Bes pracice: Die Exreme-Programming-Mehodik Bes pracice: Die Synch-and-Sabilize-Mehodik Seuerungsmöglichkeien der Prozessplanung Kapiel 3: Einflussfakoren des Enwicklungsaufwands Idenifizierung der Einflussfakoren Fakoren aus der Produkenwicklung und Organisaionsheorie Fakoren aus Schäzmehoden des Implemenierungsaufwands Fakoren weierer Prozessakiviäen Analyse der Anforderungsunsicherhei Ausprägungen der Unsicherhei Maßnahmen bei Unsicherhei Ergebnis der Analyse der Anforderungsunsicherhei Analyse der Sensiiviä/Flexibiliä in komplexen Sysemen Abhängigkeien zwischen Anforderungen Hierarchie und Modulariä des Sofwaresysems Srukuren auf organisaorischer Ebene Übersich der in den Modellen beracheen Einflussfakoren Kapiel 4: Kosenfunkionen für Prozesse mi zyklischem Nuzerfeedback Unerschiedliche Aren von Kosenfunkionen iii

4 4.. Die Überarbeiungsdauer abhängig von Sensiiviä und Unsicherhei Besimmung der Enwicklungszei aus dem Enwicklungsaufwand Skaleneffeke in der Sofwareenwicklung Posiive, negaive oder keine Skaleneffeke? Skaleneffeke durch komplexe Modulsrukuren Erweierung der Kosenfunkionen durch die Modellierung von Zyklen Modellierung des Überarbeiungsaufwand in den Zyklen Modellierung der Fixkosen der Zyklen Kapiel 5: Opimierung der Kosen uner Berücksichigung von Feedbackeffeken Allgemeine Modelle der Produkenwicklung Vergleich der verschiedenen Modelle Überlappung zwischen den Akiviäen Das Releaseplan-Modell Modellierung von Feedback-Effeken Modellierung der Releaseplanung Reduzierung der Enwicklungszei in Abhängigkei der Prozessplanung Zusammenfassung der Modellannahmen Das Meeingplan-Modell Modellierung der Überarbeiungsdauer Reduzierung der Enwicklungszei in Abhängigkei der Prozessplanung Diskussion der Modellannahmen Erweierung um Feedback durch Prooyping Kapiel 6: Abschließende Berachung iv

5 Abbildungsverzeichnis Abbildung 1-1: Hype Cycle for Emerging Technologies, Abbildung 1-: Die Releasezyklen von Windows Visa... 4 Abbildung -1: Zusammenhang von Rolle, Aufgaben und Arefak am Beispiel von Aufgaben der Anforderungsanalyse Abbildung -: Deaillieres Flussdiagramm eines zyklischen SWE-Prozesses mi verschiedenen Enscheidungssiuaionen Abbildung -3: Verschiedene Ebenen von Enwicklungszyklen... Abbildung -4: Mehrere Sofwaregeneraionen in Weierenwicklungszyklen... 3 Abbildung -5: Einordnung des On-Sie-Cusomers... 5 Abbildung -6: Beispielhafe Gewichung der Enwicklungsakiviäen in einem plangeriebenen Enwicklungsprozess... 7 Abbildung -7: Beispielhafe Gewichung der Enwicklungsakiviäen in einem ieraiven, inkremenellen Enwicklungsprozess Abbildung 3-1: Ursachen für Anforderungsunsicherhei Abbildung 3-: Zusammenhang von Anforderungsunsicherhei und Maßnahmen... 6 Abbildung 3-3: Voreil von mehreren Enwicklungszyklen bei Abhängigkeien zwischen Sysemanforderungen Abbildung 4-1: Exemplarische Vereilung des Aufwands/Miarbeiereinsazes über die Zei Abbildung 4-: Vergleich des Verlaufs der Kosenfunkion im Translog und im linearen Modell Abbildung 4-3: Vergleich einer hochabhängigen mi einer hierarchischen Modulsrukur Abbildung 4-4: Lineare Regressionsgerade für den Aufwand in enhancemen releases nach (Basili e al. 1996) Abbildung 5-1: Prozessflussdiagramm auf Ebene der Release-Zyklen Abbildung 5-: Redukion des Änderungsumfangs durch Feedback-Effeke Abbildung 5-3: Verlauf des Gesamumfangs bei unerschiedlichen Releaseplanungen. 11 Abbildung 5-4: Enwicklungszei in Abhängigkei der Anzahl der Releases und der Feedbackeffekiviä Abbildung 5-5: Enwicklungszei in Abhängigkei der Anzahl der Releases und der Releaseplanung Abbildung 5-6: Prozessflussdiagramm des Prooypingplan-Modells Abbildung 6-1: Windows Visa Timeline v

6 Abkürzungsverzeichnis AVN BCRM CART CBR CMM Cocomo DSM Engl. FP IBM IFPUG IIE IKIWISI IKT IOC IT Analogy Wih Virual Neighbour Budge-Consrained Reliabiliy-Maximizaion Classificaion And Regression Trees Case Based Reasoning Capabiliy Mauriy Model Consrucive Cos Model Design Srucure Marix Englisch Funcion-Poins Inernaional Business Machines Corporaion Inernaional Funcion-Poin Users Group Ieraiv-Inkremenelle Enwicklung I'll know i when I see i Informaions- und Kommunikaionsechnologie Iniial Operaional Capabiliy Informaionsechnologie i. A. Im Allgemeinen JAD LCA LCO MA NESMA OLS PD Join Applicaion Design Lifecycle Archiecure Lifecycle Objecive Miarbeier Nederlandse Sofware Merieken Associaie Ordinary Leas Squares Produc Developmen vi

7 PR RCCM REVL SOA SLIM SU SW SWE UNFM USA WBS Produc Release Reliabiliy-Consrained Cos-Minimizaion Requiremens Evoluion and Volailiy Service-orieniere Archiekuren Sofware Lifecycle Managemen Sofware Undersanding Sofware Sofwareenwicklung Sofware Unfamiliariy Unied Saes of America Work Break-Down Srucure vii

8

9 Einführung Kapiel 1: Einführung 1.1. Moivaion Im Jahr 005 sezen lau Saisischem Bundesam 1 fas alle deuschen Unernehmen mi 0 Beschäfigen und mehr Compuer und dami auch Sofwareproduke in ihrem Geschäfsablauf ein. Den sich daraus ergebenden IT-Mark, bedienen Herseller von Sandardsofwareproduken, wie die Microsof Deuschland GmbH und die SAP Deuschland AG & CO. KG, Unernehmen aus dem Bereich IT-Beraung und Syseminegraion, wie die IBM Deuschland Business Services GmbH und die Accenure GmbH, sowie IT-Service Unernehmen, wie die T-Sysems Inernaional GmbH. Diese und andere Sofwarehäuser sehen vor der Herausforderung, dass die Sofwareenwicklung 3 in einem Umfeld safinde, welches durch schnell aufeinanderfolgende echnologische Neuerungen und sich ändernde Markbedingungen gepräg is. 4 Die echnologische Enwicklung des Umfelds verdeulich z. B. der Hype Cycle for Emerging Technologies 009 der Analysen des Unernehmens Garner Inc., wie in Abbildung 1-1 dargesell. 5 1 Vgl. Saisisches Bundesam - Presseselle Februar 006. Vgl. zu diesem Absaz Hossenfelder Im Folgenden wird der Begriff Sofwareenwicklung verwende, synonym dazu werden in der Lieraur auch die Begriffe Sofwareechnik und Sofware Engineering verwende. 4 Vgl. u. a. MacCormack e al Vgl. MacManus 009 ziier nach Garner Inc

10 Einführung Abbildung 1-1: Hype Cycle for Emerging Technologies, 009 Wie aus der Abbildung zu erkennen, wird in den nächsen fünf Jahren eine Vielzahl unerschiedlicher Informaionsechnologien den Massenmark erreichen. Einen großen Markeinfluss ("ransformaional") werden dabei den Analysen zufolge u. a. Web-.0, Cloud-Compuing, und Service-orieniere Archiekuren (SOA) haben. 6 Zu diesem hoch dynamischen Umfeld komm hinzu, dass Sofwaresyseme 7 im Laufe der Zei immer komplexer werden, wenn sie auf vergangenen Versionen und exisierenden Technologien aufbauen, sowie unernehmensinerne und exerne Sofware verbinden. Die wachsende unernehmerische Abhängigkei von Sofware, führ nach (Lehman, Ramil 6 Nach Oey e al. 006 z. B. is das Konzep der SOA mehr als aler Wein in neuen Schläuchen in Verdrehung eines Bibelzias. 7 In dieser Arbei werden die Begriffe Sofware, Sofwaresysem, Sofwareproduk und Informaionssysem als Synonyme angesehen, z. T. wird für diese Begriffe die Abkürzung SW verwende.

11 Einführung 001a) und (Baskerville, Pries-Heje 004) zu dem Bedürfnis einer koninuierlichen und effekiven gemeinsamen Weierenwicklung von Sofwaresysemen und Unernehmen. Unernehmen, wie Microsof, haben aus diesem Grund Feedbackmechanismen enwickel, durch die neue Anforderungen oder Änderungswünsche schon im Laufe der Produkenwicklung erkann werden können. 8 Microsof vereil z. B. sogenanne Communiy Technology Previews (CTP) an Teser, meis Enwickler aus Microsof- Nezwerken 9. Diese CTPs, sowie Bea-Versionen, sollen Kunden und Parner schon früh in die Enwicklung mi einbeziehen, um Feedback zu erhalen. Dieses Feedback soll dabei helfen, ein Produk mi höchsmöglicher Qualiä auszuliefern. Während der Enwicklung des Beriebssysems Microsof Windows Visa wurden z. B., innerhalb von zehn Monaen, zwei Bea-Versionen und vier CTPs veröffenlich wie in Abbildung 1- veranschaulich. 10 Mi der Bea Version wurde eine vorläufige Version von Windows Visa für den normalen Endnuzer zugänglich gemach, so dass ab diesem Zeipunk die Verfügbarkei des Beriebssysems versärk ansieg und dami vermulich neues Feedback eingefangen werden konne. 8 Vgl. zu diesem und dem folgenden Absaz Microsof Corporaion 005, Wikipedia - Die freie Enzyklopädie 010 und Abbildung 6-1 im Anhang sowie weiere mi der Enwicklung von Windows Visa zusammenhängende Pressemieilungen der Microsof Corporaion (www.microsof.com/presspass). 9 Mi Microsof-Nezwerken sind das Windows Technical Bea Program sowie das Microsof Developer Nework (MSDN) und Microsof TechNe gemein. 10 Die Buildnummern siegen dabei bis auf einen Sprung zwischen Bea 1 und dem zweien CTP relaiv gleichmäßig an, was auf einen sabilen Enwicklungsprozess hindeue. Der erse CTP wurde aus Gründen der Übersichlichkei nich in der Abbildung dargesell. 3

12 Einführung Abbildung 1-: Die Releasezyklen von Windows Visa 1.. Forschungsbereich Die vorliegende Arbei is in der Forschung zu inkremenellen bzw. agilen 11 Sofwareenwicklungsprozessen anzusiedeln. Inkremenelle Enwicklung bedeue hier, dass während des Enwicklungsprozesses die noch nich voll funkionsfähige Sofware (hier als Inkremen bezeichne) dem Nuzer, z. B. als Prooyp oder Bea- Version, präsenier wird, um Feedback einzufangen. So können Anforderungsänderungen oder neue Anforderungen frühzeiig erkann und umgesez werden. Verschiedene Auoren (u. a. Cusumano, Selby 1995; Kruchen 007; Beck 000; Beck e al. 001; Cockburn 007; Larman 004; MacCormack e al. 001) haben auf Basis empirischer Unersuchungen im eingangs beschriebenen dynamischen Umfeld inkremenelle Enwicklungsprozesse geforder. Ergebnisse von Unersuchungen aus diesem Forschungsbereich fließen zum Teil in die Berachungen dieser Arbei ein, zum Teil können die Annahmen, die diesen Ergebnissen zugrundeliegen, durch die vorliegende Arbei kriisch analysier werden. 11 Die Bezeichnung agil beruh auf dem Agilen Manifes Beck e al Agile Mehodiken sind ypischerweise gekennzeichne durch die Unersüzung eines flexiblen, dynamischen und nuzerorienieren Enwicklungsprozesses. 4

13 Einführung Im Folgenden werden Aussagen und Unersuchungen zu Erfolgsfakoren 1 in Enwicklungsprozessen aufgelise und es wird auf die Moivaion hiner der Verwendung inkremeneller Enwicklungsprozesse eingegangen. A1. Frühzeiiges Feedback is ein kriischer Erfolgsfakor Nach (Baskerville e al. 00) führen inkremenelle kurze Enwicklungszyklen, und das dami verbundene frühzeiige Feedback, zu einem erhöhen Projekerfolg. Nach (Beck 000) sollen die Anforderungen priorisier und dann, in kurzen Enwicklungszyklen, umgesez werden. Diese Aussagen werden u. a. durch die empirische Unersuchung aus (Chow, Cao 008) unersüz. Die Auoren beobachen, dass eine regelmäßige Einführung der Sofware in die Nuzung, mi den wichigsen Funkionaliäen in den ersen Inkremenen, ein kriischer Erfolgsfakor in agilen Sofwareprojeken is. Die Unersuchung aus (MacCormack e al. 001) zeig, dass frühes Feedback durch die Nuzer die Sofwarequaliä seiger. Die obige Aussage wird durch weiere Unersuchungen verschiedener Auoren (u. a. MacCormack e al. 001; Baskerville e al. 00; Baskerville, Pries-Heje 004) unersüz. Diese Aussage basier u. a. darauf, dass, bei frühzeiiger Erkennung bisher unbekanner Anforderungen, das Sysem noch nich so komplex is, wie zu einem späeren Zeipunk der Enwicklung (vgl. Mahiassen, Pedersen 008, S. 491; Loch, Terwiesch 1998) und sich dami der Überarbeiungsaufwand reduzier. A. Ein inkremeneller Enwicklungsprozess is ein Problemlösungsprozess. Diese Aussage bezieh sich darauf, dass, durch die Nuzung von Prooypen bzw. SW- Inkremenen, Feedback eingefangen werden kann und dadurch bisher noch unbekanne Anforderungen erkann werden (vgl. Mahiassen, Pedersen 008, S. 491). Es wird angenommen, dass, bei Abhängigkeien zwischen Anforderungen, eine besimme Anzahl von Feedbackzyklen nöig is, um alle Anforderungen zu ermieln. A3. Ein inkremeneller Enwicklungsprozess führ zu einer verkürzen Reakionszei 13 1 Eine Definiion des Begriffs Projekerfolg wird hier nich explizi gegeben, da am Seminar für Wirschafsinformaik und Sysemenwicklung zurzei Unersuchungen zu diesem Thema laufen. Es schein, dass eine Definiion alleine auf Basis der Merkmale Termineinhalung, Budgeeinhalung und Erfüllung der funkionalen Anforderungen nich hinreichend is. Aus diesem Grund wird sich in dieser Arbei auf den absraken Begriff beschränk. 13 Die Reakionszei ensprich der Dauer zwischen dem Aufreen einer Anforderung und der Umsezung dieser in einem Sofwareproduk. 5

14 Einführung Im Vergleich zu radiionellen plangeriebenen Enwicklungsprozessen führ ein inkremeneller Enwicklungsprozess zu einer verkürzen Reakionszei (vgl. Iansii, MacCormack 1997). Eine verkürze Reakionszei bring den Voreil eines größeren Einführungszeiraums und die Chance auf Markdominanz und Markerziehung 14 mi sich (vgl. Brahall, Runeson 000). A4. Ein inkremeneller Prozess dien der Forschris- und Risikokonrolle. Diese Aussage basier auf der Ansich, dass die Schäzung der Enwicklungskosen und die Planung durch Feedback nach jedem Zyklus angepass werden kann, und diese somi im Laufe der Enwicklung immer genauer werden (vgl. Heary e al. 009; McConnell 1998; Kojima e al. 008). 15 A5. Der inkremenelle Prozess dien als Überzeugungsprozess. Diese Aussage bedeue, dass der Kunde, durch die frühzeiige Präsenaion von Prooypen, von der Lösung seines Problems durch das SW-Produk überzeug wird So funkionier es! (vgl. Mahiassen, Pedersen 008, S. 491; Pew, Mavor 007). A6. Der inkremenelle Prozess führ zu einem erhöhen Koordinaionsaufwand. Dieser Koordinaionsaufwand ha verschiedene Ursachen. Zum einen muss, während der Planung eines inkremenellen Prozesses, überleg werden, wie der Funkionsumfang auf die Inkremene vereil werden soll, um nüzliches Feedback zu erhalen. Zum anderen führen die Kosen, die bei der Einführung der ersellen Sofware in die Nuzungsumgebung anfallen, zu einem erhöhen Gesamaufwand bei einer erhöhen Anzahl von Zyklen (vgl. Mahiassen, Pedersen 008, S. 491) Zielsezung In der Sofwareenwicklung verursach der Enwicklungsaufwand, und die dami zusammenhängende Enwicklungsdauer 16, i. A. einen Großeil der Produkionskosen. 17 In einem unsicheren, dynamischen Umfeld ha die Überarbeiungsdauer einen großen Aneil an der Enwicklungszei (vgl. Boehm, Papaccio 1988, S. 15; Cooper e al. 00). 14 D.h. Bedürfnisse werden durch das erse Produk am Mark beeinfluss. 15 Diese Beobachung wird auch als Cone of Uncerainy McConnell 1998 bezeichne. 16 Die Enwicklungsdauer wird in dieser Arbei als proporional zum Enwicklungsaufwand angesehen. Zur Enwicklung zählen hier Analyse-, Implemenierungs-, Tes- und Inegraionsakiviäen. 17 Vgl. Mellis 004, S.. 6

15 Einführung Auf Basis dieser Beobachung sollen in der vorliegenden Arbei besonders die Einflussfakoren der Überarbeiungsdauer inkremeneller Enwicklungsprozesse unersuch werden. Ziel dieser Arbei is es die Srukur inkremeneller Sofwareenwicklungsprozesse, die wiederholes (zyklisches) Feedback erlauben, zu unersuchen Modelle zu enwickeln, anhand derer die Wirkungszusammenhänge der Einflussfakoren der Enwicklungsdauer dieser Prozesse analysier werden können auf Basis der ersen beiden Punke, Empfehlungen zur Reduzierung der Enwicklungsdauer solcher Prozesse zu geben Die Prozesssrukur soll auf der Ebene der Kommunikaion und des Informaionsflusses zwischen Analyse-, Implemenierungs- und Nuzerakiviäen berache werden. Um Handlungsempfehlungen geben zu können, sollen verschiedene Planungsmöglichkeien auf dieser Ebene in die, zu enwickelnden Modelle einfließen. Dazu soll in den Modellen das Opimum der Enwicklungszei, in Abhängigkei verschiedener Einflussfakoren und Planungsmöglichkeien, besimm werden. Durch die Abbildung von Größen der Prozesssrukur und von Einflussfakoren der Enwicklungszei in einer Kosenfunkion, lassen sich Aussagen zur opimalen Prozesssrukur in Abhängigkei der Einflussfakoren herleien. Das Ergebnis dieser Opimierung schein nich inuiiv vorhersehbar zu sein, wenn ein Fakor gleichzeiig posiive und negaive Einflüsse auf die Enwicklungszei besiz, und soll analyisch hergeleie werden Vorgehensweise Im Rahmen dieser Arbei wird die Srukur inkremeneller Enwicklungsprozesse unersuch, und es werden Handlungsempfehlungen uner Berücksichigung verschiedener Einflussfakoren hergeleie. Dabei werden Unersuchungen sowohl aus dem Bereich der Sofwareenwicklung als auch aus dem Bereich der Produkenwicklung im Allgemeinen herangezogen. Im Forschungsbereich der Produkenwicklung exisieren verschiedene Modelle, auf Basis von Kosenfunkionen, für sogenanne nebenläufige bzw. überlappende 7

16 Einführung Enwicklungsprozesse (engl.: concurren engineering), die srukurell den inkremenellen Prozessen der Sofwareenwicklung gleichen. Ausgangspunk der Lieraurrecherche in diesem Bereich bilde für die vorliegende Arbei der, in der Zeischrif Managemen Science veröffenliche, Arikel Communicaion and Uncerainy in Concurren Engineering (Loch, Terwiesch 1998). Die Auoren sellen eine Kosenfunkion zur Opimierung der Planung von Enwicklungsprozessen auf und modellieren dabei die Konzepe der Evoluion und Sensiiviä des zu enwickelnden Produks. 18 Diese Modellierungsansäze werden in der vorliegenden Arbei auf eine Kosenfunkion der Sofwareenwicklung überragen und kriisch hinerfrag. In dem Enwicklungsprozess aus (Loch, Terwiesch 1998) is der Informaionsfluss einseiig geriche, und es wird kein Feedback aus der Nuzung wie es in inkremenellen Enwicklungsmehodiken geforder wird berücksichig. Aus diesem Grund wird dieser Enwicklungsprozess um Prooyping und einen Feedbackzyklus erweier. So können die Auswirkungen von regelmäßigem Feedback auf die Enwicklungskosen analysier werden. Um die Annahmen des Modells aus (Loch, Terwiesch 1998) vollsändig zu überprüfen und mögliche weierführende Forschungsbeiräge zu finden, werden alle, in diesem Arikel ziieren, Quellen unersuch und es wird zusäzlich eine Vorwärssuche aller Arikel, die (Loch, Terwiesch 1998) ziieren, mi Hilfe von Lieraurdaenbanken und Verlinkungen durchgeführ. 19 Zur Idenifizierung von Kosenfunkionen und Einflussfakoren der Sofwareenwicklung werden zwei Lieraurreviews zur Kosenschäzung (Jörgensen, Shepperd 007 und Boehm e al. 000) als Grundlage herangezogen und die dor genannen Arikel weier zielgeriche unersuch. Es werden Fakoren mi signifikanem Einfluss auf die Enwicklungszei analysier. Mögliche Meriken für diese Fakoren sehen nich im Mielpunk dieser Arbei, sie werden aber dennoch berache, da die Qualiä der Planung des Enwicklungsprozesses von der Qualiä der Meriken abhäng. Tom DeMarco schrieb dazu den viel ziieren Saz you can conrol wha you can measure (DeMarco 198, S. 6) 0. Das Ergebnis der eigenen Unersuchung dien u. a. der Überragung des Modells aus (Loch, Terwiesch 1998) auf die Sofwareenwicklung. 18 Diese Konzepe sammen aus Krishnan, Eppinger Hierzu wurde die Online-Lieraurrecherche EBSCOhos mi den Daenbanken Business Source Complee und Academic Search Complee sowie Google Scholar verwende. 0 Übersez: Was man nich messen kann, kann man nich konrollieren bzw. seuern. 8

17 Einführung Zudem werden in der vorliegenden Arbei die Forderungen und Kriikpunke zu Kosenfunkionen nach (Dolado 001) berücksichig. Der Auor beschreib, dass die Lieraur zur Planung der Enwicklungsakiviäen meis auf der Berachung des Produkumfangs und des Enwicklungsaufwands als Kosenreiber basier. Eine Planung mi Hilfe von Kosenfunkionen alleine auf Basis dieser Fakoren, is dem Auor zufolge nich auf die Besonderheien der Sofwareenwicklung ausgeriche. Seine Unersuchungen zeigen, dass die Genauigkei dieser Schäzungen nich das Niveau von Experenschäzungen erreich. In (Dolado 001) wird kriisier, dass die Bewerung alernaiver Modelle alleine durch saisische Analysen durchgeführ wird. Der Auor forder, dass auch die Annahmen, uner denen die Modelle ersell wurden, unersuch werden müssen. Des Weieren wird die Lieraur zur Sofwareenwicklung anhand ausgewähler Schlagwörer und Zeischrifen nach Beschreibungen von Sofwareenwicklungsprozessen durchsuch. Anhand dieser Arikel soll ein einheiliches Begriffssysem definier werden, um einen konkreen Bezug zwischen der eigenen Arbei und verschiedenen aus der Lieraur bekannen Prozessmodellen zu schaffen. Weiere nahesehende Forschungsarbeien werden im weieren Verlauf dieser Arbei idenifizier und in die Berachungen aufgenommen, oder es wird eine Abgrenzung zu diesen Arbeien aufgezeig Aufbau der Arbei Die Arbei is in sechs Kapiel aufgeeil. Auf ein allgemeines Kapiel zu Sofware- Enwicklung und Sofware-Archiekur wird bewuss verziche, da der ineressiere Leser hierzu ausreichend Fachlieraur (z. B. Sommerville 007; Balzer 001; Sahlknech, Hasenkamp 005; Bass e al. 005) vorfinde. In Anschluss an dieses Einführungskapiel werden in Kapiel inkremenelle zyklische Prozesse zur Enwicklung neuer Sofwareproduke vorgesell und diese u. a. mi plangeriebenen Enwicklungsprozessen verglichen. Zunächs werden SW- Enwicklungsprozesse im Allgemeinen und zugehörige Akiviäen und Arefake beschrieben. Dann werden verschiedene Zyklusebenen innerhalb dieser Prozesse näher unersuch. Als Fallbeispiele für zyklische Enwicklungsprozesse werden die Exreme- Programming-Mehodik, die Raional-Unified-Process-Mehodik sowie die Synch-and- 9

18 Einführung Sabilize-Mehodik herangezogen. Am Ende des Kapiels werden, anhand der Prozesssrukur, Seuerungsmöglichkeien der Prozessplanung berache. In Kapiel 3 werden die Einflussfakoren des Enwicklungsaufwands idenifizier und deaillier analysier. Hier wird die Anforderungsunsicherhei diskuier und Ausprägungen dieser Unsicherhei sowie mögliche Maßnahmen zum Umgang mi verschiedenen Ausprägungen berache. Weierhin wird die Sensiiviä bzw. die Flexibiliä der Enwicklung komplexer Syseme analysier. Die Komplexiä wird unereil in die Abhängigkeien zwischen Anforderungen, die Hierarchie und Modulariä des Sofwaresysems und die Srukuren auf organisaorischer Ebene. Am Ende des Kapiels wird eine Übersich der, für diese Arbei relevanen, Einflussfakoren gegeben. In Kapiel 4 werden Kosenfunkionen für Prozesse mi zyklischem Nuzerfeedback unersuch. Dazu werden zunächs verschiedene, allgemeine Kosenfunkionen zur Aufwandsschäzung in der Sofwareenwicklung vorgesell. In weieren Abschnien werden die Modellierung der idenifizieren Einflussfakoren und Seuerungsmöglichkeien der Prozessplanung innerhalb dieser Kosenfunkionen analysier. Die Modellierung von Skaleneffeken, d. h. Größenvor- und nacheilen, wird verief, da diese ein Unerscheidungsmerkmal der verschiedenen Kosenfunkionen darsell. In Kapiel 5 werden, durch die Opimierung von Kosenfunkionen, Handlungsempfehlungen zur Prozessplanung hergeleie. Dazu wird zunächs die Überragung verschiedener Annahmen und Ergebnisse aus allgemeinen Modellen der Produkenwicklung auf die Sofwareenwicklung analysier. Darauf aufbauend werden dann verschiedene Kosenfunkionen zur Planung von Enwicklungsprozessen mi zyklischem Nuzerfeedback definier. Diese Kosenfunkionen unerscheiden sich u. a. in der Modellierung von Feedback-Effeken und der Berechnung des Überarbeiungsaufwands. Im lezen Kapiel finde sich eine Zusammenfassung und Diskussion der Arbei. Im Anhang wird die analyische Herleiung und Opimierung der Kosen in den verschiedenen Modellen deaillier dargesell. 10

19 Prozesse zur Enwicklung von Sofwareproduken Kapiel : Prozesse zur Enwicklung von Sofwareproduken In diesem Kapiel wird die Srukur von SW-Enwicklungsprozessen i. A. analysier und ein für diese Arbei güliges Begriffssysem definier. Dazu werden die Anforderungen an eine Sofware, als Sarpunk des Enwicklungsprozesses, und das Sofwareproduk, als Ergebnis des Prozesses, berache. Verschiedene Prozessmodelle aus der Lieraur werden auf ihre Eignung in unsicheren Umgebungen unersuch. Diese Prozessmodelle werden auf einer Makroebene in inkremenelle und plangeriebene Prozessmodelle unerschieden. Aus der Kaegorie der inkremenellen Modelle werden drei Mehodiken ausgewähl und als Bes Pracice dargesell: die Raional-Unified-Process-Mehodik, die Exreme-Programming-Mehodik und die Synch-and-Sabilize-Mehodik. Die beiden oben genannen Kaegorien von Prozessmodellen können unabhängig vom Einsaz schwergewichiger oder agiler Mehoden berache werden. 1 Plangeriebene Prozessmodelle werden vermulich aus hisorischen Gründen of mi schwergewichigen Mehoden gleichgesez. Agile Mehoden sind aber auch in plangeriebenen Prozessen anwendbar, so z. B. die Mehode Priorisierung der Funkionaliäen nach Risiken (vgl. Boehm 1984) oder die Mehode Tesgeriebene Enwicklung (vgl. Beck 000). In (Beck 000) wird ein kurzzyklisches inkremenelles Prozessmodell als agile Mehode berache..1. Von Anforderungen zum Sofwareproduk Zunächs sollen die Anforderungen an ein Sofwareproduk und das Sofwareproduk an sich kurz berache werden, um die Aufgaben und Probleme des Enwicklungsprozesses zu verdeulichen. Anforderungen und Spezifikaion Anforderungen an ein Sofwareproduk werden, z. B. durch einen Aufraggeber, in einem Lasenhef formulier. Die Anforderungen beinhalen Aussagen über eine Anwendungsdomäne, die einen abgrenzbaren Problembereich darsell. Die wichigse 1 Vgl. zu diesem Absaz auch Larman 004, S Schwergewichige Mehoden werden dor auch uner dem Begriff ceremony berache. Vgl. zu diesem Absaz Zave, Jackson 1997, S

20 Prozesse zur Enwicklung von Sofwareproduken Unerscheidung dieser Aussagen wird durch zwei grammaische Modi erfass: Zum einen wird durch indikaive Aussagen der Zusand der Anwendungsdomäne beschrieben. Diese Aussagen können als Annahmen oder Domänenwissen bezeichne werden. Auf der anderen Seie wird durch opaive Aussagen beschrieben, wie die Anwendungsdomäne sein solle, insbesondere wenn das Sofwaresysem in dieser Domäne eingesez wird. Opaive Aussagen werden i. A. als Anforderungen bezeichne. 3 Die Anforderungen sollen nach (Jackson 1995) als Beziehungen zwischen Eigenschafen der Anwendungsdomäne, unabhängig von den Eigenschafen eines Sofwaresysems, formulier werden. Die Anforderungen an ein Sofwareproduk lassen sich weier in funkionale und nich-funkionale (qualiaive) Anforderungen unereilen (z. B. nach Bass e al. 005, S. 7). Die Aufgabe der Anforderungsanalyse beseh darin diese Kundenanforderungen zu erfassen und, durch eine deailliere Beschreibung der Sysemanforderungen (die Spezifikaion), zu ergänzen (vgl. z. B. Sommerville 007, S. 130). Diese Spezifikaion beschreib nach (Jackson 1995) das exerne Verhalen des Sofwaresysems und seine Eigenschafen. Dieses exerne Verhalen, als Schniselle zwischen Sofwaresysem und Anwendungsdomäne, wird dadurch beschrieben, wie Ereignisse meis durch den Nuzer ausgelös, durch das Sofwaresysem verarbeie werden (Reakion) und welche Auswirkungen das Resula wiederum auf die Anwendungsdomäne ha. Die Auswirkungen der Ereignisse können bei unerschiedlichen, durch die Sofware angesprochenen, Sysemen wiederum unerschiedlich sein. Die Reakion des Sofwaresysems auf ein Ereignis geschieh durch die Ausführung verschiedener Sysemfunkionen. Aus diesen Berachungen folg, dass Anwendungsdomäne und Sofwaresysem an den Schnisellen gemeinsame Eigenschafen haben, und im Sofwaresysem ein Modell der Anwendungsdomäne abgebilde werden muss. Die Spezifikaion wird im Pflichenhef fesgehalen und fließ zusammen mi dem Lasenhef in das Anforderungsdokumen (engl.: sofware requiremens specificaion, vgl. Sommerville 007, S. 136) ein. Kundenanforderungen und Sysemanforderungen werden in dieser Arbei, der Einfachhei halber, of uner dem Oberbegriff Anforderungen zusammengefass. Der Unerschied solle aber durch obige Erläuerungen bewuss gemach werden. 3 Diese Sichweise vermeide Probleme, die durch Einflüsse aus der Implemenierung ensehen, da keine 1

21 Prozesse zur Enwicklung von Sofwareproduken Im Folgenden wird ein Beispiel für eine Anforderung vorgesell, welches an verschiedenen Sellen dieser Arbei wieder aufgegriffen wird. Beispiel -1: Eine Anforderung mi zugehöriger Spezifikaion Die Anforderungen an die Webseie eines Online-Versandhauses beinhalen u. a. die Anforderung: Ein Kunde kann einen Arikel ansehen. Ein Arikel kann ein Buch oder eine CD sein. Diese Beschreibung muss durch eine deailliere Spezifikaion erweier werden. Diese beinhale folgende Sysemanforderungen: a) Der Kunde kann Arikeldaen, Preis und Rezensionen ansehen b) Der Kunde kann, durch Klick auf einen Buon, den Arikel in den Warenkorb legen c) Der Kunde kann bei einem Buch das Inhalsverzeichnis ansehen d) Der Kunde kann bei einer CD die Songs anhören Diese Sysemanforderungen werden, abhängig von der Analysemehode, i. A. durch weiere Angaben, wie Vor- und Nachbedingungen, ergänz. Aus Sich des Kunden werden die implemenieren Sysemanforderungen als Funkionaliäen oder Feaures bezeichne. Im problemorienieren Ansaz nach (Jackson 1995) folg: Wenn das Sofwaresysem sich wie spezifizier verhäl, und die Anwendungsdomäne die vermueen Eigenschafen ha, dann kann die Erfüllung der Anforderungen gefolger werden. Das Wissen um die Anwendungsdomäne is jedoch of zu schwach ausgepräg, um einen solchen problemorienieren Ansaz zu wählen (vgl. Curis e al. 1988, S. 171). Mehoden zur Anforderungsanalyse Es exisieren viele unerschiedliche Mehoden zur Anforderungsanalyse (vgl. Sommerville 007, S ), von denen eine Auswahl hier kurz vorgesell werden soll. Aussagen über das zu ersellende Sofwaresysem an sich geroffen werden. 13

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