Software Engineering

Transkript

1 Software Engineering Prof. Dr. Christian Schröder Computational Materials Science & Engineering FH Bielefeld Tel.: Raum 204 (WBSII), Sprechzeiten: Freitag, 3:30 Uhr 4:30 Uhr 200 by Prof. Dr. Christian Schröder Vorbereitung Vorlesungsskript Praktika Praktikumsleiter: Dipl.-Ing. Thomas Hilbig Thema/Aufgaben werden noch bekannt gegeben! 4 Termine (werden am Labor 363 bekannt gegeben!) 200 by Prof. Dr. Christian Schröder

2 Vorbereitung Modulprüfung keine Klausur! Prüfungsvorleistung: Testate für die Praktikumsteilnahme/erfolgreiche Bearbeitung von Teilaufgaben Für Fehltermine muss eine glaubhafte, schriftliche Begründung g bzw. ein ärztliches Testat vorgelegt werden! Prüfungsleistung: Schriftliche Hausarbeit! Vorgehensweise: Weitere Einzelheiten werden im Praktikum bekannt gegeben. 200 by Prof. Dr. Christian Schröder Vorbereitung In eigener Sache... Suche ständig gute(!) Studierende für Studienarbeiten, Diplom-, Bachelor-, Masterarbeiten, HiWis,... für interessante Projekte: High Performance Computing Public Resource Computing Spinhenge@home, Visu@lGrid Bishop Bielefeld Safe Home Project Kooperationen mit Unternehmen Kooperationen mit anderen Hochschulen und Forschungsinstituten Melden Sie sich bei mir! 200 by Prof. Dr. Christian Schröder 2

3 Interdisziplinäres Forschungskolloquium Gedruckte Elektronik und Sensorik Prof. Dr. Dirk Zielke, Dipl. Ing. Andreas Hense Ort: Wilhelm-Bertelsmann-Straße 0, Raum 22 Termin: um 7:00 Uhr Dauer: 60 Minuten Nachlese ist im "Casino" (200m Gehweg) 200 by Prof. Dr. Christian Schröder Es war einmal by Prof. Dr. Christian Schröder 3

4 Es war einmal... ein Bauvorhaben! 200 by Prof. Dr. Christian Schröder Es war einmal??? 200 by Prof. Dr. Christian Schröder 4

5 Es war einmal??? * (*BAG: Bundesamt für Güterverkehr, Köln) 200 by Prof. Dr. Christian Schröder Es war einmal??? 200 by Prof. Dr. Christian Schröder 5

6 Es war einmal??? 200 by Prof. Dr. Christian Schröder Es war einmal??? 200 by Prof. Dr. Christian Schröder 6

7 Es war einmal??? 200 by Prof. Dr. Christian Schröder Es war einmal??? 200 by Prof. Dr. Christian Schröder 7

8 Hätten Sie es denn besser gemacht??? 200 by Prof. Dr. Christian Schröder Warum ist Softwareentwicklung schwierig? Ich möchte ein Lkw- Maut-System entwickeln by Prof. Dr. Christian Schröder 8

9 Warum ist Softwareentwicklung schwierig? Problemraum Lösungsraum Die Entwicklungsaufgabe: Der Entwickler muss eine Abbildung zwischen dem (konkreten, d.h. in einer Programmiersprache geschriebenen) Maschinenmodell (Lösungsraum) und der (abstrakten, d.h. in einer natürlichen Sprache beschriebenen) Entwicklungsaufgabe (Problemraum) finden. Er muß eine Abstraktionslücke überbrücken! 200 by Prof. Dr. Christian Schröder Quo Vadis Softwareentwicklung? 960er 970er 980er 990er 2000er 20??er Problem Problem Problem Problem Problem Problem Abstraktionslücke?????? Microcode Ich möchte ein Lkw- Maut-System entwickeln Objekt- Orientierung C Assembler 200 by Prof. Dr. Christian Schröder 9

10 Quo Vadis Softwareentwicklung? Wie läßt sich die Abstraktionslücke noch weiter schließen? Mit Software Engineering im Rahmen einer modellbasierten Software- Entwicklung Ich möchte ein Lkw- Maut-System entwickeln Modellbasierte Software- entwicklung by Prof. Dr. Christian Schröder Modellbasierte Softwareentwicklung Was ist modellbasierte Softwareentwicklung? Die Software wird zunächst in Form eines Modells beschrieben, dabei werden alle Aspekte berücksichtigt Anwender-System Interaktion technische Details wie Systemstruktur, Kommunikation, Laufzeitverhalten,... Für die Modellbeschreibung gibt es standardisierte Modellierungssprachen, z.b. die Unified Modeling Language (UML) Es gibt sogar Code-Generatoren, die die Modelle (teilweise oder vollständig) automatisch in eine Programmiersprache übersetzen, so daß der Programmieraufwand immer geringer wird! 200 by Prof. Dr. Christian Schröder 0

11 Quo Vadis Softwareentwicklung? Traditionelle Entwicklung Modellbasierte Entwicklung Arbeits-intensiv Geringe Produktivität Hard work! Denk-intensiv Hohe Produktivität Fun! 200 by Prof. Dr. Christian Schröder Quo Vadis Softwareentwicklung? 960er 970er 980er 990er 2000er 20??er Problem Problem Problem Problem Problem Problem Abstraktionslücke?????? Microcode Objekt- Orientierung C Assembler 200 by Prof. Dr. Christian Schröder

12 Quo Vadis Softwareentwicklung? 960er 970er 980er 990er 2000er 20??er Problem Problem Problem Problem Problem Problem Microcode Abstraktionslücke Modelbasierte Entwicklung Objekt- Orientierung C Assembler??? 200 by Prof. Dr. Christian Schröder Quo Vadis Softwareentwicklung?... und in naher(?) Zukunft?? 200 by Prof. Dr. Christian Schröder 2

13 Quo Vadis Softwareentwicklung? 960er 970er 980er 990er 2000er 20??er Problem Problem Problem Problem Problem Problem Microcode Abstraktionslücke Modellbasierte Entwicklung Objekt- Orientierung C Assembler??? 200 by Prof. Dr. Christian Schröder Quo Vadis Softwareentwicklung? 960er 970er 980er 990er 2000er 20??er Problem Problem Problem Problem Problem Problem Microcode Abstraktionslücke C Assembler Objekt- Orientierung Modellbasierte Entwicklung Computer, generiere! 200 by Prof. Dr. Christian Schröder 3

14 Die Herausforderung! 200 by Prof. Dr. Christian Schröder Die Vision! 200 by Prof. Dr. Christian Schröder 4

15 Warum ist Softwareentwicklung schwierig? Softwareentwicklung ist mehr als Programmieren!* Wie beim Hausbau und in allen anderen Ingenieursdisziplinen erfordert die (erfolgreiche!) Softwareentwicklung ein ingenieursmäßiges Vorgehen, inklusive Planung, Analyse, Entwurf, Implementierung, Test, etc. Moderne Softwareentwicklung verläuft im ständigen Dialog mit dem Anwender/Auftraggeber wenig Anwendungswissen bei Entwicklern; Analyse der Anforderungen vom Anwender/Auftraggeber Software ist abstrakt und ihr späterer Zweck wird besonders zu Beginn der Entwicklung in einer natürlichen Sprache beschrieben! hierbei ist es wichtig, dass alle Beteiligten dieselbe Vorstellung von dem haben, was sie sagen! *Diese Erkenntnis ist bei vielen Unternehmen noch nicht angekommen! 200 by Prof. Dr. Christian Schröder Warum ist Softwareentwicklung schwierig? Komplexe Systeme sind analytisch in begrenzter Zeit nur unvollständig erfassbar! Fehler sind damit zwangsläufig die Folge! Ganz allgemein gibt es dafür vier Gründe:. Kommunikationsprobleme a. extern, also zwischen Menschen b. intern, also im internen Kommunikationsprozess bei der Transformation von Sprache in Verständnis 2. Gedächtnisprobleme 3. Fachliches Problemverständnis 4. Hohe Komplexität der Softwarelösung 200 by Prof. Dr. Christian Schröder 5

16 Warum ist Softwareentwicklung schwierig? Externe Kommunikationsprobleme OK, Spencer Put out your tongue and say Ahhh! Ahhh! 200 by Prof. Dr. Christian Schröder Warum ist Softwareentwicklung schwierig? Kommunikation Inhaltlich-sachliche Ebene 200 by Prof. Dr. Christian Schröder 6

17 Warum ist Softwareentwicklung schwierig? Kommunikationsalltag 90% der Kommunikation haben nichts mit dem Inhalt zu tun! 200 by Prof. Dr. Christian Schröder Warum ist Softwareentwicklung schwierig? Interne Kommunikation Was unsere Gehirn wirklich tut! 200 by Prof. Dr. Christian Schröder 7

18 Warum ist Softwareentwicklung schwierig? Aber, man bekommt nichts geschenkt! Anforderungen an einen Software-Ingenieur (nach C. Ghezzi, M. Jazayeri, D. Mandrioli: Fundamentals of Software Engineering, Prentice Hall (99)) Ein Software-Ingenieur muß natürlich ein guter Programmierer sein, sich gut mit Datenstrukturen und Algorithmen auskennen und mindestens eine Programmiersprache beherrschen. Ein Software-Ingenieur muß sich mit verschiedenen Entwurfsmethodiken auskennen und in der Lage sein, ungenaue Anforderungen in präzise Spezifikationen übersetzen zu können mit anderen Worten by Prof. Dr. Christian Schröder Quo Vadis Softwareentwicklung? 200 by Prof. Dr. Christian Schröder 8

19 Zielsetzungen der Vorlesung den Zuhörer von der Notwendigkeit des Software Engineering überzeugen! solides Handwerkszeug für Durchführung eines eigenen Entwicklungsprojekts vermitteln. pragmatische Ansätze für Anforderungsanalyse und Softwareentwurf studieren. dabei Konzentration auf die aktuelle objektorientierte Standardmodellierungssprache UML (Version 2.x). Unterschiede zwischen formale und nichtformaler Softwarespezifikation verdeutlichen. die Verwendung von Softwareentwicklungswerkzeugen üben. die Erstellung von Lastenheften, Benutzerdokumentationen, üben. neue Forschungsergebnisse und Trends vorstellen by Prof. Dr. Christian Schröder Eigene Publikationen zum Thema Chr. Schröder, F. Hartmann, Vernetzte Kommunikation im Automobil Ein neuer Ansatz zur standardisierten Modellierung komplexer Kommunikationsnetze mit UML 2.0, Zeitschrift für Automobilwirtschaft (2005) M. von der Beeck, P. Braun, M. Rappl, Chr. Schröder, Automotive UML A (Meta-)Model-Based Approach for Systems Development, Buchbeitrag, UML for Real: Design of Embedded Real-Time Systems, Kluwer Academic Publishers, 2003, ISBN Chr. Schröder, Modellbasierte Softwareentwicklung für vernetzte Steuergeräte im Automobil, Proceedings of the OOP 2002, München, 2002 M. Rappl, P. Braun, M. von der Beeck, Chr. Schröder, Automotive software development: A model based approach, SAE Technical Paper Series , Detroit, 2002 Chr. Schröder, M. von der Beeck, M. Rappl, P. Braun, Modellbasierte Softwareentwicklung für automobilspezifische Steuergerätenetzwerke, VDI Bericht 646, S. 293, 200 Chr. Schröder, RapidUML Rapid Prototyping of Man-Machine Interfaces with UML, Telelogic Note, 200 Chr. Schröder, A UML Real-Time Framework - SDL Code Generation from UML, Telelogic, Internal Note, 200 Chr. Schröder, U. Pansa, UML@Automotive - Ein durchgängiges und adaptives Vorgehensmodell für den Softwareentwicklungsprozess in der Automobilindustrie, Praxis Profiline, IN-CAR COMPUTING,. Auflage 2000, Vogel Verlag, ISBN Chr. Schröder, Entwicklung explorativer Prototypen mit UML und SDL, Telelogic White Paper, by Prof. Dr. Christian Schröder 9

20 Literatur Mario Jeckle, Chris Rupp, Jürgen Hahn, Barbara Zengler, Stefan Queins: UML 2.0 Glasklar, Carl Hanser Verlag München Wien, 2005 H. Balzert, Lehrbuch der Software-Technik (2 Bände), Spektrum Akademischer Verlag, 2002 Bernd Oestereich: Objektorientierte Softwareentwicklung: Analyse und Design mit UML 2, 7. Auflage, Oldenbourg, 2005 Michael J. Chonoles, James A. Schardt: UML 2 für Dummies, Mitp Verlag, 2003 Axel Buhl: Grundkurs Software-Projektmanagement, Carl Hanser Verlag München Wien, 2004 Alistair Cockburn: Use Cases effektiv erstellen, Mitp Verlag, 2003\ (viele nützliche links, Standard-Dokumente, etc.) 200 by Prof. Dr. Christian Schröder 20