Lehrplan: SW- Qualitätssicherung

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1 Lehrplan: SW- Qualitätssicherung Tobias Brückmann Volker Gruhn

2 Gliederung 1 Grundlagen und Kontext im SW- Prozess 1.1 Ursachen und Risiken von SW- Fehlern 1.2 KlassifikaGon von Fehlern 1.3 Begriffe (Qualität, QM, QS, QMS, Testen, Prüfen) 1.4 KlassifikaGon von QS- Maßnahmen 1.5 Herausforderungen bei Qualitätssicherung und QS- Management 1.6 Überblick über Qualitätssicherung im SW- Prozess 2 Werkzeugkasten QS- Verfahren und QS- Maßnahmen 2.1 KonstrukGves Qualitätsmanagement 2.2 AnalyGsches Qualitätsmanagement 2.3 Testende Verfahren (Teil des analygschen QM) 3 QS- Praxis und Management 3.1 QS von So\ware- Systemen 3.2 AutomaGsierung im Testprozess 3.3 QS von Anforderungen, SpezifikaGonen, DokumentaGon 3.4 QS von So\ware- Architekturen 3.5 QS des SW- Prozesses 3.6 QS Best PracGces in verteilten Projekten mit mehreren Partnern 2

3 SW- Qualitätssicherung VE01 1 Grundlagen und Kontext im SW- Prozess 1.1 Ursachen und Risiken von SW- Fehlern Komplexität, KommunikaGon, fehlendes Wissen 1.2 KlassifikaGon von Fehlern Ursachen, Phase der Fehlerentstehung, Phase der Fehlerentdeckung, Fehlerart, Verteilung auf einzelne Module 1.3 Begriffe (Qualität, QM, QS, QMS, Testen, Prüfen) 1.4 KlassifikaGon von QS- Maßnahmen Nach Prü\echnik: StaGsch oder Dynamisch Nach Testkriterium: FunkGon, Schniastelle, Datenkonsistenz, Last, Performance Nach InformaGonsstand: Black- Box- Test, White- Box- Test 1.5 Herausforderungen bei Qualitätssicherung und QS- Management SW- Entwicklung mit externen Providern 3

4 SW- Qualitätssicherung VE02 1 Grundlagen und Kontext im SW- Lebenszyklus 1.6 Überblick über Qualitätssicherung im SW- Prozess QS des SW- Systems Klassen- /Modul/Unit- Test IntegraGonstest Systemtest Akzeptanz- /Abnahme- /User Acceptance Test QS der SW- Architektur Architektur Bewertung Architektur Compliance Check QS der Anforderungen 4

5 SW- Qualitätssicherung VE03 2 Werkzeugkasten QS- Verfahren und QS- Maßnahmen 2.1 KonstrukGves Qualitätsmanagement À priori Festlegung besgmmter Eigenscha\en des Produktes bzw. des Erstellungsprozesses Technische Maßnahmen Einsatz von Methoden (z.b. COCOMO, OO, SCRUM,...) Sprachen (z. B. E/R, Java, UML, PN, Java, C++) Werkzeuge (z. B. IDEs, QMS, PMS) Prototyping Organisatorische Maßnahmen Richtlinien: ProgrammierkonvenGonen, Verhaltensrichtlinien Standards: Vorgehensmodelle wie RUP, ITIL, V- Modell; Normen wie ISO 9000 Checklisten Sozio- Psychologische Maßnahmen Coaching/Schulung Umfeld Gemeinsame Freizeit 5

6 SW- Qualitätssicherung VE04 2 Werkzeugkasten QS- Verfahren und QS- Maßnahmen 2.2 AnalyGsches Qualitätsmanagement Ziel: Bewertung des aktuellen Qualitätsniveaus ex post Verifizierende Prüfverfahren MathemaGscher Beweis der Korrektheit eines Programms auf Grundlage formaler SpezifikaGonen ProgrammverifikaGon Korrektheitsbeweise miaels mathemagscher Beweisverfahren Symbolische Programmausführung Symbolische Ausdrücke werden als aktuelle Datenwerte zur Ausführung von Programmpfaden verwendet Analysierende Prüfverfahren Metriken Anomalienanalyse 6

7 SW- Qualitätssicherung VE05 2 Werkzeugkasten QS- Verfahren und QS- Maßnahmen 2.3 Testende Verfahren (Teil des analygschen QM) Grundlagen Ziel von testenden Verfahren: Fehler erkennen Testen ist KontrollfunkGon und umfasst nicht die Fehlerkorrektur Prüfling: Sämtliche Dokumente des SW- Prozesses ProduktdefiniGon, So\warespezifikaGon, Quelltext, das ausführbare Programm, Testdokumente StaGsche Tests (Anschauen, Begutachtung) Audits InspekGon Review Walk- Through Gegenüberstellung und Abgrenzung 7

8 SW- Qualitätssicherung VE06 2 Werkzeugkasten QS- Verfahren und QS- Maßnahmen 2.3 Testende Verfahren (Teil des analygschen QM) Dynamische Tests (Ausführen) Ausführung der So\ware oder eines Teils der So\ware FunkGonsorienGert: Erstellen von Tesnällen bei Lesen der SpezifikaGon FunkGonale Äquivalenzklassenbildung Ursachen- Wirkung- Analyse Zustandsbasiert StrukturorienGert Kontrollfluss- und datenflussbezogene Testverfahren Diversifizierend Zielen explizit nicht auf Vollständigkeit ab Testergebnis nicht gegen SpezifikaGon, sondern gegen weiteres Testergebnis analysiert MutaGonen- Test Back- to- Back- Test Zufallstest 8

9 SW- Qualitätssicherung VE07 2 Werkzeugkasten QS- Verfahren und QS- Maßnahmen 2.3 Testende Verfahren (Teil des analygschen QM) Dynamische Tests (Ausführen) Kontrollflussbezogene Testverfahren (strukturoriengerte Tests) Anweisungsüberdeckung (C 0 ) Zweigüberdeckung (C 1 ) Alle von bedingten Anweisungen ausgehenden Kanten im Kontrollflussgraphen werden überdeckt Bedingungsüberdeckung (C 2 ) Zusammengesetzte Bedingungen werden in Teilbedingungen zerlegt, die dann nur einmal als True und einmal als False gesetzt werden Mehrfachbedingungsüberdeckung (C 3 ) Alle KombinaGonen der atomaren Prädikate werden betrachtet Wird sehr schnell nicht mehr handhabbar! 9

10 SW- Qualitätssicherung VE08 2 Werkzeugkasten QS- Verfahren und QS- Maßnahmen 2.3 Testende Verfahren (Teil des analygschen QM) Dynamische Tests (Ausführen) Kontrollflussbezogene Testverfahren (strukturoriengerte Tests) Minimale Mehrfachbedingungsüberdeckung Jede mögliche KombinaGon von Wahrheitswerten, bei denen die Änderung des Wahrheitswertes eines Terms den Wahrheitswert der logischen Verknüpfung ändern kann Pfadüberdeckung Überblick und Abgrenzung kontrollflussbezogener Testverfahren Datenflussbezogene Testverfahren (strukturoriengerte Tests) White- box- Verfahren (nutzen Kenntnis der Programmstruktur) Getestet werden InterakGon zwischen Anweisungen, die den Wert einer Variablen berechnen (definieren), und Anweisungen, die diesen Variablenwert benutzen (referenzieren) 10

11 SW- Qualitätssicherung VE09 3 QS- Praxis und Management 3.1 QS von So\ware- Systemen Allgemeine Teststruktur aller Teststufen Testanforderungsanalyse Testplanung TestspezifikaGon Testdatenbereitstellung Testdurchführung Testauswertung Modultest (auch Uniaest, Klassentest) Modul = kleinste, sinnvoll testbare Einheit StaGsche und dynamische Tests Herauslösung von SW- Artefakten aus Systemkontext Einbeaung in Testumgebung an Modulschniastellen Test- Driven Development 11

12 SW- Qualitätssicherung VE10 3 QS- Praxis und Management 3.1 QS von So\ware- Systemen IntegraGonstest Testet Zusammenspiel von einzelnen Modulen Modul- bzw. KlassenintegraGon KomponentenintegraGon SchichtenintegraGon Strategien Boaom- Up Top- Down Mischformen ConGnuous IntegraGon (Detaillierter in VE 12) 12

13 SW- Qualitätssicherung VE11 3 QS- Praxis und Management 3.1 QS von So\ware- Systemen Systemtest Gesamtes System wird in Testumgebung getestet Test, ob die spezifizierten Anforderungen erfüllt werden Anwendungsfälle, Benutzeroberflächen, Datenbanken, Schniastellen Testumgebung Sollte ProdukGvumgebung möglichst nahe kommen Testdaten Echte und smarte Testdatenbestände verwenden Testarten Umgebungstest: Systemumgebung, OrganisaGonsumgebung FunkGonstest: Einsatz funkgonsoriengerte Tests (siehe VE06) Akzeptanztest Test des ausgelieferten Systems durch Kunden Erfolgreicher Akzeptanztest ist Voraussetzung für Abnahme durch den Kunden 13

14 SW- Qualitätssicherung VE12 3 QS- Praxis und Management 3.2 AutomaGsierung im Testprozess MoGvaGon, Grundlagen, Herausforderungen AutomaGsche Tesnallermialung AutomaGsche Testdatengenerierung AutomaGsche Testdurchführung Systeme und Komponenten ohne und mit Nutzeroberflächen Uniaests/Modultests KonGnuierliche IntegraGon Oberflächentests AutomaGsche Testauswertung 14

15 SW- Qualitätssicherung VE13 3 QS- Praxis und Management 3.3 QS von Anforderungen, SpezifikaGonen, DokumentaGon Qualitätskriterien EindeuGgkeit und Konsistenz, klare Struktur, Modifizierbarkeit, Erweiterbarkeit, Vollständigkeit, Verfolgbarkeit Geeignete QS- Maßnahmen Stellungnahme, InspekGon, Walkthrough PerspekGvenbasiertes lesen, Prüfung durch Prototypen, Einsatz von Checklisten 3.4 QS von So\ware- Architekturen Szenariobasierte EvaluaGon (ATAM) Prüfen der Eignung einer So\warearchitektur im Kontext von definierten Anforderungen für ein besgmmtes System Architecture Tradeoff Analysis- Methode (ATAM): Architecture Compliance Checking Prüfen der Architekturbeschreibung gegen die SpezifikaGon Prüfen der implemengerten Architektur gegen die Architekturbeschreibung 15

16 SW- Qualitätssicherung VE14 3 QS- Praxis und Management 3.5 QS des SW- Prozesses ISO 9000 Normenreiche Normen, die die Grundsätze für Maßnahmen zum QM dokumengeren ISO 9000: Definiert Grundlagen und Begriffe zu Qualitätsmanagementsystemen ISO 9001: 8 Grundsätze des Qualitätsmanagements ISO/IEC So\ware- und Systemtechnik - Richtlinien für die Anwendung der ISO 9001:2000 auf Computerso\ware Total Quality Management (TQM) QM- Prinzip: Qualität und Kundenzufriedenheit stehen im Miaelpunkt TQM bezieht ausnahmslos alle Mitglieder einer OrganisaGon in die Qualitätsverbesserung ein (Total) Der Kunde entscheidet über die Qualität (Quality) TQM muss akgv gemanagt werden (Management) TQM- Prinzipien 16

17 SW- Qualitätssicherung VE15 3 QS- Praxis und Management 3.5 QS des SW- Prozesses Capability Maturity Model IntegraGon (CMMI) Referenzmodelle, die eine Menge von Verfahren einer besgmmten Disziplin repräsengeren Einschätzung von Fähigkeiten einer OrganisaGon Unterteilung in sog. Reifegrade: Level 1-5 SPICE Rahmenwerk zur Bewertung und Verbesserung von SW- Prozessen Integriert dabei CMMI und ISO 9000 Prozess- Assessements: Prozess- Dimensionen, Reifegrad- Dimensionen 3.6 QS Best PracGces in verteilten Projekten mit mehreren Partnern 17