Inhaltsverzeichnis. Teil I Überblick 27. Vorwort 21. Kapitel 1 Einführung 29. Kapitel 2 Soziotechnische Systeme 47

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2 Inhaltsverzeichnis Vorwort 21 Der Aufbau dieses Buches Änderungen seit der 6. und 7. Ausgabe Zielgruppe Das Buch als Vorlesungsskript Webseiten Danksagungen Teil I Überblick 27 Kapitel 1 Einführung Fragen und Antworten zum Software Engineering Was ist Software? Was versteht man unter Software Engineering? Worin liegt der Unterschied zwischen Software Engineering und der Informatik? Worin liegt der Unterschied zwischen Software Engineering und System Engineering? Was ist ein Softwareprozess? Was ist ein Vorgehensmodell? Was kostet das Software Engineering? Was sind Methoden des Software Engineering? Was ist CASE? Welche Merkmale zeichnen gute Software aus? Worin liegen die größten Herausforderungen für das Software Engineering? Berufliche und ethische Verantwortung Zusammenfassung Ergänzende Literatur Übungen Kapitel 2 Soziotechnische Systeme Typische Systemeigenschaften Systementwicklung Definition der Systemanforderungen Systementwurf Systemmodellierung Entwicklung von Subsystemen Systemintegration

3 INHALTSVERZEICHNIS Weiterentwicklung des Systems Stilllegung des Systems Organisationen, Menschen und Computersysteme Organisationsspezifische Prozesse Legacy-Systeme Zusammenfassung Ergänzende Literatur Übungen Kapitel 3 Kritische Systeme Ein einfaches sicherheitskritisches System Systemverlässlichkeit Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit Betriebssicherheit Systemsicherheit Zusammenfassung Ergänzende Literatur Übungen Kapitel 4 Softwareprozesse Vorgehensmodelle Das Wasserfall-Modell Evolutionäre Entwicklung Komponentenbasiertes Software Engineering Prozessiterationen Inkrementelle Entwicklung Spiralförmige Entwicklung Prozessaktivitäten Softwarespezifikation Softwareentwurf und -implementierung Softwarevalidierung Weiterentwicklung von Software Der Rational Unified Process Computer-Aided Software Engineering CASE-Klassifizierung Zusammenfassung Ergänzende Literatur Übungen Kapitel 5 Projektmanagement Managementaufgaben Projektplanung Der Projektplan Meilensteine und Lieferschritte Einen Projektzeitplan aufstellen Balkendiagramme und Netzpläne

4 Inhaltsverzeichnis 5.4 Risikomanagement Risikoerkennung Risikoanalyse Risikoplanung Risikoüberwachung Zusammenfassung Ergänzende Literatur Übungen Teil II Anforderungen 147 Kapitel 6 Softwareanforderungen Funktionale und nichtfunktionale Anforderungen Funktionale Anforderungen Nichtfunktionale Anforderungen Problembereichsanforderungen Benutzeranforderungen Systemanforderungen Spezifikation in strukturierter Sprache Schnittstellenspezifikation Das Pflichtenheft Zusammenfassung Ergänzende Literatur Übungen Kapitel 7 Abläufe bei der Anforderungsanalyse Durchführbarkeitsstudien Anforderungsbestimmung und -analyse Anforderungssammlung Ethnografie Validierung von Anforderungen Anforderungs-Reviews Anforderungsmanagement Dauerhafte und veränderliche Anforderungen Planung des Anforderungsmanagements Anforderungsänderungsmanagement Zusammenfassung Ergänzende Literatur Übungen Kapitel 8 Systemmodelle Kontextmodelle Verhaltensmodelle Datenflussmodelle Zustandsmodelle

5 INHALTSVERZEICHNIS 8.3 Datenmodelle Objektmethoden Vererbungsmodelle Objektaggregation Modellierung des Objektverhaltens Strukurierte Methoden Zusammenfassung Ergänzende Literatur Übungen Kapitel 9 Spezifikation kritischer Systeme Risikogesteuerte Spezifikation Risikoerkennung Risikoanalyse und -klassifizierung Risikozerlegung Maßnahmen zur Risikoreduzierung Spezifikation der Betriebssicherheit Spezifikation der Systemsicherheit Spezifikation der Zuverlässigkeit einer Software Metriken für Zuverlässigkeit Nichtfunktionale Zuverlässigkeitsanforderungen Zusammenfassung Ergänzende Literatur Übungen Kapitel 10 Formale Spezifikation Formale Spezifikation im Softwareprozess Schnittstellenspezifikation für Subsysteme Verhaltensbasierte Spezifikation Zusammenfassung Ergänzende Literatur Übungen Teil III Entwurf 273 Kapitel 11 Entwurf der Architektur Architektonische Entwurfsentscheidungen Systemorganisation Das Datenspeichermodell Das Client/Server-Modell Das Schichtenmodell Modulare Dekompositionen Objektorientierte Dekomposition Funktionsorientierte Pipeline

6 Inhaltsverzeichnis 11.4 Steuerungstypen Zentrale Steuerung Ereignisgesteuerte Systeme Referenzarchitekturen Zusammenfassung Ergänzende Literatur Übungen Kapitel 12 Architekturen verteilter Systeme Mehrprozessorarchitekturen Client/Server-Architekturen Verteilte Objektarchitekturen CORBA Interorganisationale verteilte Systeme Peer-to-Peer-Architekturen Dienstorientierte Systemarchitektur Zusammenfassung Ergänzende Literatur Übungen Kapitel 13 Anwendungsarchitekturen Datenverarbeitende Systeme Transaktionsverarbeitende Systeme Informations- und ressourcenverwaltende Systeme Ereignisverarbeitende Systeme Sprachverarbeitende Systeme Zusammenfassung Ergänzende Literatur Übungen Kapitel 14 Objektorientierter Entwurf Objekte und Objektklassen Nebenläufige Objekte Ablauf eines objektorientierten Entwurfs Systemkontext und Verwendungsmodelle Entwurf der Architektur Bestimmung der Objekte Entwurfsmodelle Spezifikation der Objektschnittstelle Weiterentwicklung des Entwurfs Zusammenfassung Ergänzende Literatur Übungen

7 INHALTSVERZEICHNIS Kapitel 15 Entwurf von Echtzeitsoftware Systementwurf Modellierung von Echtzeitsystemen Echtzeitbetriebssysteme Prozessmanagement Überwachungs- und Steuerungssysteme Datenerfassungssysteme Zusammenfassung Ergänzende Literatur Übungen Kapitel 16 Entwurf von Bedienoberflächen Entwurfsfragen Interaktion mit dem Benutzer Darstellung von Informationen Der Prozess des Oberflächenentwurfs Benutzeranalyse Analysetechniken Prototypen für Bedienoberflächen Bewertung der Oberfläche Zusammenfassung Ergänzende Literatur Übungen Teil IV Entwicklung 423 Kapitel 17 Schnelle Softwareentwicklung Agile Methoden Extreme Programming Testen in XP Paarweise Programmierung Schnelle Anwendungsentwicklung Softwareprototypen Zusammenfassung Ergänzende Literatur Übungen Kapitel 18 Wiederverwendung von Software Die Landschaft der Wiederverwendung Entwurfsmuster Generatorgestützte Wiederverwendung Anwendungsrahmen

8 Inhaltsverzeichnis 18.5 Wiederverwendung von Anwendungssystemen Wiederverwendung von käuflichen Produkten Softwareproduktlinien Zusammenfassung Ergänzende Literatur Übungen Kapitel Kapitel 19 Komponentenbasiertes Software Engineering Komponenten und Komponentenmodelle Komponentenmodelle Komponentenentwicklung mit dem Ziel der Wiederverwendung Der Entwicklungsprozess für komponentenbasierte Software Zusammenstellung von Komponenten Zusammenfassung Ergänzende Literatur Übungen Kapitel 20 Entwicklung kritischer Systeme Verlässliche Prozesse Verlässliche Programmierung Geschützte Informationen Sichere Programmierung Behandlung von Exceptions Fehlertoleranz Fehlererkennung und Schadensbeurteilung Wiederherstellung und Reparatur nach einem Fehler Fehlertolerante Architekturen Zusammenfassung Ergänzende Literatur Übungen Kapitel 21 Weiterentwicklung von Software Dynamik der Programmevolution Wartung von Software Vorhersagen des Wartungsaufwands Weiterentwicklungsprozesse System-Reengineering Weiterentwicklung der Legacy-Systeme Zusammenfassung Ergänzende Literatur Übungen

9 INHALTSVERZEICHNIS Teil V Verifikation & Validierung 553 Kapitel 22 Verifikation und Validierung Verifikation und Validierung planen Softwareinspektionen Der Prozess der Programminspektion Automatisierte statische Analyse Verifikation und formale Methoden Cleanroom-Softwareentwicklung Zusammenfassung Ergänzende Literatur Übungen Kapitel 23 Testen von Software Testen von Systemen Integrationstests Auslieferungstests Leistungstests Testen von Komponenten Schnittstellentests Entwurf von Testfällen Anforderungsbasiertes Testen Testen von Klassen Strukturelle Tests Pfadüberdeckungstests Testautomatisierung Zusammenfassung Ergänzende Literatur Übungen Kapitel 24 Validierung kritischer Systeme Validierung der Zuverlässigkeit Betriebsprofile Vorhersagen der Zuverlässigkeit Gewährleistung der Betriebssicherheit Argumentation für die Betriebssicherheit Gewährleistung des Prozesses Prüfung der Betriebssicherheit zur Laufzeit Beurteilung der Systemsicherheit Sicherheits- und Zuverlässigkeitsszenarien Zusammenfassung Ergänzende Literatur Übungen

10 Inhaltsverzeichnis Teil VI Verwaltung 633 Kapitel 25 Personalmanagement Personalauswahl Personalmotivation Gruppenmanagement Zusammensetzung einer Gruppe Zusammenhalt in der Gruppe Kommunikation in der Gruppe Organisation der Gruppe Arbeitsumgebungen Das P-CMM Zusammenfassung Ergänzende Literatur Übungen Kapitel 26 Aufwandsschätzung Softwareproduktivität Schätztechniken Aufwandsschätzung mithilfe eines Algorithmus Das COCOMO-Modell Algorithmische Kostenmodelle bei der Projektplanung Projektdauer und Personalplanung Zusammenfassung Ergänzende Literatur Übungen Kapitel 27 Qualitätsmanagement Prozess- und Produktqualität Qualitätssicherung und -standards ISO Standards für die Dokumentation Qualitätsplanung Qualitätskontrolle Qualitäts-Reviews Softwaremessung und -metriken Der Messvorgang Produktmetriken Analyse der Messergebnisse Zusammenfassung Ergänzende Literatur Übungen

11 INHALTSVERZEICHNIS Kapitel 28 Prozessverbesserung Prozess- und Produktqualität Prozessklassifizierung Prozessmessung Prozessanalyse und -modellierung Prozessausnahmen Prozessänderung Das CMMI-Rahmenwerk zur Prozessverbesserung Das gestufte CMMI-Modell Das fortlaufende CMMI-Modell Zusammenfassung Ergänzende Literatur Übungen Kapitel 29 Konfigurationsmanagement Planung des Konfigurationsmanagements Ermitteln der Konfigurationselemente Die Konfigurationsdatenbank Änderungsmanagement Versions- und Release-Management Versionsbezeichnung Release-Management Systemerstellung CASE-Werkzeuge für das Konfigurationsmanagement Unterstützung des Änderungsmanagements Unterstützung des Versionsmanagements Unterstützung der Systemerstellung Zusammenfassung Ergänzende Literatur Übungen Teil VII Neue Technologien 763 Kapitel 30 Sicherheitsorientierte Entwicklung Sicherheitskonzepte Management von Sicherheitsrisiken Vorbereitende Risikobewertung Risikobewertung während der Entwicklung Entwerfen unter dem Sicherheitsaspekt Architekturentwurf Leitlinien für das Entwerfen Entwerfen unter dem Bereitstellungsaspekt

12 Inhaltsverzeichnis 30.4 Überlebensfähigkeit des Systems Zusammenfassung Ergänzende Literatur Übungen Kapitel 31 Dienstorientierte Softwareentwicklung Dienste als wieder verwendbare Komponenten Dienstentwicklung Ermittlung von Dienstkandidaten Entwerfen der Schnittstellen für den Dienst Implementierung und Bereitstellung der Dienste Dienste für herkömmliche Systeme Softwareentwicklung mit Diensten Entwurf und Implementierung des Workflows Testen von Diensten Zusammenfassung Ergänzende Literatur Übungen Kapitel 32 Aspektorientierte Softwareentwicklung Die Trennung von Belangen Aspekte, Verbindungspunkte und Pointcuts Softwareentwicklung mit Aspekten Belangorientierte Anforderungsentwicklung Aspektorientiertes Entwerfen und Programmieren Verifikation und Validierung Zusammenfassung Ergänzende Literatur Übungen Glossar 843 Register