Einführung in die Softwaretechnik 9. Softwareprozesse

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1 9. Softwareprozesse Klaus Ostermann (Mit Folien von Christian Kästner, Gabriele Taentzer und Wolfgang Hesse) 1

2 Agenda Wie kommt man vom Kundenwunsch zur fertigen Software? Wie strukturiert man ein Softwareprojekt? Welche Arbeiten müssen koordiniert werden? Wann sollte getestet werden? Welche Vorgehensmodelle gibt es für die Softwareentwicklung? 2

3 Softwareentwicklungsprozesse Wasserfallmodell V-Modell Spiralmodell Inkrementelle Entwicklung Unified Process Agile Softwareentwicklung Extreme Programming Anforderungsanalyse Entwurf Implementierung Testen Inbetriebnahme 3

4 Sequenzielle Modelle 4

5 Wasserfallmodell von B. BOEHM System Requirements Validation Software Requirements Validation Preliminary Design Validation Detailed Design Validation Code and Debug Developm. Test Test and PreOperations Validation Test Operations + Maintenance 5 Revalidation

6 Diskussion Wasserfallmodell Dokumentation nach jeder Phase verfügbar Klare Trennung der Phasen und Verantwortlichkeiten Analog zu Ingeniersprojekten (Brückenbau etc) Starres Vorgehen Reaktionen auf geänderte Anforderungen schwierig Anforderungen, Design, etc früh fixiert, Änderungen nicht vorgesehen Späte Qualitätsprüfung 6

7 V-Modell Exploratory Conceptual Plans & Requirements Requirements Baseline Product Design Concept Validation Req. Val. / Des. Val. / Test Val. Prod. Des. Verification Usage & Support VALIDATION VERIFICATION Acceptance test Detailed Design Det. Des. Verification Code Unit test 7

8 Iterative Modelle 8

9 Iterative Softwareentwicklung Vorbereitung Nachbereitung Analyse (Anforderungsmodell) Test (Evaluierung) Design (Lösungsmodell) Implementierung (Lösung) 9 Taentzer

10 Prototypen Möglichst früh eine erste Version erstellen Insbesondere bei Unklarheiten bei Kundenwünschen Selbst wenn Kernfunktionalität fehlt Kunde kann Fortschritt erkennen und (Teil-)Lösung bewerten Wegwerf-Prototypen vs. Inkrementelle Entwicklung 10

11 Spiral-Modell Bestimmung der - Ziele - Alternativen und - Randbedingungen Auswertung der Alternativen: - Suche nach Risikofaktoren - Lösungsvorschläge Px = Prototyp 1, 2, 3 Risiko Analyse Trennungslinie für den Grad der einzugehenden Verpflichtungen Planung der nächsten Phasen EP = Entwicklungsplan IT = Integration & Test Planung d. Anforderungen u.d. Einsatzzeit EP IT R A P1 Anwendungs -planung AV VE Implementierung SA Akzeptanz Test P2 SE P3 Integration & Test Einsetzbarer Prototyp Fein Entwurf Code Modul Test SA AV SE VE Entwicklung und Verifikation des Produkts = Software Anforderungen = Anforderungsvalidierung = Software Produkt Entwurf = Validierung und Verifikation des Entwurfs 11

12 Inkrementelle Systementwicklung (Stepwise Refinement) Inkrement: Software-Baustein(e), die zu einem existierenden System oder Subsystem hinzugefügt werden, um dessen Funktionalität oder Leistung zu vergrößern oder zu verändern Inkrement kann Subsystem entsprechen Inkrementelle Systementwicklung: beginn mit Kernsystem, schrittweise Erweiterung I4 I2 I3 I2 I3 I2 Inkremente I1 I1 I1 I1 12

13 Unified Process (Anfang) (Vertiefung ) (Konstruktion) (Inbetriebnahme) (Geschäftsprozessmodellierung) (Softwareverteilung) Kern- Arbeitsschritte Unterstützende Arbeitsschritte Quelle: IBM - Rational 13

14 Prozessphasen Anfang (inception): grundlegender Umfang des Projekts ist bekannt, endet mit der Zusage des Auftraggebenden Vertiefung (elaboration): Endet mit Grundlegender Systemarchitektur Konstruktionsplan Identifizierten Risiken Konstruktion (construction): iterativ, endet mit Beta- Release Inbetriebnahme (transition): Einführung des Systems beim Anwender 14 Taentzer

15 Unified Process Jede Iteration führt zu einem ausführbaren Gesamtsystem. Neue Anforderungen können nach einer Iterationsstufe noch berücksichtigt werden. Die Phasen sind zeitlich geordnet. Die Iterationen beschreiben verschiedene Abschnitte innerhalb einer Phase. Die Disziplinen beschreiben die Aktivitäten im Prozess. Der Prozess ist anwendungsfallgetrieben. Wichtige Anwendungsfälle werden zuerst behandelt. Parallel zur UML von Ivar Jacobson, Grady Booch und James Rumbaugh entwickelt Rational UP als Implementierung (aktuell: Ver. 9) 15 Taentzer

16 Agile Softwareentwicklung 16

17 Agile Softwareentwicklung ist ein relativ neuer Ansatz im Spannungsfeld zwischen Qualität, Kosten und Zeit in ungenauen Kundenwünschen und instabilen Anforderungen, in langen Entwicklungszeiten und überzogenen Terminen, in unzureichender Qualität. Manifest der agilen Softwareentwicklung: Menschen und Kooperation vor Werkzeugen und (automatisierten) Prozessen, funktionsfähige Software vor umfassender Dokumentation Zusammenarbeit mit Kunden vor bürokratischen Vertragsverhandlungen dynamische Reaktion auf Veränderungen vor statischer Planeinhaltung 17

18 Extreme Programming - Overview Planning Game Product Simple Design XP is a set of mutually supportive practices System Metaphor Process for developing quality software Continuous Integration Teamwork Testing Pair programming Refactoring Coding Collective Code Ownership Coding Standards 40 Hour Week On-Site Customer Small Releases 18

19 Extreme Programming iterative Entwicklung (getrieben durch neue oder geänderte Features) Wenig Analyse- und Entwurfstätigkeiten, nur rudimentäre Spezifikationen, selbst-dokumentierender Code ("simple design") Frühes Programmieren, prototypisches Umsetzen einzelner "stories" Testfälle stehen am Anfang und ersetzen Spezifikation ("test first") Ständige Kommunikation der Entwickler mit Management und Benutzern, kurze Rückkopplungsschleifen, schnelle Rückmeldungen Schrittweise Änderungen, schrittweise angepasste Tests ("refactoring"), fortlaufende Integration ("continuous integration") Fahrer-/Beifahrer-Prinzip beim Programmieren ("Pair programming"); schnelle Code Reviews Gemeinsame Standards aller Entwickler, gemeinsames Eigentum am Code ("collective code ownership") 19 Einige dieser Grundsätze sind problematisch und umstritten! Do the simplest thing that could possibly work

20 SCRUM 20

21 Zusammenfassung kontinuierliche Entwicklung des Softwareentwicklungsmodells vom Wasserfallmodell zu iterativer Entwicklung Trend zu...kürzeren Entwicklungszyklen...weniger Bürokratie...systematischerer Qualitätssicherung (Testen) Weiterführende Literatur: extreme Programming Explained: Embrace Change. Kent Beck. Addison-Wesley Pub Co; ISBN: ; 1st edition (October 5, 1999) 21 Taentzer

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