Softwaretechnik Nicht funktionale Anforderungen

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Simon Rosenberg
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1 Softwaretechnik Nicht funktionale Anforderungen Karsten Weicker, Nicole Weicker HTWK Leipzig, FHTW Berlin Will Turner: You swore she d go free! Barbossa: Don t dare impugn me honor boy! I agreed she go free, but it was you who failed to specify when or where. (Pirates of the Caribbean, 2003) Karsten Weicker, Nicole Weicker 1/ 21

Barbossa: Don t dare impugn me honor boy!

2 Funktional vs. nicht funktional funktionale Anforderung überprüfbare Funktionalität des Systems Produktfunktionen nicht funktionale Anforderung andere Eigenschaften, u.a. Benutzbarkeit Effizienz Zuverlässigkeit Portierbarkeit Kompatibilität Datenschutz Sicherheit Wiederverwenbarkeit Karsten Weicker, Nicole Weicker 2/ 21

3 Definition Definition (nicht funktionale Anforderungen) Nicht funktionale Anforderungen sind Beschränkungen der durch das System angebotenen Dienste oder Funktionen. Dies schließt u.a. Zeitbeschränkungen, Beschränkungen des Entwicklungsprozesses, einzuhaltende Standards und Betriebsbedingungen ein. Karsten Weicker, Nicole Weicker 3/ 21

4 Zu nicht funktionalen Anforderungen wichtig: können nicht über funktionale Tests überprüft werden müssen exakt und (ohne funktionale Tests) überprüfbar formuliert werden bestenfalls über Metriken (Maße) quantifizierbar Metriken sind Grundlage für eine eindeutig überprüfbare nicht funktionale Anforderung ohne Metrik entsteht nur Streit: Was bedeutet z.b. Leicht bedienbar? Karsten Weicker, Nicole Weicker 4/ 21

(Maße) quantifizierbar Metriken sind Grundlage für eine eindeutig überprüfbare nicht funktionale

5 Beispiel (aus: Sommerville) Systemziel: Das System sollte für erfahrene Benutzer einfach zu bedienen und so aufgebaut sein, dass Fehler durch den Benutzer minimiert werden. Verifizierbare Anforderung: Es soll erfahrenen Benutzern möglich sein, nach einer Schulung von insgesamt zwei Stunden alle Systemfunktionen zu verwenden. Nach dieser Schulung sollte der durchschnittliche Wert gemachter Fehler bei erfahrenen Benutzern nicht höher als zwei pro Tag sein. Karsten Weicker, Nicole Weicker 5/ 21

Verifizierbare Anforderung: Es soll erfahrenen Benutzern möglich sein, nach einer Schulung von insgesamt zwei Stunden alle

6 Definitionen: Metrik (1) Definition (Metrik) Eine Metrik ist die Abbildung einer Software oder eines Prozesses der Software-Bearbeitung auf eine skalare oder vektorielle Größe. (aus: Ludewig/Lichter 2007) Karsten Weicker, Nicole Weicker 6/ 21

Software-Bearbeitung auf eine skalare oder vektorielle Größe.

7 Definitionen: Metrik (2) alternative Definition aus dem IEEE Glossar (IEEE Std (1990)): metric a quantitative measure of the degree to which a system or component possesses a given attribute. Karsten Weicker, Nicole Weicker 7/ 21

12 (1990)): metric a quantitative measure of the degree to

8 Definitionen: Metrik (2) alternative Definition aus dem IEEE Glossar (IEEE Std (1990)): metric a quantitative measure of the degree to which a system or component possesses a given attribute. quality metric a quantitative measure of the degree to which an item possesses a given quality attribute. a function whose inputs are software date and whose output is a single numerical value that can be interpreted as the degree to which the software possesses a given quality attribute. Karsten Weicker, Nicole Weicker 7/ 21

quality metric a quantitative measure of the degree to which an item possesses a given quality attribute.

9 Eigenschaften von Metriken Metriken sind differenzierbar vergleichbar reproduzierbar verfügbar relevant rentabel plausibel Siehe Ludewig/Lichter (2007), S. 281 Karsten Weicker, Nicole Weicker 8/ 21

10 Beispiele für Metriken Geschwindigkeit: ausgeführte Transaktionen/Sekunde, Bildschirmauffrischungszeit, Reaktionszeit auf Benutzereingabe Größe: Kilobytes Zuverlässigkeit: Fehler/KLOC, durchschnittliche Zeit bis zu einer Fehlfunktion, Wahrscheinlichkeit der Nichtverfügbarkeit, Quote für das Auftreten von Fehlern, Verfügbarkeit als MTTF /(MTTF + MTTR) mean time to failure bzw. mean time to repair (also Fehlerfreie Zeit geteilt durch (Fehlerfreie Zeit plus Reparierzeit)) Karsten Weicker, Nicole Weicker 9/ 21

Wahrscheinlichkeit der Nichtverfügbarkeit, Quote für das Auftreten von Fehlern, Verfügbarkeit als MTTF /(MTTF + MTTR) mean time

11 Beispiele für Metriken Stabilität Zeit bis zum Neustart nach Fehlfunktion, Wahrscheinlichkeit für Datenverlust bei Fehlfunktion Portierbarkeit Anteil der plattformabhängigen Anweisungen, Anzahl der Zielsysteme Benutzerfreundlichkeit Schulungsdauer, Anzahl der Hilfeseiten Nielsen-Norman-Gesetz Benutzerfreundlichkeit (usability) ist quantitativ bestimmbar. (nach Endres & Rombach, 2003) Karsten Weicker, Nicole Weicker 10/ 21

Zielsysteme Benutzerfreundlichkeit Schulungsdauer, Anzahl der Hilfeseiten Nielsen-Norman-Gesetz

12 Überprüfbarkeit: Benutzerfreundlichkeit Typische Maße (z.b. in Vergleichsstudien von Microsoft, IBM und SAP) sind: Erfolgsrate: Prozentsatz der fehlerfreien Aufgaben/Zeiteinheit benötigte Zeit: für eine vorgegebene Aufgabe (in min) Fehlerhäufigkeit: Anzahl der Fehler beim Lösen einer Aufgabe Hilfeanfragen: Anzahl der Hilfeanfragen bei einer Aufgabe Karsten Weicker, Nicole Weicker 11/ 21

für eine vorgegebene Aufgabe (in min) Fehlerhäufigkeit: Anzahl der Fehler beim Lösen einer

13 ISO Norm (1) Norm ISO 9126 zur Produktqualität: internat. Standard: nicht funktionalen Anforderungen definiert Metriken kostet einiges an Geld, liegt uns nicht vor. Karsten Weicker, Nicole Weicker 12/ 21

14 ISO Norm (2) Norm ISO 9126 zur Produktqualität: Funktionalität: Richtigkeit, Angemessenheit, Interoperabilität, Ordnungsmäßigkeit, Sicherheit Zuverlässigkeit: Reife, Fehlertoleranz, Wiederherstellbarkeit Benutzbarkeit: Verständlichkeit, Erlernbarkeit, Bedienbarkeit Effizienz: Zeitverhalten, Verbrauchsverhalten Änderbarkeit: Analysierbarkeit, Modifizierbarkeit, Stabilität, Prüfbarkeit Übertragbarkeit: Anpassbarkeit, Installierbarkeit, Konformität, Austauschbarkeit Karsten Weicker, Nicole Weicker 13/ 21

Erlernbarkeit, Bedienbarkeit Effizienz: Zeitverhalten, Verbrauchsverhalten Änderbarkeit: Analysierbarkeit, Modifizierbarkeit,

15 Zwei Minuten Nicht funktionale Anforderungen können nur subjektiv überprüft werden. Eine Produktmetrik ist eine quantitative Messung einer qualitativen Eigenschaft eines Systems. Jede nicht funktionale Anforderung soll über Metriken überprüfbar sein. Nicht funktionale Anforderungen sind in der Spezifikationsphase nicht relevant. Es gibt nicht funktionale Anforderungen, die nicht vom Auftraggeber sondern vom Entwicklerteam gestellt werden. Karsten Weicker, Nicole Weicker 14/ 21

Jede nicht funktionale Anforderung soll über Metriken überprüfbar sein.

16 Zwei Minuten Nicht funktionale Anforderungen können nur subjektiv überprüft werden. Eine Produktmetrik ist eine quantitative Messung einer qualitativen Eigenschaft eines Systems. Jede nicht funktionale Anforderung soll über Metriken überprüfbar sein. Nicht funktionale Anforderungen sind in der Spezifikationsphase nicht relevant. Es gibt nicht funktionale Anforderungen, die nicht vom Auftraggeber sondern vom Entwicklerteam gestellt werden. Karsten Weicker, Nicole Weicker 14/ 21

17 Wiederverwendbarkeit Vorteile von Wiederverwendung höhere Zuverlässigkeit geringeres Vorgehensrisiko effektiverer Einsatz von Spezialisten Übereinstimmung mit Standards beschleunigte Entwicklung McIlroy-Gesetz Software-Wiederverwendung verringert die Zykluszeit und erhöht Produktivität und Qualität. (nach Endres & Rombach, 2003) Karsten Weicker, Nicole Weicker 15/ 21

beschleunigte Entwicklung McIlroy-Gesetz Software-Wiederverwendung verringert die Zykluszeit

18 Wiederverwendbarkeit Auswirkungen von Wiederverwendung laut Basili (1996): hohe Wiederverwendung weniger Fehler hohe Wiederverwendung weniger Nachbesserungen hohe Wiederverwendung höhere Produktivität laut Zweben (1995): Black-Box-Wiederverwendung weniger Aufwand Black-Box-Wiederverwendung höhere Qualität Karsten Weicker, Nicole Weicker 16/ 21

Wiederverwendung höhere Produktivität laut Zweben (1995): Black-Box-Wiederverwendung

19 Wiederverwendbarkeit Nutzen der Wiederverwendung Seien C neu C wieder r S P 0 = S C neu Kosten einer Komponente (Neuentwicklung) Kosten für die Wiederverwendung einer Komp. Anteil der wiederverwendeten Komponenten Größe der Software (z.b. in KLOC) Basisproduktivität Dann gilt (laut Endres, 1988): P r = P 0 1 r + r Cwieder C neu Karsten Weicker, Nicole Weicker 17/ 21

Anteil der wiederverwendeten Komponenten Größe der Software (z.b.

20 Wiederverwendbarkeit Probleme höhere Wartungskosten Mangel an Unterstützung durch Werkzeuge Nicht-hier-erfunden -Syndrom Wartung einer Komponentenbibliothek Auffinden und Anpassen wiederverwendbarer Komponenten Karsten Weicker, Nicole Weicker 18/ 21

Wartung einer Komponentenbibliothek Auffinden und Anpassen

21 Wiederverwendbarkeit Wiederverwendung käuflicher Produkte (1) Probleme bei der Integration von Standardsystemen: Mangel an Kontrolle über Funktionalität und Leistung Probleme mit der übergreifenden Funktionsfähigkeit keine Kontrolle über die Weiterentwicklung Unterstützung durch die Anbieter von Standardsystemen Karsten Weicker, Nicole Weicker 19/ 21

22 Wiederverwendbarkeit Wiederverwendung käuflicher Produkte (2) Basili-Boehm-COTS-Hypothese COTS-basierte Software beseitigt nicht die Schlüsselgefahren der Software-Entwicklung. (nach Endres & Rombach, 2003) COTS = Commercial Off The-Shelve Provokation von Basili und Boehm 2001 mehr als die Hälfte der Features wird nicht benötigt nur Support für drei Releases Verbindungscode hat dreifache Kosten persönliche Fähigkeiten und Erfahrung bleiben höchste Produktivitätsfaktoren Karsten Weicker, Nicole Weicker 20/ 21

23 Wiederverwendbarkeit Aufgabe Finden Sie zwei sinnvolle nicht funktionale Anforderungen für die Evaluationsplanungssoftware. Beschreiben Sie, wie Sie diese nicht funktionalen Anforderungen überprüfen können. Karsten Weicker, Nicole Weicker 21/ 21

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