Software- Qualitätsmanagement

Transkript

1 Software- Qualitätsmanagement Ausarbeitung zum Referat WS 07/08 Andreas Bäuml

2 Inhaltsverzeichnis 1. Einleitung Motivation Definitionen Geschichte Qualitätsmanagement Software-Qualitätsmanagement? Prinzipien des Software-Qualitätsmanagement Konkrete operationalisierbare Qualitätsmerkmale N-Augenkontrolle bei Qualitätsprüfungen Frühzeitige Entdeckung und Behebung von Fehlern Unabhängigkeit bei Qualitätsprüfungen Rückkopplung der Ergebnisse Qualitätsmodelle Klassifikation der Qualitätsmaßnahmen Organisatorische Qualitätsmaßnahmen Konstruktive Qualitätsmaßnahmen Analytische Qualitätsmaßnahmen psychologisch-orientierte Qualitätsmaßnahmen konstruktive Qualitätsmaßnahmen Klassen von konstruktiven Maßnahmen Beispiele für konstruktive Qualitätsmaßnahmen Dokumentation Prototyping weitere Beispiele Analytische Qualitätsmaßnahmen statische Prüfungen Audit Review dynamische Prüfungen Zusammenfassung Literaturangabe...18

3 1. Einleitung 1.1 Motivation Die meisten Besitzer von Kleinunternehmen sowie Projektteams, die nur wenige Personen für eine relativ kurze Zeit umfassen, werden, sobald sie den Begriff Qualitätsmanagement hören, schnell abwinken. Die vorherrschende landläufige Meinung besagt, dass Qualitätssicherung zu teuer ist, viel Zeit kostet und sich damit nicht lohnt. Diese Auffassung ist zwar nicht grundsätzlich falsch, jedoch zeigen viele Beispiele, dass eine richtig eingesetzte Qualitätssicherung mittel- und langfristig viel Geld sparen kann. Besonders bekannt ist der Erstflug der Ariane 5, einer europäischen Trägerrakete, bei der während des Starts ein unnötig laufendes Unterprogramm ein unerwartetes Problem verursachte und die Rakete durch eine viel zu starke Kurskorrektur zum Absturz brachte. Ein weniger bekanntes Beispiel kommt aus einem Stahlwerk im Ruhrgebiet aus dem Jahr Dort müssen heiße Stahlblöcke auf einem Förderband einige Zeit auskühlen, bevor diese weiter transportiert werden können. Der Vorgang wird von einem PC gesteuert. Der Programmierer hat die Uhrzeit der Einfachheit halber vom Radiosignal in Braunschweig abgenommen. Bei der Sommerzeitumstellung, die Uhren werden eine Stunde vor gestellt, führte dies dazu, dass für den Computer bereits eine Stunde vergangen war. Da dies jedoch in der Realität nicht der Fall war, wurden die heißen Stahlblöcke weitergeleitet, obwohl die notwendige Wartezeit nicht erreicht war und damit durch die enorme Hitze hohe Schäden im Stahlwerk entstanden. Insbesondere beim zweiten Beispiel kann man eindrucksvoll erkennen, dass auch vermeintlich geringfügige Fehler in der Konzeption eines Systems zu großen Schäden führen können. Deshalb ist die Einführung eines Qualitätsmanagementsystems jedem Unternehmen anzuraten. Software wird heutzutage in der Regel nach bestimmten Vorgehensmodellen in Phasen entwickelt. Man muss sich darüber im Klaren sein, dass in jeder Phase zwangsläufig Fehler und Mängel entstehen. Die nachfolgende Abbildung soll den Summationseffekt von Fehlern verdeutlichen.

4 Korrekte Anforderung Fehlerhafte Anforderung Korrekte Spezifikation Anforderungsdefinition Systemspezifikation Spezifikationsfehler Fehler aus Anforderung Entwurf Korrekter Entwurf Entwurfsfehler Fehler aus Anforderung und Entwurf Realisierung Korrektes Programm Programmfehler Fehler aus Anforderung, Spezifikation und Entwurf Test und Integration Korrektes Verhalten Korrigierte Fehler Unkorrigierte Fehler Unbekannte Fehler Abbildung 1: Summationseffekt von Fehlern Wie leicht zu erkennen ist, entstehen in jeder Phase mehr und mehr Fehler, von denen nur ein Teil in der Testphase entdeckt werden kann. Dies führt dazu, dass bei einer solchen Vorgehensweise keine Qualitätseigenschaften zugesichert werden können. Es ist wichtig schon sehr früh mit Fehlererkennungsmethoden zu arbeiten, die im Rahmen des Qualitätsmanagement festgelegt und koordiniert werden. 1.2 Definitionen Nach der DIN ISO 8402 verstehen wir unter Qualitätsmanagement folgendes: Alle Tätigkeiten der Gesamtführungsaufgabe, welche die Qualitätspolitik, Ziele und Verantwortungen festlegen, sowie diese durch Mittel der Qualitätsplanung, Qualitätslenkung, Qualitätssicherung und Qualitätsverbesserung im Rahmen des Qualitätsmanagementsystems verwirklichen. Qualitätsmanagement bezeichnet also grundsätzlich alle organisierten Maßnahmen, die der Verbesserung von Produkten, Prozessen oder Leistungen jeglicher Art dienen. Der Begriff wird erst seit 1994 in seiner heutigen Bedeutung verwendet. Bis dahin hat man Qualitätsmanagement als Qualitätssicherung bezeichnet, so dass diese beiden Begriffe auch heute noch synonym verwendet werden. Qualitätssicherung bezeichnet jedoch eine Teildisziplin des Qualitätsmanagements, wie im Abschnitt 2 näher dargestellt wird.. Zunächst ist erstmal der Begriff Qualität zu klären, da von diesem auch aufgrund kultureller Unterschiede verschiedene Auffassungen existieren. Für das Qualitätsmanagement ist eine

5 eindeutige Definition die Grundlage jeglicher Diskussion, um sicherzustellen, dass alle späteren Maßnahmen das gleiche Ziel verfolgen. Hier bietet sich die Definition nach DIN ISO 8402 an: Qualität ist die Gesamtheit von Eigenschaften und Merkmalen eines Produktes oder einer Tätigkeit bezüglich ihrer Eignung, festgelegte und vorausgesetzte Erfordernisse zu erfüllen. Die Norm sagt aus, dass nicht nur ein Produkt Qualitätseigenschaften aufweisen kann, sondern auch eine Tätigkeit, wie zum Beispiel ein Prozess. Das ist insbesondere für die Qualität in der Softwareentwicklung von zentraler Bedeutung, denn hier ist in erster Linie der Entwicklungsprozess selbst für die Güte des entstehenden Produktes verantwortlich. Unter einem Qualitätsmanagementsystem versteht man die Aufbau- und Ablauforganisation, die Zuständigkeiten und die Mittel für die Durchführung des Qualitätsmanagements. Diese Systeme können verschiedene Ausprägungen erreichen, von projektübergreifenden bis hin zu phasenbezogenen. Der Qualitätsplan ist das wichtigste Instrument zur Planung, Lenkung und Steuerung der Produkt- und Prozessqualität. In ihm werden alle gewählten Qualitätsmaßnahmen für das Software-Projekt festgehalten und somit das Erreichen der Zielsetzung des Projekts gesichert. Er dient im späteren Verlauf des Entwicklungsprozess als Nachweis für die anfänglich geforderten Qualitätsziele sowie zu deren Überprüfung. 1.3 Geschichte Erste Qualitätssicherungsmaßnahmen kamen erstmals um 1900 in Form einer Qualitätskontrolle auf. Das heißt, dass fehlerhafte Produkte aussortiert werden. 30 Jahre später entwickelte sich eine Qualitätsprüfung, bei der die Qualitätskontrolle basierend auf Statistiken gesteuert wurde. Seit 1960 existieren vorbeugende Qualitätsmaßnahmen im ganzen Unternehmen, das heißt die Produkte wurden nicht erst nach der Herstellung einer Prüfung unterzogen. Vielmehr überlegte man sich, wie man die Produktionsprozesse so optimieren kann, dass dadurch eine gewisse Qualität gewährleistet werden kann. Seit den neunziger Jahren gibt es verschiedene Modelle und Systematiken zur Standardisierung des Qualitätsmanagements in der heute zumindest in größeren Unternehmen häufig angewandten Form, die alle Ebenen eines Betriebes einbeziehen.

6 2. Qualitätsmanagement 2.1 Software-Qualitätsmanagement? Qualitätsmanagement ist eine Teildisziplin des Managements eines Unternehmens, welches die Aufgabe hat, Qualität von Produkten und Dienstleistungen zu gewährleisten. Es gehört in den Verantwortungsbereich aller Führungskräfte. Dies ist wichtig, da jeder Mitarbeiter von den Maßnahmen überzeugt sein sollte, um das bestmögliche Resultat zu erzielen und die vom Auftraggeber geforderten Qualitätsziele zu erreichen.. Man kann das Qualitätsmanagement neben der Führungsfunktion in vier Fachfunktionen einteilen, wie die nachfolgende Abbildung zeigt. Abbildung 2: Die vier Fachfunktionen des Qualitätsmanagements Die Qualitätsplanung hat die Aufgabe die Bedürfnisse bzw. die Qualitätsziele des Kunden zu ermitteln und diese umzusetzen. Dafür existieren verschiedene Methoden. Im Anschluss daran ist es notwendig, zunächst den Umfang der Realisierung der ermittelten Qualitätsziele festzulegen sowie die Qualitätsmerkmale hinsichtlich ihrer Notwendigkeit der Umsetzung zu priorisieren. Mit Hilfe von Maßnahmen der analytischen Qualitätssicherung ist sicherzustellen, dass die Ziele gemessen werden können. Die konstruktive Qualitätssicherung dient dazu, präventiv für eine Verbesserung der Qualität zu sorgen. Die Qualitätslenkung beschäftigt sich damit, wie Prozesse so durchgeführt werden können, dass die Spezifikationen eingehalten werden und fehlerfreie Produkte entstehen. Dies ist nur in Zusammenarbeit mit dem Projektmanagement möglich, um beispielsweise notwendige Ressourcen freizugeben. Die Qualitätssicherung hat nur die Aufgabe Qualitätsrisiken, die im Entwicklungsprozess vorhanden sind, zu ermitteln und Maßnahmen zur Verminderung bzw. Eliminierung dieser zu ergreifen. Die Qualitätsförderung dient schließlich dazu, die Qualität der Produkte und Prozesse stetig zu steigern, was letztendlich die Wettbewerbsfähigkeit eines Unternehmens steigert.

7 Wie man leicht erkennen kann, entsteht hier ein Regelkreis. Angefangen bei der Qualitätsplanung, über die Qualitätslenkung und -sicherung entsteht am Ende jedes Zyklus ein Qualitätsgewinn, der dann bei der nächsten Iteration in die Qualitätsplanung eingehen kann und muss. An dieser Stelle darf man jedoch nie vergessen, dass Qualitätsmanagement in der Tat erst einmal viel Zeit und Geld kostet und deswegen nur dann akzeptiert wird, wenn absehbar ist, dass es sich rentiert. Die beiden im Abschnitt 1 beschriebenen Beispiele zum mangelnden Qualitätsmanagement illustrieren jedoch, dass es sich mehr als lohnen kann ein Qualitätsmanagementsystem zu etablieren. 2.2 Prinzipien des Software-Qualitätsmanagement Im Software-Entwicklungsprozess wird, wie in jedem anderen industriellen Prozess, eine hohe Produktivität gefordert. Um die Ziele der Qualitätsanforderungen zu erfüllen, müssen also bestimmte Prinzipien beachtet werden, die man mehr oder weniger bei fast allen hier vorgestellten Qualitätsmaßnahmen wiederfindet. Am besten ist es natürlich, erst gar keine Fehler zu produzieren, anstatt diese später entdecken zu wollen. Da dies jedoch illusorisch ist, folgt jetzt eine Auswahl der derzeit wichtigsten Prinzipien des Software- Qualitätsmanagements Konkrete operationalisierbare Qualitätsmerkmale Am Beginn einer Qualitätsplanung ist es wichtig, vom Benutzer möglichst konkrete und quantifizierbare Qualitätsmerkmale zu erhalten. Daraus lassen sich dann die jeweiligen Merkmale für die einzelnen Phasen des Prozesses und das Produkt selbst ableiten. Ein Indikator für gute Prozessqualität kann beispielsweise das rechtzeitige Bereitstellen von ausreichend Ressourcen sein N-Augenkontrolle bei Qualitätsprüfungen Menschen machen grundsätzlich Fehler. Um diese zu minimieren ist es sinnvoll, die kognitiven Fähigkeiten einzelner zu addieren und gleichzeitig Spezialisten zu nutzen. Insbesondere bei informellen Prüfungen sollte man grundsätzlich auf dieses Prinzip zurückkommen, da Menschen ihre eigenen Fehler nur sehr schwer finden Frühzeitige Entdeckung und Behebung von Fehlern Die Kosten für die Behebung von Fehlern steigen mit der Dauer zwischen dem Zeitpunkt der Entstehung und der Entdeckung exponentiell an. Im Software-Entwicklungsprozess muss man damit rechnen, dass während des Testens entdeckte Fehler Auswirkungen auf sehr frühe Entwurfsschritte haben, so dass der gesamte Prozess Schritt für Schritt erneut durchlaufen werden muss. Deshalb ist es enorm wichtig den im Abschnitt 1 erwähnten Verbreitungseffekt von Fehlern einzudämmen, indem man diese möglichst frühzeitig

8 entdeckt. Dadurch ist auch eine verbesserte Qualitätslenkung gegeben Unabhängigkeit bei Qualitätsprüfungen Bei Qualitätsprüfungen geht es grundsätzlich darum möglichst alle Fehler und Mängel zu entdecken, das heißt sie müssen äußerst kritisch durchgeführt werden. Menschen sind jedoch nicht bestrebt ihre eigenen Fehler zu finden, viele wollen selbstverständlich als nahezu fehlerlos gelten. Dieser natürliche Interessenskonflikt lässt sich nur durch unabhängige Qualitätsprüfungen vermeiden. Das Ziel ist die objektive Feststellung der IST- Qualität und keine Bewertung der Mitarbeiter. Daraus resultiert natürlich, dass die Fehlerbehebung auf einen späteren Zeitpunkt verlagert wird, denn dafür sind letztendlich wieder die Autoren verantwortlich Rückkopplung der Ergebnisse Ein wesentlicher Bestandteil für die Qualitätslenkung ist die Rückkopplung von Prüfergebnissen, durch die die Soll-Ist-Abweichungen erkannt werden können, die zu Korrekturmaßnahmen im Entwicklungsprozess führen sollen. Die notwendigen Informationen liefern Reviews und Audits, auf die im Abschnitt 4 näher eingegangen wird. 2.3 Qualitätsmodelle Zur Spezifikation und zur Prüfung des Erfüllungsgrades von Qualitätsanforderungen sowohl beim Entwicklungsprozess als auch beim Produkt selbst sind Hilfsmittel notwendig. Qualitätsmodelle bieten die notwendigen Möglichkeiten zur Spezifikation von Qualitätsanforderungen. Bei allen Qualitätsmodellen wird der allgemeine Qualitätsbegriff durch Ableiten von Unterbegriffen operationalisiert. Die einzelnen Unterbegriffe werden dann durch die Festlegung von Indikatoren, also Produkt- oder Prozesskenngrößen, messbar gemacht. Diese Größen nennt man Qualitätskenngrößen (engl. auch metrics). Der Zweck von Qualitätsmodellen liegt in der Vereinheitlichung der Vorstellung von Qualität, eines konkretisierten Qualitätsbegriffs sowie einer einheitlichen Kommunikation insbesondere zwischen Entwicklern und Auftraggebern beziehungsweise Anwendern. Ein Beispiel für ein in der Softwaretechnikhäufig genutztes Qualitätsmodell ist das sogenannte SPARDAT-Qualitätsmodell. Es wird in den folgenden fünf Schritten systematisch aufgestellt. Zuerst überlegt man sich ausgehend vom Begriff der Software-Qualität die drei wichtigsten Qualitätseigenschaften, diese sind meist Gebrauchstauglichkeit, Pflegbarkeit und Anpassbarkeit. Im Anschluss werden die jeweils zugehörigen Qualitätsmerkmale ausgewählt, festgelegt und ergänzt sowie die zu erreichenden Merkmalsausprägungen festgelegt. Dann erfolgt eine Abstimmung zwischen Auftraggeber, Entwickler und Management, um

9 sicherzustellen, dass alle Interessen im notwendigen Umfang gewahrt werden. Anschließend werden zu jedem Qualitätsmerkmal die entsprechenden Qualitätsmaßnahmen, mittels derer die Qualitätsziele erreicht werden können, ausgewählt und im Qualitätsplan festgehalten. Im Anschluss an jede einzelne Entwicklungsphase werden die Qualitätsziele und -maßnahmen stets verfeinert und festgehalten. Qualitätsmodelle dienen also dazu, die Qualitätsziele und -maßnahmen operativ auszuwählen sowie präzise und vollständig zu spezifizieren. 2.4 Klassifikation der Qualitätsmaßnahmen Man kann vier Kategorien von Qualitätsmaßnahmen definieren. Dabei ist es sinnvoll zu unterscheiden, auf welcher Ebene man dies tut Organisatorische Qualitätsmaßnahmen Bei den organisatorischen Qualitätsmaßnahmen geht es um den Aufbau, die Einführung und die Pflege eines Qualitätsmanagementsystems. Das Ziel dabei sind definierte und kontrollierte Geschäftsprozesse. Dieses System wird projektübergreifend, projektbezogen und phasenbezogen wirksam Konstruktive Qualitätsmaßnahmen Konstruktive Qualitätsmaßnahmen dienen der Qualitätsgestaltung. Sie wirken präventiv und sollen das Entstehen von Fehlern und Mängeln von vornherein durch geeignete Prinzipien, Methoden, Techniken, Formalismen und Werkzeuge vermeiden. Auf konstruktive Qualitätsmaßnahmen wird im Abschnitt 3 näher eingegangen Analytische Qualitätsmaßnahmen Analytische Qualitätsmaßnahmen umfassen alle Maßnahmen, die der Erkennung von Fehlern und Mängeln dienen. Das Ergebnis ist eine Bewertung der Qualität. Auf analytische Qualitätsmaßnahmen wird im Abschnitt 4 näher eingegangen psychologisch-orientierte Qualitätsmaßnahmen Die psychologisch-orientierten Qualitätsmaßnahmen betreffen den Menschen selbst. Dabei geht es grundsätzlich darum, dass sich die Teammitglieder kennen lernen sollen, um die Arbeitsleistung innerhalb des Teams zu verbessern. Dazu plant der Projektleiter ein mindestens eintägiges Treffen ein, bei dem sich die Teilnehmer durch meist spielerische Maßnahmen miteinander vertraut machen. Diese Maßnahmen werden oft unterschätzt, können die Produktivität aller jedoch merklich erhöhen.

10 3. konstruktive Qualitätsmaßnahmen Unter konstruktiver Qualitätsgestaltung fasst man den Einsatz von technischen, organisatorischen und psychologisch orientierten Maßnahmen zusammen. Das Ziel der Anwendung dieser Maßnahmen ist es, so viele Fehler und Mängel wie möglich von vornherein zu vermeiden. 3.1 Klassen von konstruktiven Maßnahmen Unter den technischen Maßnahmen versteht man die Verwendung von Methoden und Werkzeugen, wie beispielsweise Java als modulorientierte Programmiersprache. Organisatorische Maßnahmen können beispielsweise die Verwendung eines Vorgehensmodells zur Softwareentwicklung oder ein Plan zur Konfigurationsverwaltung sein. Die menschlichen Maßnahmen ermöglichen den Entwicklern erst die Ausführung ihrer Arbeit beziehungsweise verbessern diese durch geeignete Schulungs- oder psychologischorientierte Maßnahmen. Eine der effektivsten Maßnahmen ist hierbei sicherlich die Aus- und Weiterbildung der Mitarbeiter, denn die technischen Qualitätsmaßnahmen sind in der Regel ohne entsprechenden Kenntnisstand wirkungslos. 3.2 Beispiele für konstruktive Qualitätsmaßnahmen Dokumentation Die gängigsten Probleme von Dokumentationen sind veraltete, unvollständige und schwer lesbare Dokumente. Der Grund hierfür ist oftmals ein mangelndes Verständnis für die Dokumentation. Meist wird als Gradmesser für das Voranschreiten eines Projekts die Größe Lines of Code pro Tag betrachtet, so dass die Dokumentation vernachlässigt wird. Das Projektmanagement ist bestrebt rasch eine laufende Applikation zu erstellen. Die Dokumentationsarbeiten würden den Zeitplan nur verhindern. Eine gute Dokumentation ist jedoch wichtig zur Erfüllung der Aufgabe des Qualitätsmanagements. Zunächst müssen die Qualitätsmerkmale dokumentiert werden, um sich im weiteren Verlauf des Projekts darauf beziehen zu können. Der Qualitätsplan legt dann fest, welche Dokumente wann zu erstellen und zu überprüfen sind. Dabei hat das Qualitätsmanagement einige Anforderungen an Dokumente, wie beispielsweise Änderbarkeit, Aktualität, Eindeutigkeit, Identifizierbarkeit, Normkonformität, Verständlichkeit, Vollständigkeit und Widerspruchsfreiheit. Um eine qualitativ hochwertige Dokumentation zu gewährleisten führt man verschiedene

11 Maßnahmen ein. Zuerst muss in Verbindung mit dem Projektmanagement Zeit für das Erstellen der Dokumentation eingeplant werden. Das Qualitätsmanagement stellt Dokumentenmuster als Textschablonen, sogenannte Templates, zur Verfügung, wodurch eine Standardisierung aller Dokumente erreicht wird. Um Dokumentationsarbeiten überhaupt zu ermöglichen, muss ein Werkzeug in Form der Textverarbeitung bereitgestellt werden. Weitere denkbare Tools wären solche, die automatisch Dokumente beispielsweise aus dem Programmcode heraus erzeugen Prototyping Prototyping unterstützt das Entdecken fehlender und fehlerhafter Anforderungen schon vor dem Entwurf und der Implementierung. Mit einfachen Mitteln und relativ geringem Aufwand wird ein Prototyp erstellt. Dadurch erzielt man eine frühzeitige Rückkopplung hinsichtlich der Durchführbarkeit der angedachten Entwicklung. Dieses Verfahren wendet man beispielsweise bei Autos regelmäßig an, um nur weitestgehend mängelfreie Wagen in die Serienproduktion gehen zu lassen. Bei der Softwareentwicklung können die Prototypen wiederverwendet oder weggeworfen werden. Man unterscheidet das explorative, experimentelle und evolutionäre Prototyping. Bei den ersten beiden ist das Ziel eine vollständige Systemspezifikation bzw. eine Spezifikation von Teilsystemen. Der Prototyp wird während der Anforderungsanalyse erstellt und ermöglicht damit eine frühzeitige Prüfung der Anforderungen hinsichtlich der Machbarkeit und der Vollständigkeit. Der Anwender kann aufgrund der ersten früh laufenden Applikation seine Wünsche validieren, wodurch die Kommunikation zwischen Entwickler und Anwender erheblich verbessert wird. Beim evolutionären Prototyping wird das System inkrementell entwickelt. Ausgehend von einem ersten Prototyp wird dieser Schritt für Schritt weiterentwickelt und somit zum vollständigen System ausgebaut. Dadurch lässt sich zwar das Problem der unvollständigen Spezifikation umgehen und der Anwender kann seine Wünsche ebenfalls sehr früh validieren. Aus Sicht der Qualitätssicherung ist diese Methodik jedoch äußerst kritisch zu bewerten. Die Software-Architektur droht jederzeit ein Flickwerk zu werden. Außerdem unterliegt die Entwicklungsarbeit einem permanenten Änderungsprozess. Selbstverständlich ist hierbei auch das Projektmanagement mehr gefordert, um die Arbeiten sinnvoll zu koordinieren weitere Beispiele Neben den eben ausführlich beschriebenen konstruktiven Qualitätsmaßnahmen existieren noch etliche andere, die jetzt nur kurz erwähnt werden sollen, um einen Eindruck der Bandbreite der möglichen Maßnahmen zu gewinnen.

12 Die Arbeit der Programmierer und Tester wird erheblich vereinfacht, wenn Namenskonventionen und Programmierrichtlinien erlassen werden. Diese zielen auf eine leichte Erkennbarkeit der Variablen ab. Außerdem kann jeder fachkundige Programmierer den Code schnell erfassen. Grundsätzlich ist ein klarer, einfacher Programmcode vorteilhaft, der beispielsweise keine unnötigen Verzweigungen enthalten darf. Der sogenannte Cleanroom-Ansatz verfolgt den Gedanken, Programmierer und Tester voneinander zu trennen. Dies ist sinnvoll, da sich Menschen nicht gern selbst testen und insbesondere aufgrund dieser mangelnden Motivation wenig eigene Fehler finden werden. Bei größeren Projekten kann es sich anbieten sogar auf völlig externe Tester zurück zu greifen, die nicht im eigenen Unternehmen arbeiten, um ein bestmögliches Ergebnis zu erzielen. Aus Sicht des Qualitätsmanagements kann und soll Software wiederverwendet werden, wenn diese ausreichend getestet ist, die Testdaten zur Verfügung stehen und die Tests jederzeit reproduzierbar sind. In allen anderen Fällen ist von einer Wiederverwendung sowohl von einzelnen Methoden, als auch von kompletten Programmen grundsätzlich abzuraten. Der Ansatz des Pair Programming verfolgt die Idee, Fehler von vornherein auszuschließen. Dafür sitzen an einem Arbeitsplatz immer genau zwei Personen. Einer von Ihnen programmiert und der andere denkt mit. Einerseits soll letzterer Tippfehler bemerken und andererseits globale Zusammenhänge berücksichtigen, um festzustellen, ob die gerade programmierte Methode in das Gesamtkonzept passt. Dadurch wird die Gesamtleistungsfähigkeit eines Teams deutlich erhöht, da in der auf die Implementierung folgenden Testphase weniger gefundene Fehler und damit ein geringerer Aufwand zu deren Behebung zu erwarten ist. 4. Analytische Qualitätsmaßnahmen Durch analytische Qualitätsmaßnahmen wird die Qualität von Software geprüft und bewertet. Für diese Überprüfungen gibt es verschiedene Motivationen, so möchte vielleicht der Käufer erfahren, ob das Produkt seinen Anforderungen genügt oder der Projektleiter ist interessiert an der Qualität am Ende einer bestimmten Entwicklungsphase. Die Voraussetzung, um analytische Qualitätsmaßnahmen anwenden zu können ist die Qualitätsplanung. Erst dadurch lassen sich die notwendigen Prüfziele ableiten. Besonders wichtig ist es, nicht erst ganz am Ende der Phasen zu prüfen, sondern fortlaufend während des gesamten Entwicklungsprozesses. Eine bedeutende Rolle spielen Prüfungen für Validation, Verifikation und Zertifikation. Unter Validation versteht man Prüfungen am Ende des Entwicklungsprozesses, um die Übereinstimmung der Anforderungen mit dem Produkt nachzuweisen.

13 Verifikation bedeutet eine Überprüfung der Übereinstimmung von Zwischen- und Endergebnissen im Lifecycle mit den Ergebnissen vorangegangener Phasen. Unter Zertifikation versteht man die Prüfung und Bewertung eines Produkts oder Qualitätssystems hinsichtlich der Erfüllung vorgegebener Anforderungen. Dies geschieht in der Regel durch eine unabhängige Prüfstelle, die ein Zertifikat vergibt. Europäische Betriebe können sich beispielsweise nach der DIN ISO900x zertifizieren lassen. Jede analytische Qualitätsmaßnahme verfolgt einige grundsätzlich Ziele. Vorrangig ist die frühzeitige Entdeckung von Fehlern, um die Kosten für deren Behebung niedrig zu halten. Projektrisiken und -kosten sollen minimiert sowie die Produktqualität kontinuierlich verbessert werden. Dabei ist für jede Prüfung ein konkretes Einzelziel zu definieren. Man unterscheidet die analytischen Qualitätsmaßnahmen in statische und dynamische Prüfungen. Der Unterschied liegt darin, dass das Testobjekt bei den dynamischen Prüfungen ausgeführt wird, bei den statischen nicht. 4.1 statische Prüfungen Zu den statischen Prüfungen gehören Audits, Reviews und die symbolische Programmausführung. Die symbolische Programmausführung ist eine Programmanalysemethode, bei der statt aktuellen Datenwerten symbolische Ausdrücke zur Ausführung von Programmpfaden verwendet werden. Bedeutender sind jedoch Audits und Reviews, die jetzt näher beschrieben werden Audit Ein Audit kann man definieren als eine unabhängige Prüfung eines Arbeitsproduktes oder einer Menge von Arbeitsprodukten, bei der die Übereinstimmung mit Spezifikationen, Standards, vertraglichen Vereinbarungen oder anderen Kriterien geprüft wird. Man unterscheidet Audits der Produktqualität, der Prozessqualität und des Managementsystems. Bei einem Audit der Produktqualität erfolgt eine quantitative Bewertung der Konformität des Produkts mit den geforderten Merkmalen, wie zum Beispiel der physischen oder funktionalen Vollständigkeit. Diese Form des Audits wird besonders häufig angewandt. Unter einem Audit der Prozessqualität versteht man die Prüfung der Elemente eines Prozesses hinsichtlich ihrer Vollständigkeit und Wirksamkeit. Dabei kann man beispielsweise die Produktivität und Leistung eines Projektteams oder die Wirksamkeit der eingesetzten Methoden und Werkzeuge überprüfen. Während der Prüfung werden schon Verbesserungen vorgeschlagen. Bei einem Audit eines Managementsystems wird überprüft, ob die Elemente eines Qualitätsoder Managementsystems gemäß den Anforderungen vollständig, wirksam und

14 dokumentiert sind. Dies können Managementpraktiken oder die Projektorganisation sein. Der Ablauf eines Audits erfolgt in klar definierten Phasen. Zuerst muss ein klares Ziel definiert werden, aus dem hervorgeht welche konkreten Ergebnisse erwartet werden. Danach wird der Umfang des Audits festgelegt und der Prozess initiiert. Nachdem sich die Prüfer einen Überblick verschafft haben, beginnt die eigentliche Analyse. Daran anschließend werden Lösungs- und Verbesserungsvorschläge erarbeitet und zuletzt der Ergebnisbericht erstellt. Da der Ablauf ähnlich dem eines Reviews, das im nächsten Abschnitt näher beschrieben wird, ist, wird hier nicht näher darauf eingegangen Review Ein Review kann man definieren als einen mehr oder weniger formal geplanten und strukturierten Analyse- und Bewertungsprozess, in dem Projektergebnisse einem Team von Gutachtern präsentiert und von diesen kommentiert oder genehmigt werden. Ein Review ist eine Validierungstechnik, die vor allem der manuellen Prüfung von Dokumenten oder Software dient. Ein großer Teil der Dokumente im Entwicklungsprozess ist informell. Gerade für Überprüfungen dieser sind Reviews besonders gut geeignet. Einige Hauptgründe für den Einsatz dieser Technik sind die unmittelbare Qualitätsverbesserung des Prüfobjekts, indirekt auch die Verbesserung der Prozessqualität sowie eine bessere Kontrolle der Projektfaktoren Kosten und Zeit. Gleichzeitig ist hier natürlich eine frühzeitige Fehlererkennung möglich, so dass sichergestellt ist, dass die geforderten Qualitätseigenschaften eingehalten werden. Ein nicht unwichtiger Punkt ist die Überprüfung von Schnittstellen der Systembausteine. Reviews werden genau wie Audits in der Regel formell nach einen ganz bestimmten Muster durchgeführt, wie die folgende Abbildung zeigt.

15 Abbildung 3: Phasen eines Reviews Man beginnt mit der Planung, bei der ein klares Ziel definiert sowie ein konkreter Zeitplan festgehalten wird. Dabei ist zu bedenken, dass bei Reviews nie mehrere tausend Zeilen von Code geprüft werden. Die Obergrenze für das Prüfobjekt liegt bei zwei DINA4 Seiten. Als nächstes schließt sich die Phase der Vorbereitung an, innerhalb der die Inspektoren sich über das Prüfobjekt informieren. Danach bereiten sich die Inspektoren einzeln auf die Prüfung vor. Jeder erhält alle dazu notwendigen Unterlagen. Die Zeit für die Vorbereitung liegt im Bereich von wenigen Stunden, sie darf weder zu knapp noch zu viel bemessen sein, um das Optimum an gefundenen Fehlern pro Zeiteinheit zu erzielen. Die Inspektoren notieren alle gefunden Fehler. Zur Prüfung haben sich sogenannte Checklisten bewährt, anhand derer das Dokument mit exakten Fragen zu bestimmten Qualitätskriterien, die das vorher definierte ziel verfolgen, durchgearbeitet wird. In der anschließenden eigentlichen Reviewsitzung wird nur über die gefunden Fehler diskutiert, nicht aber über Lösungsmöglichkeiten. Die Sitzung darf aufgrund der hohen psychischen Anstrengungen nicht länger als zwei Stunden dauern. Ein Protokollant notiert die entdeckten Fehler zur späteren Behebung. Während der Phase der Nachbearbeitung beseitigt der Autor die gefunden Fehler und legt eine Liste über die erledigten Korrekturen an. In der abschließenden Bewertungsphase werden noch ausstehende Berichte angefertigt sowie über das Ergebnis des Reviews entschieden. Bei unzureichender Fehlerbeseitigung muss gegebenenfalls ein erneutes Review angesetzt werden. An einem Review nehmen sechs Rollen Teil, die die folgende Abbildung darstellt.

16 Abbildung 4: Rollen eines Reviews Der Manager oder Organisator gibt die Qualitätskriterien vor und trägt die Verantwortung für den gesamten Prozess, indem er ihn ständig beobachtet. Zuständig für den Ablauf der eigentlichen Reviewsitzung ist der Moderator. Er sollte möglichst neutral sein und braucht deswegen in keiner Weise in das Projekt involviert sein. Der Autor hat das Prüfobjekt erstellt und ist für die anschließende Fehlerbeseitigung zuständig. Die Gutachter oder Inspektoren sind die Experten, die das Prüfobjekt analysieren und die Probleme identifizieren. Der Leser trägt die Inhalte vor. Auch er sollte möglichst neutral sein. Die Dokumentation der Fehler ist die Aufgabe des Protokollanten. Er hält im Prinzip die Ergebnisse des Reviews fest. Zwei wichtige Punkte sollten bei jedem Review beachtet werden. Zum einen darf der Autor niemals Moderator, Leser oder Gutachter sein. Dies ist wichtig, da er sonst in einen Interessenskonflikt gerät, indem er für die Suche seiner eigenen Fehler zuständig ist. Zum anderen ist immer zu bedenken, dass ein Review keine Mitarbeiterbewertung ist. Es geht nur darum möglichst effizient Fehler zu finden, um die Produktqualität zu sichern und nicht um eine Beurteilung der Güte eines Mitarbeiters. Die eben beschriebene sehr formelle Variante des Reviews bezeichnet man als Inspektion. Daneben existieren noch weitere, weniger formelle Formen wie beispielsweise ein Walkthrough.

17 4.2 dynamische Prüfungen Im Unterschied zu den statischen Prüfungen wird das Prüfobjekt bei den dynamischen Prüfungen ausgeführt. Das wichtigste Verfahren ist hierbei das Testen. Dabei werden in das Programm eine stichprobenartig ausgewählte Menge von Eingabewerten eingegeben. Neben der Ausführung des kompletten Programms sind auch Teilausführungen möglich. Das Ziel der Überprüfung ist es herauszufinden, ob sich das Programm so verhält, wie es in der Spezifikation gefordert ist. Beim Testen ist nie eine einhundert prozentige Testabdeckung möglich. Man kann sich aber sinnvolle, quantifizierbare Ziele überlegen, die dann erfüllt werden müssen. Es existieren verschiedene Testmethodiken, wie zum Beispiel der Modultest, der Integrationstest oder der Systemtest. Aus Sicht der Qualitätssicherung ist es enorm wichtig alle Testergebnisse zu dokumentieren, um später darauf zugreifen zu können. 5. Zusammenfassung In dieser Ausarbeitung wurden die wichtigsten Begriffe des Qualitätsmanagements in der Software-Technik geklärt und einige Zusammenhänge dargestellt. Ausgehend von den wesentlichen Grundlagen sind die konstruktiven und analytischen Qualitätsmaßnahmen hervorgehoben. Hierbei wurde stets Wert darauf gelegt möglichst für das Projekt relevante Maßnahmen zu erklären, um diese dann auch entsprechend umsetzen zu können. Ein wesentlicher Aspekt ist das menschliche Verständnis für Qualitätsmaßnahmen. Wenn nicht alle Projektmitglieder die Notwendigkeit dieser sehen wird deren Umsetzung und die Einhaltung der geforderten Mindest-Qualitätsanforderungen schwierig.

18 6. Literaturangabe Ernest Wallmüller: Software-Qualitätsmanagement in der Praxis, Carl Hanser Verlag, München 2001 Georg Erwin Thaller: Der Individuelle Software-Prozess, bhv Verlag, Kaarst