Reviewtechniken & Inspektionen

Transkript

1 Methoden und Werkzeuge zur Softwareproduktion Reviewtechniken & Inspektionen Holger Borck Marco Pohl

2 Gliederung 1. Reviewtechniken 2. ISO9000 & Audit 3. Design & Code Inspektion 4. Übung 5. Diskussion Softwareproduktion - Reviewtechniken 2

3 Motivation Wie kann qualitativ hochwertige Software mit geringem Aufwand produziert werden? Wie können Probleme möglichst frühzeitig erkannt werden? so gut wie sicher erkannt werden? möglichst mit geringem Aufwand erkannt werden? Softwareproduktion - Reviewtechniken 3

4 Motivation Suche nach einer Prüftechnik, die jederzeit auf jegliche Arten von Arbeitsergebnissen angewandt werden kann (Unabhängigkeit, Flexibilität). sehr genaue und zielgerichtete Untersuchungen anstellt (Nutzung von Expertenwissen, geplanter und gut strukturierter Ablauf). geringe Kosten verursacht. Anforderungen zu groß! Softwareproduktion - Reviewtechniken 4

5 Aufgabe von Reviews als Prüftechnik Syntax-, Konsistenz- und Vollständigkeitsprüfungen können von Werkzeugen automatisiert durchgeführt werden Semantik kann manuell durch Reviews geprüft werden Ergänzung werkzeuggestützter Überprüfungen Softwareproduktion - Reviewtechniken 5

6 Einordnung nach Liggesmeyer Prüftechniken statisch dynamisch verifizierend analysierend symbolisch formal Metriken Stilanalyse Reviews Slicing Reviews sind statische Analyseverfahren, zur Qualitätssicherung von Software, bei denen manuell geprüft wird. Softwareproduktion - Reviewtechniken 6

7 Eigenschaften Statischer Analysen keine Ausführung der zu prüfenden Software Durchführung ohne Computerunterstützung möglich keine Testfälle Softwareproduktion - Reviewtechniken 7

8 Eigenschaften von Reviews manuelle Analyse des Dokumentes auf Papier (Ausdruck) durch Experten nicht nur auf Quellcode beschränkt in allen Softwareproduktionsphasen anwendbar Verwendung von Referenzunterlagen Konsistenz zu Dokumenten aus vorigen Phasen Erfüllung von Richtlinien (z.b. allg. Programmierkonventionen) Fokussierung auf Aspekte durch Checklisten Softwareproduktion - Reviewtechniken 8

9 Primäre Ziele von Reviews Erkennung von Problemen in einem Arbeitsergebnis Abweichung zu Referenzdokumenten Semantische/Logische Fehler Einhaltung von Standards Konsenzbildung (Team Verantwortung) Softwareproduktion - Reviewtechniken 9

10 Sekundäre Ziele von Reviews Erfolgreiches Bestehen als Meilenstein Verbreiterung der Wissensbasis der Teilnehmer Lernen der Arbeitsmethoden der Kollegen Softwareproduktion - Reviewtechniken 10

11 Allgemeines Vorgehen Einleitung des Reviews (Initiative) Entscheidung des Vorgehens (Angemessenheit) Klärung der Zuständigkeiten und Arbeitsverteilung (Experten) Durchführung der Prüfung Auswertung der Prüfergebnisse Softwareproduktion - Reviewtechniken 11

12 Übersicht Reviewtechniken Reviews Kommentartechnik Sitzungstechniken Informelle Sitzungen Formale Inspektionen Schreibtischtest Stellungnahme Pairprogramming Mini Review Structured Walkthrough Peer Review Round Robin Review Technisches Review Design & Code Inspektion Softwareproduktion - Reviewtechniken 12

13 Merkmale Reviewklassen Kommentartechniken Ablauf weitgehend durch Autor bestimmt Keine Sitzung, sondern Einzelprüfungen Informelle Sitzungstechniken Kein formaler Ablauf Zentrale Review Sitzung Formale Sitzungstechniken (Inspektionen) Sehr genauer Ablaufplan Mehrere Sitzungen Starke Rollenverteilung Softwareproduktion - Reviewtechniken 13

14 Kommentartechniken Schreibtischtest (Einzelprüfung) Drucken des Prüflings Softwareartefakt aus bestimmter Perspektive Markieren/Kommentieren problematischer Stellen Jederzeit durchführbar Stellungnahme/Gegenlesen Autor benötigt Meinung anderer Ausgabe des Prüflings (z.b. per ) (mögliche) Prüfung durch Gutachter Zurücksenden des kommentierten Prüflings Variante: Iterative Bearbeitung der Gutachter ++ geringer Aufwand -- geringe Leistungsfähigkeit Softwareproduktion - Reviewtechniken 14

15 Informelle Sitzungstechniken Peer Review (Experten Review) Experten untersuchen Prüfling Kein Einfluss vom Autor Gutachten als Ergebnis Structured Walkthrough Autor leitet Walkthrough Sitzung Vorstellung Schritt für Schritt Einsatz meist für Lehrzwecke + bessere Leistungsfähigkeit - erhöhter Aufwand Softwareproduktion - Reviewtechniken 15

16 Formale Inspektionstechniken Design & Code Inspektion Festgelegter Zeitplan feste Einplanung des notwendigen Aufwands und der benötigten Zeit Rollen mit genauer Aufgabenverteilung Erfassung vieler Daten zur Auswertung Fehlerklassifizerung (Major/Minor) ++ hohe Leistungsfähigkeit -- hoher Aufwand Softwareproduktion - Reviewtechniken 16

17 Effizienz formaler Techniken effort without inspection with inspection time to delivery Softwareproduktion - Reviewtechniken 17

18 Bewertung Technik Kommentartechnik Sitzungstechnik (informell) Sitzungstechnik (formal) Leistung Aufwand Leistung: Effizienz bei Fehlersuche Aufwand: verursachte Kosten durch Mitarbeiter, Zeit und andere Ressourcen Softwareproduktion - Reviewtechniken 18

19 Relevanz in der Praxis Softwareproduktion - Reviewtechniken 19

20 ISO Normenwerk ISO900X zur Verbesserung der Qualität des Erstellungsprozesses eines Produktes ISO Leitfaden für Erstellung eines Qualitätsmanagementsystems für Softwareentwicklung Systemzertifikat zur Bescheinigung der Qualitätsfähigkeit (Werbung, Erhöhung des Qualitätsbewusstseins) Softwareproduktion - Reviewtechniken 20

21 Audit Nicht produkt- sondern prozessbezogene Prüfmethode Review des Qualitätsmanagementsystems Überprüfung der ISO durch unabhängige Zertifizierungsstelle Festgelegte Auditnorm ISO als Anleitung für das Management von Auditprogrammen Softwareproduktion - Reviewtechniken 21

22 Design und Code Inspektion im Detail Erfunden 1974 von M. Fagan bei IBM Anwendung zuerst auf (pseudo-) Quellcode, später auf alle Aspekte des Software Engineering angewandt Ziele: - Qualität der Dokumente zu erhöhen - Arbeitsprozess zu verbessern - schwere Fehler finden Defect corrections process defect prevention process If there were a Nobel Prize for Software Engineering, Michael Fagan should get it! Softwareproduktion - Reviewtechniken 22

23 Inspektionsablauf Eingangskriterien Planungsphase Unterlagen Überblicksveranstaltung Vorbereitung Prozess Brainstorming Inspektionssitzung Befundlisten Nacharbeit korrigierte Version Follow-Up Inspektionsberichte Ausgangskriterien Softwareproduktion - Reviewtechniken 23

24 Lesetechniken für die Vorbereitung von Inspektionen Ad-hoc-Lesen Checklistenbasiertes Lesen Kontrollflussorientiertes Lesen Lesen durch schrittweise Abstraktion Fehlerklassenbasiertes Lesen Perspektivenbasiertes Lesen (Rollen) Softwareproduktion - Reviewtechniken 24

25 Rollen bei der Inspektion mögliche Rollen: Moderator, Autor, Leser, Inspektor, Protokollführer, Datenschutzbeauftragter, Systemspezialist, etc. mindestens drei Rollen benötigt: Moderator, Inspektor und Autor Teams zwischen 3 7 Personen Softwareproduktion - Reviewtechniken 25

26 Inspektionsgeschwindigkeiten Überblicksveranstaltung: 500 Netto-Zeile/h Vorbereitungsrate: 125 Netto-Zeile/h Inspektionsgeschwindigkeit: 90 Netto-Zeile/h Max. Inspektionsrate <125 Netto- Quellcodezeile/h Zeit für eine Inspektionssitzung ca. 2h Fehler nur anmerken nicht verbessern! Softwareproduktion - Reviewtechniken 26

27 Aufwand von Inspektionen 20% der Gesamterstellungskosten des Produktes Prüfung nur Stichprobenartig hoher Zeit und Planungsaufwand großer Dokumentenbedarf Inspektionsregeln Befundliste Fehlerliste Korrekturliste Checklisten Referenzunterlagen... Softwareproduktion - Reviewtechniken 27

28 Fehler bei Inspektionen Bewertung der Arbeitsqualität Einzelner Einarbeitung von Neulingen nach Vollkommenheit streben unsorgfältige Vorbereitung Autor in der Rolle des Vorlesers Tests und Inspektionen sind keine konkurrierenden Verfahren, sondern ergänzen sich gegenseitig! Softwareproduktion - Reviewtechniken 28

29 Inspektionen sind erfolgreich, wenn man sich nur auf das Produkt konzentriert, jegliche Wertung unterbleibt, Unterlagen rechtzeitig erhalten und durchgearbeitet werden, entspannte Atmosphäre herrscht und gut geplant wurde. Softwareproduktion - Reviewtechniken 29

30 Erfahrungen mit Inspektionen Effektivität zwischen 72% und 100% zum Finden von Fehlern im Analyse-Dokument und 25% - 58% bei Design-Dokumenten. [Allianz Lebensversicherung] Das IBM Labor in Santa Teresa berichtete, dass das Finden eines Major- Defect 3,5 Stunden in einer Inspektion benötigt. Das Finden des gleichen Fehlers durch Testen würde Stunden dauern. Ein Projekt bei Hewlett-Packard zeigte einen Return on Investment von 10:1 Softwareproduktion - Reviewtechniken 30

31 Inspektionseigenschaften festgelegte Eingangs- und Ausgangskriterien definierte Inspektionsphasen geschulte Teilnehmer mit festgelegten verteilten Rollen Sammlung und Analyse von Inspektionsdaten einschließlich Rückkopplung auf den Inspektionsprozess Zielvorgaben für die Ergebnisse Softwareproduktion - Reviewtechniken 31

32 Zusammenfassung Wesentliche Teile der Software-Qualitätssicherung sind durch menschliche Kontrollen durchzuführen: Reviewtechniken haben unterschiedliche Eignungen: Inspektionen um die Qualität zu erhöhen, den Arbeitsprozess zu verbessern und schwere Fehler zu finden. Walkthroughs, um andere über das Produkt zu informieren und Defekte und Probleme zu identifizieren. Schreibtischprüfungen, um tief in Einzelheiten einzudringen. Softwareproduktion - Reviewtechniken 32

33 Vorteile manueller Prüftechniken Semantik kann nur manuell geprüft werden Expertise aller Teilnehmer Qualität vieler Merkmale können nur manuell geprüft werden Verständlichkeit, Änderbarkeit, Aussagefähigkeit von Bezeichnern und Kommentaren Externe Qualitätskontrolle Verantwortung für Qualität wird vom ganzen Team getragen Verbesserung der Kommunikation und Transparenz im Entwicklungsteam Softwareproduktion - Reviewtechniken 33

34 Literatur Peter Liggesmeyer (2002): Software-Qualität.Testen, Analysieren und Verifizieren von Software, Heidelberg Berlin: Spektrum Akademischer Verlag GmbH Wolfgang Ehrenberger (2002): Software-Verifikation, Hanser Verlag Ilene Burnstein (2003): Practical Software Testing. A process-oriented approach, New York: Springer Verlag Karol Frühauf, Jochen Ludewig, Helmut Sandmayr (2004): Software-Prüfung.Eine Anleitung zum Test und zur Inspektion, 5. überarbeitete Auflage, Zürich: vdf Hochschulverlag AF. Helmut Balzert (1998.): Lehrbuch der Softwaretechnik II. Softwaremanagement, Software- Qualitätssicherung, Unternehmensmodellierung, Spektrum Akademischer Verlag Heidelberg Tom Gilb, Dorothy Graham (1993): Software Inspection, Addison Wesley Micheal E. Fagan (1976): Design and code inspections to reduce errors in program development Michael E. Fagan (1986): Advances in Softare Inspections Oliver Laitenberger (1996): Experimentelle Bewertung von Software-Lesetechniken in der industriellen Praxis, (verifiziert ) (verifiziert ) (verifiziert ) Softwareproduktion - Reviewtechniken 34