Qualitätssicherung von Software (SWQS)

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1 Qualitätssicherung von Software (SWQS) Prof. Dr. Holger Schlingloff Humboldt-Universität zu Berlin und Fraunhofer FOKUS : Sicherheitsnormen

2 Folie 2 Fragen zur Wiederholung Wie funktioniert ein Code-Review? Probleme? Toolunterstützung? Abgrenzung Code-Review / Code-Checking / Model-Checking? Was versteht man unter ALM / PLM?

3 Folie 3 Wo stehen wir? 1. Einleitung, Begriffe, Software-Qualitätskriterien 2. Testverfahren, Teststufen, Testüberdeckung 3. automatisierte Testfallerstellung 4. Verifikation und Validierung, Modellprüfung 5. statische und dynamische Analysetechniken 6. Softwarebewertung, Softwaremetriken 7. Codereview- und andere Inspektionsverfahren 8. Zuverlässigkeitstheorie, Fehlerbaumanalyse 9. Qualitätsstandards, Qualitätsmanagement, organisatorische Maßnahmen

4 Standards und Normen Produktstandards Interoperabilität (z.b. Schraubgewinde) Vergleichbarkeit (z.b. Maßeinheit Fuß ) Prozessstandards Objektivierung, Vereinheitlichung Überprüfbarkeit Verschiedene Arten von Software-Normen Normierung von Sprachen, Protokollen, Schnittstellen Referenzmodelle für Vorgehensweisen (z.b. CMMI) Sicherheitsnormen (z.b. ISO 61508) Qualitätsmanagementnormen (z.b. EN ISO 9001, IEC 25000) H. Schlingloff, Software-Qualitätssicherung Folie 4

5 IEC EN Generische Sicherheitsnorm Funktionale Sicherheit sicherheitsbezogener elektrischer/elektronischer/programmierbarer elektronischer Systeme Branchenspezifische Ausprägungen CENELEC EN (Bahntechnik) ISO (Automotive) DO 178 C (Aerospace) IEC (Prozessindustrie)... H. Schlingloff, Software-Qualitätssicherung Folie 5

6 Folie 6 Funktionale Sicherheit Schutz gegen Gefahren, die von einer gestörten oder fehlerhaften Funktion ausgehen Sicherheit einer Anlage bzw. Anwendung ist von der sicheren Funktion der Überwachungseinrichtungen bestimmt; Funktionale Sicherheit ist gegeben, wenn jedes Risiko über Schutzeinrichtungen abgesichert ist Sicherheit muss beim normalen Betrieb gewährleistet sein und darf beim Ausfall einzelner Komponenten nicht verloren gehen Sicherer Zustand? Nachweise: FMEA, FTA,... (nächsten Dienstag) Numerische Betrachtungen zum Restrisiko!

7 Folie 7 Iterativer Sicherheitsprozess

8 Aufbau der IEC Veröffentlicht 1998, revidiert 2010 steigende Bedeutung in der Industrie (insbesondere Spezialisierungen) Teil 1: Allgemeine Anforderungen Teil 2: Anforderungen an sicherheitsbezogene e/e/pe Systeme Teil 3: Anforderungen an Software Teil 4: Begriffe und Abkürzungen Teil 5: Beispiele zur Ermittlung der Stufe der Sicherheitsintegrität Teil 6: Anwendungsrichtlinien Teil 7: Übersicht über Techniken und Maßnahmen Normativ Informativ zentraler Begriff: Sicherheitsanforderungsstufe (SAS, engl.: SIL Safety Integrity Level) alle Anforderungen sind SIL-abhängig H. Schlingloff, Software-Qualitätssicherung Folie 8

9 Merkmale der betrachtet alle Phasen im Lebenszyklus eines Produkts, ganzheitliche Betrachtung Anforderungen zur funktionalen Sicherheit: Vermeidung systematischer Fehler (QM) Beherrschung systematischer Fehler / Ausfälle Beherrschung zufälliger Ausfälle Dokumentation Fehlerwahrscheinlichkeit und Zuverlässigkeit Management der funktionalen Sicherheit H. Schlingloff, Software-Qualitätssicherung Folie 9

10 Folie 10 Schadensart und -Häufigkeit

11 Folie 11 SIL-Klassen SIL = safety integrity level System-SIL wird bestimmt durch RAMS-Analyse (Reliability, Availability, Maintainability, Safety)

12 Bestimmung der Software-SIL Software-SIL richtet sich nach System-SIL werden auf Basis der Risikostufe für den Einsatz der Software im System entschieden (EN 50128) Im Allgemeinen ist Software-SIL gleich der System-SIL Without further precautions, the software safety integrity level shall be, as a minimum, identical to the system safety integrity level. Ausnahmen möglich, falls zusätzliche Sicherungsmaßnahmen eingeführt werden if mechanisms exist to prevent the failure of a software module from causing the system to go to an unsafe state, the software safety integrity level of the module may be reduced Beispiel: HW-Watchdog, Voter o.ä. H. Schlingloff, Software-Qualitätssicherung Folie 12

13 Folie 13 Risikograph

14 Folie Anforderungsschwerpunkte

15 Folie 15 Wichtigkeit der Maßnahmen

16 Folie 16 Wirksamkeit der Maßnahmen

17 Folie 17 Maßnahmen in den Lebensphasen

18 Folie 18 V-Modell nach 61508

19 Folie 19 Ablauf der Phasen

20 Folie 20 Beispiel: SW-Architektur

21 Folie 21 Forderungen an den Entwicklungsprozess

22 Folie 22 Maßnahmen (1) HW

23 Folie 23

24 Folie 24 Maßnahmen (2) SW

25 Folie 25

26 Folie 26 Annex: Auswahl von Verfahren und Techniken

27 Folie 27

28 Folie 28

29 Folie 29 Betriebsbewährtheit Bootstrapping-Problematik!

30 Folie 30 Coding Rules

31 Folie 31

32 Folie 32 noch: Codierregeln

33 Folie Dokumentationsanforderungen

34 Folie 34 Allgemeine Anforderungen

35 Folie 35 Dokumentenstruktur

36 Folie 36 Anforderungen an Dokumente Für jedes Dokument gibt es detaillierte Anforderungen in Bezug auf den Inhalt Struktur ist firmenspezifisch! Beispiel: Requirements

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