Software Engineering. Produktivität der Softwareentwicklung

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1 Software Engineering Produktivität der Softwareentwicklung Die Inhalte der Vorlesung wurden primär auf Basis der jeweils angegebenen Literatur erstellt. Darüber hinaus finden sich ausgewählte Beispiele zur Softwareentwicklung aus dem Bereich der Telekommunikation Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 1

2 Definition Software Engineering Software Engineering is the application of a systematic, disciplined, quantifiable approach to the development, operation, maintenance, and retirement of software, that is, the application of engineering to software Quelle: IEEE Standard Glossary of Software Engineering, ANSI/IEEE Standard Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 2

3 Inhaltsübersicht Produktivität in der Softwareentwicklung Einflüsse auf die Produktivität Methoden zur Aufwandsschätzung Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 3

4 Produktivität in der Softwareentwicklung Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 4

5 Produktivitätssteigerungen Hintergründe einer höheren Produktivität: Software-Produkte schneller entwickeln - Verkürzen der benötigten Entwicklungszeit - Begriff der Effizienzsteigerung Software-Produkte mit einem höheren ROI entwickeln - Reduktion des benötigten Budgets - Beibehaltung des Leistungs- und Qualitätsumfangs Software-Produkte mit einer höheren Qualität Quelle: Balzert, H.: Lehrbuch der Softwaretechnik, S. 8, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg Berlin, Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 5

6 Allgemeiner Begriff der Produktivität Allgemeine Definition der Produktivität: Produktivi tät = Leistung Aufwand Definition der VWL/BWL für die Produktivität: Produktivität = Ausbringungsmenge Einsatzmenge = output input Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 6

7 Produktivität der Softwareentwicklung Boehm, B.: Improving SW Productivity, IEEE Computer, Sept : Produktivi tät = produzierte Ergebnisse eingesetzter Aufwand Sneed, H.: SW-Management, Köln, 1987: Produktivi tät = AnzahlSoftwareenlemente gleistete Manntage Welche Probleme ergeben sich aus diesen Definitionen? Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 7

8 Teilprodukte der SW-Entwicklung Mögliche Ergebnisse eines SW-Projektes: - Analysemodell - Designmodell - Implementierte Programme und Hilfesystem Ergebnisse in Form von Dokumentationen: - Fachanforderungen im Lasten- und Pflichtenheft - Anwender- und Entwicklerhandbuch - Dokumentationen zu Entwickler-, Integrations- und Abnahmetests Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 8

9 Produktumfang in LoC Bedarf weniger Kennzahlen zur Produktbewertung LoC Line of Code zur Bewertung des Produktumfangs - Häufig genutztes Maß in der Softwareindustrie - Grundlage der algorithmischen Kostenschätzung COCOMO Probleme des LoC-Maßes: - Art der Definition (z.b. Umgang mit Leerzeilen und Kommentaren) - Vergleichbarkeit zwischen den Programmiersprachen - Starke Variation bei empirischen Analysen Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 9

10 Aufwand in der SW-Technik Aufwände in der Softwareentwicklung - Personalkosten (PM Personen Monate, alt: MM Mann Monate) - Kosten für Computerressourcen (Rechner, Netzwerke, Software) - Kosten für Hilfsmittel (Infrastruktur, Bücher, ) entsprechend Sneed, H. liegt der Hautpanteil auf den Personalkosten - Art der Definition (z.b. Umgang mit Leerzeilen und Kommentaren) Stellen die Anwesenheitstage eines Mitarbeiters ein vollwertiges Maß für den Aufwand dar? Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 10

11 Umweltfaktor Differenzierung zwischen: - Geistig und damit schöpferischer Anwesenheit - Körperlicher Anwesenheit (vgl. Arbeitszeiterfassungssysteme) De Marco und Lister schlagen einen Umweltfaktor vor: - 40% sind erreichbare Werte - Schwankungen zwischen 10% bis 38% innerhalb einer Firma Umweltfakt or = ungestörte Stunden Stunden körperlicher Anwesenheit Quelle: Boehm in Balzert, H.: Lehrbuch der Softwaretechnik, S. 8, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg Berlin, Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 11

12 Pragmatischer Ansatz Die vielen Probleme, die sich bei der Ermittlung der Produktivität in der SW-Erstellung ergeben, werden in der Praxis durch die Vereinfachung des Maßes vermieden: Produktivi tät = Anzahl Zeilen Quellcode(LOC) Aufwand in Mitarbeitermonaten Produktivität der Softwareentwicklung muss messbar sein, hier gilt jeder Quantifizierungsversuch ist besser als gar keiner! In Anlehnung an: Basili in Balzert, H.: Lehrbuch der Softwaretechnik, S. 8, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg Berlin, Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 12

13 Empirische Erfahrungen Produktivitätsunterschiede zwischen Softwareentwicklern können im Verhältnis von 1:10 sein Aus einer 20-seitigen Problembeschreibung werden ca Seiten Produkt (Code, Dokumentation, Reports) Ein Programmierer ist durchschnittlich in der Lage, im Monat ca. 200 effektive LoCzu entwickeln (inkl. Test & Dokumentation) Ein Dollar in der Softwareentwicklung kostet zwei Dollar in der Wartung (80% der Aufwände fließen in den Betrieb) In Anlehnung an: Dumke, R..: Software Engineering, Eine Einführung für Informatiker und Ingenieure, Vieweg-Verlag, Wiesbaden Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 13

14 Übung 1-1 Konstruieren Sie ein eigenes Produktivitätsmaß für die SW- Entwicklung, das nicht nur Quelltextzeilen als Ergebnisse berücksichtigt. Berücksichtigen Sie weitere, Ihnen bekannte Produkte eines SW-Prozesses. Versuchen Sie, zur Ermittlung des Aufwands den Umweltfaktor in die Berechnung mit einzubeziehen! Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 14

15 Produktivitätseinflüsse Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 15

16 Produktivitätseinflussfaktoren Was fördert die Produktivität am meisten? Personal/Teamfähigkeit 4,18 Produktkomplexitätssenkung 2,36 Geforderte Zuverlässigkeit 1,87 Termindruck 1,66 Anwendungserfahrung 1,57 Speicherknappheit 1,56 Moderne Programmiertechniken 1,51 Softwarewerkzeuge 1,49 Quelle: Lehner, F.: Softwarewartung Management, Organisation und methodische Unterstützung, Carl-Hanser-Verlag, München Wien Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 16

17 Produktivitätseinflussfaktoren Quelle: Basili in Balzert, H.: Lehrbuch der Softwaretechnik, S. 8, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg Berlin, Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 17

18 Einflussfaktoren der Produktivität Quelle: Balzert, H.: Lehrbuch der Softwaretechnik, S. 8, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg Berlin, 1998 (Erarbeitet durch Prof. Dr. Fausmann FHW Berlin) Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 18

19 Möglichkeiten zur Produktivitätssteigerung I Leistung der Mitarbeiter erhöhen - Qualifikation erhöhen - Arbeitsumgebung verbessern - Führung/ Kultur Effiziente Arbeitsschritte - CASE-Umgebungen - Rechnerausstattung optimieren - Bürokommunikation nutzen Quelle: Boehm in Balzert, H.: Lehrbuch der Softwaretechnik, S. 8, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg Berlin, Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 19

20 Möglichkeiten zur Produktivitätssteigerung II Einfachere Produkte (KISS-Prinzip) - Kosten-/Nutzenanalyse - Inkrementelle SW-Entwicklung - Prototypen verwenden Wiederverwendung - Bibliotheken für wieder verwendbare Assets - Paradigmen zur Wiederverwendung (Objekte, Komponenten, Services) - Wiederverwendung belohnen Quelle: Boehm in Balzert, H.: Lehrbuch der Softwaretechnik, S. 8, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg Berlin, Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 20

21 Möglichkeiten zur Produktivitätssteigerung III Arbeitsschritte eliminieren - Modellgetriebene Ansätze - Generatoren verwenden - automatische QS Überarbeitungen eliminieren - inkrementelle SW-Entw. - Methoden in frühen Phasen - Modelle animieren/simulieren - Prototypen verwenden Quelle: Boehm in Balzert, H.: Lehrbuch der Softwaretechnik, S. 8, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg Berlin, Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 21

22 Übung 1-2 Erstellen Sie ein Diagramm, das die angeführten Möglichkeiten zur Produktivitätssteigerung (siehe vorhergehende Folien) den jeweiligen auf die Produktivität Einfluss nehmenden Bereichen nach Basilizuordnet. Geben Sie dabei jeweils an, ob die Maßnahme den Einflussfaktor erhöht oder erniedrigt. Wert Fehler Qualität - Bibliotheken Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 22

23 Aufwandsschätzverfahren Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 23

24 Klassifikation von Kostenschätzmodellen Parkinsonsche Schätzung -Orientierung auf verfügbare Ressourcen Top Down Schätzung Allgemeine fachliche Funktionalität Bottom Up Schätzung Komponentenschätzungen als Grundlage Analogieschlussmethoden Vergleich mit ähnlichen Projekten Expertisen Berücksichtigung von Intuition und Erfahrungen Algorithmische Modelle z.b. Multiplikative Zusammenhänge Quelle: Boehm B. W.: Wirtschaftliche Software Produktion, Forkel-Verlag, Wiesbaden Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 24

25 Allgemeiner Schätzprozess Unter Verwendung von: McGarry, J.; Card, D.; Jones, C.; Layman, B.; Clark, E.; Dean, J.; Hall, F.: Practical Software Mesaurement Objective Information for Decision Makers, Addison-Wesley, Boston/USA, Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 25

26 Aufwandsermittlung im Kontext der Projektstruktur Quelle: Harry M. Sneed: Software-Projektkalkulation, Praxiserprobte Methoden der Aufwandsschätzung für verschiedene Projektarten, Hanser-Verlag, Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 26

27 Verfahren zur Aufwandsschätzung Function-Point-Verfahren, Albrechts-Metrik entwickelt 1979 bei IBM - Konzentration auf klassische Informationssysteme - Orientiert sich an den fachlichen Funktionen (Geschäftsvorfälle) - Internationale Function Point User Group (IFPUG -DASMA) COCOMO-Modell nach B. Boehm - COCOMO (Constructive Cost Model) - Schätzung der Entwicklungszeit in Personen Monaten (keine Wartung) - Ausgangswert der Schätzung sind geschätzten Codezeilen Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 27

28 Function Points Unter Verwendung von: Werkzeug zur Function Point Bewertung des SMLabs der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 28

29 COCOMO II Quelle: Werkzeug zur COCOMO-Berechnung der Fa. QuantiMetrics Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 29

30 Übung 1-3 Untersuchen, verwenden und bewerten einer Methode zur Bestimmung des funktionalen Umfangs bzw. Aufwandsschätzung. Dabei kann es sich um einen der folgenden Ansätze oder eine eigenständig recherchierte Vorgehensweise handeln: - Funtion Points nach IFPUG - COSMIC-Methode - COCOMO-Methode - Object Points - Ansätze aus dem agilen Umfeld - WBS-basierte Vorgehensweisen - Gehen Sie bei der Untersuchung auf die umseitigen Aspekte ein! Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 30

31 Übung 1-3 Untersuchung und Dokumentation von: Vorraussetzungen und Zeitpunkt des Einsatzes Genutztes Vorgehen bzw. verwendeter Algorithmus Mögliche Anwendungsbereiche und Grenzen Prototypische Verwendung der Methode Bewertung der Methode entsprechend SWOT Ansatz zur Herleitung der Aufwände und Kosten Klassifizierung des Verfahrens in Anlehnung an Testtechniken Black-Box, Gray-Box, White-Box, Glass-Box Bem.: Achten Sie auf eine exakte Referenzierung der genutzten Quellen!! Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 31