Lehrbuch der Softwaretechnik: Basiskonzepte und Requirements Engineering

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1 Helmut Balzert Lehrbuch der Softwaretechnik: Basiskonzepte und Requirements Engineering 3. Auflage Unter Mitwirkung von Heide Balzert Rainer Koschke Uwe Lämmel Peter Liggesmeyer Jochen Quante Spektrum k-/± AKADEMISCHER VERLAG ZZ3 Technische Universität Darmstadt FACHBEREICH INFORMATIK BIBLIOTHEK Sachgebiete: Standort:

2 I Die Wissenschaftsdisziplin Softwaretechnik 1 1 Was ist Software? 3 2 Warum ist Software so schwer zu entwickeln? 9 3 Was ist Softwaretechnik? 17 II Basistechniken 23 4 Prinzipien Prinzip der Abstraktion Prinzip der Strukturierung Prinzip der Bindung und Kopplung Prinzip der Hierarchisierung Prinzip der Modularisierung Geheimnisprinzip Prinzip der Lokalität Prinzip der Verbalisierung Abhängigkeiten zwischen den Prinzipien Zusammenfassung 50 5 Methoden 53 6 Werkzeuge Menschen, Methoden, Werkzeuge Klassifikation von Werkzeugen Von Werkzeugen behandelte Artefakte Von Werkzeugen unterstützte Operationen Werkzeuge zur Kollaboration und Kommunikation Unterstützung von Prozessmodellen und Methoden Integrierte Entwicklungsumgebungen Modellgetriebene Entwicklung Auswahlkriterien bei der Anschaffung von Werkzeugen Evaluationsverfahren für die Anschaffung Zusammenfassung 97 xm

3 III Basiskonzepte 99 7 Fallstudie: SemOrg - Die Spezifikation Fallstudie: Fensterheber - Die Spezifikation Statik Funktionalität Einzelne Funktionen Zusammenfassung von Funktionen Box: Klassen - Methode und Checkliste Funktions-Strukturen Funktionsbaum Pakete Box: Pakete - Methode und Checkliste Vererbung Box: Vererbung - Methode und Checkliste Assoziation Box: Assoziationen - Methode und Checkliste Box: Multiplizitäten - Methode und Checkliste Aggregation und Komposition Box: Komposition und Aggregation - Methode und Checkliste Weitere Strukturen Daten Box: Attribute - Methode und Checkliste Daten-Strukturen XML, DTD und XML-Schemata Entity-Relationship-Modell ER-Konzepte und OO-Konzepte im Vergleich Schlüssel, Tabellen und Dateien Beispiele für semantische Datenmodelle Unternehmensdatenmodelle und Weltmodelle Zusammenfassung Multidimensionale Datenstrukturen Data Warehouse und Data Marts OLAP und Hyperwürfel Modellierungsansätze Zusammenfassung Dynamik Kontrollstrukturen Die Sequenz Die Auswahl Die Wiederholung Der Aufruf 235 xiv

4 Die Nebenläufigkeit Aktivitätsdiagramm Box: Aktivität - Methode und Checkliste Zusammenfassung Geschäftsprozesse und Use Cases Konzepte und Notationen EKPs und Aktivitätsdiagramme Use Case-Diagramme und -Schablonen Box: Use Case - Methode und Checkliste Zusammenfassung Zustandsautomaten Erstellung eines Zustandsautomaten Notationen Zustandsautomat mit Endzuständen Mealy-Automat vs. Moore-Automat Zustandsautomat nach Harel Verhaltens- vs. Protokollzustandsautomaten Markov-Ketten Box: Zustandsautomat - Methode und Checkliste Zusammenfassung Petrinetze Bedingungs/Ereignis-Netze Stellen/Transitions-Netze Prädikat/Transitions-Netze Hierarchische Petrinetze Zeitbehaftete Petrinetze :4.6 Generalisierte stochastische Petrinetze Aktivitätsdiagramme und Petrinetze Strukturelemente und Strukturen von Petri-Netzen Box: Petrinetze - Methode Analyse und Simulation von Petrinetzen Wertung Zusammenfassung Szenarien Sequenzdiagramm Kommunikationsdiagramm Box: Sequenz- und Kommunikationsdiagramm - Methode und Checkliste Timing-Diagramm Zusammenfassung Logik Formale Logik Aussagenlogik Prädikatenlogik 367 xv

5 Temporale Logik Zusammenfassung Constraints und die OCL in der UML Constraints in der UML OCL Zusammenfassung Entscheidungstabellen und Entscheidungsbäume Erstellung einer Entscheidungstabelle Anwendung einer Entscheidungstabelle Überprüfung und Optimierung von Entscheidungstabellen Darstellungsformen für Entscheidungstabellen Entscheidungstabellen-Verbunde Erweiterte Entscheidungstabellen Eintreffer-und Mehrtreffer-Entscheidungstabellen Zusammenfassung & Bewertung Regeln Aufbau von Regeln Auswahl von Regeln Regelbasierte Software Der Rete-Algorithmus Verkettung von Regeln Lösungssuche Der Suchbaum Tiefe-zuerst-Suche Breite-zuerst-Suche Heuristische Suche Bewertete Regeln Geschäftsregeln Anwendungen Zusammenfassung 430 IV Requirements Engineering Problem vs. Lösung Bedeutung, Probleme und Best Practices Aktivitäten und Artefakte Der Requirements Engineering-Prozess Anforderungen und Araforderangsarten Visionen und Ziele Rahmenbedingungen 459 xvi

6 16.3 Kontext und Überblick Nichtfunktionale Anforderungen Box: Qualitätsmerkmale nach ISO/IEC Abnahmekriterien Anforderungen an Anforderungen Anforderungsattribute Natürlichsprachliche Anforderungen Anforderungsschablonen Anforderungsschablone der IEEE Anforderungsschablonen im V-Modell XT Schablonen für Lastenheft, Pflichtenheft und Glossar Schablonen für agile Entwicklungen Anforderungen ermitteln und spezifizieren Anforderungen analysieren, validieren und abnehmen Schätzen des Aufwands Voraussetzungen und Einflussfaktoren Warum ist das Schätzen des Aufwands wichtig? Warum eine Aufwandsschätzung schwierig ist Schätzverfahren Analogiemethode Expertenschätzung Bottom-up-Methode Prozentsatzmethode Algorithmische Schätzung Faustregeln Die Function-Points-Methode Object Points/'Application Points COCOMOII Bewertung und weitere Aspekte Zusammenfassung Anforderungen priorisierem Anforderungen modellieren Beispiel: Objektorientierte Analyse Strukturierung der OOA-Konzepte OOA-Muster 550 Inhalt XVII

7 OOA-Methode Domänenspezifische Sprachen Fallstudie: SemOrg V1.0 - Die fachliche Lösung Fallstudie: Fensterheber - Die fachliche Lösung Modellierte Anforderungen analysieren, verifizieren und abnehmen 587 Glossar 589 Literatur 605 Sachindex 619 xvm