Software Engineering. Prozessmodelle zur Softwareentwicklung

Transkript

1 Software Engineering Prozessmodelle zur 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 Inhaltsübersicht Aufgaben und Ziele eines Vorgehensmodells Übersicht zu verschiedenen Vorgehensmodellen Vorgehensmodell RUP (Rational Unified Process) Vorgehensmodell XP (extreme Programming) Bewertung der aktuellen Situation Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 2

3 Aufgaben und Ziele von Vorgehensmodellen Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 3

4 Zur Einstimmung: Prozessmodelle werden von vielen Software-Entwicklern nur als eins bezeichnet: Als Einschränkung bzw. Beschneidung ihres Freiheitsgrades durch Prozessmodelle werden kreative und künstlerische Fähigkeiten unterdrückt, das ist so ziemlich der aggressivste Vorwurf, der Prozessmodellen gegenüber vorgebracht wird. Warum?... Quelle - Zitat: Versteegen, G.: Projektmanagement mit dem Rational Unified Process, Springer-Verlag, Berlin Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 4

5 Reihenfolge des Arbeitsablaufs, durchzuführenden Aktivitäten, Definition der Teilprodukte, Fertigstellungskriterien, Mitarbeiterqualifikationen, Bezugsbereich eines Vorgehensmodells Verantwortlichkeiten und Kompetenzen, zu berücksichtigende Richtlinien und Standards, Vorschläge für Methoden und Werkzeuge. Unter Verwendung von: Faustmann, G.: Vorlesung Software Engineering, FHW Berlin Fachbereich II Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 5

6 Anforderungen an ein Vorgehensmodell Ergebnisorientierung Vorrangiger Bezug auf Ergebnisse Flexibilität Anpassbarkeit auf verschiedene Projekttypen Vollständigkeit neben der Entwicklung Bezug auf KM, QS, PM Projektdokumentation Vorgehensbegleitende Erstellung Organisatorische Einbettung Gremien, Rollen, Berichtswege, DV-Unterstützung Integration in Entwicklungsframeworks Unter Berücksichtigung von: Spielmann, H.J.: Softwaretechnik, in Schneider, U.; Werner, D.: Taschenbuch der Informatik, Fachbuchverlag Leipzig im Carl Hanser Verlag, Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 6

7 Übersicht verschiedener Vorgehensmodelle Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 7

8 Typen verschiedener Vorgehensmodelle Prototypen Modell (Vertikale- und Horizontale Prototypen) Evolutionäre Modelle (Produktkern als Grundlage einer stufenweisen Entwicklung Rapid Prototyping) Inkrementelles Modell (Vollständige Erfassung der Anforderungen, aber nur teilweise Implementierung in einer ersten Version) Nebenläufige Modelle (Parallelisierung von Entwicklungsaktivitäten) Ausgewählte Ansätze dieser Vorgehensmodelle finden sich bei den im folgenden beschriebenen Modellen wieder! Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 8

9 V-Modell System- und SW-Erstellung (SE) Projektmanagement (PM) - Projektplanung und -kontrolle - SPU bereitstellen Qualitätssicherung (QS) - Anforderungen vorgeben - Produkte prüfen Konfigurationsmanagement (KM) - Produktstruktur planen - Produkte verwalten Problemdefinition Analyse Spezifikation Design Implementierung Testdatenerzeugung Systemtest Integrationstest Komponententest Anwendung Gesamtintegrationstest Dekomposition Komposition Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 9

10 Wasserfallmodell Analyse Design Implementierung Test Einführung Planung Dokumentation Kontrolle Verwaltung Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 10

11 Spiralmodell Das Spiralmodell von Boehm ist ein Metamodell, das für jedes zu erstellende Teilprodukt vier zyklische Schritte definiert. - Oberstes Ziel ist Minimierung des Risikos - Ergebnisse eines Zyklus als Basis der Zieldefinition des folgenden Zyklus - Separate Zyklen für verschiedene SW-Komponenten Quelle: Barry W. Boehm: A Spiral Model of Software Development and Enhancement. In: IEEE Computer. Vol. 21, Ausg. 5, Mai 1988, S Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 11

12 Übung 4-1 Analysieren Sie mit Hilfe des Internets und einer entsprechenden Gruppendiskussion die Vor- und Nachteile der 3 vorgestellten Prozessmodelltypen. Untersuchen Sie die Besonderheiten des V-Modell XT gegenüber dem V-Modell 97. Werten Sie dafür den folgenden Artikel bzw. im Internet verfügbare Informationen aus. - Niebuhr, D.; Rausch, A. : Erfolgreiche IT-Projekte mit dem V-Modell XT, in: OBJEKTspektrum 3/05, (URL: - V-Modell XT -Teil 1: Grundlagen des V-Modells Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 12

13 Vorgehensmodell RUP (Rational Unified Process) Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 13

14 Historie der Objektorientierten Entwicklung Quelle: OOSE GmbH, URL: Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 14

15 Einführung RUP Jacobson, Booch, Rumbaugh ( Amigos ) entwarfen Unified Process Vorgehensmodell mit starkem Bezug zur UML. Beim RUP handelt es sich um ein Produkt (!) der Firma Rational/ IBM. Enthält Beschreibung von Best Practices und Werkzeuge zur technischen Unterstützung des Prozesses. Vollständige Abdeckung des Software-Entwicklungsprozesses samt Tools, Dokumentations-und Visualisierungssprache. Unter Verwendung von: Faustmann, G.: Vorlesung Software Engineering, FHW Berlin Fachbereich II Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 15

16 Best Practices im RUP Iterative Softwareentwicklung Anforderungsmanagement Verwendung komponentenbasierter Architekturen Visuelle Softwaremodellierung Verifizierte Softwarequalität Kontrolliertes Changemanagement Geeignete Werkzeugunterstützung und Dienstleistungen Quelle: Versteegen, G.: Projektmanagement mit dem Rational Unified Process, S. 51, Springer-Verlag, Berlin Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 16

17 Phasen und Workflows des RUP Projekte werden in vier Phasen (entlang der Zeit) durchgeführt. - Inception (Konzeptionsphase) - Elaboration (Entwurfsphase) - Construction (Konstruktionsphase) - Transition (Übergangs 9 Workflows definieren die Kern- bzw. Supportaufgaben. Innerhalb der Phasen gibt es inkrementelle Iterationen über die Workflows, die ähnlich dem Wasserfallmodell abgearbeitet werden. Unter Verwendung von: Faustmann, G.: Vorlesung Software Engineering, FHW Berlin Fachbereich II Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 17

18 IBM - Rational Unified Process Quelle: Portier, B.: SOA terminology overview, Part 2: Development processes, models, and assets, URL: Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 18

19 Dokumente des RUP I Eine Vision beschreibt das Problem, die Produkteigenschaften, sowie grobe Anforderungen und Risiken. Der Requirements Management Plan enthält Geschäftsprozesse, sowie Priorisierungen der Use Cases. Die Software Requirements Specification kann als Pflichtenheft angesehen werden und enthält Anforderungen, Use Cases und Priorisierungen. Der Software Development Plan ist ein Projektplan. Das Software Architecture Document beschreibt die Systemarchitektur. Unter Verwendung von: Faustmann, G.: Vorlesung Software Engineering, FHW Berlin Fachbereich II Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 19

20 Dokumente des RUP II Das Design Model beinhaltet Komponenten, Schnittstellen, wichtige Klassen und das Datenmodell. Das Implementation Model beschreibt Packaging, Integration und Deployment. Das Configuration Management enthält Angaben zu Konfiguration, Versionskontrolle und Change Requests. Das Test Model beschreibt Akzeptanzkriterien, Testfälle und deren Ausführung. Der Deployment Plan beschreibt Umgebung, Hardware, Softwarekomponenten, Dokumentation, Wartung und Schulung. Unter Verwendung von: Faustmann, G.: Vorlesung Software Engineering, FHW Berlin Fachbereich II Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 20

21 Einsatzorientierung des RUP Durch die große Anzahl von beschriebenen Rollen (>30) und Aktivitäten (>130) macht die Nutzung des RUP erst bei einer Teamgröße von ca. 10 Personen Sinn. Allerdings kann der RUP gut angepasst werden ( Tailoring ). - Berücksichtigung verschiedenartiger Projekte - Berücksichtigung verschiedenartiger Unternehmensformen Ziele des Tailorings: - Gewährleistung einer Ausrichtung auf die Projekziele - Minimierung des Verwaltungsaufwands - Vermeidung sinnloser Dokumente Unter Verwendung von: Faustmann, G.: Vorlesung Software Engineering, FHW Berlin Fachbereich II Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 21

22 Übung 4-2 Wie hängen die Begriffe Phasen, Workflows und Iterationen im Rational Unified Process zusammen? Erklären Sie auch kurz deren jeweilige Bedeutung! Welche best practices haben die Entwicklung des RUP beeinflusst? Erläutern Sie die entsprechenden Aspekte anhand eines selbst gewählten Beispiels Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 22

23 Vorgehensmodell XP (extreme Programming) Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 23

24 Ursachen zur Entwicklung Bezugsbereich klassischer Vorgehensmodelle - Projekt-, Konfigurations- und Qualitätsmanagement sowie Entwicklung - Paradigmenabhängigkeit (z.b. RUP im Kontext der OOSE) Typische Problemstellungen klassischer Vorgehensmodelle - Träge Reaktion auf neue Anforderungen - Lange Releasezyklen und geringe Kostentransparenz - Gleichbehandlung der zu entwickelnden Systeme - Kontrollierter und strikter Entwicklungsprozess (Tailoring) - Spätes Feedback von der Kundenseite - Massive Belastung der Projektmitarbeiter in der Projektendphase Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 24

25 Agiles Manifest Quelle: Manifesto, site design and artwork 2001, Ward Cunningham, Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 25

26 Historie agiler Vorgehensweisen Agile Methoden -Konzentration auf die eigentliche Entwicklung Extreme Programming (kurz XP) als bekannteste agile Methode (etabliert durch Kent Beck, 1999) - Extreme Berücksichtigung von Erfahrungen - Fordert strenge Disziplin- und Prinzipientreue - Flexibles Anforderungsmanagement (Kundenintegration) Weitere agile Ansätze wie z.b.: - FDD (nach Stephen R. Palmer und John M. Felsing, 2002) - Scrum (nach Ken Schwaber und Mike Beedle, 2001) - Crystal Familie agiler Methoden (nach Alistair Cockburn, 2004) - Agile Umsetzung des RUP (nach Craig Larmann, 2002) Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 26

27 XP - Übersicht Quelle: Beck, K.; Andres, C.: Extreme Programming Eyplained Second Edition, Addison-Wesley, Boston/USA Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 27

28 XP-Werte (Values) Kommunikation (Communication) - Häufige Ursache für Probleme bei Entwicklungsprojekten - Persönliche Gespräche stehen im Vordergrund Einfachheit (Simplicity) - Finden der einfachsten lauffähigen Lösung - Vermeiden von Verständnis- bzw. Wartungsproblemen Feedback - Komponententests - Akzeptanztest Mut (Courage) - Konzentration auf die wesentlichen Aufgaben - Etablierung einer konstruktiven Streitkultur Respektvoller und wertschätzender Umgang der Teammitglieder Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 28

29 XP-Prinzipien (Principles) Unmittelbares Feedback - Der Lernerfolg hängt maßgeblich vom zeitnahen Feedback ab - Vermeiden von Fehlentwicklungen Einfachheit anstreben - Einfacher zu verstehen und einfacher zu kommunizieren - Leicht veränderbare Lösungen etablieren Inkrementelle Veränderungen - Abhängigkeiten beherrschen durch jeweils kleine Veränderungen - Seiteneffekte zu gering wie möglich halten Veränderungen wollen - Veränderungen als Change begreifen - Fehlschläge riskieren (Lernen aus Fehlern) Qualitätsarbeit Definition eines Maßstabs für die Qualität Bemerkung: hier wurden nur die 5 zentralen Prinzipien dargestellt, daneben existieren 10 weitere XP-Prinzipien Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 29

30 XP - Techniken (Practices) In Anlehnung an: Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 30

31 Prozessschritte eines XP-Projekts Test Scenarien User Stories Anforderungen Neue User Story (Projektgeschwindigkeit) Fehler (Bugs) System Metapher Release Planung Release Plan Iteration Letzte Version Architekturansatz Akzeptanztests kl. Releases einführen unsicher sicher Aufwandsschätzung Nächste Iteration Zustimmung des Kunden In Anlehnung an: Wells, D.: Extreme Programming: A gentle introduction, Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 31

32 Übung 4-3 Interpretieren Sie die 12 Prinzipien des agilen Manifests. Benutzen Sie die folgende Quellen im Internet: Untersuchen Sie einen Ansatz (XP, Scrum, RUP?, ) zur agilen Softwareentwicklung und stellen Sie die Besonderheiten (Vor- und Nachteile) heraus? Finden sich Aspekte dieser Konzepte auch in anderen Vorgehensweisen? Entwickeln Sie eine Vorgehensweise zur agilen Ausrichtung eines Projektes mit Hilfe des gewählten Ansatzes Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 32