Kapitel 2: Qualitätsplanung

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1 Kapitel 2: Qualitätsplanung Inhalt 2.1 Grundlagen: Qualität Ziel Anforderung 2.2 Klassifikation von Anforderungen 2.3 Qualitätsmodelle 2.4 Spezifikation von Zielen / Anforderungen Schlüsselbegriffe Anforderung, Maß, Qualitätsmodell, Ziel Software-Qualitätsmanagement Kapitel 2: Qualitätsplanung Seite 2-1

2 2.1 Grundlagen: Qualität Ziel Anforderung Qualität ist Zielerfüllung es gibt keine natürlichen Qualitäten Qualität bedeutet das Erreichen gesetzter Ziele Qualitätsplanung ist Festlegung von Zielen mit anderen Worten: Qualitätsplanung ist Spezifikation von Anforderungen Die Wahl der Ziele bestimmt das Aussehen des Produkts... in der Funktionalität: klar aber auch bei nicht funktionalen Zielen! Software-Qualitätsmanagement Kapitel 2: Qualitätsplanung Seite 2-2

3 Experiment von Weinberg 1) : 5 Gruppen entwickeln ein Programm mit identischen funktionalen Anforderungen und einer zusätzlichen, für alle Gruppen unterschiedlichen nicht-funktionalen Anforderung. Die erzielte Qualität wird auf einer Skala von 1 (sehr gut) bis 5 (schlecht) gemessen. Ziel: Qualität der Ergebnisse Optimiere... Erstellungsaufwand Anzahl Anweisungen Speicherbedarf Klarheit des Programms Klarheit der Ausgaben Erstellungsaufwand Anzahl Anweisungen Speicherbedarf Klarheit des Programms Klarheit der Ausgaben Bild 2.1: Das Experiment von Weinberg Qualität muss quantifiziert sein, damit Zielerreichung / Anforderungserfüllung gemessen werden kann auch nicht funktionale Anforderungen sind erreichbar Anforderungen können sich konkurrenzieren 1) Weinberg und Schulman (1974) Software-Qualitätsmanagement Kapitel 2: Qualitätsplanung Seite 2-3

4 2.2 Klassifikation von Anforderungen Ziele können sehr unterschiedlicher Natur sein eine Klassifikation ist hilfreich Projekt-Ziele Termine Kosten Sachziele = Produkt-Ziele = Anforderungen... Projekt-Attribute Funktionale Anforderungen Nicht-funktionale Anforderungen Leistungsanforderungen Zuverlässigkeit Benutzerfreundlichkeit Randbedingungen Attribute Bild 2.2: Klassifikationsschema für Ziele Software-Qualitätsmanagement Kapitel 2: Qualitätsplanung Seite 2-4

5 2.3 Qualitätsmodelle Jedes Produkt/Projekt braucht eine individuelle Qualitätsplanung (Qualität ist Zielerfüllung!) Aber: viele Ziele kommen in gleicher oder ähnlicher Form immer wieder vor: Verallgemeinerung durch ein Qualitätsmodell Qualitätsmodell von McCall (1980): Das Modell besteht aus einer Menge allgemeingültiger Qualitätsziele (Faktoren) einem Satz charakteristischer Merkmale zu jedem Faktor messbaren Kenngrößen zu jedem Merkmal Beispiel: Qualitätsmerkmal Modularität Modularität: Güte der Gliederung eines Systems in Module Mögliche Kenngrößen: Anzahl Module pro 1000 Codezeilen Mittlere Schnittstellenbreite Mittlerer Kopplungsgrad Software-Qualitätsmanagement Kapitel 2: Qualitätsplanung Seite 2-5

6 Qualität Korrektheit Zuverlässigkeit Effizienz Integrität Benutzbarkeit Wartbarkeit Flexibilität Testbarkeit Portabilität Verfolgbarkeit Vollständigkeit Fehlertoleranz Konsistenz Genauigkeit Einfachheit Ausführungseffizienz Speichereffizienz Zugriffsnachweis Zugriffskontrolle Bedienbarkeit Trainierbarkeit Kommunikativität Allgemeinheit Erweiterbarkeit Modularität Instrumentiertheit Selbst-Erklärung Wiederverwendbarkeit Verknüpfbarkeit Geräteunabhängigkeit Systemunabhängigkeit Kommunikationskompatibilität Datenkompatibilität Faktor Merkmal Bild 2.3: Qualitätsmodell nach McCall (1980) Software-Qualitätsmanagement Kapitel 2: Qualitätsplanung Seite 2-6

7 Definition der Qualitätsfaktoren (IEEE ) Korrektheit (Correctness) Das Ausmaß, in dem Software ihre Spezifikation erfüllt Zuverlässigkeit (Reliability) Die Fähigkeit eines Systems, die verlangte Funktionalität unter gegebenen Randbedingungen für eine gegebene Zeit zu erfüllen Effizienz (Efficiency) Das Ausmaß, in dem ein System seine Leistungen mit einem Minimum an Ressourcenverbrauch erbringt Integrität (Integrity) Das Ausmaß, in dem ein System unberechtigte Zugriffe auf Programme und Daten bzw. deren unberechtigte Veränderung verhindert Verwendbarkeit (Usability) Die Leichtigkeit, mit der ein Benutzer die Bedienung eines Systems, die Vorbereitung von Daten dafür und die Interpretation seiner Ergebnisse lernen kann Wartbarkeit (Maintainability) Die Leichtigkeit, mit der ein System geändert werden kann, um Fehler zu beheben, seine Fähigkeiten zu erhöhen oder es an eine veränderte Umgebung anzupassen Flexibilität (Flexibility) Die Leichtigkeit, mit der ein System abgeändert werden kann, um es in Anwendungen oder Umgebungen zu benutzen, für die es nicht entwickelt worden ist Software-Qualitätsmanagement Kapitel 2: Qualitätsplanung Seite 2-7

8 Testbarkeit (Testability) Das Ausmaß, in dem ein System das Erstellen von Testbedingungen sowie die Durchführung von Tests zur Feststellung, ob die Bedingungen erfüllt sind, erleichtert Portabilität (Portability) Die Leichtigkeit, mit der ein System von einer Hard- bzw. Software-Umgebung in eine andere transferiert werden kann Wiederverwendbarkeit (Reusability) Das Ausmaß, in dem ein Stück Software in mehr als einem Programm oder Software-System verwendet werden kann Verknüpfbarkeit (Interoperability) Die Leichtigkeit, mit der zwei oder mehrere Systeme Informationen austauschen und die ausgetauschten Informationen benutzen können. Software-Qualitätsmanagement Kapitel 2: Qualitätsplanung Seite 2-8

9 Vor- und Nachteile standardisierter Qualitätsmodelle Vorteile: + Qualitätsfaktoren sind über Merkmale und Kenngrößen nachvollziehbar und messbar definiert + die Vorstellungs- und Begriffswelt über Qualitäten wird vereinheitlicht Probleme: Kausale Zusammenhänge zwischen Kenngrößen, Merkmalen und Faktoren sind hypothetisch und nicht statistisch abgesichert Standardisierte Qualitätsmodelle nehmen keine Rücksicht auf die individuellen Qualitätsforderungen von Projekten/Produkten Beispiel: im Modell nach McCall kommt Verfügbarkeit nicht vor. Dies ist jedoch für manche Systeme (z.b. Telefonvermittlung) ein extrem wichtiger Qualitätsfaktor Software-Qualitätsmanagement Kapitel 2: Qualitätsplanung Seite 2-9

10 Produkt-, projekt- oder bereichsspezifische Qualitätsmodelle Beispiel: GQM-Ansatz von Basili und Rombach (1988): Idee: Goal Festlegen eines Qualitätsziels Question Wie müssen die Fragen lauten, mit denen die Zielerreichung festgestellt wird? Metric Welches sind die Maße, mit denen die Fragen quantitativ beantwortet werden können? Die gleiche Idee findet sich in popularisierter und vergröberter Form auch bei Gilb (1988). Software-Qualitätsmanagement Kapitel 2: Qualitätsplanung Seite 2-10

11 2.4 Spezifikation von Zielen / Anforderungen Klare, bekannte Ziele: Ziele beschrieben und quantifiziert: Termine, Kosten: Projektplan Projekt-Attribute: Projektplan, Qualitätshandbuch, Qualitätsplan Produkt- Anforderungen: Anforderungsspezifikation alle Anforderungen überprüfbar: funktionale Anforderungen testbar Leistungsanforderungen quantifiziert (Mengen, Zeiten, Raten) Attribute durch messbare Kenngrößen charakterisiert, Zielwerte bestimmt Unscharfe, vage Ziele: Präzisierung der Ziele in einer Folge von Entwicklungsschritten (Produkt-Evolution) zu erreichen Software-Qualitätsmanagement Kapitel 2: Qualitätsplanung Seite 2-11

12 Aufgaben Aufgabe 2.1 Gegeben sei die Situation aus Aufgabe 1.2 (Drei Varianten für ein Textverarbeitungssystem). Formulieren Sie für jede der drei Varianten ein Ziel so, dass zur Erfüllung dieses Ziels die entsprechende Beschaffungsvariante gewählt werden muss. Aufgabe 2.2 Der Hersteller eines Softwarepakets betreibt einen Servicedienst ( Hotline ), den die Kunden bei Problemen kontaktieren können. Der Servicedienst muss von den Kunden abonniert werden; dafür erwarten sie eine entsprechende Gegenleistung. Das klappt jedoch zur Zeit nicht; die Zahl der Reklamationen ist der Geschäftsleitung zu hoch. Die Geschäftsleitung beauftragt Sie daher, einen Vorschlag für ein Qualitätsmodell für diesen Servicedienst auszuarbeiten. Verwenden Sie zur Erfüllung dieses Auftrags den GQM- Ansatz, indem Sie als Qualitätsziel «Hervorragenden, kundenorientierten Service» festlegen Faktoren für dieses Ziel bestimmen und Fragen formulieren, mit denen für jeden Faktor die Erreichung der geforderten Qualität geprüft werden kann aus den Fragen messbare Merkmale ableiten. Software-Qualitätsmanagement Kapitel 2: Qualitätsplanung Seite 2-12

13 Zitierte Literatur Basili, V.R., H.D. Rombach (1988). The TAME Project: Towards Improvement-Oriented Software Environments. IEEE Transactions on Software Engineering 14, 6 (Jun 1988) Gilb, T. (1988). Principles of Software Engineering Management. Wokingham, etc.: Addison-Wesley. IEEE (1990). Standard Glossary of Software Engineering Terminology. IEEE Std IEEE Computer Society Press. McCall, J.A., Matsumoto, M.T. (1980). Software Quality Measurement Manual, Vol. II. Rome Air Development Center, RADC-TR Vol-2. G. Weinberg, E. Schulman (1974). Goals and Performance in Computer Programming, Human Factors 16, 1 (1974) Software-Qualitätsmanagement Kapitel 2: Qualitätsplanung Seite 2-13