Systemarchitektur und SPICE

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1 Systemarchitektur und SPICE systems.camp 2015 Version 1.0, , pv

2 Systemarchitektur und SPICE Gliederung Ebene 1 Motivation von SPICE Anforderungen von SPICE an eine Systemarchitektur ITK Engineering AG 2

3 Systemarchitektur und SPICE Gliederung Ebene 1 Motivation von SPICE Anforderungen von SPICE an eine Systemarchitektur Warum entstand SPICE? Automotive SPICE? ITK Engineering AG 3

4 Motivation SPICE entstand wegen Misserfolgsraten im SW-Engineering, die weit über denen anderer Ingenieursdisziplinen lagen ( Software- Krise ) Mit dieser Geschichte kann man auf verschiedene Weise umgehen 1. Ansatz Furchtappell Liste von Software-Fehlern mit spektakulären Folgen Psychologische Reaktion kann Abwehr sein ( bei uns würde so etwas bestimmt entdeckt ) 2. Ansatz Regelkreis Verständnis der Entstehungsbedingungen für Software-Fehler kann Interesse hervorrufen ( welche Risikofaktoren wirken in unserem SW-Entwicklungsprojekt ) ITK Engineering AG 4

5 Motivation 1. Ansatz Furchtappell Im internationalen Denver Airport führten Fehler in der Software eines neuen ambitionierten Gepäcktransportsystems dazu, dass Gepäckstücke zerquetscht wurden. Der Flughafen wurde dann mit einem weitgehend manuellen Gepäcktransportsystem eröffnet, 16 Monate später als geplant und mit einem Defizit von 3,2 Milliarden Dollar (1) Weitere Beispiele de.wikipedia.org/wiki/liste_von_programmfehlerbeispielen en.wikipedia.org/wiki/list_of_software_bugs (1) Brügge, Dutoit: Objektorientierte Softwaretechnik, 2004, S ITK Engineering AG 5

6 Motivation 2. Ansatz Regelkreis Qualitätsmanagement- System Qualitätskreis Anforderungsänderungen Störgröße Review -Dichte Projekt- Alltag Steuergröße Stellgröße Regelgröße Review- Vorgaben Stellglied Messung Reflexion Regeldifferenz 20 Fehler pro kloc Regelstrecke SW-Qualität Regler 5 Fehler pro kloc Führungsgröße Messglied ITK Engineering AG 6

7 Motivation SPICE SPICE ist ein Modell für Prozess-Assessments.... und liefert insofern einen Ausgangspunkt für Prozessverbesserung ITK Engineering AG 7

8 Motivation SPICE Software Process Improvement And Capability DEtermination ITK Engineering AG 8

9 Motivation SPICE 1998 Technical Report 2003 International Standard ISO/IEC Automotive SPICE 2005 Herstellerinitiative Software (HIS) 2012 Part ITK Engineering AG 9

10 Systemarchitektur und SPICE Gliederung Ebene 1 Motivation von SPICE Anforderungen von SPICE an eine Systemarchitektur Base Practices aus dem Prozess Entwurf der Systemarchitektur ITK Engineering AG 10

11 ENG.3 Base Practices Der Prozess Entwurf der Systemarchitektur (ENG.3) sieht diese Base Practices vor (2): BP1: Define system architectural design BP2: Allocate System Requirements BP3: Define Interfaces BP4: Develop verification criteria BP5: Verify System Architectural Design BP6: Ensure consistency and bilateral traceability of system requirements to system architectural design BP7: Communicate system architectural design (2) Automotive SIG: Automotive SPICE Process Assessment Model, , S ITK Engineering AG 11

12 Beispiel BP3: Define Interfaces Im Folgenden ein Auszug aus einer Prozessbeschreibung, der geeignet ist, Base Practice 3 zu erfüllen ITK Engineering AG 12

13 Auszug aus einer Prozessbeschreibung zur Systemarchitektur (..) Schnittstellen-Sicht Die Elemente aus der Logischen Sicht sind untereinander zu verbinden. Sowohl die Schnittstellen als auch die Verbindungen zwischen ihnen sind zu definieren. Soweit die Technische Sicht bereits verfügbar ist gilt das auch für diese. Die Definition von Schnittstellen schließt ein: Art (Übertragung von Signalen / Übertragung von Energie oder Materialströmen) Typ (Beschreibung der symbolisch / real übertragenen Größen) Wertebereiche. Die Definition von Verbindungen zur Übertragung von Signalen schließt ein: die Netzprotokollschichten (physikalischer Übertragungskanal und weitere Schichten) maximale Übertragungsraten. Die Definition von Verbindungen zur Übertragung von Energie oder Materialströmen schließt ein: den Übertragungsweg maximale Änderungsraten. Die Schnittstellen zwischen dem System und seiner Umgebung sind besonders gekennzeichnet ITK Engineering AG 13

14 Auszug aus einer Prozessbeschreibung zur Systemarchitektur Methodenhinweis Zwei Arten von Schnittstellen kommen in Frage(siehe[3]): (Übertragung von Signalen) Eine Schnittstelle ist Sender oder Empfänger. Verbindungen sind nur zwischen Sendern und Empfängern erlaubt. (Übertragung von Energie) Eine Schnittstelle ist mit einem Paar physikalischer Größen verknüpft ( across - und through -Variable). Ein Beispiel wären Spannung und Strom, ein zweites Beispiel Geschwindigkeit und Kraft. Eine Verbindung erzeugt implizit zwei Gleichungen. Mit der einen Gleichung werden die Werte von across -Variablen gleich gesetzt, mit der anderen die Werte von through -Variablen zu Null summiert. Werkzeughinweis Enterprise Architect/ SysML/ Block Definition Diagram (3) OMG: SysML-Modelica Transformation, Version 1.0, ITK Engineering AG 14

15 Beispiel BP3: Define Interfaces Die Prozessbeschreibung schafft Voraussetzungen, um Base Practice 3 zu erfüllen da Anforderungen formuliert werden, wie Schnittstellen im Einzelnen zu definieren und zu dokumentieren sind auf diese Weise dazu beigetragen wird, die Prozessergebnisse zu erzeugen (Process Outcome 3: internal and external interfaces of each system element are defined ) und damit schließlich der Zweck des Prozesses erfüllt wird (Process Purpose: The purpose of the System architectural design process is to identify which system requirements are to be allocated to which elements of the system. ). Eine Gliederung des Systems in Systembestandteile wäre unvollständig solange die Schnittstellen zwischen ihnen nicht definiert sind ITK Engineering AG 15

16 Beispiel BP3: Define Interfaces Base Practice 3 ist erfüllt wenn nicht nur die Prozessbeschreibung das Richtige definiert sondern auch im gelebten Prozess das Richtige getan wird! ITK Engineering AG 16

17 Vielen Dank! SPICE Software Process Improvement And Capability DEtermination ITK Engineering AG 17

18 ANHANG Literatur SPICE ITK Engineering AG 18

19 Literatur Bitkom: Industrielle Softwareentwicklung ( files/ documents/ Industrielle_Softwareentwicklung_web.pdf) K. Hörmann u.a.: SPICE in der Praxis. dpunkt, 2006 M. Müller u.a.: Automotive SPICE in der Praxis. dpunkt, ITK Engineering AG 19