Software Engineering PEARSON. 9., aktualisierte Auflage. lan Sommerville

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1 lan Sommerville Software Engineering 9., aktualisierte Auflage PEARSON Higher Education München Harlow Amsterdam Madrid Boston San Francisco Don Mills Mexico City Sydney a part of Pearson pic worldwide

2 V ' V Inhaltsverzeichnis Vorwort 17 Webintegration 18 Zielgruppe 19 Änderungen zu vorigen Ausgaben 19 Das Buch als Vorlesungsskript 20 Zusatzmaterialien 20 Danksagungen 21 Vorwort zur deutschen Ausgabe 22 Webinhalte zum vorliegenden Buch 22 Anmerkungen zur deutschen Übersetzung 23 Teil I Einführung in Software-Engineering 25 Kapitel 1 Einführung Professionelle Softwareentwicklung Software-Engineering 33, Vielfalt des Software-Engineerings Software-Engineering und das Web Ethik des Software-Engineerings Fallstudien Ein Steuerungssystem für Insulinpumpen Ein Patienteninformationssystem für die psychiatrische Ambulanz Eine Wetterstation in Wildhisgebieten 48 Zusammenfassung 50 Ergänzende Literatur 50 Übungen 51 Kapitel 2 Softwareprozesse Vorgehensmodelle > Das Wasserfallmodell Inkrementelle Entwicklung Wiederverwendungsorientiertes Software-Engineering Prozessaktivitäten Softwarespezifikation Softwareentwurf und -Implementierung Softwarevalidierung Weiterentwicklung von Software 70

3 . "' \ Inhaltsverzeichnis. i 2.3 Umgang mit Änderungen ' Softwareprototypen Inkrementelle Auslieferung Das Spiralmodell nach Boehm." Der Rational Unified Process 78 Zusammenfassung 81 Ergänzende Literatur 82 Übungen 82 Kapitel 3 Agile Softwareentwicklung Agile Methoden :..' Plangesteuerte und agile Entwicklung Extreme Programming 9.4 ' Testen in XP...*, Pair Programming Agiles Projektmanagement Skalieren von agilen Methoden 106 Zusammenfassung 109 Ergänzende Literatur 109 Übungen 110 Kapitel 4 Requirements-Engineering Funktionale und nichtfunktionale Anforderungen Funktionale Anforderungen Nichtfunktionale Anforderungen Die Gesamtsystemspezifikation Anforderungsspezifikation Spezifikation in natürlicher Sprache Strukturierte Spezifikationen Prozesse des Requirements-Engineerings Anforderungserhebung und -analyse Sammeln der Anforderungen Ethnografie Validierung von Anforderungen Anforderungsmanagement, Planung des Anforderungsmanagements Anforderungsänderungsmanagement x 148 Zusammenfassung.... ;.. : 150 Ergänzende Literatur ;. 150 Übungen ; 151 Kapitel 5 Systemmodellierung Kontextmodelle Interaktionsmodelle Anwendungsfallmodellierung.. ; Sequenzdiagramme 162 t J '

4 Inhaltsverzeichnis ' 5.3 Strukturelle Modelle Klassendiagramme Generalisierung Aggregation Verhaltensmodelle Datenorientierte Modellierung Ereignisgesteuerte Modellierung Modellgetriebene Softwareentwicklung Modellgetriebene Architektur Ausführbares UML 179 Zusammenfassung 180. Ergänzende Literatur 180 Übungen 181 Kapitel 6 Entwurf der Architektur Architektonische Entwurfsentscheidungen Architektursichten Architekturmuster Schichtenarchitektur, Repository-Architektur Client-Server-Architektur Pipes-and-Filter-Ärchitektur Anwendungsarchitekturen Transaktionsverarbeitende Systeme Informationssysteme Sprachverarbeitende Systeme 207 Zusammenfassung 211 Ergänzende Literatur 211 Übungen 212 Kapitel 7 Entwurf und Implementierung Objektorientierter Entwurf mit UML Systemkontext und Interaktionen Entwurf der Architektur Bestimmung der Objektklassen Entwurfsmodelle Schnittstellenspezifikation Entwurfsmuster Implementierungsaspekte Wiederverwendung Konfigurationsverwaltung Host-Ziel-Eiitwicklung Open-Source-Entwicklung Open-Source-Lizenzierung 239 Zusammenfassung 242 Ergänzende Literatur 242 Übungen 243

5 1»' \\" K, Inhaltsverzeichnis Kapitel 8 Testen von Software Entwicklertests Modultests Auswahl der Testfälle für Modultests Testen von Komponenten Testen von Systemen Testgetriebene Entwicklung Freigabetests Anforderungsbasiertes Testen Szenariobasiertes Testen Leistungstests Benutzertests 270 Zusammenfassung 273 Ergänzende Literatur.. T 273 Übungen 274 Kapitel 9 Softwareevolution Evolutionsprozesse Dynamik der Programmevolution... l Softwarewartung Vorhersagen des Wartungsaufwands Software-Reengineering : Präventive Wartung durch Refactoring '.' Verwaltung von Altsystemen 295 Zusammenfassung 301 Ergänzende Literatur. 301 Übungen 302 Teil II Verlässlichkeit und Informationssicherheit 303 Kapitel 10 Soziotechnische Systeme Komplexe Systeme Typische Systemeigenschaften Nichtdeterminismus Erfolgskriterien Systems-Engineering Systembeschaffung Systementwicklung Systembetrieb Menschliches Versagen Systemevolution 328 Zusammenfassung 330 Ergänzende Literatur 330 Übungen 331 -'." />, f 10 *

6 Inhaltsverzeichnis Kapitel 11 Verlässlichkeit und Informationssicherheit Eigenschaften der Verlässlichkeit Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit Betriebssicherheit Informationssicherheit 349 Zusammenfassung 353 Ergänzende Literatur 353 Übungen 354 Kapitel 12 Spezifikation der Verlässlichkeit und Informationssicherheit Risikogesteuerte Spezifikation der Anforderungen Spezifikation der Betriebssicherheit Gefahrenerkennung Gefahrenbewertung Gefahrenanalyse Risikoreduzierung Spezifikation der Zuverlässigkeit Zuverlässigkeitsmetriken, Nichtfunktionale Zuverlässigkeitsanforderungen Funktionale Zuverlässigkeitsanforderungen Spezifikation der Informationssicherheit Formale Spezifikation 380, Zusammenfassung 384 Ergänzende Literatur 384 Übungen 385 Kapitel 13 Entwicklung verlässlicher Systeme Redundanz und Diversität Verlässliche Prozesse Verlässliche Systemarchitekturen Schutzsysteme Selbstüberwachende Architekturen Diversitäre Programmierung Softwarediversität Verlässliche Programmierung 402 Zusammenfassung > 412 Ergänzende Literatur 412 Übungen 413 "'11

7 Inhaltsverzeichnis i r Kapitel 14 Security-Engineering Management von Sicherheitsrisiken Bewertung der Risiken während der Entwicklung Bewertung der Risiken während des Betriebs Entwerfen unter dem Sicherheitsaspekt Architekturentwurf Entwurfsrichtlinien Entwerfen unter dem Aspekt der Inbetriebnahme Überlebensfähigkeit des Systems 437 Zusammenfassung 441 Ergänzende Literatur 441 Übungen 442 Kapitel 15 Gewährleistung der Verlässlichkeit und Informationssicherheit Statische Analyse Verifikation und formale Methoden...' Modellprüfung v ' Automatisierte statische Analyse...: Zuverlässigkeit testen Betriebsprofile Testen der Informationssicherheit Prozesssicherung : Prozesse für die Gewährleistung der Betriebssicherheit Nachweis der Betriebssicherheit und Verlässlichkeit Strukturierte Argumentationen Strukturierte Betriebssicherheitsargumentationen 466 Zusammenfassung 469 Ergänzende Literatur 470 Übungen. 471 Teil Software-Engineering für Fortgeschrittene.473 Kapitel 16 Wiederverwendung von Software Die Wiederverwendungslandschaft ; Anwendungsframeworks 'Softwareproduktlinien Wiederverwendung von COTS-Produkten COTS-Lösungen COTS-Integration 496 Zusammenfassung 500 Ergänzende Literatur 501 Übungen

8 _, Inhaltsverzeichnis - 1 > ', ' ^ v ' ' < ' d -. & < ' * * ', Kapitel 17 Komponentenbasiertes Software-Engineering Komponenten und Komponentenmodelle Komponentenmodelle Prozesse des komponentenbasierten Software-Engineerings Komponentenbasiertes Software-Engineering für Wiederverwendung Komponentenbasiertes Software-Engineering mit Wiederverwendung Komposition von Komponenten 521 Zusammenfassung 528 Ergänzende Literatur 529 Übungen 530 Kapitel 18 Entwicklung verteilter Systeme Probleme der verteilten Systeme Kommunikationsmodelle Middleware Client-Server-Systeme Architekturmuster für verteilte Systeme Master-Slave-Architekturen Zweischichtige Client-Server-Architekturen Mehrschichtige Client-Server-Architekturen Verteilte Komponentenarchitekturen 548, Peer-to-Peer-Architekturen Software als Service 554 Zusammenfassung 559 Ergänzende Literatur 559 Übungen 560 Kapitel 19 Serviceorientierte Architektur Services als wiederverwendbare Komponenten Service-Engineering Ermittlung von Servicekandidaten Entwerfen von Serviceschnittstellen Implementierung und Bereitstellung der Services Services für Altsysteme Softwareentwicklung mit Services > Entwurf und Implementierung des Workflows Testen von Services 587 Zusammenfassung 589 Ergänzende Literatur 589 Übungen

9 ) ><*'' "11 Inhaltsverzerchnis - * Kapitel 20 Eingebettete Software Entwurf eingebetteter Systeme Modellierung von Echtzeitsystemen Programmierung von Echtzeitsystemen Architekturmuster Beobachten und Reagieren Umgebungssteuerung Pipelineverarbeitung Analyse des Zeitverhaltens Echtzeitbetriebssysteme Prozessverwaltung 614 Zusammenfassung 616 Ergänzende Literatur 616 Übungen? 617 Kapitel 21 Aspektorientiertes Software-Engineering Die Trennung von Belangen Aspekte, Verbindungspunkte und Pointcuts Software-Engineering mit Aspekten Belangorientiertes Requirements-Engineering Aspektorientiertes Entwerfen und Programmieren Verifikation und Validierung 640 Zusammenfassung 643 Ergänzende Literatur 643 Übungen 644 Teil IV Softwaremanagement 645 Kapitel 22 Projektmanagement Risikomanagement Risikoerkennung Risikoanalyse Risikoplanung, Risikoüberwachung Personalmanagement. v Mitarbeitermotivation ' Teamwork Teammitglieder auswählen Organisation der Gruppe Kommunikation in der Gruppe 668 Zusammenfassung 670 Ergänzende Literatur 671 Übungen

10 1 - & j i _,. I * Inhaltsverzeic [inis i *. ' * * i '"" K -i, S ', : ' ;, _ ' '_ * v * ^ f *» Kapitel 23 Projektplanung Preiskalkulation für Software Plangesteuerte Entwicklung Projektpläne Der Planungsprozess Zeitplanung Darstellung des Zeitplans Agile Planung Schätztechniken Algorithmische Kostenmodellierung Das COCOMO-II-Modell Projektdauer und Personalplanung 702 Zusammenfassung 704 Ergänzende Literatur.'*'. 704 Übungen 705 Kapitel 24 Qualitätsmanagement Softwarequalität Softwarestandards Der Rahmenstandard ISO Reviews und Inspektionen Der Review-Prozess Programminspektionen Softwaremessung und -metriken Produktmetriken Softwarekomponentenanalyse Mehrdeutigkeit von Messungen 732 Zusammenfassung 735 Ergänzende Literatur 736 Übungen 737 Kapitel 25 Konfigurationsmanagement Änderungsmanagement Versionsmanagement Systemerstellung Release-Management 758 Zusammenfassung > 761 Ergänzende Literatur 761 Übungen 762 Kapitel 26 Prozessverbesserung Der Prozessverbesserungsprozess Prozessmessung Prozessanalyse Prozessausnahmen Prozessänderung

11 Inhaltsverzeichnis 26.5 Das CMMI-Rahmenwerk zur Prozessverbesserung Das gestufte CMMI-Modell Das kontinuierliche CMMI-Modell. 785 Zusammenfassung Ergänzende Literatur 787 Übungen 788 Glossar Literatur A-Z Register