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Vorlesung Software-Engineering I

… im 3. und 4. Semester

02. Vorgehensmodelle - Überblick

Planung

Analyse/Entwurf Implementierung

Test

Einführung

WartungÄnderung

A l f

DHBW-STUTTGART/Frank M. Hoyer SWE1: 02.Vorgehensmodelle 22. August 2010 geändert: 5. September 2013, FMH

Auslauf

Wozu ein Vorgehensmodell?

Vorgehensmodelle dienen zur Steuerung der Softwareentwicklung von der Analyse bis zur Ei füh i l d d h f ll d A (W t )Einführung incl. der danach anfallenden Anpassungen (Wartung).

Vorgehensmodelle definieren dabei den Inhalt der Phasen und ihre Ergebnisse (z.B. Dokumente) genauso wie beteiligte Personen und Ihre Rollen.

AbnahmeAuftragIdee Bugfixes

Analyse Spezifikation EntwurfImple-

mentierungEinführung Wartung AuslaufTest

DHBW-STUTTGART/Frank M. Hoyer SWE1: 02.Vorgehensmodelle 22. August 2010 geändert: 5. September 2013, FMH 2

Lastenheft Pflichtenheft DokumentationTest-Plan

Umsetzungs-Entwurf

Anforderungen an ein Vorgehensmodell

1. Projektplanung:

O i ti i P j kt i T il b h itt it I h lt E b i d Z tä di k itOrganisation eines Projekts in Teilabschnitte mit Inhalt, Ergebnis und Zuständigkeiten.Phasen, Dokumente, Personen und Rollen.(komplexe Sachverhalte herunterbrechen in handhabbare Einheiten)

2. Reifegrad:

Möglichkeiten der Ergebniskontrolle in Bezug auf die Anforderungen.(Abweichungen vom Soll)

3. Fortschritt:

Performance-Analyse in Bezug auf den Aufwand bzw. den Kosten.(Wo stehen wir und wie gut sind wir?)(Wo stehen wir und wie gut sind wir?)

4. Verbesserungen:

Optimierungsmöglichkeiten des Ablaufs. Qualitätssicherung.


Optimierungsmöglichkeiten des Ablaufs. Qualitätssicherung.(Lernen aus abgeschlossenen Projekten)

3

Bewertungsverfahren für die Softwareentwicklung

• CMMI (CMM) - Capability Maturity Modelhttp://de.wikipedia.org/wiki/CMMI

-> allgemeiner Ansatz

• SPICE (A-SPICE) - Software Process Improvement and Capability Determination (ISO/IEC 15504 )http://de.wikipedia.org/wiki/Spice_(Norm)http://de.wikipedia.org/wiki/Automotive_SPICE

-> spezieller Ansatz plus besondere Ausprägung für den Automobil-Bereich (A-Spice)> spezieller Ansatz plus besondere Ausprägung für den Automobil Bereich (A Spice)lehnt sich beim Reifegrad an CMMI an.

J b d V h d ll fü di S f E i kl i Fi i i Je besser das Vorgehensmodell für die Software-Entwicklung einer Firma geeignet ist

umso besser ist ihre Einstufung im Bewertungsverfahren des Reifegrad-Modells.


http://de.wikipedia.org/wiki/Capability_Maturity_Model#Aufbau_des_Modells

CMMI - Capability Maturity Model

1 - Initial (undefinierte Prozesse)

Dies ist der Grundzustand, den jede Organisation erreicht, auch ohne dass ein Prozess für die Softwareentwicklung definiert und umgesetzt wird.Dies ist der Grundzustand, den jede Organisation erreicht, auch ohne dass ein Prozess für die Softwareentwicklung definiert und umgesetzt wird.

Kosten, Zeiten und Qualität sind nicht vorhersehbar.

2 - Repeatable (grundlegendes Projektmanagement)

Ein grundlegender Prozess existiert. Die Planung neuer Projekte erfolgt anhand der Erfahrungen mit vergangenen Projekten.

Zeiten sind einigermaßen kontrollierbar. Kosten und Qualität unterliegen starken Schwankungen.

3 - Defined (Prozess-Standartisierung)

In der Organisation ist ein typischer Software-Entwicklungs- und -wartungsprozess eingeführt und dokumentiert (Standard-Software-Prozess).

Eine spezielle Organisationseinheit ist für die Umsetzung verantwortlich.

Kosten und Zeiten sind hier einigermaßen zuverlässig bewertbar. Qualität ist immer noch Schwankungen ausgesetzt.

4 - Managed (quantitatives Management)

Sowohl für das Produkt als auch für den Prozess werden quantitative Ziele vorgegeben ihre Erreichung gemessen und überwachtSowohl für das Produkt als auch für den Prozess werden quantitative Ziele vorgegeben, ihre Erreichung gemessen und überwacht.

Zeiten, Kosten und Qualität sind zuverlässig kontrollierbar.

5 - Optimizing (kontinuierliche Prozessverbesserung)

Die gesamte Organisation konzentriert sich auf das Finden von Schwächen und die weitere Verbesserung des Prozesses.


Die gesamte Organisation konzentriert sich auf das Finden von Schwächen und die weitere Verbesserung des Prozesses.

(Quelle: Wikipedia 22.8.2010)

5

http://de.wikipedia.org/wiki/Liste_von_Softwareentwicklungsprozessen

Liste ausgesuchter Vorgehensmodelle

Versuch und Irrtum:

C b C di “•„Cowboy Coding“

Inkrementell:

•WasserfallmodellInkrementell Iterativ Agile

•V-Modell (XT)

Iterativ:

Spiralmodell•Spiralmodell

•Rational Unified Process (RUP)

•Agile SW-Entw. (Scrum/XP/Kanban)

Besondere Ausprägungen:

•Prototyping

•Modellgetriebene SW-Entwicklung (MDD)


•Feature-Driven-Development (FDD)

•Test-Driven-Development (TDD)6

http://en.wikipedia.org/wiki/Cowboy_coding

„Cowboy Coding“

• Finden einer brauchbaren Lösung durch Versuch und Irrtum“• Finden einer brauchbaren Lösung durch „Versuch und Irrtum .

• „vom Hirn ins Terminal“-Methode

• Programmierer sind Künstler!

Anfrage im Forum auf heise-Developer vom 25.1.2010:

Zählt "Cowboy coding" eigentlich auch zu den agilen Prozessen?

Antwort:

Nein.

Agile Softwaremethoden sind sehr strukturiert und müsseng

hoch-diszipiniert eingesetzt werden, was bei einer „Cowboy Coding"-Methode in keinster Weise zutrifft.


=> kein anerkanntes Vorgehensmodell – aber sehr weit verbreitet

7

http://de.wikipedia.org/wiki/Wasserfallmodell

Wasserfallmodell

• Sequenzielles Abarbeiten der einzelnen Phasen.

• Rückkopplungen nur zwischen zwei aufeinander folgenden Phasen möglich.(aber als Ausnahme definiert)(aber als Ausnahme definiert)

• Jede Phase schließt normalerweise mit einem Dokument ab.

Vorteile:

• Einfach und übersichtlich, wenig Managementaufwand nötig.

Nachteile:

• Nachträgliche Änderungen z.B. an Anforderungen nicht möglich.

f di h d li i LH PH Code Doku


• Aufwändiges Testen nach der Realisierung.

• „Big Bang“ Ansatz bei der Einführung.

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LH PH Code Doku

http://de.wikipedia.org/wiki/V-Modell

V-Modell (XT)

• Sequenzielles Abarbeiten der Phasen (links)

• Das Ergebnis wird pro Phase spezifisch geprüft (rechts)

Vorteile:Vorteile:

• Einfach und übersichtlich, geringer Managementaufwand nötig.

• Die XT-Variante hat auch einen agilen-Ansatzg(zumindest bei der Umsetzung)

Nachteile:

Nachträgliche Änderungen z B an • Nachträgliche Änderungen z.B. an Anforderungen problematisch.

• Muss erst aufwändig durch „Tailoring“ an die Firma angepasst werden. Aktivität Produkt

beinhaltet beinhaltet

1 1 11


die Firma angepasst werden.(Beschreibung umfasst 850 Seiten)

• Deutsch, international wenig bekannt9

Rollehat Abhängigkeiten

bearbeitet

http://de.wikipedia.org/wiki/Spiralmodell

Spiralmodell

• Wiederholendes Vorgehen in vier Phasenbis gewünschter Funktionsumfang erreichtbis gewünschter Funktionsumfang erreicht

• KVP-Kontinuierlicher Verbesserungs-Prozess

VorteileVorteile:

• Ständige Kontrolle des Ergebnisses zur Anforderung und ggf. Anpassung

• Übersichtlich gute Erfolgskontrolle• Übersichtlich, gute Erfolgskontrolle

Nachteile:

• Ende finden“ Problem• „Ende finden -Problem

• Zwischenergebnisse oft nicht einsetzbar(meist nur Prototypen)

• Ständiges infrage stellen der Anforderungen


• Ständiges infrage stellen der Anforderungen

10

http://de.wikipedia.org/wiki/Rational_Unified_Process

Rational Unified Process (RUP)Kommerzielles Produkt der Fa. IBM/Rational, aufbauend auf der Modellierungssprache UMLg p

RUP basiert auf den folgenden Prinzipien:

• Anwendungsfälle

• Architektur im Zentrum der Planung

• inkrementelles und iteratives Vorgehen

Die Phasen werden dabei mit mehr oder weniger Aufwand parallel abgearbeitet.

Dabei soll möglichst viel Erfahrung aus vorherigen Phasen einfließen (Best Practices)

Vorteile:

• Sehr flexible Methode mit sehr gute Toolunterstützung (IBM/Rational).

Nachteile:


Nachteile:

• Für eine Agile Methode etwas zu umfangreich

11

http://de.wikipedia.org/wiki/Agile_Softwareentwicklung

Agile SW-Entw. (Scrum/XP/Kanban)

• Herunter brechen in sehr kleine Einheiten

K Ab b it kl it F k i• Kurze Abarbeitungszyklen mit Fokussierung

• Ergebnis jedes Zyklus kann produktiveingesetzt werden. Agile SW-Entwicklung

Vorteile:

• Ergebnis immer lauffähig, Projekt kann jederzeit beendet werden.

• Anforderungen können jederzeit ergänzt werden.

• Selbstorganisierende Teams

Nachteile:

• Kann in „Cowboy-Coding“ abrutschen(wenig Planung, Dokumentation)


g g

• Für große Projekt-Teams schwer einsetzbar(hoher Managementaufwand)

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http://de.wikipedia.org/wiki/Agiles_Manifest#Werte

Agiles Manifest

1. Individuen und Interaktionen sind wichtiger 1. Zwar sind wohldefinierte Entwicklungsprozesse und gals Prozesse und Werkzeuge.

F k i i d P i d i h i

Entwicklungswerkzeuge wichtig, wesentlicher sind jedoch die Qualifikation der Mitarbeitenden und eine effiziente Kommunikation zwischen ihnen.

2 G t h i b d füh li h D k t ti 2. Funktionierende Programme sind wichtiger als ausführliche Dokumentation.

3 Die stetige Abstimmung mit dem Kunden ist

2. Gut geschriebene und ausführliche Dokumentation kann zwar hilfreich sein, das eigentliche Ziel der Entwicklung ist jedoch die fertige Software.

3 Statt sich an ursprünglich formulierten und 3. Die stetige Abstimmung mit dem Kunden ist wichtiger als die ursprüngliche Leistungs-beschreibung in Verträgen.

3. Statt sich an ursprünglich formulierten und mittlerweile veralteten Leistungsbeschreibungen in Verträgen festzuhalten, steht vielmehr die fortwährende konstruktive und vertrauensvolle Abstimmung mit dem Kunden im Mittelpunkt

4. Der Mut und die Offenheit für Änderungen

stehen über dem Befolgen eines f t l t Pl

Abstimmung mit dem Kunden im Mittelpunkt.

4. Im Verlauf eines Entwicklungsprojektes ändern sich viele Anforderungen und Randbedingungen ebenso wie das Verständnis des Problemfeldes Das Team


festgelegten Plans. wie das Verständnis des Problemfeldes. Das Team muss darauf schnell reagieren können.

13

Quelle: Wikipedia

http://de.wikipedia.org/wiki/Scrum

Scrum• Anforderungen werden in einem „Produkt-

Backlog“ gepflegt.g g p g

• Die jeweils wichtigsten Anforderungen werden in mehreren „Sprint“ von max. 30 Tagen umgesetzt (TimeBoxed).

• Das Team trifft sich einmal am Tag im „Daily Scrum“ zum Austausch und zur Fortschrittskontrolle „Burndown-Chart“.

S lb t i i d T (A f b )• Selbstorganisierende Teams (Aufgaben).

• Am Sprintende ist immer eine lauffähige Version verfügbar.

Lässt sich gut um Pair Programming (XP) • Lässt sich gut um Pair-Programming (XP) und Kanban-Techniken erweitern.

• Konzept für Skalierung vorhanden „Scrum of Scrums“, für große Projekte.

Sprint 1 Sprint 2 Sprint 3 Sprint n


„Scrum of Scrums , für große Projekte.

=> z.Z. die populärste agile Methode

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http://de.wikipedia.org/wiki/Extreme_programming

eXtreme Programming (XP)

• Eines der ersten agilen Vorgehensmodelle

• Aufteilung sehr ähnlich Scrum (siehe dort),aber detailierter beschrieben:Fokussierung, Rollen, Abläufe, Artefakte.

• Featuregetrieben, weniger Timeboxed

• OneSiteCustomer (Kunde vor Ort)

• Testgetrieben z B autom Unit Tests• Testgetrieben, z.B. autom. Unit-Tests

• Bekannt durch das „Arbeiten in Paaren“„Pair Programming“:

i A h h l i- vier Augen sehen mehr als zwei- Steigerung der CodeQualität- Verbesserung der Dokumentation


=> die klassische agile Methode

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http://de.wikipedia.org/wiki/Kanban_in_der_IT

Kanban

• Methode aus der Produktionssteuerung mit Laufkarten auf einem Board L i i

Wer arbeitet daran

bl d/ dLaufkarten auf einem Board.- Aufgabenkarten und Status-Spalten

• Sehr übersichtliche Darstellung was es an Aufgaben gibt und wer an was arbeitet.

Login mit Umlaut im PW

2 2 1

Problem und/oderAufgabenbeschreibung

Schätzung Restaufwandu gabe g bt u d we a was a be tet.

• Zusätzliche Möglichkeit durch Limits einen Stau in einem Status zu verhindern

Neu in Arbeit Fertig

[5]

Test

[4]

Wird im agilen Umfeld oft zur Ausgabenverteilung / Visualisierungbenutzt.

Ist aber auch als Methode zum kontroll-ierten „Cowboy Coding“ einsetzbar.

Gute Methode auch für viele kleine hä d A f b


unzusammen hängende Aufgaben.

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http://de.wikipedia.org/wiki/Prototyping_(Softwareentwicklung)http://de.wikipedia.org/wiki/Modellgetriebene_Softwareentwicklunghttp://de.wikipedia.org/wiki/Feature_Driven_Developmenthttp://de.wikipedia.org/wiki/Test-Driven_development

Besondere Ausprägungen

• Prototyping:I d E t f h d M hb k it t di i F P t t t i k ltIn den Entwurfphasen werden Machbarkeitsstudien in Form von Prototypen entwickelt.Die Prototypen dienen damit zur Absicherung der Durchführbarkeit von Anforderungen.

• Modellgetriebene SW-Entwicklung (MDE):D E t f M d ll d P d kt i d l f i t bi t ti i t t llt d k Das Entwurfs-Modell des Produkts wird so lange verfeinert, bis es automatisiert erstellt werden kann. Zum Einsatz kommen spezielle Beschreibungssprachen (DSLs) und Werkzeuge (CASE).

• Feature-Driven-Development (FDD):V tik l “ R li i t h ik di i h f di U t i l F kti /M d l f k i t „Vertikale“ Realisierungstechnik die sich auf die Umsetzung einzelner Funktionen/Module fokussiert.

Gegensatz sind „horizontale“ Realisierungen (Ebenen oder Level).

• Test-Driven-Development (TDD):V d I l i d di T f d d A f d h i bVor der Implementierung werden die Tests aufgrund der Anforderungen geschrieben.Es wird so lange Implementiert bis der Test positiv ist. Mehraufwand bei der Implementierung aber hoher Nutzen bei Test (automatisiert) und Qualität.

> Di A ä d ft it d V h d ll k bi i t ll


=> Diese Ausprägungen werden oft mit anderen Vorgehensmodellen kombiniert, vor allem um deren Schwächen auszugleichen (z.B. Wasserfall + Prototyping, Agile-SW-Entw. + TDD)

17

Umsetzung: Horizontal oder Vertikal?Zeit

Benutzeroberfläche5.

Modul 1 Modul 2 Modul 3 Modul 4 Modul 5 Modul 6

Datenschnittstelle4.

high-Level Funktionen (externe Funktionen)3.

Ze

it

( )

low-Level Funktionen (interne Funktionen)2.


Schnittstellen (Beschreibung, Implementierung)1.

Vom Problem zur Lösungoder: Domänen und ihre Sprachen

StakeholderAnwenderAuftraggeber

ProjektleiterProgrammierer

ModellProblem Lösung Programm

Die reale Welt Das Modellder Domäne

Die Problem-beschreibung

Der Lösungsentwurfur Abdeckung

Die Umsetzungdes Lösungsentwurfsmit der Domäne

der Fachabteilung

der Domäne beschreibungIm Kontext

der Domäne

zur Abdeckung des Problems

des Lösungsentwurfs

Lastenheft PflichtentenheftDomänenspezifische

Sprache (DSL)Sourcecode


Sprache (DSL)

Problemdomäne Lösungsdomäne

Personen und Rollen

Auftraggeber

Der Kunde mit der Idee, den Anforderungen.Beauftragt die Produktentwicklung.

AnwenderAuftraggeber

P j ktl it Die Mitarbeiter, die das Produkt später benutzen sollen.

Stakeholder

Projektleiter

Die treibende Kraft hinter dem Auftraggeber und den Anwendern.

j k l i

Das Produkt

Anwender ProjektteamProjektleiter

Der Koordinatior im gesamten Ablauf.

Projektteam

i i b i di d d k St k h ld


Die Mitarbeiter, die das Produkt umsetzen sollen (Programmierer, Experten, etc.).

Stakeholder

Organisationsmodelle - Projektmodelle

Chef isChef

Leiter Leiter Leiter

isu

ng

sbe

fug

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Ma Ma Ma Ma Ma Ma Ma Ma Ma

We

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Projekt Projekt Projekt

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Prj.Leiter Prj.Leiter Prj.Leiter

Au

fga

bDHBW-STUTTGART/Frank M. Hoyer SWE1: 02.Vorgehensmodelle 22. August 2010 geändert: 5. September 2013, FMH 21

Auftraggeber

Projektmodelle:

Auftraggeber

Projektziel

Auftraggeber

un

ge

n

Projektziel

typischeProjekt

der agile

LenkungskreisProjektleiter

An

ford

erProjekt-

organisationagileAnsatz

Projektleiter

Subteam Subteam Subteam

Ma

MaMa

teil

un

g

Aufgaben

Leiter Leiter LeiterMa

Ma

Ma

Au

fga

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nve

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selbstorganisierendes Team


Ma Ma Ma Ma Ma Ma

A

Wir brauchen ein Tool ! - Brauchen wir immer ein Tool ?

Falsche Benutzung des Tools! Falsches Tool benutzt!Falsche Benutzung des Tools! Falsches Tool benutzt!

Das Problem konnte mit keinem der Tools gelöst


keinem der Tools gelöst werden…

Quelle: Henrik Kniberg

Der Erfolg von IT-Projekten ist abhängig von:•bestimmte Techniken (Best Practice)( )• Informationsaustausch (SoftSkills)•Termine (Timeboxing)•Ergebnis-Reviews

Einfluss klassischer und agiler Techniken auf den Erfolg von IT-Projekten

00

9 S

. 9T-

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mp

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IT


Qu

elle

:

Aufgabe bis zur nächsten Vorlesung

Welches Vorgehensmodell setzt Ihre Firma ein ?

- Welches ist das offizielle Vorgehensmodell ?

- Welches Vorgehensmodell wird „gelebt“ ?

- Wie sieht das in der Fachabteilung Ihrer Praxisphase aus ?

- Gibt es einen Unterschied zwischen „interner SW“ und „SW in Produkten“ ?

Verwendet Ihre Firma ein Bewertungsverfahren wie CMMI oder SPICE?

- Welches Verfahren wird verwendet ?

- Auf welchem Level befinden sich die Entwicklungsabteilungen ?

- Welcher Level wird angestrebt ?

Ergebnis bitte an [email protected] schicken.


(Bitte vorher fragen ob Sie die Inforationen weitergeben dürfen, wg. Geheimhaltung!)

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Fragen


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