Grundlagen des Software-Engineerings: Methoden und Modelle

Grundlagen des Software-Engineerings

• Software: Die Menge von Programmen, Verfahren, Regeln, Dokumentationen und zugehörigen Daten im Rahmen eines EDV-Systems.
• Software-Engineering: Die Anwendung eines systematischen, disziplinierten und quantifizierbaren Ansatzes für die Entwicklung, den Betrieb und die Wartung von Software sowie die Untersuchung solcher Ansätze.
• System: Eine Reihe von Dingen, die zueinander in Beziehung stehen und gemeinsam auf ein bestimmtes Ziel hinarbeiten.
• Modell: Eine Darstellung eines Systems mittels einer verständlichen Modellierungssprache.
• Methodische Grundsätze: Axiome oder erworbenes Wissen, das die Merkmale definiert, die ein Modell für eine angemessene Systemdarstellung aufweisen muss.
• Heuristik: Eine Reihe empirischer Regeln, um Modelle zu erstellen, die den methodischen Grundsätzen entsprechen.
• Werkzeuge: Hilfsmittel zur Darstellung von Modellen, die eine automatische oder halbautomatische Unterstützung bei der Anwendung von Methoden bieten.
• Methode: Eine Abfolge von Aktivitäten zur Erstellung eines Produkts (Modell), die beschreibt, wie Werkzeuge und Heuristiken einzusetzen sind.
• Lebenszyklus: Die Menge der Phasen, Prozesse und Aktivitäten zur Ausführung der Software-Produktion.
• Methodik: Eine Zusammenstellung von Philosophien, Phasen, Verfahren, Regeln, Techniken, Tools, Dokumentation und Schulungsfragen für Entwickler von IT-Systemen.

Software-Entwicklungsmodelle

• Wasserfall-Modell: Jede Phase beginnt erst nach Abschluss der vorherigen Ziele. Dies hilft, Termine und Kosten zu planen. Nach jeder Phase erfolgt eine Prüfung.
• Prototypen-Modell: Schnelles Design, das sich auf die für den Kunden sichtbaren Aspekte der Software konzentriert, um diese bewerten zu lassen.
• Evolutionäres Modell: Kontinuierliche Weiterentwicklung der Software, bis das finale Produkt erreicht ist.
• Inkrementelles Modell: Schrittweise Entwicklung der Software; der erste Anstieg entspricht oft dem Kernprodukt.

Wichtige Aspekte des Software-Engineerings

1. Software-Prozessmodelle: Forschung und Anwendung von Lebenszyklen und Methoden.
2. Systemanforderungen: Untersuchung der Integration in das Gesamtsystem zur Erreichung übergeordneter Ziele.
3. Anforderungsspezifikation: Festlegung der Aufgaben und Anforderungen an das Produkt.
4. Software-Design: Unterteilt in Architektur (Überblick) und Ausführungsplanung (modulare Spezifikation).
5. Umsetzung: Entwicklung des Programmcodes und Erstellung persistenter Datenstrukturen.
6. Verifikation und Validierung: Sicherstellung der Korrektheit und Übereinstimmung mit den Anforderungen.
7. Wartung: Debugging, Verbesserung und Anpassung an Veränderungen.
8. Management: Organisation, Implementierung und Kontrolle des Entwicklungsprozesses.
9. Software-Bewertung: Festlegung von Metriken zur Bewertung der Qualität von Produkten und Prozessen.
10. Qualitätssicherung: Transversale Kontrolle und Verbesserung über alle Aktivitäten hinweg.

Software-Lebenszyklus

Die wichtigsten Funktionen eines Lebenszyklus sind die Bestimmung der Phasenreihenfolge sowie die Festlegung von Übergangskriterien zwischen den Phasen.

Vorteile

• Leitfaden für die Personalentwicklung und Aufgabenverteilung.
• Systematische Entwicklung ermöglicht frühzeitige Fehlererkennung.
• Kontrolle von Fristen und Kosten.
• Standardisierte Dokumentation verbessert die Kommunikation.
• Minimierung von Nachbesserungen.

Software-Methodologien

Methoden definieren den Rahmen für die Software-Entwicklung basierend auf einem oder mehreren Lebenszyklen.

• Konventionelle Methode (1950–1970): Projektmanagement ohne klare Kostenkontrolle oder Vorhersehbarkeit.
• Strukturierte Methodik (ab 1970): Systematische Entwicklung basierend auf traditionellen Ingenieursmethoden.
• Objektorientierte Methodik (ab 1985): Fokus auf das Paradigma der Objekte bei Techniken und Werkzeugen.
• Komponentenorientierte Methodik (ab 2000): Basiert auf dem Konzept der wiederverwendbaren Komponenten.

Ziele und Eigenschaften von Software-Methoden

Methoden dienen dazu, einen systematischen Ansatz zu bieten, Informationssysteme kosteneffizient zu erstellen und Änderungen im Prozess zu unterstützen.

Wünschenswerte Eigenschaften

• Vordefinierte Vorschriften und flächendeckende Zyklen.
• Zwischenprüfungen und effektive Kommunikation.
• Unterstützung für Management, Wiederverwendung und Schulung.
• Anpassbarkeit an verschiedene Projektgrößen.