Softwaretechnik SS 2009

Beschreibung

Softwaretechnik (oder englisch Software Engineering) ist die Lehre von der Softwarekonstruktion im Großen, also das Grundlagenfach zur Methodik. Die Softwaretechnik ist bemüht, Antworten auf die folgenden Fragen zu geben:

  • Wie findet man heraus, was eine Software für Eigenschaften haben soll (Anforderungsermittlung)?
  • Wie beschreibt man dann diese Eigenschaften (Spezifikation)?
  • Wie strukturiert man die Software so, dass sie sich leicht bauen und flexibel verändern lässt (Entwurf)?
  • Wie verändert man Software, die keine solche Struktur hat oder deren Struktur man nicht (mehr) versteht (Wartung, Reengineering)?
  • Wie deckt man Mängel in Software auf (analytische Qualitätssicherung, Test)?
  • Wie organisiert man die Arbeit einer Softwarefirma oder -abteilung, um regelmäßig kostengünstige und hochwertige Resultate zu erzielen (konstruktive Qualitätssicherung, Prozessmanagement, Projektmanagement)?
  • Welche (großenteils gemeinsamen) Probleme liegen allen diesen Fragestellungen zu Grunde und welche (großenteils gemeinsamen) allgemeinen Lösungsansätze liegen den verwendeten Methoden und Techniken zu Grunde?
  • ...und viele ähnliche mehr.

Diese Vorlesung gibt einen Überblick über die Probleme und Lösungsansätze (Methodenlehre) und stellt essentielles Grundwissen für jede/n ingenieurmäßig arbeitende/n Informatiker/in dar.


Organisatorisches

Veranstalter

Voraussetzungen/Zielgruppe, Einordnung, Leistungpunkte etc.

Siehe den Eintrag im KVV.

Die Veranstaltung ist eine Pflichtveranstaltung für die Studiengänge Informatik Diplom und Informatik Bachelor.

Termine und Nachrichten

  • Vorlesung:
    • Mo, 12-14 Uhr, Großer Hörsaal der Informatik, Takustr. 9
    • Do, 12-14 Uhr, Großer Hörsaal der Informatik, Takustr. 9
  • Die Einteilung zu den Übungsgruppen erfolgt ausschließlich über das KVV:
    • Mo 14-16 Uhr, T9/055, Ute Neise
    • Mo 14-16 Uhr, T9/049, Martin Gruhn
    • Mo 16-18 Uhr, T9/055, Ute Neise
    • Do 10-12 Uhr, T9/055, Stefan Otte
    • Fr 10-12 Uhr, T9/051, Stefan Otte
    • Fr 12-14 Uhr, T9/051, Stefan Otte
    • Fr 12-14 Uhr, T9/049, Ute Neise
    • Zusatztermine
      • Für Freitag, 1. Mai: Mo, 4.5., 8:30-10 Uhr (s.t.), T9/005, Ute Neise (3. Tutorium, Sequenzdiagramme)
      • Für Donnerstag, 21. Mai (Christi Himmelfahrt): Kein Zusatztermin, die betroffene Übung fällt ersatzlos aus.
      • Für Pfingstmontag, 1. Juni: Do, 4.6., 16-18 Uhr, T9/006, Stefan Otte (7. Tutorium, Architektur)
      • Fragestunde für Inhalte des 9. und 10. Tutoriums (OCL und Analytische QS): Do, 25.06., 16-17 Uhr (1h) in Arnimallee 3 HS 001
      • Allgemeine Fragestunde zur Klausurvorbereitung: Mo, 20.07. ab 12:15 Uhr (s.t.) im Großen Hörsaal.
    • Bitte beachten: Die Tutorienwoche beginnt am Donnerstag und endet am Montag. Wer zu seinem üblichen Tutoriumstermin einmal verhindert ist, hat also folgende möglichen Ersatztermine:
      • normales Tutorium am Donnerstag oder Freitag: mögliche Ersatztermine am Freitag/Donnerstag der gleichen oder am Montag der nächsten Kalenderwoche
      • normales Tutorium am Montag: mögliche Ersatztermine am Montag der gleichen oder am Donnerstag/Freitag der vorigen Kalenderwoche
  • 1. Klausur: Do 23.07.2009, 12-14 Uhr, Hörsaal 1b und 2, Habelschwerdter Allee 45
    • Aufteilung auf die Räume nach Nachname:
      • A* - K*: Hörsaal 1b
      • L* - Z*: Hörsaal 2
      • Psychologie-Klausurschreibende, die sich bei Martin Gruhn gemeldet haben: Hörsaal 1b
    • Klausureinsicht: Fr 31.07.09, 10:00 Uhr bis mindestens 10:30, SR 049, Takustr. 9
  • 2. Klausur: Do 10.09.2009, 10-12 Uhr, großer Hörsaal, Königin-Luise-Str. 12-16 (Biologie, Chemie, Pharmazie)
    • Klausureinsicht: Mi 14.10.09, 16:00 Uhr bis mindestens 16:30, SR 049, Takustr. 9

Prüfungsmodalitäten

Kriterien für den Erwerb des Übungsscheins (Diplom) bzw. der Leistungspunkte (Bachelor) sind
  • Anwesenheit in den Übungen
  • Aktive Mitarbeit in den Übungen und Bearbeitung der Übungsblattaufgaben (es besteht keine Abgabepflicht)
  • Bestehen der Klausur
    • Die Klausur dauert 90 Minuten und es gibt 90 Punkte.
    • Zum Bestehen wird eine Punktzahl ausreichen, die voraussichtlich im Bereich zwischen 28 und 38 liegen wird (ohne Gewähr). Die genaue Schwelle wird erst bei der Korrektur festgelegt.
    • Bei der Klausur dürfen folgende Hilfsmittel verwendet werden:
      • Ein selbst angefertigter Spickzettel mit maximaler Größe DIN A3. Alternativ: Zwei fest verbundene DIN A4 Zettel (tackern oder kleben). Es gibt keine Einschränkungen zu Schriftgröße und Inhalt. Der Zettel darf beidseitig beschrieben/bedruckt werden. Jede/r darf nur ihre/seine eigene mitgebrachte Unterlage benutzen.
      • Studierende deren Muttersprache nicht Deutsch ist, dürfen selbstverständlich ein Wörterbuch in die Klausur mitbringen.

Inhalt

Literatur

Stoffplan

  1. Einführung:
    Einführung
    • Software; Softwaretechnik (SWT); Aufgaben der SWT; Persönlicher Bezug; Beteiligte; Gütemaßstab: Kosten/Nutzen; Qualität; Produkt und Prozess; Prinzip, Methode, Verfahren, Werkzeug; technische vs. menschliche Aspekte; Arten von SWT-Situationen; Lernziele; Lernstil
  2. Fallbeispiel:
    Elektronische Gesundheitskarte
    • Einordnung, Anforderungen 'eRezept' (funktionale, Leistungs-, Verfügbarkeits-, Sicherheits-), techn. Ablauf, einige Details, Dokumentenlandkarte, Beteiligte, Nutznießer und Konfliktlinien, Zeitverlauf, Exkurs Digitale Signatur.
    • "Merke"-Hinweise zu: Domänen, nichtfunktionalen Anforderungen, Kooperationsbedarf, Projektrisiko.
  3. Einführung:
    Die Welt der Softwaretechnik
    • Routine und Innovation: Normales und radikales Vorgehen; Taxonomie: Probleme und Lösungen
  4. Modellierung:
    Modellierung und UML
    • Modelle und Modellierung (Realität vs. Modell; Phänomene vs. Konzepte); UML; Klassendiagramme; Sequenzdiagramme; Zustandsdiagramme (statechart); Aktivitätsdiagramme; sonstige Diagrammarten (Komponentendiagramme, Kollaborationsdiagramme, Inbetriebnahmediagramme, Kommunikationsdiagramme, Interaktions-Übersichts-Diagramme); UML Metamodell; Profile; einige Notationsdetails (Klassen, Assoziationen, Schnittstellen, Zustände)
  5. Ermitteln WAS:
    Anforderungsbestimmung
    • Erhebung (Requirements Elicitation): Anforderungen und Anforderungsbestimmung (Requirements Engineering); Arten von Anforderungen; Anforderungen und Modellierung; Harte und weiche Systeme; Probleme und Chancen erkennen; Erhebungstechniken (herkömmliche, darstellungs-basierte, soziale, wissenserhebende)
  6. Ermitteln WAS:
    Anwendungsfälle (Use Cases)
    • Was ist ein Use Case?; Wichtige Parameter (Bereich, Detailgrad/Zielniveau); schrittweise Präzisierung; Use-Case-Hierarchien (Überblick, Benutzerziele, Details); Checkliste für Use Cases
  7. Verstehen WAS:
    Analyse (statisches Objektmodell)
    • Von Use-Cases zu Klassen, Abbott's Methode (Substantive sind Kandidaten für Klassen, Verben für Operationen, Adjektive für Attribute, Eigennamen für Objekte, "ist ein" für Vererbung etc.); Checklisten zur Identifikation von Klassen, Assoziationen, Attributen, Operationen, Vererbung; Entwicklerrollen und Modellarten (Analysemodell vs. Entwurfsmodell)
  8. Verstehen WAS:
    Analyse (dynamisches Objektmodell)
    • Klassen finden mit dynamischer Modellierung; Zustandsdiagramme (statechart diagrams); Sequenzdiagramme; Aufbau eines Anforderungsanalyse-Dokuments; Validierung (und Gegensatz zu Verifikation)
  9. Entscheiden WIE:
    Software-Architektur
    • Architektur=Gesamtstruktur; Erfüllen nichtfunktionaler und funktionaler Anforderungen; globale Eigenschaften; wiederverwendbare Architekturen (Standard-Architekturen); Archtekturstile (zum Selbstentwickeln von Architekturen); Modularisierung (Modulbegriff, Aufteilungskriterien)
  10. Entscheiden WIE:
    Modularisierung
    • Modulbegriff; Kriterien für Aufteilung; Fallstudie: KWIC; KWIC 1: Datenflusskette; Einschätzen der Entwurfsqualität; KWIC 2: Zentrale Steuerung; KWIC 3: Datenabstraktion; Verhalten bei Änderungen; Verwandtschaft mit Architekturstilen
  11. Wiederverwenden WIE:
    Entwurfsmuster, Teil 1
    • Was macht ein Problem schwierig?; Einfachheit durch Wiedererkennen von Mustern; Idee von Entwurfsmustern; Kompositum-Muster (composite pattern); Adapter-Muster (adapter pattern); Brücken-Muster (bridge pattern); Fassaden-Muster (facade pattern)
  12. Wiederverwenden WIE:
    Entwurfsmuster, Teil 2
    • Arten von Entwurfsmustern; Stellvertreter-Muster (proxy pattern); Kommando-Muster (command pattern); Beobachter-Muster (observer pattern); Strategie-Muster (strategy pattern); Abstrakte-Fabrik-Muster (abstract factory pattern); Erbauer-Muster (builder pattern)
  13. Spezifizieren WIE:
    Schnittstellenspezifikation
    • Sichtbarkeiten (public, protected, private, package), Spezifikation von Voraussetzungen (preconditions) und Wirkungen (postconditions) mit OCL (context, pre, post, inv); Abbildung von Assoziationen in Code
  14. Prüfen OB:
    Analytische Qualitätssicherung, Teil 1
    • Defekttest; Auswahl der Eingaben (Funktionstest, Strukturtest); Auswahl der Testgegenstände (bottom-up, top-down, opportunistisch); Ermittlung des erwarteten Verhaltens (Referenzsystem, (Teil)Orakel); Wiederholung von Tests (Rückfalltesten, Testautomatisierung)
  15. Prüfen OB:
    Analytische Qualitätssicherung, Teil 2
    • Testautomatisierung (Werkzeuge, Strukturierung, JUnit); Stoppkriterien für das Testen; Defektortung; Benutzbarkeitstest; Lasttest; Akzeptanztest; manuelle statische Prüfung (Durchsicht; Inspektion; Perspektiven-basiertes Lesen); automatische statische Prüfung (Modellprüfung; Quelltextanalyse)
  16. Vorbeugen DAMIT:
    Konstruktive Qualitätssicherung (Qualitätsmgmt., Prozessmgmt.)
    • Projekt- vs. Prozessmgmt.; Arten von Prozessmgmt.-Leitlinien; CMM-SW/CMMI (5 Prozessreifestufen); TQM (Prinzip: Kundenzufriedenheit); ISO 9000
  17. Entscheiden WIE (Prozess):
    Prozessmodelle
    • Rollen, Artefakte, Aktivitäten; Wasserfallmodell; Reparatur 1: Iteration (Prototypmodell, Evolutionäre Modelle, Spiralmodell); Reparatur 2: Flexiblere Planung (Agile Methoden); Prozessmodell-Auswahlkriterien; Anpassbare Prozessmodelle: RUP, V-Modell XT; Erklärung "Agile Methode" (XP)
  18. Randbedingungen:
    Persönlichkeitstyp
    • Was und warum; Die MBTI-Dimensionen (E/I, S/N, T/F, J/P); Warnungen und Hinweise; Die Keirsey-Temperamente (SJ, SP, NT, NF); Andere Typsysteme; Typen und SW-Engineering; Stärken und Gefahren; Typische Tendenzen; Eigenen Typ herausfinden
  19. Umsetzen (Prozess):
    Projektmanagement, Teil 1
    • Was und wofür?; Aufgabenfelder; Schätzen (Schätzverfahren; Funktionspunktschätzung); Todesmarschprojekte
  20. Umsetzen (Prozess):
    Projektmanagement, Teil 2
    • Zeit- und Ressourcenplanung; Microsoft Project; Critical Path Method (CPM); Finden von Aufgabenzerlegungen; Risikomanagement; Risikolisten; DOs and DON'Ts
  21. Umsetzen (Prozess):
    Projektmanagement, Teil 3
    • Teams; Sportteam oder Chor?; Organisationsstrukturen; Rollen; Kommunikationsstrukturen; psychologische Faktoren; Schätzen von Wahrscheinlichkeiten; Motivation; Attribution; Haltungen; soziale Einflüsse
  22. Umsetzen (Prozess):
    Projektmanagement, Teil 4
    • Projektplan; Projektleitung; nichtlineare Dynamik (Brook's Gesetz; Selbstverstärkung von Qualitätsmängeln; Teufelskreis von Qualität und Zeitdruck); Kommunikation (geplant/ungeplant, synchron/asynchron); Medien; Besprechungen
  23. Normales Vorgehen maximieren:
    Wiederverwendung, Teil 1
    • Arten der WV (Produkt/Prozess; Gegenstand; Ziel); Risiken und Abwägung; Hindernisse; Produktivität; WV für normales Vorgehen; Muster; Arten von Mustern; Prinzipien (Abstraktion, Strukturierung, Hierarchisierung, Modularisierung, Lokalität, Konsistenz, Angemessenheit, Wiederverwendung, Notationen); Analysemuster
  24. Normales Vorgehen maximieren:
    Wiederverwendung, Teil 2
    • Benutzbarkeitsmuster; Prozessmuster; Mustersprachen; Anti-Muster; Werkzeuge
  25. Wissen weitergeben:
    Dokumentation
    • Arten von Dokumentation; Qualitätseigenschaften (übersichtlich, präzise, korrekt, hilfreich); positive und negative Beispiele; Prinzipien (Selbstdokumentation, Minimaldokumentation); Begründungsmanagement (Fragen + Vorschläge + Kriterien + Argumente ergeben Entscheidungen)
  26. Berühmte letzte Worte:
    Zusammenfassung (entfällt dieses Jahr (wg. Ostermontag am Semesterbeginn) oder mit Sondertermin)
    • Wiederholung aus 1. Vorlesung; Schnelldurchgang durch Stoffplan; wichtige nicht besprochene Themen; einige Empfehlungen


Übungen

Tutorium

An dieser Stelle befinden sich Vorlagen, die vor dem Besuch des jeweiligen Tutoriums ausgedruckt oder auf dem eigenen Laptop gespeichert werden sollten. Außerdem gibt es meist erst nach den Tutorium Lösungshinweise und weitere Folien, die aufgelegt wurden.

Bitte die Hinweise in Klammern beachten: Manche Unterlagen sind optional (aber hilfreich), es geht auch ohne.

Übungsblätter

stop Die Übungsblätter werden im Verlauf der Veranstaltung veröffentlicht. stop

Zip mit allen Übungsblättern, Materialien und Lösungsblättern

Quellen

Software

  • UML-Diagramme
    • Offiziell: BOUML. Es ist nicht das tollste Programm der Welt, aber schnell und hinreichend gut. Alternativ können Sie die folgende große Liste an UML-Werkzeuge durchstöbern oder aber ein ganz normales, vektor-orientiertes Zeichenprogramm wie z.B. Inkscape nutzen.
    • In den Rechnerpools: Auf den Rechnern im Keller ist Rational Rose installiert, mit dem man perfekt Diagramme zeichnen kann. Rose hat allerdings eine Menge zusätzlicher Funktionen und ist nicht gerade ein schlankes Softwarepaket.
    • Von Studenten empfohlen: Dia - Teil des Gnome-Desktops (auch unter Windows erhältlich)

Klausurvorbereitung

Grundsätzlich wird der Stoff der Vorlesung plus Stoff der Übungen geprüft. Die Übungsblätter geben einen guten Hinweis auf mögliche Aufgaben. Sie waren meistens wie folgt aufgeteilt: In der ersten Aufgabe wurden Begriffe abgefragt. In der Klausur werden diese Begriffe ohne weitere Erläuterung benutzt, aber explizit abgefragt werden sie allenfalls in Richtig/Falsch-Fragen, die insgesamt nur einen kleinen Teil der Klausur ausmachen werden, wenn überhaupt. Die letzten Aufgaben der einzelnen Übungsblätter waren meist Diskussionsanregungen, die in dieser Form schwerlich für Klausuren geeignet sind. Das heißt: Die zwei oder drei Aufgaben dazwischen definieren also den typischen Klausurstoff! Einige der Übungsblattaufgaben sind aus alten Klausuraufgaben hervorgegangen.

Ein Extra-Übungsblatt zur Klausurvorbereitung ist unter den Übungsblättern zu finden, zu dem auch Lösungshinweise gibt. Selbstverständlich kann es in der Klausur auch andere Aufgabenthemen und -typen geben; einige der Aufgaben dort sind aber sogar alte Klausuraufgaben.

Historie des Stoffplans

  • SS 2008
    • Vorlesung wegen Verlagerung ist Sommersemester von 30 auf 26 Einheiten gekürzt:
    • die drei Einheiten zur eGK durch eine ganz neue ersetzt
    • die zwei Einheiten zur UML-Einführung/Übersicht auf eine gekürzt
    • die Einheit 35_Schnittstellenspezifikation etwas und 36_Objektimplementierung stark gekürzt und beide zusammengeführt

  • WS 2005/2006
    • Vorlesung komplett umgestellt auf ein eigenes Konzept, teilweise basierend auf Buch "Objektorientierte Softwaretechnik" von Brügge und Detoit.

  • WS 2004/2005
    • Vorlesung komplett umgestellt auf Buch SE7 von Ian Sommerville (zuvor: Buch von Helmut Balzert)

  • WS 2003/2004
    • Weggelassen:
      • Einheit zu Komponenten (JavaBeans, COM);
      • Einheit zu serverseitigen Komponenten (EJB, Corba, COM+)
      • Einheit zu Web-UI (Servlet, JSP, CGI)
      • Einheit zu Wiederverwendung
    • Zugefügt:
      • Einheit zu Dokumentation
      • Einheit zu Testautomatisierung
      • Einheit zu Risikomanagement

  • WS 2002/2003 (Blockkurs im März)
    • erste Durchführung, basierend auf Buch "Lehrbuch der Softwaretechnik" (Teil 1 und 2) von Helmut Balzert.

(Kommentare)

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SWTIDSR
Topic revision: r41 - 09 Apr 2010, JuliaSchenk
 
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