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Softwaretechnik WS2006/2007

Dies ist die detaillierte Veranstaltungsseite zur Vorlesung und Übung "Softwaretechnik".

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:

Diese Vorlesung gibt einen Überblick über die Methoden 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

Zum Empfang aktueller Mitteilungen über die Vorlesung und Übung sollten sich alle Hörer/innen auf die Mailingliste se_v_swt@lists.spline.inf.fu-berlin.de eintragen. Dort bitte auch den vollen Namen angeben.

Prüfungsmodalitäten

Kriterien für den Erwerb des Übungsscheins (Diplom) bzw. der Leistungspunkte (Bachelor) sind


Inhalt

Literatur

Die Vorlesung basiert in Teilen auf dem Buch
Bernd Brügge, Allen H. Dutoit: Objektorientierte Softwaretechnik mit UML, Entwurfsmustern und Java, Pearson 2004.

Andere Quellen und Literaturhinweise sind direkt in den einzelnen Foliensätzen angegeben.

Zur Korrespondenz von deutschen und englischen Fachausdrücken siehe VorlesungSoftwaretechnikGlossar.

Die grundlegenden Aussagen der Vorlesung fasst das Miniskript zusammen (16 Seiten).

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, Teil 1
    • Einleitung, Objektmodell eRezept; Rahmenarchitektur (RA); RA:Geschäftsprozesse, RA:Anwendungsfälle (Use-Cases).
  3. Fallbeispiel:
    Elektronische Gesundheitskarte, Teil 2 (Folien 26-65)
    • Digitale Signatur; RA:Sicherheitsanforderungen und –architektur; RA:nichtfunktionale Anforderungen; RA:Subsysteme, RA:Primärsysteme und Anbindung
  4. Fallbeispiel:
    Elektronische Gesundheitskarte, Teil 3 (Folien 66-89)
    • Lösungsarchitektur (LA); LA:Schichtenmodell, LA:Akteure, LA:eRezept-Handhabung; Erkenntnisse; Rolle von Domänenwissen
  5. Einführung:
    Die Welt der Softwaretechnik
    • Routine und Innovation: Normales und radikales Vorgehen; Taxonomie: Probleme und Lösungen
  6. Modellierung:
    UML Einleitung und statische Sicht
    • Modelle und Modellierung (Realität vs. Modell; Phänomene vs. Konzepte); UML; Schnelldurchgang; Use-Case-Diagramme; Klassendiagramme
  7. Modellierung:
    UML dynamische Sicht und Sonstiges
    • Sequenzdiagramme; Zustandsdiagramme (statechart); Aktivitätsdiagramme; sonstige Diagrammarten (Komponentendiagramme, Kollaborationsdiagramme, Inbetriebnahmediagramme, Kommunikationsdiagramme, Interaktions-Übersichts-Diagramme); UML Metamodell; Profile; einige Notationsdetails (Klassen, Assoziationen, Schnittstellen, Zustände)
  8. 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)
  9. 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
  10. 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)
  11. Verstehen WAS:
    Analyse (dynamisches Objektmodell)
    • Klassen finden mit dynamischer Modellierung; Zustandsdiagramme (statechart diagrams); Sequenzdiagramme; Aufbau eines Anforderungsanalyse-Dokuments; Validierung (und Gegensatz zu Verifikation)
  12. 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)
  13. 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
  14. 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)
  15. 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)
  16. Spezifizieren WIE:
    Schnittstellenspezifikation
    • Sichtbarkeiten (public, protected, private, package), Signaturen (Parameter, Resultate), OCL (context, pre, post, inv)
  17. Umsetzen (Implementierung):
    Modelltransformation zur Objektimplementierung
    • Modelltransformation, Forward Engineering, Reverse Engineering, Refaktorisierung; Modelloptimierungen; Abbildung von Assoziationen; Abbildung von Schnittstellenverträgen; Abbildung auf relationale Datenbankstabellen
  18. 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)
  19. 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)
  20. Vorbeugen DAMIT:
    Konstruktive Qualitätssicherung (Qualitätsmgmt., Prozessmgmt.)
    • Projekt- vs. Prozessmgmt.; Arten von Prozessmgmt.-Leitlinien; CMM-SW/CMMI (5 Prozessreifestufen); TQM (Prinzip: Kundenzufriedenheit); ISO 9000
  21. 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)
  22. 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
  23. Umsetzen (Prozess):
    Projektmanagement, Teil 1
    • Was und wofür?; Aufgabenfelder; Schätzen (Schätzverfahren; Funktionspunktschätzung); Todesmarschprojekte
  24. Umsetzen (Prozess):
    Projektmanagement, Teil 2
    • Zeit- und Ressourcenplanung; Microsoft Project; Critical Path Method (CPM); Finden von Aufgabenzerlegungen; Risikomanagement; Risikolisten; DOs and DON'Ts
  25. Umsetzen (Prozess):
    Projektmanagement, Teil 3
    • Teams; Sportteam oder Chor?; Organisationsstrukturen; Rollen; Kommunikationsstrukturen; psychologische Faktoren; Schätzen von Wahrscheinlichkeiten; Motivation; Attribution; Haltungen; soziale Einflüsse
  26. 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
  27. 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
  28. Normales Vorgehen maximieren:
    Wiederverwendung, Teil 2
    • Benutzbarkeitsmuster; Prozessmuster; Mustersprachen; Anti-Muster; Werkzeuge
  29. 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)
  30. Berühmte letzte Worte:
    Zusammenfassung
    • Wiederholung aus 1. Vorlesung; Schnelldurchgang durch Stoffplan; wichtige nicht besprochene Themen; einige Empfehlungen


Übungen

Die Übungen fallen in der ersten Woche aus.

Übungsblätter

Lösungshinweise

Hier sind die Lösungshinweise für die obigen Übungsblätter. Bedenken Sie, dass diese in vielen Fällen nur eine gute von vielen möglichen guten oder zumindest plausiblen Lösungen beinhalten. Wenn Ihre Lösung anders aussieht, heißt das also nicht unbedingt, dass sie schlecht ist. Überlegen Sie sich aber die möglichen Gründe für die Unterschiede. Fragen und Korrekturhinweise bitte an die Tutorin/den Tutor oder noch besser über die Maillingliste der Vorlesung.

1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13.

Lösunghinweise zum Extra-Übungsblatt

Die Dateien sind geschützt. Das Kennwort wurde im November über die Maillingliste (s.o.) versendet. Wer dort nicht angemeldet ist, sollte es nun tun und im Archiv suchen.

Quellen

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, die allerdings erst am Montag vor der Klausur veröffentlicht werden. Selbstverständlich kann es in der Klausur auch andere Aufgabenthemen und -typen geben; einige der Aufgaben dort sind aber sogar alte Klausuraufgaben. Unter http://www.teachswt.de/ finden Sie weitere relevante Übungen (mit Lösungen) zum Thema.


Historie des Stoffplans

WS 2005/2006:

WS 2004/2005:

WS 2003/2004:

WS 2002/2003 (Blockkurs im März):


(Kommentare)

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