Grundlagen der industriellen Softwaretechnik

V-Modell XT, Rational Unified Process (RUP), Scrum

Ein einzelner Softwareprozess, also ein ganz konkretes Softwareprojekt, ist eine Ausprägung des individuellen Softwareprozessmodells. Zu einem Softwareprozessmodell gibt es damit eine Menge von Softwareprozessen, die nach den Vorgaben und Rahmenbedingungen des Prozessmodells ausgeführt werden.

Grundidee hinter dem Wasserfallmodell ist die schrittweise Bearbeitung der einzelnen Phasen Anforderungen, Analyse, Entwurf, Implementierung, Test und Betrieb in einer festgelegten Reihenfolge. Wie in einem Wasserfall „fällt“ ein Softwareprojekt der Reihe nach von „oben nach unten“. Jede einzelne Phase wird vollständig fertiggestellt, erst dann geht es zur nächsten Phase weiter.

Das Prozessparadigma „evolutionäre Entwicklung“ bezeichnet ein allgemeines Vorgehensmodell, dessen Grundidee die Erstellung des Softwaresystems in mehreren sich wiederholenden Zyklen ist. Mit jeder Version wächst der Funktionsumfang des zu erstellenden Softwaresystems. Erkenntnisse, die bei der Umsetzung und der Bewertung der aktuellen Version gewonnen werden, können in den folgenden Systemversionen berücksichtigt werden. Ein Zyklus läuft dabei wie folgt ab:

1. Festlegen, welche Funktionen in diesem Zyklen umgesetzt werden sollen,
2. Umsetzen der Funktionen,
3. Integration der neuen Funktionen in das bestehende System sowie
4. Testen und Bewerten der aktuellen Softwareversion.

Im Vergleich zum Wasserfallmodell gibt es bei der evolutionären Entwicklung keine ganz klar abgegrenzten Phasen mit vorher definierten Ergebnissen. Alle Software Engineering Kernaktivitäten wiederholen sich kleinteilig in kurzen Zyklen. Da zu Beginn des Softwareprozesses keine vollständige Spezifikation erstellt wird, wird der konkrete Funktionsumfang des Systems erst während der Entwicklung genau festgelegt. Daher erscheint die evolutionäre Entwicklung aus Sicht des Managements unstrukturiert und ohne klar definiertes Ergebnis.

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Mit dem V-Modell XT wurde in Deutschland ein Rahmenwerk für Softwareprozessmodelle geschaffen, das verbindlich für öffentliche IT-Projekte zum Beispiel in der Bundesverwaltung vorgeschrieben ist. Damit ist das V-Modell XT sehr stark im öffentlichen Bereich verbreitet.

• Projekttypen: Um den Einsatz des V-Modells XT möglichst vielen Projekten zu ermöglichen, werden verschiedene Projekttypen unterschieden. Für jeden der Projekttypen beschreibt das V-Modell XT, welche Vorgehensbausteine dort zum Einsatz kommen müssen und welche optional ausgewählt werden können.

• Entscheidungspunkte und Projektdurchführungsstrategien: In den sogenannten Entscheidungspunkten im V-Modell XT wird entschieden, ob eine bestimmte Projektfortschrittsstufe erreicht wird. Zu jedem Entscheidungspunkt ist definiert, welche Ergebnisse bzw. Produkte dort fertiggestellt worden sind. Die Reihenfolge der Entscheidungspunkte wird in der Projektdurchführungsstrategie festgelegt. Die konkrete Durchführungsstrategie zu einem Projekt leitet sich aus den Projekttypen und spezifischen Projektmerkmalen ab.

• Vorgehensbausteine: In den Vorgehensbausteinen werden im V-Modell XT konkrete Aufgaben, Aktivitäten, Ergebnisse und daran beteiligte Rollen innerhalb eines Softwareprojektes festgelegt.

• Referenzen: Liefern Vorgaben und Anhaltspunkte für die organisations- und projektspezifische Anpassung des V-Modells XT.

• Das Tailoring (deutsch: Zuschneiden) für eigene Softwareprozessmodelle
• Rollen im Softwareprozess, wobei zu jeder der 30 verschiedenen Rollen eine mit Beschreibung, Zuständigkeiten und Kategorie der Rolle vorliegt
• Produkte im Softwareprozess, wobei das V-Modell XT eine detaillierte Beschreibung zur Erstellung, Verwendung und Abhängigkeiten von 110 Produkt- bzw. Ergebnistypen enthält
• Aktivitäten, wobei zu jeder der 102 verschiedenen Aktivitäten mit dem Ablauf der einzelnen Arbeitsschritte eine detaillierte Anleitung zur Erstellung und Bearbeitung der Ergebnisse vorgegeben wird
• Konventionsabbildungen, in denen nationale und internationale Konventionen in Beziehung zu Elementen des V-Modells XT gesetzt werden

• Inception (deutsch: Konzeption)
• Elaboration (deutsch: Entwurf )
• Construction (deutsch: Konstruktion)
• Transition (deutsch: Übergabe)

Mit Disciplines (deutsch: Disziplinen) werden im RUP die Software Engineering Kernaktivitäten bezeichnet. Zu jeder Disziplin benennt der RUP spezifische Rollen, Artefakte (Ergebnisse, Produkte), Aktivitäten (Arbeitsschritte, Aufgaben) und Workflows (Reihenfolge von Aktivitäten in Verbindung mit Artefakten und Rollen). Anders als im Wasserfallmodell sind die Software Engineering Kernaktivitäten einer Phase nicht streng separiert, sondern finden teilweise parallel oder eng verzahnt statt. Allerdings unterscheiden sich die Phasen im RUP durch den Anteil
bzw. die Intensität, mit der die Aktivitäten durchgeführt werden.

Der Rational Unified Process unterstützt die evolutionäre Entwicklung durch die Möglichkeit, die einzelnen Phasen auch teilweise mehrfach hintereinander auszuführen. Ob und wie viele Zyklen durchgeführt werden, ist abhängig vom konkreten Softwareprojekt.

Product Owner, Scrum Master, Team

Die wichtigsten Konzepte, die in einem Scrum Prozess eingesetzt werden, sind das Product Backlog, das Sprint Backlog und die Velocity.

Ein Sprint lässt sich in vier verschiedene Phasen aufteilen:
• dem Sprint Planning,
• der Sprint Durchführung,
• dem Sprint Review und
• der Sprint Retrospektive.

Lampe: Aus/Ein ODER Schalterposition: Aus/An ODER Wechsel von Erhöhung und Vertiefung auf CD, DVD, oder Blu-Ray-Disc ODER Magnetischer Zustand von magnetisierbarem Material

Der Boolsche Operator „UND“ ist ein 2-stelliger Operator. Er wertet 2 Boolsche Werte x und y zu 1 aus, wenn beide Werte 1 sind. Anderenfalls wertet UND zu 0 aus.
Der Boolsche Operator „ODER“ ist ebenfalls ein 2-stelliger Operator. Er wertet zwei Werte x und y zu 1 aus, wenn mindestens einer der Werte 1 ist.
Der Operator „NICHT“ ist 1-stellig. Er negiert den Wert x zu dem jeweils anderen. Der Wert 1 wird zu 0 ausgewertet, der Wert 0 zu 1.

Hierfür gibt es festgelegte Abbildungen und Standards, zum Beispiel ASCII oder UTF-8. So wird in UTF-8 für den Buchstaben „S“ die Abfolge 01010011 festgelegt. Um in Buchstaben und Ziffer binär zu speichern, muss man nur in der UTF-8 Tabelle nachschlagen, welche Abfolgen aus 0 und 1 vorgesehen sind. Beispiele:

Zeichen Binärdarstellung nach UTF-8
A              01000001
B              01000010
a              01100001

Zeichen Binärdarstellung nach UTF-8
b             01100010
@            01000000

Von Neumann entwickelte die Idee, die Computer-Programme gemeinsam mit den zu verarbeitenden Daten in einen gemeinsamen Speicher (dem Hauptspeicher) des Rechners abzulegen. Da die Programme so ebenfalls in einem veränderbaren Speicher liegen, können somit auch die Vorschriften und Anweisungen, wie die Daten verarbeitet werden, angepasst werden, ohne die Hardware-Komponenten des Computersystems austauschen zu müssen. Damit konstruierte Von Neumann ein Rechensystem, das, anders als es damals für Rechensysteme üblich war, nicht zur Lösung eines speziellen Problems gedacht ist.

• Speicher
• Steuerwerk (als Teil der CPU)
• Rechenwerk (als Teil der CPU)
• Ein-/Ausgabe
• Bus

Das Steuerwerk übernimmt in der CPU die Rolle des Koordinators. Es ist dafür zuständig die auszuführenden Befehle eines Programms in der richtigen Reihenfolge aus dem Speicher in dieCPU zu laden, zu interpretieren, Quelle und Ziel der zu verarbeitenden Daten mit dem Rechenwerk zu verschalten und dem Rechenwerk mitzuteilen, welche Berechnung es mit den Daten durchführen soll. Das Rechenwerk ist die einzige Komponente des Rechners in der Berechnungen durchgeführt werden. Das Rechenwerk verfügt über eine Menge von ausführbaren arithmetischen und logischen Funktionen. In ihm werden in Rechnersystemen alle Operationen im Binärsystem durchgeführt.

Server: bezeichnet Rechner, die Funktionen anbieten, die von anderen Rechnern über ein Kommunikationsnetz
aufgerufen werden können.
Client: Rechner, die von Servern angebotene Dienste in Anspruch nehmen Kommunikationsnetz: Netz zur Kommunikation zwischen Rechnersystemen. Es leitet Nachrichten von einem Rechner zu einem anderen.
Nachricht: über das Kommunikationsnetz zwischen Rechnern versendete Informationen

• Der Browser (Client) wird benutzt, um in einem Online-Shop (Server) etwas zu bestellen.
• Der Laptop (Client) soll ein Dokument über einen Netzwerk-Drucker (Server) ausdrucken.
• Das Mobiltelefon (Client) ruft die aktuellen Wetterdaten von einem Wetterdienst (Server) ab.

Anwendungsschicht, Darstellungsschicht, Sitzungsschicht, Transportschicht, Vermittlungsschicht, Sicherungsschicht, Bitübertragungsschicht

Anwendungsschicht, Transportschicht, Internetschicht, Host-zu-Netz-Schicht

Mit dem Begriff betriebliches Informationssystem bezeichnen wir gewerblich eingesetzte Softwaresysteme und deren Systemkontext. Mit der Einschränkung auf gewerbliche Nutzung werden die Softwaresysteme in den Vordergrund gestellt, die mittelbar oder unmittelbar zum Erreichen des Ziels einer Organisation eingesetzt werden. Dabei wird nicht nur das Software-system an sich betrachtet, sondern mit seinem Systemkontext auch die Schnittstellen zu den Nutzern des Systems sowie technische Schnittstellen zu anderen Systemen.

• Kommunikationssysteme
• Querschnittssysteme
• Operative Systeme
• Dispositive Systeme

Operative Systeme unterstützen gezielt Geschäftsprozesse und Aktivitäten in Organisationen. Von allen Systemklassen sind die operativen Systeme am stärksten auf die wertschöpfenden und unterstützenden Geschäftsprozesse von Organisationen hin angepasst. Enterprise Resource Planning (ERP) Systeme, wie zum Beispiel von SAP hergestellt, sind ebenfalls hauptsächlich zu den operativen Systemen zu zählen. Dispositive Systeme dienen der Unterstützung von Planungs- und Entscheidungsprozessen. Typische dispositive Systeme sind Data Warehouse und Business Intelligence Lösungen. In ihnenwerden gezielt bereinigte und verdichtete Daten aus den operativen Systemen über Abläufe, Prozesse, und Geschäftsvorfällen abgelegt.

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