1. Einleitung

Gründe für die Softwaretechnik

• Systeme werden immer größer und komplexer.
• Systeme umfassen verschiedene, heterogene Komponenten.
• Software ist oft über einen langen Zeitraum in Betrieb.
• Softwareprojekte scheitern häufig, überschreiten das Budget und dauern länger als geplant.
• Software ist oft nicht wiederverwendbar und nur schwer erweiterbar.
• Fehler in sicherheitskritischer Software können zu großen Schäden führen, bis hin zu Gefährdung von Menschenleben.
• Software Engineering zielt auf die ingenieurmäßige Entwicklung, Wartung, Anpassung und Weiterentwicklung großer Softwaresysteme unter Verwendung bewährter systematischer Vorgehensweisen, Prinzipien, Methoden und Werkzeuge.
• Die drei zentralen Aspekte sind Kosten, Termine und Qualität.
• Qualität umfasst Korrektheit, Zuverlässigkeit, Performanz, Sicherheit, Nutzbarkeit, Verständlichkeit, Weiterentwickelbarkeit, Anpassbarkeit und Wartbarkeit.
• Software umfasst Programme, Prozeduren, Regeln und ggf. zugehörige Dokumentation und Daten für den Betrieb eines Computersystems (IEEE Standard).
• Software ist ein Sammelbegriff für Programme, Quellcode, ausführbaren Objektcode, Dokumentation für Entwickler, Betreiber und Nutzer, inklusive Installations- und Compilations-Skripte, sowie die Testumgebung und Software-Tests, die für Weiterentwicklung, Installation und Nutzung erforderlich sind (RWTH Software Verträge).
• Ein Softwaresystem ist ein System (oder Teilsystem), dessen Komponenten aus Software bestehen.
• Ein Software-Produkt ist ein in sich abgeschlossenes Ergebnis eines erfolgreichen Projekts oder Herstellungsprozesses, i. A. für einen Auftraggeber bestimmt.
• Software ist immateriell und nicht durch physikalische Gesetze begrenzt.
• Software unterliegt keinem Verschleiß. Defekte sind immer Konstruktionsfehler.
• Software ist schwer zu vermessen.
• Software gilt als relativ leicht änderbar (im Vergleich zu materiellen technischen Produkten).
• Software unterliegt einem ständigen Anpassungsdruck.
• Software veraltet.
• Zuverlässigkeit bedeutet, dass die Software im Fehlerfall keine Schäden verursacht.
• Benutzbarkeit: Die Software muss sich nach den Bedürfnissen der Benutzer richten. Die Benutzerschnittstelle muss ergonomisch und selbsterklärend sein; Dokumentation muss in allen Detaillierungsgraden ausreichend zur Verfügung stehen.
• Wartbarkeit: Software muss anpassbar an neue Anforderungen sein. Software sollte möglichst plattformunabhängig sein.
• Effizienz: Software muss den ökonomischen Gebrauch der Ressourcen des zugrundeliegenden Systems gewährleisten.
• Die Komplexität von Softwaresystemen wächst exponentiell.
• Die Fehlerrate nimmt mit der Komplexität zu.
• Es sind Qualitätsverbesserungen erforderlich, um die Komplexitätssteigerung zu kompensieren.
• Relative Abstellkosten je Softwarefehler in der Fahrzeugentwicklung variieren.
• Die Anzahl der gefundenen Defekte pro 1000 Codezeilen ist von 1977 bis 2003 deutlich gesunken.
• Die Komplexität nimmt ca. alle 5 Jahre um den Faktor 10 zu.
• Anwendungssoftware wird oft über 20 Jahre eingesetzt.
• In manchen Betrieben entfallen bis zu 60-70% der Softwarekosten auf Anpassungen an Altsoftware.
• Die Erfolgsquote von IT-Projekten ist gering (CHAOS Report, Standish).

Definition von Software Engineering

• Software Engineering ist die Anwendung von fundierten Ingenieurprinzipien, um wirtschaftlich zuverlässige Software zu erstellen, die auf realen Maschinen läuft. (F.L. Bauer, NATO-Konferenz Software-Engineering 1968)
• Software Engineering zielt auf die ingenieurmäßige Entwicklung, Wartung, Anpassung und Weiterentwicklung großer Softwaresysteme unter Verwendung bewährter systematischer Vorgehensweisen, Prinzipien, Methoden und Werkzeuge. (Manifest der Softwaretechnik, 2006)
• Berücksichtigung der folgenden drei Aspekte: Kosten, Termine und Qualität. Die Qualität umfasst Korrektheit, Zuverlässigkeit, Performanz, Sicherheit, Nutzbarkeit, Verständlichkeit, Weiterentwickelbarkeit, Anpassbarkeit und Wartbarkeit.

Aufgabenstellungen der Softwaretechnik

• Softwareentwicklung ist mehr als nur Programmieren!
• Dazu gehören auch: Vorgehensmodelle, Analyse von Anforderungen, Modellierung, Systemmodellierung, Muster, Softwareentwurf (Design), Systementwurf, Oberflächen, Generative Entwicklung, Test.
• Weitere Aufgaben sind: Management großer und komplexer Projekte, Schätzung von Terminen und Kosten, Erfassung von Kunden- und Marktanforderungen, Änderungsmanagement, Sicherstellung eines hohen Qualitätsniveaus, Wartung und Weiterentwicklung von Altsystemen, Softwareproduktlinien, Guter Programmierstil, Entwicklungswerkzeuge, Prinzipien wie Abstraktion, Strukturierung, Hierarchisierung, Modularisierung, Wiederverwendung und Variabilität.

Softwaretechnik vs. Programmieren

• Softwaretechnik befasst sich mit der Größe und Komplexität der Entwicklungsprojekte, Teams, Zusammenarbeit, Komponenten und Qualität.
• Margaret Hamilton, Direktorin der Softwareentwicklungs-Abteilung des Instrumentation Laboratory des MIT, war an der On-Board-Flugsoftware für das Apollo-Raumfahrtprogramm beteiligt (420.837 Zeilen Code).
• Große Software-Beispiele: Windows 7 (40 Millionen), Facebook (61 Millionen) Zeilen Code.

Portfolio der SE-Techniken

• Vergleichbar mit einem Werkzeugkasten: Das richtige Werkzeug für jedes Problem, in der Hand eines Experten.
• Nicht jeder muss alle Werkzeuge beherrschen, aber mehr Wissen ist vorteilhafter.