Software Engineering
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| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Hallbergmoos
Pearson
[2018]
|
| Ausgabe: | 10., aktualisierte Auflage |
| Schriftenreihe: | Always learning
it - Informatik |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
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Vorwort 15
Teil 1 Einführung in Software-Engineering 21
Kapitel 1 Einführung 23
Kapitel 2 Softwareprozesse 53
Kapitel 3 Agile Softwareentwicklung 85
Kapitel 4 Requirements-Engineering 119
Kapitel 5 Systemmodellierung 161
Kapitel 6 Entwurf der Architektur 191
Kapitel 7 Entwurf und Implementierung 223
Kapitel 8 Testen von Software 255
Kapitel 9 Softwareevolution 287
Teil II Systemverlässlichkeit und
Informationssicherheit 319
Kapitel 10 Verlässliche Systeme 321
Kapitel 11 Reliability-Engineering 343
Kapitel 12 Safety-Engineering 379
Kapitel 13 Security-Engineering 417
Kapitel 14 Resilienz-Engineering 457
Teil III Software-Engineering für Fortgeschrittene 489
Kapitel 15 Wiederverwendung von Software 491
Kapitel 16 Komponentenbasiertes Software-Engineering 521
Kapitel 17 Entwicklung verteilter Systeme 551
Kapitel 18 Serviceorientiertes Software-Engineering 585
Kapitel 19 Systems-Engineering 619
Kapitel 20 Systeme von Systemen 651
Kapitel 21 Entwicklung von Echtzeitsoftware 683
Teil IV Softwaremanagement 713
Kapitel 22 Projektmanagement 715
Kapitel 23 Projektplanung 743
Kapitel 24 Qualitätsmanagement 779
Kapitel 25 Konfigurationsmanagement 813
Glossar 843
Literatur A-Z 867
Register
885
Inhaltsverzeichnis
Vorwort 15
Teil I Einführung in Software-Engineering 21
Kapitel 1 Einführung 23
1.1 Professionelle Softwareentwicklung................................. 26
1.1.1 Software-Engineering....................................... 30
1.1.2 Vielfalt des Software-Engineerings......................... 32
1.1.3 Software-Engineering und das Internet...................... 35
1.2 Ethik des Software-Engineerings.................................... 36
1.3 Fallstudien........................................................ 40
1.3.1 Ein Steuemngssystem für Insulinpumpen.................... 41
1.3.2 Ein Patienteninformationssystem für die psychiatrische
Ambulanz................................................... 43
1.3.3 Eine Wetterstation in Wildnisgebieten...................... 45
1.3.4 Eine digitale Lernumgebung für Schulen..................... 47
Kapitel 2 Softwareprozesse 53
2.1 Vorgehensmodelle................................................... 56
2.1.1 Das Wasserfallmodell....................................... 57
2.1.2 Inkrementelle Entwicklung................................. 60
2.1.3 Integration und Konfiguration.............................. 63
2.2 Prozessaktivitäten................................................. 64
2.2.1 Softwarespezifikation...................................... 65
2.2.2 Softwareentwurf und-Implementierung........................ 67
2.2.3 Software Validierung....................................... 70
2.2.4 Weiterentwicklung von Software............................. 72
2.3 Umgang mit Änderungen.............................................. 73
2.3.1 Softwareprototypen......................................... 74
2.3.2 Inkrementelle Auslieferung............................... 75
2.4 Prozessverbesserung................................................ 77
Kapitel 3 Agile Softwareentwicklung 85
3.1 Agile Methoden..................................................... 89
3.2 Techniken der agilen Entwicklung................................... 91
3.2.1 User-Storys................................................ 93
3.2.2 Refactoring.............................................. 95
3.2.3 Test-First-Entwicklung..................................... 96
3.2.4 Pair Programming........................................... 98
3.3 Agiles Projektmanagement.......................................... 100
3.4 Skalieren von agilen Methoden..................................... 104
3.4.1 Praktische Probleme mit agilen Methoden.................... 105
3.4.2 Agile und plangesteuerte Methoden.......................... 107
3.4.3 Agile Methoden für große Systeme........................... 110
3.4.4 Organisationsübergreifende agile Methoden.................. 113
Kapitel 4 Requirements-Engineering 119
4.1 Funktionale und nichtfunktionale Anforderungen.................... 124
4.1.1 Funktionale Anforderungen.................................. 124
4.1.2 Nichtfunktionale Anforderungen............................. 126
4.2 Prozesse des Requirements-Engineerings............................ 131
4.3 Anforderungserhebung und -analyse................................. 132
4.3.1 Techniken zur Anforderungs erhebung........................ 135
4.3.2 User-Storys und Szenarios.................................. 139
4.4 Anforderungsspezifikation......................................... 141
4.4.1 Spezifikation in natürlicher Sprache....................... 143
4.4.2 Strukturierte Spezifikationen.............................. 144
4.4.3 Anwendungsfälle............................................ 146
4.4.4 Die Gesamtsystemspezifikation.............................. 148
4.5 Validierung von Anforderungen..................................... 151
4.6 Anforderungsänderung.............................................. 153
4.6.1 Planung des Anforderungsmanagements........................ 155
4.6.2 Anforderungsändemngsmanagement............................. 156
Kapitel 5 Systemmodellierung 161
5.1 Kontextmodelle.................................................... 165
5.2 Interaktionsmodelle............................................... 168
5.2.1 Anwendungsfallmodellierung................................. 168
5.2.2 Sequenzdiagramme........................................... 170
5.3 Strukturelle Modelle.............................................. 173
5.3.1 Klassendiagramme........................................... 173
5.3.2 Generalisierung........................................... 176
5.3.3 Aggregation............................................... 177
5.4 Verhaltensmodelle................................................. 178
5.4.1 Datenorientierte Modellierung.............................. 179
5.4.2 Ereignisgesteuerte Modellierung............................ 180
5.4.3 Modellgetriebene Softwareentwicklung....................... 183
5.5 Modellgetriebene Architektur...................................... 184
Kapitel 6 Entwurf der Architektur 191
6.1 Architektonische Entwurfsentscheidungen........................... 195
6.2 Architektursichten.............................................. 198
6.3 Architekturmuster................................................. 200
6.3.1 Schichtenarchitektur....................................... 202
6.3.2 Repository-Architektur..................................... 204
6.3.3 Client-Server-Architektur................................... 206
6.3.4 Pipes-und-Filter-Architektur................................ 208
6.4 Anwendungsarchitekturen............................................ 210
6.4.1 Transaktionsverarbeitende Systeme........................... 212
6.4.2 Informationssysteme......................................... 213
6.4.3 Sprachverarbeitende Systeme................................. 216
Kapitel 7 Entwurf und Implementierung 223
7.1 Objektorientierter Entwurf mit UML................................. 226
7.1.1 Systemkontext und Interaktionen............................. 226
7.1.2 Entwurf der Architektur................................... 229
7.1.3 Bestimmung der Objektklassen................................ 230
7.1.4 Entwurfsmodelle............................................. 232
7.1.5 Schnittstellenspezifikation................................. 236
7.2 Entwurfsmuster..................................................... 237
7.3 Implementierungsaspekte............................................ 241
7.3.1 Wiederverwendung............................................ 242
7.3.2 Konfigurationsverwaltung.................................... 244
7.3.3 Host-Ziel-Entwicklung....................................... 245
7.4 Open-Source-Entwicklung............................................ 248
7.4.1 Open-Source-Lizenzierung.................................... 250
Kapitel 8 Testen von Software 255
8.1 Entwicklertests.................................................... 261
8.1.1 Modultests.................................................. 262
8.1.2 Auswahl der Testfälle für Modultests........................ 264
8.1.3 Testen von Komponenten...................................... 267
8.1.4 Testen von Systemen......................................... 270
8.2 Testgetriebene Entwicklung......................................... 273
8.3 Freigabetests...................................................... 275
8.3.1 Anforderungsbasiertes Testen................................ 276
8.3.2 Szenariobasiertes Testen.................................... 277
8.3.3 Leistungstests.............................................. 279
8.4 Benutzertests...................................................... 280
Kapitel 9 Softwareevolution 287
9.1 Evolutionsprozesse................................................. 292
9.2 Altsysteme......................................................... 295
9.2.1 Verwaltung von Altsystemen.................................. 300
9.3 Software Wartung................................................... 305
9.3.1 Vorhersagen des Wartungsaufwands............................ 309
9.3.2 Software-Reengineering...................................... 311
9.3.3 Refactoring................................................. 314
Teil II Systemverlässlichkeit und
Informationssicherheit 319
Kapitel 10 Verlässliche Systeme 321
10.1 Eigenschaften der Verlässlichkeit................................... 324
10.2 Soziotechnische Systeme............................................. 328
10.2.1 Regulierung und Einhaltung der Vorschriften.................. 331
10.3 Redundanz und Diversität............................................ 332
10.4 Verlässliche Prozesse............................................... 334
10.5 Formale Methoden und Verlässlichkeit................................ 337
Kapitel 11 Reliability-Engineering 343
11.1 Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit................................... 347
11.2 Zuverlässigkeitsanforderungen....................................... 350
11.2.1 Zuverlässigkeitsmetriken..................................... 351
11.2.2 Nichtfunktionale Zuverlässigkeitsanforderungen............... 352
11.2.3 Funktionale Zuverlässigkeitsanforderungen.................... 355
11.3 Fehlertolerante Architekturen....................................... 356
11.3.1 Schutzsysteme................................................ 357
11.3.2 Selbstüberwachende Architekturen............................. 359
11.3.3 Diversitäre Programmierung................................... 361
11.3.4 Softwarediversität........................................... 362
11.4 Zuverlässige Programmierung......................................... 364
11.5 Zuverlässigkeitsmessung............................................. 371
11.5.1 Betriebsprofite.............................................. 373
Kapitel 12 Safety-Engineering 379
12.1 Betriebssicherheitskritische Systeme................................ 382
12.2 Spezifikation der Betriebssicherheit................................ 385
12.2.1 Gefahrenerkennung............................................ 387
12.2.2 Gefahrenbewertung............................................ 388
12.2.3 Gefahrenanalyse.............................................. 391
12.2.4 Risikoreduzierung............................................ 393
12.3 Prozesse zur Entwicklung betriebssicherer Systeme................... 394
12.3.1 Prozesse für die Gewährleistung der Betriebssicherheit....... 396
12.3.2 Formale Verifikation......................................... 399
12.3.3 Modellprüfung................................................ 400
12.3.4 Statische Programmanalyse.................................... 402
12.4 Nachweis der Betriebssicherheit..................................... 404
12.4.1 Strukturierte Argumentationen............................... 406
12.4.2 Betriebssicherheitsargumentationen für Software.......... 408
Kapitel 13 Security-Engineering 417
13.1 Informationssicherheit und Verlässlichkeit....................... 421
13.2 Informationssicherheit in Unternehmen und Organisationen......... 425
13.2.1 Bewertung von Informationssicherheitsrisiken............. 427
13.3 Anforderungen an die Informationssicherheit...................... 428
13.3.1 Missbrauchsfälle......................................... 432
13.4 Entwerfen sicherer Systeme....................................... 434
13.4.1 Bewertung der Entwurfsrisiken............................ 436
13.4.2 Architekturentwurf....................................... 440
13.4.3 Entwurfsrichtlinien...................................... 444
13.4.4 Informationssichere Systemprogrammierung................. 449
13.5 Testen und Gewährleistung der Informationssicherheit............. 451
Kapitel 14 Resilienz-Engineering 457
14.1 Cybersicherheit.................................................. 462
14.2 Soziotechnische Resilienz........................................ 466
14.2.1 Menschliches Versagen.................................... 469
14.2.2 Betriebs-und Managementprozesse.......................... 473
14.3 Entwerfen resilienter Systeme.................................... 476
Teil ill Software-Engineering für Fortgeschrittene 489
Kapitel 15 Wiederverwendung von Software 491
15.1 Die Wiederverwendungslandschaft.................................. 495
15.2 Anwendungsframeworks............................................. 499
15.3 Softwareproduktlinien............................................ 502
15.4 Wiederverwendung von Anwendungssystemen.......................... 509
15.4.1 Konfigurierbare Anwendungssysteme........................ 511
15.4.2 Integrierte Anwendungssysteme............................ 514
Kapitel 16 Komponentenbasiertes Software-Engineering 521
16.1 Komponenten und Komponentenmodelle............................... 525
16.1.1 Komponentenmodelle....................................... 528
16.2 Prozesse des komponentenbasierten Software-Engineerings.......... 531
16.2.1 Komponentenbasiertes Software-Engineering
für Wiederverwendung..................................... 533
16.2.2 Komponentenbasiertes Software-Engineering
mit Wiederverwendung..................................... 536
16.3 Komposition von Komponenten...................................... 539
Kapitel 17 Entwicklung verteilter Systeme 551
17.1 Verteilte Systeme.................................................. 554
17.1.1 Kommunikationsmodelle....................................... 558
17.1.2 Middleware.................................................. 560
17.2 Client-Server-Systeme.............................................. 562
17.3 Architekturmuster für verteilte Systeme............................ 564
17.3.1 Master-Slave-Architekturen.................................. 565
17.3.2 Zweischichtige Client-Server-Architekturen.................. 566
17.3.3 Mehrschichtige Client-Server-Architekturen.................. 568
17.3.4 Verteilte Komponentenarchitekturen.......................... 570
17.3.5 Peer-to-Peer-Architekturen.................................. 573
17.4 Software als Service............................................... 576
Kapitel 18 Serviceorientiertes Software-Engineering 585
18.1 Serviceorientierte Architektur................................... 591
18.1.1 Servicekomponenten in einer serviceorientierten Architektur . . . 593
18.2 REST-konforme Services............................................. 596
18.3 Service-Engineering................................................ 599
18.3.1 Ermittlung von Servicekandidaten............................ 600
18.3.2 Entwerfen von Serviceschnittstellen......................... 603
18.3.3 Implementierung und Bereitstellung der Services............. 607
18.4 Kombinationen von Services......................................... 608
18.4.1 Entwurf und Implementierung des Workflows................... 611
18.4.2 Testen von Services......................................... 614
Kapitel 19 Systems-Engineering 619
19.1 Soziotechnische S}^steme........................................... 625
19.1.1 Typische Systemeigenschaffen................................ 628
19.1.2 Nichtdeterminismus.......................................... 631
19.1.3 Erfolgskriterien............................................ 632
19.2 Entwurfsplanung.................................................... 633
19.3 Systembeschaffung.................................................. 636
19.4 Systementwicklung.................................................. 641
19.5 Systembetrieb und Systemevolution.................................. 645
19.5.1 Systemevolution............................................. 646
Kapitel 20 Systeme von Systemen 651
20.1 Systemkomplexität................................................ 656
20.2 Klassifikation von Systemen von Systemen........................... 660
20.3 Reduktionismus und komplexe Systeme................................ 663
20.4 SvS-Engineering.................................................... 666
20.4.1 Schnittstellenentwicklung................................... 668
20.4.2 Integration und Inbetriebnahme.............................. 670
20.5 Architektur von Systemen von Systemen.............................. 672
20.5.1 Architekturmuster für Systeme von Systemen.................. 675
Kapitel 21 Entwicklung von Echtzeitsoftware 683
21.1 Entwurf eingebetteter Systeme....................................... 686
21.1.1 Modellierung von Echtzeitsystemen............................ 691
21.1.2 Programmierung von Echtzeitsystemen.......................... 693
21.2 Architekturmuster für Echtzeit Software............................ 694
21.2.1 Beobachten und Reagieren..................................... 695
21.2.2 Umgebungssteuerung........................................... 697
21.2.3 Pipelineverarbeitung........................................ 699
21.3 Analyse des Zeitverhaltens.......................................... 701
21.4 Echtzeitbetriebssysteme............................................ 706
21.4.1 Prozessverwaltung............................................ 707
Teil IV Softwaremanagement
713
Kapitel 22 Projektmanagement 715
22.1 Risikomanagement............................................... 719
22.1.1 Risiko erkennung....................................... 721
22.1.2 Risikoanalyse........................................ 722
22.1.3 Risikoplanung.......................................... 725
22.1.4 Risiko Überwachung..................................... 726
22.2 Personalmanagement............................................. 726
22.2.1 Mitarbeitermotivation.................................. 727
22.3 Teamwork................................................... 731
22.3.1 Teammitglieder auswählen............................... 733
22.3.2 Organisation der Gruppe................................ 735
22.3.3 Kommunikation in der Gruppe............................ 737
Kapitel 23 Projektplanung
23.1 Preiskalkulation für Software.............
23.2 Plangesteuerte Entwicklung................
23.2.1 Projektpläne......................
23.2.2 Der Planungsprozess...............
23.3 Zeitplanung...............................
23.3.1 Darstellung des Zeitplans.........
23.4 Agile Planung.............................
23.5 Schätztechniken...........................
23.5.1 Algorithmische Kostenmodellierung .
23.6 Das COCOMO-ITModell.......................
23.6.1 Das Application-Composition-Modell
23.6.2 Das Early-Design-Modell...........
23.6.3 Das Reuse-Modell..................
23.6.4 Das Post-Architecture-Modell......
23.6.5 Projektdauer und Personalplanung ..
743
747
748
749
750
752
753
758
760
762
764
766
767
768
769
772
Kapitel 24 Qualitätsmanagement 779
24.1 Softwarequalität................................................ 783
24.2 Softwarestandards............................................... 786
24.2.1 Der Rahmenstandard ISO 9001 ............................ 788
24.3 Reviews und Inspektionen........................................ 790
24.3.1 Der Review-Prozess...................................... 792
24.3.2 Programminspektionen.................................... 793
24.4 Qualitätsmanagement und agile Entwicklung....................... 795
24.5 Softwaremessung................................................. 797
24.5.1 Produktmetriken......................................... 801
24.5.2 Softwarekomponentenanatyse.............................. 804
24.5.3 Mehrdeutigkeit von Messungen............................ 805
24.5.4 Softwareanalytik........................................ 807
Kapitel 25 Konfigurationsmanagement 813
25.1 Versionsmanagement.............................................. 819
25.2 Systemerstellung................................................ 825
25.3 Ändemngsmanagement.............................................. 831
25.4 Release-Management.............................................. 837
Glossar 843
Literatur A-Z 867
Register 885
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