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CEA v6.4

Kaiserslautern, WS 2008/2009 Dr. Gerhard Pews

IT-Projektmanagement Teil 2: Der Gegenstand von SW-Projekten

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Inhalte

Der Fahrplan durch die Vorlesung

•  Einführung •  Das „Was“: Der Gegenstand von Softwareprojekten •  Das „Wie“: Die Tätigkeiten in einem Projekt und wie man sie ausführt •  Vorbereitung eines Projekts •  Projektplanung •  Durchführen eines Projekts •  Unterstützende Tätigkeiten •  Soft Factors •  Wirtschaftliche Aspekte

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AGENDA

•  Motivation

•  Tätigkeiten bei der SW-Entwicklung

•  Diese Tätigkeiten im Kontext von Vorgehensmodellen

•  Stufen

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Einführung & Motivation

•  Fokus der Vorlesung liegt im Software-Entwicklung. Das deckt auch Reengineering, Wartung und Weiterentwicklung in Projektform ab.

•  Häufigster Fall von IT-Projekten •  Vorgehensweise und Erkenntnisse übertragbar auch auf andere

Projekte. •  Grundlegende Frage

– Wie gehe ich in meinem Projekt vor, um es zum Erfolg zu führen? – Wie erreiche ich den Projekterfolg mit Sicherheit und nicht nur

durch Zufall?

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AGENDA

•  Motivation

•  Tätigkeiten bei der SW-Entwicklung

•  Diese Tätigkeiten im Kontext von Vorgehensmodellen

•  Stufen

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In Software-Entwicklunsprojekten finden sich immer die gleichen Tätigkeiten wieder.

Anforderungs- analyse

& Fachliche Konzeption

Technische Konzeption

Realisierung Integration und Test

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In jedem Softwareentwicklungsprojekt finden sich vier grundlegende Tätigkeiten.

Tätigkeiten

Anforderungsanalyse & Fachliche Konzeption

Technische Konzeption

Realisierung

Integration & Test

Kurzbeschreibung/Fragen

•  Was soll das System inhaltlich tun? •  Welche Anforderungen soll es erfüllen? •  Wie sieht die fachliche Lösung aus?

•  Wie sieht die technische Lösung aus? •  Wie soll das System programmiert werden?

•  Erzeugen von Code

•  Zusammenfügen mit Nachbarsystemen •  Funktionaler Gesamttest

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Anforderungsanalyse und Fachliche Konzeption bilden die Grundlage der Softwareentwicklung.

•  Anforderungsanalyse und Fachliche Konzeption sind oft nicht zu trennen.

•  Ergebnisse – Anforderungen (funktional und nicht-

funktional) – Fachliche Beschreibung der Lösung – Prozesse – Use Cases (durch Software unterstützte

Prozess-Schritte) – Fachliches Datenmodell – Fachlicher Sytemüberblick innen und

außen, Fachliche Architektur

Tätigkeiten

Anforderungsanalyse & Fachliche Konzeption

Technische Konzeption

Realisierung

Integration & Test

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Die Technische Konzeption legt fest, wie das System zu erstellen ist.

•  Inhalte der Technischen Konzeption – Technischer Systemüberblick innen und

außen – Software-Architektur (Module,

Schichten, Komponenten, etc.) – Technisches Datenmodell – Systemarchitektur (Hardware) – Betriebsdokumentation – Vorlage für die Implementierung, Design

für Implementierung

Tätigkeiten

Anforderungsanalyse & Fachliche Konzeption

Technische Konzeption

Realisierung

Integration & Test

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In der Realisierung wird das System programmiert.

•  Inhalte der Realisierung – Programmieren – Testen (Entwicklertest) – Dokumentieren

•  Ergebnisse – Code – Dokumentation

Tätigkeiten

Anforderungsanalyse & Fachliche Konzeption

Technische Konzeption

Realisierung

Integration & Test

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Die Technische Konzeption legt fest, wie das System zu erstellen ist.

•  Ergebnis: – Fertiges System

•  Inhalte von Integration & Test – Systemintegration: Kopplung mit

Nachbarsystemen, Zusammenführen einzelner Module System ist „als Ganzes“ vollständig.

– Systemtest (gesamt, funktional): Fachliche Tester testen das System so, wie es später im Produktionsbetrieb genutzt werden soll.

Tätigkeiten

Anforderungsanalyse & Fachliche Konzeption

Technische Konzeption

Realisierung

Integration & Test

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Geläufige und häufig verwendete alternative Namen für die Tätigkeiten.

•  Die Begriffe des Software Engineering sind (leider) nicht genormt. Sowohl die Inhalte als auch die Bezeichnungen der Schritte können variieren.

•  Häufig werden alternative Namen genutzt. – Anforderungsanalyse & Fachliche Konzeption

Requirements analysis, Analysis, Analyse, Fachkonzept, Spezifikation, Lastenheft, Pflichtenheft, –  Technische Konzeption

DV-Konzept, Konstruktion, Design, Pflichtenheft. Definition – Realisierung

Implementierung, Programmierung –  Integration & Test

Systemintegration, Gesamtintegration

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Nutzen von Konzepten im Projektmanagment Kosten der Fehlerbehebung in Projekten

Quelle: B. Boehm, sd&m Konferenz 2001

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Nutzen von Konzepten im Projektmanagment Kosten der Fehlerbehebung in Projekten

Quelle: B. Boehm, sd&m Konferenz 2001

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AGENDA

•  Motivation

•  Tätigkeiten bei der SW-Entwicklung

•  Diese Tätigkeiten im Kontext von Vorgehensmodellen

•  Stufen

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Die sequentielle Anordnung der Tätigkeiten: Wasserfall

Fach. Konzeption

Tech. Konzeption

Realisierung

Test & Integration

nach Winston W. Royce 1970

Projektstart Ziel

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Beschreibung des Wasserfallmodells

•  Alle Schritte werden sequentiell durchgeführt •  Mit einem Schritt wird erst dann begonnen, wenn der vorige Schritt fertig ist,

d. h. das Ergebnis der vorigen Phase vorliegt.

•  Bewertung – Einfach zu verstehen – Einfach zu managen – Einfach zu controllen (Definierte Phasenübergänge)

•  Aber: Was tun, wenn sich Anforderungen ändern?

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Wasserfall mit Rückkopplung

Fach. Konzeption

Tech. Konzeption

Realisierung

Test & Integration

nach B. Boehm 1981

Aber: Was tun, wenn sich Anforderungen ändern? keine wirklich gute Antwort

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Reaktionsmöglichkeiten auf Änderung der Anforderungen

•  Reaktion 1: Abblocken •  Reaktion 2: Schneller im Projekt sein. Dadurch gibt es weniger Zeit

für Änderungen in den Anforderungen •  Reaktion 3: Änderung annehmen und in die Software einbauen

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Iterative Verfahren

•  Die Kette der Tätigkeiten wird iteriert, bis das Projektziel erreicht ist.

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Projektverlauf in Iterativen Verfahren (evolutionär)

•  Fragestellung: Wann erreiche ich mein Ziel? Was ist dann überhaupt mein Ziel?

•  Zeit? Kosten? Leistungsumfang?

Fach. Konz. Tech.

Konz Rea Test & Int. Fach.

Konz. Tech. Konz Rea Test &

Int. Fach. Konz. Tech.

Konz Rea Test & Int.

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Projektverlauf in Iterativen Verfahren (inkrementell)

•  Fragestellung: Wann erreiche ich mein Ziel? Was ist dann überhaupt mein Ziel?

•  Zeit? Kosten? Leistungsumfang?

Fach. Konz. Tech.

Konz Rea Test & Int.

Tech. Konz Rea Test &

Int.

Tech. Konz Rea Test &

Int.

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Iterative Verfahren: evolutionär und inkrementell

•  Evolutionär: – Anforderungsanalyse, Fach. Konzeption pro Iteration

•  Inkrementell – Anforderungsanalyse, Konzeption, konkretes Festlegen der Ziele

nur zu Beginn – Jede Iteration erzeugt ein weiteres Stück der Lösung – Schneller zu ersten Ergebnissen, aber immer noch anfällig gegen

Änderung der Anforderungen •  Grundlegender Konflikt: Flexibilität gegen garantierte Zielerreichung.

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Prototyping

•  Ergänzender Schritt, bzw. konkrete Ausgestaltung von „Anforderungsanalyse & fachliche Konzeption“

•  Bau eines Prototypen, der einen Eindruck der zu erstellenden Software vermittelt. – Besseres Verständnis für Auftraggeber und Auftragnehmer – Besseres Feedback

•  Prototyp wird nach der Konzeption weggeworfen

•  Probleme – Kosten für Prototyp müssen erbracht werden. – Prototyp wird nicht weggeworfen.

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eXtreme Programming - XP

•  „Agiles“ Verfahren •  Idee: Boehm hat nicht recht: Moderne Software-

Entwicklungsumgebungen und Sprache machen Umbau der Software billiger. Konzeptpflege und -aktualisierung ist aufwändig

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eXtreme Programming

•  Merkmale –  XP arbeitet mit kleinen Releases, unterteilt in Iterationen und Arbeitspakete. –  Anforderungsanalyse

-  Aufgaben und Anforderungen in Form von Stories –  Beschränkung auf wenige Anforderungen pro Iteration

•  Programmierung in kleinen Releases •  Pair Programming

–  Zwei Personen vor einem Rechner, einer programmiert, der andere ist Sparringspartner •  Kontinuierliches Refactoring •  Unit-Tests

–  Produkt für Java: JUnit •  Bewertung

–  Technologie-Getrieben: Refactoring Ansatz erfordert entsprechende Programmiersparche und Technologien

–  Beruht auf der Annahme, dass Code-Umbau billig ist (im Gegensatz zu Boehm) –  explorativ: Anforderungen dürfen sich ändern

•  Auftraggeber wird mit besser eingebunden, kann konkrete Ergebnisse sehen •  Enthält Elemente des Prototyping, allerdings ohne Wegwerfen

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Spiralmodell

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Spiralmodell

•  Beschreibt einen iterativen Prozess •  Wichtiger Aspekt: Risikominimierung •  Iteratives Durchlaufen der Phasen in einer Spirale

– Ziele bestimmen, Alternativen, Zusammenhänge – Alternativen analysieren, Risken identifizieren und bewerten – Entwickeln, verifizieren – Nächste Phase planen

•  „Flächeninhalt“ der Spirale repräsentiert Kosten •  Bewertung

– Akademische Sicht auf iterative Entwicklung

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RUP – Rational Unified Process

Aufsetzen Ausarbeiten Bauen Einführen

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RUP

•  Merkmale – Prozessmodell. Definition: Ein Prozessmodell legt umfassend fest:

-  Phasen und deren Aktivitäten -  Produkte auch Zwischenprodukte -  Rollen (KVQ - Kompetenzen, Verantwortlichkeiten,

Qualifikationen) -  Methoden, Werkzeuge, Standards, Richtlinien

•  Iterativ, objektorientiert •  Im Ursprung eine enge Verknüpfung mit den Produkten der Firma

Rational •  Bewertung

– An vielen Stellen etabliert, zumindest dem Namen nach

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V-Modell Übersicht

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Entscheidungspunkte

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Systemerstellung überblick

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Projektspezifische Ausplanung der Projektdurchführungsstrategie

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AGENDA

•  Motivation

•  Tätigkeiten bei der SW-Entwicklung

•  Diese Tätigkeiten im Kontext von Vorgehensmodellen

•  Stufen

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Wasserfallmodell versus Iterative Software-Entwicklung

Fach. Konz

Tech. Konz.

Rea.

Test & Integr.

Projektvorgehen, Vorgehensmodelle

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Und was ist besser? Projektvorgehen, Vorgehensmodelle

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Bewertung Vorgehensmodelle

Wasserfall •  Hohe Sicherheit für Sofware-

Anbieter •  Gesamtblick (aber: zu viele Details) •  Unüberschaubare Konzeptpapiere •  Geringere Flexibilität, aber

Change-Request-Verfahren •  Nutzen erst bei Einführung •  „Deckel drauf bekommen“ •  Einfache Struktur, QS zwischen

Phasen •  Entspricht Denkweise: Geld für

definierte Leistung •  Fachliche Konzepte können „die

Vorstellungskraft sprengen“

Iterativ •  Früher Nutzen für Kunden •  Besseres, qualifizierteres

Feedback •  Kosten für Übergangslösungen •  Schwieriger zu managen •  Geringeres Einführungsrisiko

Projektvorgehen, Vorgehensmodelle

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Zwischen den Polen

Stufen

Wasserfall ≠ schlecht

Inkrementell ≠ Chaos

Projektvorgehen, Vorgehensmodelle

Fach. Konz

Tech. Konz.

Rea.

Test & Integr.

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Bereich der optimalen Stufenzahl

Stufung versus Stichtagsumstellung

Kosten: Provisorien, Mehrfachtest, etc.

Einführungsrisiko *

* Erwartungswert des Schadens bei Systemausfall

(ges

chät

zte)

Kos

ten

Anzahl Einführungsstufen

Stufen in Projekten

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Warum Stufen?

•  Wasserfall als Vorgehen stößt an Grenzen – Große Projekte werden handhabbar

•  Verringern des Risikos – Fachliches Risiko – Technisches Risiko

•  Die elegante Art, „nein“ zu sagen: Stufen bedeuten, dass Anforderungen nicht oder erst später erfüllt werden – Widerstände müssen überwunden werden: Management-Aufgabe

Stufen in Projekten

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Projekt in Stufen

Studie & Grobanalyse

T&I FK TK R Stufe 1

Stufe 2

Stufe 3

Wie bildet man Stufen?

T&I FK TK R

T&I FK TK R

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Kriterien für Stufen

•  Unabhängig einführbar – Fachlich – Technisch

•  Das Ergebnis einer Stufe kann produktiv gestellt werden. •  Nutzen stiften

– Fachlichen Nutzen stiften – Technische Sicherheit gewinnen

-  Schwieriges zuerst – Organisatorische Sicherheit gewinnen

•  Schrittweiser Aufbau von Technologien •  Fachlichkeit ist größter Hebel zur Stufenbildung •  In der ersten Stufe wird i. d. R. die technologische Basis geschaffen

Wie bildet man Stufen?

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Beispiele für Stufen

•  Buchungssystem – Zu Beginn keine Stufung identifiziert – Fachliche Stufung: zunächst Buchungen für eine Region

•  Portalanwendung –  technisch/fachliche Stufung: zunächst Minimalausstattung

technische Infrastruktur –  fachlich: erst eine Applikation komplett entwickelt, andere nur

Integriert Provisorium wurde permanente Lösung •  Data Warehouse

–  fachliche Stufen nach Kundenkreisen

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Im Projekt

•  Bei Aufsetzen des Projekts –  Immer den Umfang des Projekts im Auge behalten – Bei größerem Umfang Stufung versuchen

-  Umfang niemals unterschätzen! •  Nach Fachkonzeption oder Studie

– Zusätzlicher Schnittpunkt für Stufenbildung (fachlich) •  Indizien für zu großen Projektumfang

– Umfang der Konzeptpapiere: größer als 200 Seiten? – Feedback der Reviewer/externen Beteiligten: wirken sie noch mit,

lesen sie die Papiere?

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Beispiel: sd&m-Projektmodell (entspricht RUP und V-Modell)

Stufen und Stufentypen •  Entwicklung erfolgt in Stufen •  T-Stufe: Schwerpunkt ist technische Verifikation und

Schaffung der technischen Grundlagen •  A-Stufe: Schwerpunkt ist fachliche Anwendung

Jede Stufe hat 5 Phasen

Ausgestaltung der Stufen •  Stufenmuster für T- und A-Stufen aus

der Projektpraxis

t Anforderungen des Kunden

Abnahme

Produktion

Anforderungsmanagement & Änderungsverfahren

Querschnitt (PM, QM, CD, etc.)

A-Stufe

R. Release

Systemerstellung

A-Stufe

T-Stufe

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Das Vorgehen innerhalb der Stufe richtet sich nach dem Projekt – drei Beispiele:

Inkrementelles Vorgehen

Verzahntes Wasserfallmodell

Inkrementell mit Vorspezifikation

•  Ist Spezialfall einer Stufe mit nur einem Inkrement

•  Funktionsumfang früh definiert und weitgehend fix

Motivation / Einsatz Besonderheiten

•  Mischform der beiden obigen Modelle

•  Schwerpunkt ab zweitem Inkrement auf Realisierung (weniger Konstruktion)

•  Frühes Feedback durch schnell lauffähiges Teilsystem

•  Schrittweises Verfeinern

•  Gesamtspezifikation zu Beginn der Stufe

•  Gesamtaufwand leichter planbar als bei inkrementellem Vorgehen

•  Kleines Projekt •  Klarer, überschaubarer

Funktionsumfang •  Frühe Gesamtspezifikation

erforderlich

•  Schnelle Ergebnisse & schnelles Lernen – auch bei komplexer Funktionalität

•  Risiko reduzieren durch „Wichtigstes zuerst“

Spezifikation

Konstruktion

Realisierung

Integration Initi

alis

ieru

ng

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Zusammen. Für nachhaltigen Erfolg.

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