Ein Verfahren zur Verfolgung des Komplexitätsverlaufs im Software-Entwicklungsprozess:
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Düsseldorf
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| adam_text | Titel: Ein Verfahren zur Verfolgung des Komplexitätsverlaufs im Software-Entwicklungsprozeß
Autor: Ebert, Christof
Jahr: 1995
- V- Inhaltsverzeichnis Verzeichnis der wichtigsten Abkürzungen.............................................................................VIII Zusammenfassung.......................................................................................................................IX 1 Einführung und Übersicht.......................................................................................................1 1.1 Maße und Maßnahmen in der Software-Entwicklung.........................................................1 1.1.1 Software in Maßen - eine Einführung......................................................................1 1.1.2 Ziele und Erwartungen bei der quantitativen Bewertung von Software-Eigenschaften...........................................................................................2 1.2 Komplexität, was ist das?....................................................................................................4 1.2.1 Begriffsbildung........................................................................................................4
1.2.2 Komplexität und ihre Beherrschung........................................................................6 1.3 Zielsetzung des Forschungsvorhabens................................................................................9 1.3.1 Komplexität bei der Entwicklung automatisierungstechnischer Software..............9 1.3.2 Auswirkungen der Komplexität auf den Entwicklungsprozeß und die Ergebnisse der einzelnen Phasen...............................................................10 1.4 Ein Verfahren zur Verfolgung des Komplexitätsverlaufs.................................................11 1.5 Vorteile und Grenzen des Verfahrens...............................................................................14 1.6 Übersicht über die behandelten Themengebiete................................................................16 2 Stand der Technik: Beschreibung und Bewertung..............................................................18 2.1 Maße und Metriken im Software-Entwicklungsprozeß....................................................18
2.2 Quantitative Bewertung der Komplexität von Software...................................................20 2.2.1 Komplexitätsmaße für prozedurale Beschreibungssprachen.................................20 2.2.1.1 Komplexitätsmaße für prozedurale Programmiersprachen.......................20 2.2.1.2 Komplexitätsmaße für prozedurale Entwurfsprachen...............................23 2.2.2 Komplexitätsmaße für objekt-orientierte Beschreibungssprachen........................25 2.2.3 Klassifikationsmodelle für Software-Maße...........................................................28 2.2.4 Das Entwurfsaspekte-Modell.......................................................i.........................30 2.3 Erfahrungen beim Einsatz von Software-Maßen..............................................................32 2.3.1 Maße in der Qualitätssicherung.................................... 32 2.3.2 Kennzahlen für das Projektmanagement................................................................36 2.4 Methoden und Werkzeugunterstützung im Software-Entwicklungsprozeß......................37 2.4.1 Vorgehensmodelle.................................................................................................37 2.4.2 Formale Beschreibungssprachen für Ergebnisse der fachtechnischen Lösungskonzeption................................................................39 2.4.3 Formale Beschreibungssprachen für Ergebnisse des Entwurfs und der Implementierung.......................................................................... 41
-VI- 2.4.4 Phasenübergreifende Werkzeugunterstützung: CASE-Systeme............................43 2.5 Phasenübergreifende Untersuchungen des Verlaufes von Software-Maßen.....................44 2.6 Werkzeugsysteme zur quantitativen Analyse von Software-Eigenschaften.....................45 3 Anforderungen an die phasenübergreifende Komplexitätserfassung...............................49 3.1 Anforderungen an das zugrundeliegende Vorgehensmodell.............................................49 3.2 Methodische Anforderungen an phasenübergreifende Komplexitätsmaße.......................51 3.2.1 Maßtheoretische und statistische Grundlagen........................................................51 3.2.2 Anforderungen hinsichtlich einer phasenübergreifenden Einsetzbarkeit...............54 3.2.3 Anforderungen an Validierung und Einsatz der Maßzahlen..................................55 3.3 Anforderungen an die Rechnerunterstützung....................................................................59
4 Vorstellung eines automatisierungstechnischen Beispiels zur Beschreibung des Verfahrens................................................................................................60 4.1 Anforderungen an das automatisierungstechnische Beispiel............................................60 4.2 Projektbeschreibung: Automatisierung eines bivalenten Heizungssystems......................60 4.2.1 Beschreibung des Heizungssystems.......................................................................60 4.2.2 Anforderungen an die Automatisierungs-Software...............................................61 4.2.3 Realisierung der Simulations- und Testumgebung................................................63 5 Maßzahlen zur Charakterisierung des Komplexitätsverlaufs............................................66 5.1 Ein Vorgehensmodell zur Entwicklung automatisierungstechnischer Software...............66 5.1.1 Formale Beschreibungsmittel für die fachtechnische Lösungskonzeption............66
5.1.1.1 Auswahlkriterien und Vergleich der Formalismen...................................66 5.1.1.2 Strukturierte hierarchische PrT-Netze als Grundlage einer formalen Beschreibung..................................................69 5.1.1.3 Vorgehensweise zur Verwendung strukturierter Netze in der Anforderungsanalyse......................................................................70 5.1.2 Formale Beschreibungsmittel für die Entwurfsphase............................................73 5.1.2.1 Hierarchische PrT-Netze zur Beschreibung des Grobentwurfs................73 5.1.2.2 Die Spezifikationssprache EPOS-S zur Beschreibung des Feinentwurfs.......................................................................................74 5.1.3 PEARL als echtzeitfähige Programmiersprache für Automatisierungssysteme......................................................................................74 5.1.4 Integration in eine heterogene CASE-Umgebung..................................................75 5.2 Beschreibung der ausgewählten Komplexitätsmaße.........................................................81 5.2.1 Ableitung des Maßvektors aus einem Klassifikationsmodell für Komplexitätsaspekte........................................................................................81 5.2.2 Volumen.................................................................................................................85 5.2.3 Hierarchische Strukturierung.................................................................................85 5.2.4 Modularisierung.....................................................................................................86
- vn- 5.2.5 Kopplung................................................................................................................87 5.2.6 Informationsfluß.....................................................................................................87 5.2.7 Datenrepräsentation...............................................................................................88 5.2.8 Kontrollfluß............................................................................................................88 5.2.9 Zeit und Parallelität................................................................................................89 5.2.10 Verständlichkeit.....................................................................................................90 5.3 Erfassung der Komplexitätsmaße......................................................................................91 5.4 Darstellung und Auswertung des Komplexitätsverlaufs...................................................92
5.5 Anwendung des Klassifikationsmodells für objekt-orientierte Beschreibungssprachen.....................................................................................................92 6 Konzeption eines Werkzeugsystems zur Verfolgung des Komplexitätsverlaufs..............96 6.1 Komplexitätsanalyse in einer heterogenen CASE-Umgebung..........................................96 6.1.1 Übersicht über die Werkzeugumgebung zur Komplexitätsanalyse.......................96 6.1.2 Komplexitätsanalyse für hierarchische PrT-Netze.................................................98 6.1.3 Komplexitätsanalyse für EPOS-S..........................................................................99 6.1.4 Komplexitätsanalyse für PEARL.........................................................................101 6.2 Aufbereitung der Meßergebnisse....................................................................................102 6.2.1 Übersicht über die Meßdatenaufbereitung...........................................................102
6.2.2 Datenvorverarbeitung...........................................................................................103 6.2.3 Multivariate statistische Konzepte zur Datenaufbereitung..................................106 6.2.4 Visualisierung der Komplexitätsmaße.................................................................108 7 Illustration des Verfahrens am Beispiel einer bivalenten Heizungsautomatisierung.....................................................................................................109 7.1 Übersicht über die einzelnen Projekte.............................................................................109 7.2 Darstellung und Auswertung des Komplexitätsverlaufs.................................................114 7.3 Indikatorfunktion von Komplexitätsmaßen.....................................................................128 7.3.1 Erfassung von Qualitätsmaßen.............................................................................128 7.3.2 Vergleich
und Bewertung der Meßergebnisse.....................................................130 8 Entwicklungsunterstützung mit Komplexitätsmaßen.......................................................136 8.1 Metrikbasierte Unterstützung einzelner Phasen..............................................................136 8.1.1 Problem- und lösungsbedingte Formen der Komplexität....................................136 8.1.2 Entwurfsunterstützung in EPOS-S.......................................................................138 8.2 Trendanalysen des Komplexitätsverlaufs........................................................................139 8.3 Wissensbasierte heuristische Bewertung von Komplexitätsmaßen und ihrem Verlauf...........................................................................................................140 8.4 Ausblick...........................................................................................................................145 9 Literatur. 147
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