Einführung: Software Engineerings VL1

Question 1

Produktentstehungsprozess (PEP)

Answer 1

Der Produktentstehungsprozess ist eine systematische Abfolge von Schritten und Aktivitäten, die zur Produktidee, Planung, Konzeption, Entwicklung, Herstellung und Wartung sowie dem Betriebsende eines neuen oder verbesserten Produkts führen. Dieser Prozess umfasst alle Lebensphasen eines Produkts und variiert je nach Branche.

Question 2

Software Engineering

Answer 2

Software Engineering ist die Teildisziplin der Informatik, welche sich
mit der Erarbeitung und Anwendung von Prinzipien, Methoden und
Werkzeugen zur Entwicklung, zur Herstellung, zum Betrieb und zur
Wartung von komplexen Softwaresystemen befasst.

Question 3

alle Lebensphasen eines Produkts
(картинка с 7 фазами проекта)

Answer 3

Produktidee, Produktplanung, Produktkonzept, Entwicklung, Herstellung, Betrieb/Wartung, Betriebs-/Lebenssende

Question 4

Softwaresystem

Answer 4

Softwaresystem ist ein System von miteinander kommunizierenden Komponenten auf Basis von Software und Teil eines Computersystems. Ein Softwaresystem besteht aus einer Reihe separater Programme, Konfigurationsdateien, System- und Benutzerdokumentation.
Merkmale von Softwaresystemen:
-kann vereinfacht in Systemsoftware, Betriebssysteme, Anwendungssoftware sowie weiterer Software kategorisiert werden (Могут быть упрощены и категоризированы как системное программное обеспечение)
-beschreibt Sicht eines Entwicklers auf Dekomposition einer Software mit Prinzipien des Software Engineering

Question 5

Bedeutung von Software Engineering für softwareintensive Systeme

Answer 5

Fehler in reinen Softwareprodukten häufig nicht sicherheitskritisch, z.B.
▪ Fahrplanapps/-auskünfte
▪ fehlerhafte Webseiten/-apps

Betrachtung softwareintensiver Systeme ggf. sicherheitskritisch, z.B.
▪ Flugzeuglandung LH 2904
▪ Selbstzerstörung Ariane 5

Softwareanteil in softwareintensiven Systemen (z.B. für Strahlentherapie, Fahrassistenz) birgt Gefährdungspotential ohne Software Engineering

Question 6

softwareintensives System

Answer 6

Ein softwareintensives System ist ein System aus Soft- und Hardware,
in der Software die bedeutende und essentielle Rolle für Betrieb,
Funktionalität sowie Leistung spielt. Softwareintensive Systeme sind
gekennzeichnet durch die Komplexität der Algorithmen, der
Systemumgebung und des zeitabhängigen Verhaltens.

Herausforderungen
▪ Entwicklung, Betrieb und Wartung von Softwarekomponenten in softwareintensiven
Systemen erfordert sorgfältige Anwendung von Software Engineering Prinzipien
▪ Zusammenarbeit zwischen Softwareingenieuren und weiteren Fachexperten ist aufgrund
Komplexitätsbeherrschung für Zuverlässigkeit, Sicherheit und Effizienz notwendig

Question 7

Case Trends

Answer 7

Connected (Vernetzung des Fahrzeugs mit weiteren Fahrzeugen und Infrastruktur) Softwareanteil durch neue Dienstleistungen
Autonomes (Autonomes Fahren und hochautomatisierte Fahrfunktionen) Softwareanteil steigt durch Fahrassistenz
Shared (Mobilität als Dienstleistung, statt besitzt von Fahrzeugen/Hardware) Stellenwert der Hardware (z.B Design) sinkt
Electric (Elektrische Fahrzeugantriebe und
Reduktion der Antriebsstrangkomplexität)
→ mechanische Komplexität steigt kaum noch

Question 8

Annual Percentage Value Added in Automotive Industry

Answer 8

2020 - 26%, 2025 - 51 %, 2030 - 69%

Question 9

Lines of Code als Softwaremetrik

Answer 9

▪ häufige Methode zur Messung der Komplexität
▪ reine Anzahl der Codezeilen keine genaue
Darstellung der tatsächlichen Komplexität

Question 10

Weitere Faktoren für Komplexität

Answer 10

▪ Code-Struktur, Algorithmen, Abhängigkeiten,
Anzahl der Funktionen und Variablen
▪ Verschachtelung von Kontrollstrukturen,
Wartbarkeit, Dokumentation, Designprinzipien
▪ statische Codeanalyse ermöglicht tiefgehende
Untersuchung der Softwarestruktur

Question 11

Dimensionen der Komplexität (измерения сложности)

Answer 11

Durch Implementierung bedingt: Die Komplexität der Funktionen, die Komplexität der Datenstrukturen und die Komplexität der Algorithmen hängen davon ab, wie sie in das System eingebunden sind.
Durch Anwendungskontext bedingt: Die Komplexität des zeitabhängigen Verhaltens, die Komplexität der Systemumgebung und die Komplexität der Benutzerinteraktion hängen vom konkreten Einsatzgebiet und den Anforderungen ab.

Question 12

Komplexität

Answer 12

Komplexität bezeichnet die Herausforderung, Software bzw.
Softwaresysteme aufgrund der zahlreichen Systemelemente, ihrer
vielfältigen Beziehungen untereinander und des meist
emergenten Verhaltens zu analysieren oder zu beherrschen.

Question 13

Systemumgebung

Answer 13

Die Systemumgebung ist die Gesamtheit aller externen Faktoren, die ein Softwaresystem oder softwareintensives System umgeben und das
Verhalten beeinflussen können. Die Berücksichtigung der Systemumgebung ist für nutzergerechte Entwicklung, Herstellung, Wartung sowie den effizienten Betrieb von Software notwendig.
Beispiele externe Faktoren
▪ Hardware (z.B. Computerhardware) und Software (z.B. Betriebssystem)
▪ Menschen (Human Factors später vertieft) und organisatorische Aspekte
▪ Daten und Netzwerke, insbesondere bei hochvernetzen Systemen

Question 14

Herausforderungen bei hochvernetzten Systemen

Answer 14

Hohe Vernetzung mit externen Systemen
▪ Dynamisches Umfeld während Laufzeit
▪ Co-Entwicklung Software und externe
Systeme mit verschiedenen Reifegraden
▪ Anforderungen im nicht-funktionalen
Bereich („Qualitätsanforderungen“)
▪ Hohe Notwendigkeit für frühes Testen
▪ Hohe Anforderungen an funktionale
Sicherheit bei Vielzahl Abhängigkeiten

Question 15

System

Answer 15

Ein System ist eine Anordnung von Elementen, die gemeinsam ein
Verhalten besitzen, die die Bestandteile nicht aufweisen (Emergenz). Es
ist durch seine Systemgrenze von der Systemumgebung abgegrenzt,
erfüllt einen definierten Zweck und besitzt eine vorgegebene Funktion.

Question 16

Funktionales Konzept

Answer 16

Zweck des Systems durch
äußere Betrachter definiert
▪ Zweck basiert auf von außen
wahrnehmbarer Funktion,
Zustände sowie Verhalten
durch die Systemgrenze
Funktion festgelegt durch Art
der Interaktion mit Systemumgebung, Schnittstellen
sowie In-/Outputs

Question 17

Strukturelles Konzept

Answer 17

Strukturelle Zusammensetzung des Systems
▪ Anordnung von Elementen
und deren Relationen
▪ Elemente betrachtet als
Blackbox sofern Zerlegung
ausreichend für Verständnis
des Systems / Zwecks

Question 18

Hierarchisches Konzept

Answer 18

Tieferes Systemverständnis durch Bildung von Teilsysteme
▪ Elemente können als Teilsysteme verstanden werden
▪ Betrachtung der Teilsysteme als Whitebox und Zerlegung
▪ Rekursive Anwendung des hierarchischen Konzepts
möglich (Systemanalyse)

Question 19

Holistisches Konzept

Answer 19

Entstehung von Emergenz
▪ Betrachtung des Systems als Ganzes und nicht nur als
Summe der Elemente
▪ Systemeigenschaften, über die die Elemente einzeln
betrachtet nicht verfügen
▪ Beispiel: Taschenlampe (Batterie und Lampe leuchten
einzeln betrachtet nicht)

Question 20

Emergenz

Answer 20

Emergenz bezieht sich auf das Phänomen, bei dem komplexe Systeme
Eigenschaften, Muster oder Verhalten aufweisen, die auf der Ebene
ihrer Bestandteile nicht vorhanden oder nicht unmittelbar
vorhersehbar sind. Diese Systemeigenschaften entstehen durch die
Wechselwirkungen der einzelnen Elemente in einem System.

Question 21

Systems Engineering

Answer 21

Systems Engineering ist ein transdisziplinärer und integrativer Ansatz
zur erfolgreichen Realisierung, zum Betrieb und Außerdienststellung
von technischen Systemen, unter Verwendung von systemischen
Prinzipien und Konzepten sowie wissenschaftlichen,
technologischen und Managementmethoden.

Prinzipien des Systems Engineering anwendbar auf Software Engineering
und daher werden diese zunehmend integriert betrachtet
▪ Systems Engineering dient als Schnittstelle zu Software Engineering
→ Systembegriff in Vorlesung bezieht sich auf softwareintensive Systeme

Question 22

Verifikation und Validierung

Answer 22

Verifikation und Validierung:

Verifikation bezieht sich auf den Prozess, durch den überprüft wird, ob das System spezifizierte Anforderungen erfüllt. Dies könnte beispielsweise bedeuten, dass die Softwarefunktionen gemäß den definierten Spezifikationen arbeiten.
Validierung hingegen bezieht sich darauf, ob das entwickelte System tatsächlich die Bedürfnisse und Anforderungen des Kunden erfüllt. Es bestätigt, dass das entwickelte System das Richtige tut.

Question 23

Was wird unter einem Softwareprodukt verstanden und grenzen Sie dies zum allgemeinen Begriff Software ab?

Answer 23

Ein Produkt im Allgemeinen ist das Ergebnis eines Wertschöpfungsprozesses. Damit ist Dienstleistung ein Produkt. Aber
auch ein für einen einzelnen Kunden geschaffenes Stück Software ist als Produkt zu werten. Dies spiegelt sich auch in der
Tatsache wieder, dass das Produkthaftungsgesetzfür eine derartige Auftragssoftware in vollem Umfang gilt.
Die Softwarebranche verwendet den Begriff „Produkt“ eher für mehrfach verkaufte Softwaresysteme und nennt das
einmalige Vorhaben „Projekt“. Bei Produkten gibt es daher auch ein Produktblatt. Bei Projekten gibt es nur eine
Projektbeschreibung mit detaillierten Anforderungen des Auftraggebers.

Question 24

Erklären Sie, warum professionelle Softwareentwicklung nicht nur die Programme einschließt, die für Kunden entwickelt werden.

Answer 24

Professionelle Softwareentwicklung umfasst nicht nur die Erstellung von kundenspezifischen Programmen, sondern auch eine Reihe weiterer entscheidender Aspekte. Dazu gehört die Implementierung bewährter Softwareentwicklungspraktiken, um qualitativ hochwertigen und wartbaren Code zu gewährleisten. Die Integration von Sicherheitsmaßnahmen ist unerlässlich, um Daten vor Bedrohungen zu schützen. Zudem erfordert die professionelle
Softwareentwicklung effizientes Projektmanagement, um Zeitpläne einzuhalten und Ressourcen optimal zu nutzen.
Außerdem spielt die kontinuierliche Wartung und Aktualisierung von Software eine wichtige Rolle, um Funktionalität, Sicherheit und Kompatibilität mit neuen Technologien zu gewährleisten.

Question 25

Nennen Sie mögliche Konsequenzen einer fehlerhafte Anwenderdokumentation (nehmen Sie zur exemplarischen Erläuterung ein bestimmtes Softwareprodukt Ihrer Wahl)?

Answer 25

Eine unzureichende Anwenderdokumentation kann schwerwiegende Konsequenzen für die Benutzerfreundlichkeit und den effektiven Einsatz einer Software haben. Nehmen wir als Beispiel ein Content-Management-System (CMS) wie WordPress: fehlende oder unklare Anleitungen könnten dazu führen, dass Benutzer Schwierigkeiten beim Einrichten von Webseiten haben, grundlegende Funktionen nicht verstehen oder Sicherheitsaspekte vernachlässigen. Dies könnte zu unsicheren Websites, unzureichender Nutzung von Funktionen und Frustration bei den Benutzern führen. Mangelnde Dokumentation kann auch den Support-Aufwand erhöhen, da Anwender vermehrt auf den Kundenservice zurückgreifen müssen, um einfache Probleme zu lösen. Insgesamt könnte eine fehlerhafte Anwenderdokumentation das Vertrauen der Benutzer in die Software beeinträchtigen und ihre effektive Nutzung behindern.

Question 26

Prototypenmodell

Answer 26

Ein Prototypenmodell im Software Engineering ist eine entwickelte Vorversion einer Software, die dazu dient, bestimmte Funktionen oder das Benutzererlebnis zu demonstrieren und frühzeitig Feedback zu sammeln. Es ermöglicht Entwicklern und Stakeholdern, das Design und die Funktionalität zu überprüfen, bevor die endgültige Softwareentwicklung beginnt.

Question 27

Iteration

Answer 27

In Software Engineering bezieht sich der Begriff “Iteration” auf einen wiederholten Zyklus im Entwicklungsprozess, bei dem ein Teil der Software erstellt, überprüft und verbessert wird. Diese iterative Vorgehensweise ermöglicht kontinuierliche Anpassungen und Optimierungen, wodurch Entwickler flexibel auf sich ändernde Anforderungen reagieren können.

Question 28

Warum ist es effizienter, Pair Programming zu nutzen, als zwei unabhängige Programmierer?

Answer 28

Pair Programming ist effizienter als zwei unabhängige Programmierer, da es die Fehlerrate reduziert und die Qualität des Codes verbessert. Durch die Zusammenarbeit können Probleme schneller erkannt und behoben werden, da beide Programmierer kontinuierlich Code überprüfen und Feedback geben können, was zu robusterem und wartungsfreundlicherem Code führt.

Question 29

Lastenheft Технические характеристики

Answer 29

Ein Lastenheft im Software Engineering ist ein formales Dokument, das die funktionellen und nichtfunktionalen Anforderungen an eine Software spezifiziert, oft in Zusammenarbeit mit den Kunden
oder Stakeholdern erstellt. Es dient als Basis für die Entwicklung und ermöglicht es, die Erwartungen
der Benutzer sowie die technischen Spezifikationen klar zu definieren