1 Die Planungsphase Lastenheft und Schätzmethoden Software-Technik

1 Die Planungsphase Lastenheft und Schätzmethoden Software-Technik
I SWT - Die Planungsphase - Lastenheft Software-Technik LE 2 1 Die Planungsphase Lastenheft und Schätzmethoden Prof. Dr. Helmut Balzert Lehrstuhl für Software-Technik Ruhr-Universität Bochum © Helmut Balzert 1998

I SWT - Die Planungsphase - Lastenheft
LE 2

Lernziele LE 2 Für vorgegebene Aufgabenstellungen ein Lastenheft entsprechend dem beschriebenen Lastenheft-Schema erstellen können Die aufgeführten »Faustregeln« wiedergeben und auf Beispiele anwenden können.

1.1 Einführung und Überblick 1.2 Beispiel: Aufbau eines Lastenheftes
I SWT - Die Planungsphase - Lastenheft Inhalt LE 2 1.1 Einführung und Überblick 1.2 Beispiel: Aufbau eines Lastenheftes 1.3 Einflußfaktoren der Aufwandsschätzung 1.4 Basismethoden der Aufwandsschätzung.

1.1 Einführung und Überblick
I SWT - Die Planungsphase - Lastenheft 1.1 Einführung und Überblick LE 2 Planen des Produktes: Auswählen des Produktes Trendstudien Marktanalysen Forschungsergebnisse Kundenanfragen Vorentwicklungen.

I SWT - Die Planungsphase - Lastenheft 1.1 Einführung und Überblick LE 2 Voruntersuchung des Produkts u.U. gezielte Ist-Aufnahme, wenn bereits Vorgängerprodukt vorhanden; anschl. Ist-Analyse Festlegen der Hauptanforderungen Festlegen der Hauptfunktionen Festlegen der Hauptdaten Festlegen der Hauptleistungen Festlegen der wichtigsten Aspekte der Benutzungsschnittstelle Festlegen der wichtigsten Qualitätsmerkmale.

I SWT - Die Planungsphase - Lastenheft 1.1 Einführung und Überblick LE 2 Durchführbarkeitsuntersuchung Prüfen der fachlichen Durchführbarkeit softwaretechnische Realisierbarkeit Verfügbarkeit Entwicklungs- und Zielmaschinen Prüfen alternativer Lösungsvorschläge Beispiel: Kauf und Anpassung von Standardsoftware vs. Individualentwicklung Prüfen der personellen Durchführbarkeit Verfügbarkeit qualifizierter Fachkräfte für die Entwicklung Prüfen der Risiken Prüfen der ökonomischen Durchführbarkeit Aufwands- und Terminschätzung Wirtschaftlichkeitsrechnung.

I SWT - Die Planungsphase - Lastenheft 1.1 Einführung und Überblick LE 2 Ergebnisse dieser Tätigkeiten: Durchführbarkeitsstudie (feasibility study) Lastenheft (grobes Pflichtenheft) Projektkalkulation Projektplan.

1.2 Beispiel: Aufbau eines Lastenheftes
I SWT - Die Planungsphase - Lastenheft 1.2 Beispiel: Aufbau eines Lastenheftes LE 2 Aufgabe Adressaten Inhalt Form Sprache Didaktik Zeitpunkt Umfang.

1.2 Beispiel: Aufbau eines Lastenheftes
I SWT - Die Planungsphase - Lastenheft 1.2 Beispiel: Aufbau eines Lastenheftes LE 2 Gliederungsschema Zielbestimmung Produkteinsatz Produktfunktionen Produktdaten Produktleistungen Qualitätsanforderungen Ergänzungen.

1.2 Beispiel: Seminarorganisation
I SWT - Die Planungsphase - Lastenheft 1.2 Beispiel: Seminarorganisation LE 2 Version Autor QS Datum Status Kommentar Balzert /91 akzeptiert Balzert /91 akzeptiert /F115/ 1 Zielbestimmung Die Firma Teachware soll durch das Produkt in die Lage versetzt werden, die von ihr veranstalteten Seminare rechnerunterstützt zu verwalten 2 Produkteinsatz Das Produkt dient zur Kunden- und Seminarverwaltung der Firma Teachware. Außerdem sollen verschiedene Anfragen beantwortet werden können Zielgruppe: die Mitarbeiter der Firma Teachware.

I SWT - Die Planungsphase - Lastenheft 1.2 Beispiel: Seminarorganisation LE 2 3 Produktfunktionen /LF10/ Ersterfassung, Änderung und Löschung von Kunden (Teilnehmer, Interessenten) /LF20/ Benachrichtigung der Kunden (Anmeldebestätigung, Abmeldebestätigung, Änderungsmitteilungen, Rechnung, Werbung) /LF30/ Ersterfassung, Änderung und Löschung von Seminarveranstaltungen und Seminartypen /LF40/ Ersterfassung, Änderung und Löschung von Dozenten sowie Zuordnung zu Seminarveranstaltungen und Seminartypen.

I SWT - Die Planungsphase - Lastenheft 1.2 Beispiel: Seminarorganisation LE 2 /LF50/ Ersterfassung, Änderung und Löschung von Seminarbuchungen /LF60/ Erstellung von Rechnungen /LF70/ Erstellung verschiedener Listen (Teilnehmerliste, Umsatzliste, Teilnehmerbescheinigungen) /LF80/ Anfragen der folgenden Art sollen möglich sein: Wann findet das nächste Seminar X statt? Welche Mitarbeiter der Firma Y haben das Seminar X besucht?

I SWT - Die Planungsphase - Lastenheft 1.2 Beispiel: Seminarorganisation LE 2 4 Produktdaten /LD10/ Es sind relevante Daten über die Kunden zu speichern /LD20/ Falls ein Kunde zu einer Firma gehört, dann sind relevante Daten über die Firma zu speichern /LD30/ Es sind relevante Daten über Seminarveranstaltungen, Seminartypen und Dozenten zu speichern /LD40/ Bucht ein Kunde eine Seminarveranstaltung, dann sind entsprechende Buchungsdaten zu speichern.

I SWT - Die Planungsphase - Lastenheft 1.2 Beispiel: Seminarorganisation LE 2 5 Produktleistungen /LL10/ Die Funktion /LF80/ darf nicht länger als 15 Sekunden Interaktionszeit benötigen, alle anderen Reaktionszeiten müssen unter 2 Sekunden liegen /LL20/ Es müssen maximal Teilnehmer und maximal Seminare verwaltet werden können.

I SWT - Die Planungsphase - Lastenheft 1.2 Beispiel: Seminarorganisation LE 2 6 Qualitätsanforderungen Produktqualität sehr gut gut normal nicht relevant Funktionalität x Zuverlässigkeit x Benutzbarkeit x Effizienz x Änderbarkeit x Übertragbarkeit x.

1.3 Einflußfaktoren der Aufwandsschätzung
I SWT - Die Planungsphase - Lastenheft 1.3 Einflußfaktoren der Aufwandsschätzung LE 2 Wirtschaftlichkeit eines Produktes: Gewinn (Verlust) = Deckungsbeitrag * geschätzte Menge – einmalige Entwicklungskosten mit: Deckungsbeitrag = Preis – laufende variable Kosten.

Sicht des Software-Herstellers bzw. des Auftragnehmers
I SWT - Die Planungsphase - Lastenheft 1.3 Aufwandsschätzung LE 2 Sicht des Software-Herstellers bzw. des Auftragnehmers Kosten eines Software-Systems: Entwicklungskosten Hauptanteil der Entwicklungskosten: Personalkosten Anteilige Umlegung der CASE-Umgebungskosten (einschl. Hardware und Systemsoftware) für die Produktentwicklung Kosten für andere Dienstleistungen, Büromaterial, Druckkosten, Dokumentation, Reisekosten usw. sind im Verhältnis zu den Personalkosten bedeutungslos.

I SWT - Die Planungsphase - Lastenheft 1.3 Einflußfaktoren der Aufwandsschätzung LE 2 Methoden zur Kosten- und Terminschätzung Die meisten Modelle basieren auf dem geschätzten Umfang des zu erstellenden Software-Produktes in »Anzahl der Programmzeilen« bzw. in Lines of Code (LOC) Bei höheren Sprachen werden z.B. alle Vereinbarungs- und Anweisungszeilen geschätzt Der geschätzte Umfang wird durch einen Erfahrungswert für die Programmierproduktivität (in LOC) eines Mitarbeiters pro Jahr oder Monat geteilt Ergebnis: geschätzter Aufwand in MJ oder MM 1 MJ = 9 MM oder 10 MM.

I SWT - Die Planungsphase - Lastenheft 1.3 Einflußfaktoren der Aufwandsschätzung LE 2 Der so ermittelte Aufwand wird durch die nach der Terminvorgabe zur Verfügung stehende Entwicklungszeit geteilt Ergebnis: Die Zahl der für die Entwicklung einzusetzenden, parallel arbeitenden Mitarbeiter Faustregeln Eine durchschnittliche Software-Entwicklung liefert ungefähr 350 Quellcodezeilen (ohne Kommentare) pro Ingenieurmonat Dabei umfaßt die Ingenieurzeit alle Phasen von der Definition bis zur Implementierung.

I SWT - Die Planungsphase - Lastenheft 1.3 Einflußfaktoren der Aufwandsschätzung LE 2 Beispiel Es soll ein Software-Produkt mit geschätzten LOC realisiert werden Durchschnittliche Produktivität pro Mitarbeiter 3.500 LOC/Jahr 6 Mitarbeiterjahre werden benötigt Arbeiten 3 Mitarbeiter im Team zusammen, dann werden 2 Jahre bis zur Fertigstellung benötigt.

I SWT - Die Planungsphase - Lastenheft 1.3 Einflußfaktoren der Aufwandsschätzung LE 2 Einflußfaktoren Quantität Qualität Entwicklungsdauer Kosten.

Das »Teufelsquadrat« LE 2

I SWT - Die Planungsphase - Lastenheft 1.3 Einflußfaktoren der Aufwandsschätzung LE 2 Quantität Größe Maß »Anzahl Programmzeilen« (LOC) lineare oder überproportionale Beziehung zwischen LOC und dem Aufwand Umfang Problem, den Funktions- und Datenumfang exakt zu definieren Maß unabhängig von einer Programmiersprache Komplexität qualitative Maße »leicht«, »mittel« und »schwer« Abbildung auf Zahlenreihe Beispiel: Noten zwischen 1 und 6.

I SWT - Die Planungsphase - Lastenheft 1.3 Einflußfaktoren der Aufwandsschätzung LE 2 Qualität Je höher die Qualitätsanforderungen, desto größer ist der Aufwand Es gibt nicht die Qualität, sondern es gibt verschiedene Qualitätsmerkmale Jedem Qualitätsmerkmal lassen sich Kennzahlen zuordnen.

I SWT - Die Planungsphase - Lastenheft 1.3 Einflußfaktoren der Aufwandsschätzung LE 2 Entwicklungsdauer Soll die Zeit verkürzt werden, dann werden mehr Mitarbeiter benötigt Mehr Mitarbeiter erhöhen den Kommunikationsaufwand innerhalb des Entwicklungsteams Der höhere Kommunikationsanteil reduziert die Produktivität Kann die Entwicklungsdauer verlängert werden, dann werden weniger Mitarbeiter benötigt Der Kommunikationsanteil sinkt Die Produktivität jedes Mitarbeiters steigt.

I SWT - Die Planungsphase - Lastenheft 1.3 Einflußfaktoren der Aufwandsschätzung LE 2 Berechnung der optimalen Entwicklungsdauer, wenn der Aufwand in MM bekannt ist: Optimale Entwicklungsdauer = 2,5 * (Aufwand in MM)s [Monate] mit s = 0,38 für Stapel-Systeme s = 0,35 für Online-Systeme s = 0,32 für Echtzeit-Systeme.

I SWT - Die Planungsphase - Lastenheft 1.3 Einflußfaktoren der Aufwandsschätzung LE 2 Beispiel Schätzung, daß der Entwicklungsaufwand für ein neues Online-System 9 MM beträgt Als optimale Entwicklungsdauer ergibt sich: Dauer = 2,5 * 90,35 [Monate] = 5,3 Monate Die durchschnittliche Größe des Teams beträgt: Anzahl Mitarbeiter = 9 MM / 5,3 Monate = 1,7.

I SWT - Die Planungsphase - Lastenheft 1.3 Einflußfaktoren der Aufwandsschätzung LE 2 Produktivität Wird von vielen verschiedenen Faktoren beeinflußt Die Lernfähigkeit und Motivation der Mitarbeiter ist entscheidend.

Schätzmethode Jahr Methode Einsatz Faktoren SDC 67 Ps P 1 IBM-Handbuch 68 G, P D 1, 4 SURBOCK 78 G, P P, D 1, 2, 4 ARON 69 M, P P 1, 2, 3, 4 T.O.P 71 A, G P, D, E 1, 2, 3 Shell 72 G, P, Gs D 1, 4 Wolverton 74 M P 1 SLIM 74 PS P, D, E 1, 4 FUTH 75 G, P D 1, 4 Software-Part 76 A P 1, 2, 4 EGW 77 G P, E 1, 4 Boeing 77 G, PS, M P, E 1, 4 IFA-PASS 77 A, P P 1, 2, 4 DOTY 77 G, PS P 1, 2, 4 GRIFFIN 77 G, P P 1, 4 Schneider 78 Ps P 1 INVAS 80 R, G I 1, 2, 3, 4 ZKP 80 G, P D 1, 4 COCOMO 81 G, Ps P 1, 2, 3, 4 Function Point 81 A, G I 1, 2, 3, 4 LE 2

1.4 Basismethoden der Aufwandsschätzung
I SWT - Die Planungsphase - Lastenheft 1.4 Basismethoden der Aufwandsschätzung LE 2 Analogiemethode Vergleich der zu schätzenden Entwicklung mit bereits abgeschlossenen Produkt-Entwicklungen anhand von Ähnlichkeitskriterien Kriterien gleiches oder ähnliches Anwendungsgebiet gleicher oder ähnlicher Produktumfang gleicher oder ähnlicher Komplexitätsgrad gleiche Programmiersprache usw.

I SWT - Die Planungsphase - Lastenheft 1.4 Basismethoden der Aufwandsschätzung LE 2 Beispiel: Analogiemethode Pascal-Compiler: 20 MM Modula-2-Compiler? 20% neue Konstrukte 50% des Codes wiederverwendbar 50% müssen überarbeitet werden Schätzung 50% leicht modifiziert: 1/4 von 10 MM = 2,5 MM 50% völlige Überarbeitung: 10 MM 20% zusätzliche Neuentwicklung hoher Komplexität: 4 MM * 1,5 (Komplexitätszuschlag) = 6 MM Schätzung Modula-2: 18,5 MM.

I SWT - Die Planungsphase - Lastenheft 1.4 Basismethoden der Aufwandsschätzung LE 2 Nachteile: Analogiemethode intuitive, globale Schätzung aufgrund individueller Erfahrungen fehlende allgemeine Vorgehensweise fehlende Nachvollziehbarkeit einer Schätzung.

I SWT - Die Planungsphase - Lastenheft 1.4 Basismethoden der Aufwandsschätzung LE 2 Relationsmethode Das zu schätzende Produkt wird direkt mit ähnlichen Entwicklungen verglichen Aufwandsanpassung erfolgt im Rahmen einer formalisierten Vorgehensweise Für die Aufwandsanpassung stehen Faktorenlisten und Richtlinien zur Verfügung.

I SWT - Die Planungsphase - Lastenheft 1.4 Basismethoden der Aufwandsschätzung LE 2 Beispiel: Relationsmethode Faktoren: Programmiersprache Programmiererfahrung PL/1 = Jahre = 80 COBOL = Jahre = 100 ASSEMBLER = Jahr = 140 Dateiorganisation sequentiell = 80 indexsequentiell = 120 Werte geben an, in welcher Richtung und wie stark die einzelnen Faktoren den Aufwand beeinflussen.

I SWT - Die Planungsphase - Lastenheft 1.4 Basismethoden der Aufwandsschätzung LE 2 Beispiel: Relationsmethode Ein neues Produkt soll in PL/1 realisiert werden Das Entwicklungsteam hat im Durchschnitt 3 Jahre Programmiererfahrung Es ist eine indexsequentielle Dateiorganisation zu verwenden.

I SWT - Die Planungsphase - Lastenheft 1.4 Basismethoden der Aufwandsschätzung LE 2 Zum Vergleich: Entwicklung... die im Assembler programmiert wurde eine sequentielle Dateiorganisation verwendete von einem Team mit 5 Jahren Programmiererfahrung erstellt wurde Geht man davon aus, daß alle 3 Faktoren den Aufwand gleichgewichtig beeinflussen, dann ergibt sich folgende Kalkulation: Assembler zu PL/1: 140 zu 100 = 40 Punkte Einsparung 5 Jahre zu 3 Jahre: 80 zu 100 = 20 Punkte Mehraufwand sequentiell zu indexsequentiell: 80 zu 120 = 40 Punkte Mehraufwand Es ergibt sich ein Mehraufwand von 20 Punkten.

I SWT - Die Planungsphase - Lastenheft 1.4 Basismethoden der Aufwandsschätzung LE 2 Multiplikatormethode Das zu entwickelnde System wird soweit in Teilprodukte zerlegt, bis jedem Teilprodukt ein bereits feststehender Aufwand zugeordnet werden kann (z.B. in LOC) Der Aufwand pro Teilprodukt wird meist durch Analyse vorhandener Produkte ermittelt Oft werden auch die Teilprodukte bestimmten Kategorien zugeordnet wie Steuerprogramme E/A-Programme Datenverwaltungsroutinen Algorithmen usw.

I SWT - Die Planungsphase - Lastenheft 1.4 Basismethoden der Aufwandsschätzung LE 2 Die Anzahl der Teilprodukte, die einer Kategorie zugeordnet sind, wird mit dem Aufwand dieser Kategorie multipliziert Die erhaltenen Werte für eine Kategorie werden dann addiert, um den Gesamtaufwand zu erhalten Auch »Aufwand-pro-Einheit-Methode« genannt.

I SWT - Die Planungsphase - Lastenheft 1.4 Basismethoden der Aufwandsschätzung LE 2 Beispiel: Multiplikatormethode Die Aufteilung eines zu schätzenden Produkts in Teilprodukte hat folgendes ergeben: Kategorie Teil Summe Aufwands- LOC produkte LOC faktor bewertet Steuerprogramm 1*500 LOC , E/A-Programme 1*700+2* , Datenverwaltung 1*800+2* , Algorithmen 1*300+5* , Summe

I SWT - Die Planungsphase - Lastenheft 1.4 Basismethoden der Aufwandsschätzung LE 2 Gewichtungsmethode Zunächst werden Faktoren festgelegt, die für die Schätzung relevant sind Sie sind subjektiv (z.B. Qualifikation des Personals) oder objektiv (z.B. verwendete Programmiersprache) zu bewerten Den Faktorausprägungen sind Werte zugeordnet Die Werte aller Faktoren werden nach einer vorgegebenen mathematischen Formel verknüpft und ergeben dann den Gesamtaufwand.

I SWT - Die Planungsphase - Lastenheft 1.4 Basismethoden der Aufwandsschätzung LE 2 Methode der parametrischen Gleichungen Durch Korrelationsanalysen wird ermittelt, welche Faktoren welchen wertmäßigen Einfluß auf den Gesamtaufwand haben Solche Analysen müssen mit einer großen Anzahl von abgeschlossenen Entwicklungen und einer Vielzahl von Faktoren durchgeführt werden Die Faktoren, die die höchste Korrelation besitzen, werden zu einer Gleichung zusammengefaßt Der zu jedem Faktor gehörende Koeffizient repräsentiert die Stärke des Einflusses auf den Gesamtaufwand.

I SWT - Die Planungsphase - Lastenheft 1.4 Basismethoden der Aufwandsschätzung LE 2 Der Aufwandsfaktor repräsentiert den Einfluß des jeweiligen Faktors auf den Gesamtaufwand Als Gleichung würde sich ergeben: LOCbewertet= LOCSteuerprogramme*1,8 + LOCE/A-Programme*1,5 + LOCDatenverwaltung*1,0 + LOCAlgorithmen*2.

I SWT - Die Planungsphase - Lastenheft 1.4 Basismethoden der Aufwandsschätzung LE 2 Bewertung Es ist eine umfangreiche, empirische Datensammlung und -auswertung erforderlich, um die zu berücksichtigenden Faktoren unternehmensspezifisch zu bewerten Die Koeffizienten müssen permanent überprüft werden, um den technischen Fortschritt zu berücksichtigen.

I SWT - Die Planungsphase - Lastenheft 1.4 Basismethoden der Aufwandsschätzung LE 2 Prozentsatzmethode Aus abgeschlossenen Entwicklungen wird ermittelt, wie der Aufwand sich auf die einzelnen Entwicklungsphasen verteilt hat Bei neuen Entwicklungen schließt man entweder eine Phase zunächst vollständig ab und ermittelt aus dem Ist-Aufwand dann anhand der Aufwandsverteilung den Soll-Aufwand für die restlichen Phasen Oder man führt eine detaillierte Schätzung einer Phase durch und schließt hieraus dann auf den Gesamtaufwand.

I SWT - Die Planungsphase - Lastenheft 1.4 Basismethoden der Aufwandsschätzung LE 2 Prozentsatzmethode Kann bereits frühzeitig eingesetzt werden, wenn der Aufwand für mindestens eine Phase durch den Einsatz einer anderen Methode bestimmt wurde.

I SWT - Die Planungsphase - Lastenheft 1.4 Basismethoden der Aufwandsschätzung LE 2 Bewertung Keine der aufgeführten Basismethoden allein ist ausreichend Je nach Zeitpunkt und Kenntnis von aufwandsrelevanten Daten sollte die eine oder andere Methode eingesetzt werden Für frühzeitige, grobe Schätzungen müssen die... Analogie- Relations- und Prozentsatzmethode eingesetzt werden.

I SWT - Die Planungsphase - Lastenheft 1.4 Basismethoden der Aufwandsschätzung LE 2 Sind die Einflußfaktoren während der Entwicklung dann genauer bekannt, dann sollten die genaueren Methoden, wie die... Gewichtungs- oder Multiplikationsmethode oder die Methode der parametrischen Schätzgleichungen Verwendung finden.

Zusammenhänge LE 2

LE 2 Danke! Aufgaben Diese Präsentation bzw. Teile dieser Präsentation enthalten Inhalte und Grafiken des Lehrbuchs der Software-Technik (Band 1) von Helmut Balzert, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg 1996

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