Software-Metriken in der Praxis

Metriken sind für Entwickler und Projektmanager im Software- bereich ein Werkzeug zum Abschätzen von Kosten und Zeitaufwand sowie zur Qualitätssicherung von Computerprogrammen. Erstmals im deutschen Sprachraum vermittelt das Buch Theorie und Praxis der Software-Metriken anhand von praktisch durchgeführten Projekten. Die behandelten Themen reichen von meßtheoretischen Grundlagen und Metrik-Werkzeugen über Benchmarking und Projektmanagement bis hin zu konkreten Fragestellungen der Software-Entwicklung. Erfahrene Praktiker und Wissenschaftler aus Telekommunikation, Informations- und Automatisierungstechnik stellen die Themen aus den verschiedenen Bereichen der Software-Messung anwendungsbezogen dar.

1 Einführung und Übersicht.- 1.1 Ziele des Buchs.- 1.2 Warum Metriken?.- 1.3 Software-Metriken: State of the Art.- 1.4 Software-Metriken: Die Praxis.- 1.5 Übersicht über die einzelnen Kapitel.- 2 Kontinuierliche Software-Qualitätsverbesserung in der industriellen Praxis.- 2.1 Übersicht.- 2.2 Kontinuierliche Qualitätsverbesserung.- 2.2.1 Prinzipien und Grundlagen.- 2.2.2 Explizites Software-Entwicklungs-Know-how.- 2.2.3 Quality Improvement Paradigm.- 2.2.4 Weitere Ansätze zur Software-Qualitätsverbesserung.- 2.2.5 Vergleich der Ansätze.- 2.3 Infrastrukturtechnologien für kontinuierliche Verbesserung nach dem QIP.- 2.3.1 Zielorientiertes Messen.- 2.3.2 Explizites Modellieren.- 2.3.3 Umfassende Wiederverwendung.- 2.4 Start eines Qualitätsverbesserungsprogramms.- 2.5 Beispiele.- 2.5.1 SEL.- 2.5.2 FhE IESE.- 2.5.3 ISERN.- 2.6 Zusammenfassung.- 3 Metriken im Qualitätsmanagement.- 3.1 Übersicht.- 3.2 Qualitätsmanagement.- 3.3 Projektumfeld Telekommunikationstechnik.- 3.4 Qualitätsindikatoren.- 3.4.1 Qualitätsmetriken.- 3.4.2 Qualitätsmodelle.- 3.4.3 Statistische Randbedingungen und Validierung.- 3.4.4 Visualisierung.- 3.5 Komplexitätsmetriken als Qualitätsindikatoren.- 3.5.1 Komplexität und Qualität.- 3.5.2 Komplexitätsmetriken im Design.- 3.5.3 Komplexitätsmetriken in der Codierung.- 3.5.4 Komplexitätsmetriken in objektorientierten Projekten.- 3.5.5 Kritikalitätsprognosen.- 3.5.6 Werkzeugunterstützung.- 3.5.7 Ergebnisse von Kritikalitätsprognosen.- 3.6 Zuverlässigkeit und Restfehler.- 3.6.1 Software-Zuverlässigkeit und Fehlerfluß.- 3.6.2 Zuverlässigkeitsmodellierung in der Praxis.- 3.6.3 Fehlerprognosen für Systemtest und Feldverhalten.- 3.7 Praktische Erfahrungen.- 3.7.1 Umsetzungsstrategien.- 3.7.2 Kosten-Nutzen-Betrachtungen.- 3.8 Zusammenfassung.- 4 Metriken zur Planung, Kontrolle und Steuerung des Software-Tests.- 4.1 Übersicht.- 4.2 Metriken zur Planung des Software-Tests.- 4.2.1 Die zielgerichtete Auswahl von Testverfahren.- 4.2.2 Fehlerstatistiken zur Auswahl von Testverfahren.- 4.2.3 Komplexitätsmetriken zur Auswahl von Testverfahren.- 4.3 Metriken zur Kontrolle und Steuerung des Software-Tests.- 4.3.1 Systematisches, deterministisches Testen und Testabdeckungsmetriken.- 4.3.2 Aussagen zur Zuverlässigkeit und stochastisches Testen.- 4.4 Zusammenfassung.- 5 Ausgangsdaten für Qualitätsmetriken - Eine Fundgrube für Analysen.- 5.1 Übersicht.- 5.2 Ergebnisse statistischer Untersuchungen zur Fehlerdichte.- 5.2.1 Verteilung der Fehler im Programm.- 5.2.2 Einfluß der Änderungsdichte auf die Fehlerdichte.- 5.2.3 Einfluß der Modullänge auf die Fehlerdichte.- 5.3 Zusammenhang von Fehlern und Kosten.- 5.3.1 Qualitätskosten in den Entwicklungsphasen.- 5.3.2 Ursachen hoher Qualitätskosten.- 5.4 Zusammenhang von Fehlern mit der Reife einer Organisation.- 5.5 Zusammenfassung.- 6 Kostenschätzung von IT-Projekten.- 6.1 Übersicht.- 6.2 Die Aufwandschätzung von Software-Entwicklungsprojekten.- 6.2.1 Einführung.- 6.2.2 Das Function-Point-Verfahren.- 6.2.3 Zuverlässigkeit der Aufwandschätzung.- 6.3 Erweiterung des Function-Point-Verfahrens bei Volkswagen.- 6.3.1 Ermittlung der Einflußfaktoren.- 6.3.2 Zuverlässigkeit der Serviceschätzung.- 6.4 Zusammenfassung.- 7 Metriken und Objektorientierung.- 7.1 Übersicht.- 7.2 Einfluß und Auswirkungen des objektorientierten Paradigmas auf Software-Metriken.- 7.2.1 Gemeinsamkeiten.- 7.2.2 Unterschiede.- 7.3 Grundlagen objektorientierter Software-Metriken.- 7.3.1 Problematik der Übernahme klassischer Metriken.- 7.3.2 Ansatzpunkte und Kriterien für objektorientierte Metriken.- 7.3.3 Beispielhafte Darstellung von Software-Metriken für objektorientierte Programme.- 7.4 SmallCritic - ein Beispiel für praktische Umsetzungen im Bereich Smalltalk.- 7.4.1 Metrik 1: Volumen (VOL).- 7.4.2 Metrik 2: Methodenstruktur (STR).- 7.4.3 Metrik 3: Kohäsion (COH).- 7.4.4 Metrik 4: Kopplung (COU).- 7.4.5 Metrik 5: Vererbungsbaum (INH).- 7.4.6 Metrik 6: Klassenorganisation (ORG).- 7.5 Ergänzende Betrachtungen aus der Sicht mächtiger, realer objektorientierter Systeme.- 7.5.1 Der Einfluß von Makrostrukturen.- 7.5.2 Die Auswirkungen von Frameworks und Design Patterns.- 7.5.3 Konsequenzen.- 7.6 Zusammenfassung.- 8 Software-Assessments und Prozeßverbesserung.- 8.1 Übersicht.- 8.2 Software Engineering und der Software-Entwicklungsprozeß.- 8.3 Software-Metriken.- 8.3.1 Das GQM-Paradigma.- 8.4 Software-Prozeß-Assessments.- 8.5 Die BOOTSTRAP-Methode.- 8.6 Ablaufeines BOOTSTRAP-Assessment.- 8.7 BOOTSTRAP und ISO 9000.- 8.8 Erfahrungen mit der Anwendung von BOOTSTRAP.- 8.9 Die Anwendung von Metriken.- 8.10 Methoden für die Selbstbeurteilung.- 8.11 Zusammenfassung.- 9 AMI: Ein quantitativer Ansatz für Software-Projekt- und Prozeßmanagement.- 9.1 Übersicht.- 9.2 Ami - Application of Metrics in Industry.- 9.2.1 Aktivität "assess" Schritt 1: Bewertung des Reifegrads der Entwicklungsumgebung.- 9.2.2 Aktivität "assess" Schritt 2: Definition der Primärziele.- 9.2.3 Aktivität "assess" Schritt 3: Validieren der Primärziele.- 9.2.4 Aktivität "analyse" Schritt 4: Zerlegen der Primärziele in Teilziele.- 9.2.5 Aktivität "analyse" Schritt 5: Verifizieren des Zielbaums.- 9.2.6 Aktivität "analyse" Schritt 6: Identifikation der Metriken.- 9.2.7 Aktivität "metricate" Schritt 7: Erstellen des Metrikplans.- 9.2.8 Aktivität "metricate" Schritt 8: Erfassen der Grundmetriken.- 9.2.9 Aktivität "metricate" Schritt 9: Verifizieren der Grundmetriken.- 9.2.10 Aktivität "improve" Schritt 10: Auswerten der Daten.- 9.2.11 Aktivität "improve" Schritt 11: Validieren der Metriken.- 9.2.12 Aktivität "improve" Schritt 12: Rückführung der gesammelten Daten in den Zielbaum.- 9.3 Strategien zur Einführung von Metriken.- 9.3.1 Bottom-up Ansatz.- 9.3.2 Top-down Ansatz.- 9.3.3 Kombinierter ("mixed") Ansatz.- 9.4 Praktische Erfahrungen bei der Einführung eines Metrikprogramms.- 9.4.1 Methode.- 9.4.2 Werkzeugunterstützung.- 9.4.3 Hypothesen und Experimente.- 9.4.4 Einführungsstrategie.- 9.4.5 Ausbildung.- 9.4.6 Organisation.- 9.4.7 Kosten - Nutzen.- 9.4.8 Allgemeine Empfehlungen und Erfahrungen.- 9.5 Software Prozeßverbesserung.- 9.5.1 Einführung.- 9.5.2 Produktivitätsanalyse.- 9.5.3 Einführung von Software-Inspektionen.- 9.6 Zusammenfassung.- 10 Erfahrungen bei der Einführung von Metriken.- 10.1 Übersicht.- 10.2 Einführung und Etablierung von Metriken.- 10.2.1 Ziele von Metriken im Software-Entwicklungsprozeß.- 10.2.2 Der Arbeitskreis "Software-Metriken".- 10.2.3 Das BOOTSTRAP-Assessment.- 10.2.4 DIN ISO 9001-Zertifizierung.- 10.3 Die Testmeßphase.- 10.3.1 Ziele der Testmeßphase.- 10.3.2 Einsatz eines Meßwerkzeugs.- 10.3.3 Probleme und Erfahrungen in der Testmeßphase.- 10.4 Aufbau eines metrikbasierten Projekt-Controllings.- 10.4.1 Aufgabenstellung.- 10.4.2 Ziele des Projekt-Controllings.- 10.4.3 Nicht-Ziele des Projekt-Controllings.- 10.4.4 Metriken im Projekt-Controlling.- 10.5 Zusammenfassung.- 11 Meßtheorie und Software-Messung.- 11.1 Übersicht.- 11.2 Software-Messung.- 11.3 Meßtheorie.- 11.3.1 Was ist die Meßtheorie?.- 11.3.2 Relationale Systeme.- 11.3.3 Binäre Operation.- 11.4 Homomorphe Abbildungen und Maße.- 11.5 Axiome.- 11.6 Das Repräsentationsproblem.- 11.7 Das Eindeutigkeitsproblem.- 11.8 Skalentypen.- 11.8.1 Interpretation der Tabelle.- 11.8.2 Sinnvolle Statistische Operationen.- 11.8.3 Sind Skalentypen wichtig für den Anwender?.- 11.9 Das Bedeutsamkeitsproblem.- 11.10 Messen auf verschiedenen Skalentypen.- 11.10.1 Messen auf dem Niveau der Nominalskala.- 11.10.2 Ordinalskala.- 11.10.3 Intervallskala.- 11.10.4 Rationalskala.- 11.10.5 Absolutskala.- 11.10.6 Transformation eines nicht additiven Maßes zu einem additiven Maß.- 11.11 Kalibrierung von Maßen.- 11.12 Nicht-additive Rationalskalen.- 11.12.1 Gesetz von Pythagoras.- 11.12.2 Nicht-additive Rationalskala und Software-Maße.- 11.13 Übersicht über empirisch und numerisch relationale Systeme.- 11.14 Unabhängigkeitsbedingungen.- 11.14.1 Maß Defect Density.- 11.15 Weyukers Anforderungen an Software-Maße.- 11.16 Validation von Software-Maßen.- 11.16.1 Interne Validierung:.- 11.16.2 Externe Validierung:.- 11.16.3 Funktion zwischen zwei Rationalskalen.- 11.17 Zusammenfassung.- 12 Software-Meßwerkzeuge.- 12.1 Übersicht.- 12.2 Ansatzpunkte der Software-Messung.- 12.2.1 Meßstrategien.- 12.2.2 Software-Maße.- 12.3 Arten von Software-Meßwerkzeugen.- 12.3.1 Klassifikation von Meßwerkzeugen.- 12.3.2 Anforderungen an Meßwerkzeuge.- 12.4 Beispiele für Werkzeuge zur Software-Messung.- 12.4.1 CAME-Tools zur Komponentenklassifikation.- 12.4.2 CAME-Tools zur Komponentenmessung.- 12.4.3 CAME-Tools zur bewertenden Komponentenmessung.- 12.4.4 CAME-Tools für die Meßdatenauswertung.- 12.4.5 CAME-Tools zur Software-Produktbewertung.- 12.4.6 CAME-Tools zur Entwicklungsbewertung.- 12.4.7 CAME-Tools als Tutorials zur Meßmethodik.- 12.5 Effiziente Anwendung von Meßwerkzeugen.- 12.6 Zusammenfassung.- Annotierte Bibliographie.- Ausgangspunkte für die Software-Messung.- Spezielle Bereiche der Software-Metriken.- Firmenbezogene Konzepte der Software-Messung.- Neue Ansätze bei Metriken.- Metriken im World Wide Web.- Literatur.- Sachwortverzeichnis.