Bit wisem 2015-wieners-sitzung-09_Software-Entwicklung

1. Universität zu Köln. Historisch-Kulturwissenschaftliche Informationsverarbeitung
Dr. Jan G. Wieners // jan.wieners@uni-koeln.de
Basisinformationstechnologie I
Wintersemester 2015/16
07. Dezember 2015 – Software-Entwicklung: klassisch vs. agil

2. Phasen der Software-Entwicklung
 Analyse
 Spezifikation
 Entwurf
 Algorithmus
 Pseudocode
 Implementation
 (Post-Implementation)
Vorgehensmodelle
 Wasserfallmodell
 Prototypische Entwicklung
 Iterative Entwicklung
 Iterativ inkrementelle Entwicklung
Agile Software-Entwicklung
 Intention
 Werkzeuge und Methoden
 User Stories
 User Story Mapping
Themenüberblick „Software-Entwicklung: klassisch vs. agil“

3. Ergänzungen
„Betriebssysteme“

4. Speicherverwaltung: Swapping
 Problem: Externe Fragmentierung

5. Speicherverwaltung: Paging / Kachelverwaltung

6. MMU (Memory Management Unit) kümmert sich um
die Übersetzung virtueller Speicheradressen auf
den physikalischen Speicherbereich
Paging: MMU
Quelle: Tanenbaum: Moderne Betriebssysteme

7. Grundproblematik: Inkonsistenzen im Dateisystem
Z.B. Systemabsturz  Inkonsistenz
Journaling-Dateisysteme (ext3 / ext4): Änderungen
werden vor der Speicherung in einem reservierten
Speicherbereich („Journal“) aufgezeichnet.
Ergänzungen „Betriebssysteme“: ext3 / ext4

9.  SSDs und (De)fragmentierung?

10. Neulich in den
Sommerferien…

18. Analyse

19. „Regeln zur Leitung des
Geistes" (1628):
 Hohe Relevanz der
Analysephase
 Aufteilung in Teil- und
Unterprobleme
 Hierarchischer
Erkenntnisprozess
 Analyse der Analyse
i.e. Sicherung der Analyse

20. Analyse  Spezifikation  Lasten- /
Pflichtenheft

23. Entwurf

24. Systemarchitektur? Tools / Werkzeuge?
www.thecodinglove.com

25. Entwurf: Mockups

29. Entwurf: Algorithmus Eindeutige Beschreibung eines endlichen Verfahrens zur Lösung einer bestimmten Klasse von Problemen

30. „Algorithmus“, formal:
Eine Berechnungsvorschrift zur Lösung eines Problems heißt
genau dann Algorithmus, wenn eine zu dieser
Berechnungsvorschrift äquivalente Turingmaschine existiert, die
für jede Eingabe, die eine Lösung besitzt, stoppt.

31. TheSimpleMaths:
https://www.youtube.com/watch?v=QR8ffLPtomM

32.  Finitheit: Das Verfahren muss in einem endlichen
Text eindeutig beschreibbar sein.
 Ausführbarkeit: Jeder Schritt des Verfahrens muss
tatsächlich ausführbar sein.
 Platzkomplexität: Das Verfahren darf zu jedem
Zeitpunkt nur endlich viel Speicherplatz benötigen.
 Zeitkomplexität und Terminierung: Das Verfahren
darf nur endlich viele Schritte benötigen.
Algorithmus + Turingmaschine

33. Finden Sie einen Weg aus dem Labyrinth

34. Entwerfen Sie ein Verfahren, das Sie aus jedem Labyrinth (mit Ausgang) führt

35. Pledge-Algorithmus:
 Prämisse: Wir gehen davon aus, dass alle Ecken rechtwinklig
sind
 Somit kommen nur Rechtsdrehungen und Linksdrehungen um
jeweils 90 Grad vor
 Wir verwalten unterwegs einen Umdrehungszähler, der:
 bei jeder Linksdrehung um eins erhöht und
 bei jeder Rechtsdrehung um eins verringert wird (auch bei der
ersten Rechtsdrehung, die nach dem Auftreffen auf eine Wand
ausgeführt wird).
 Zu Beginn wird dieser Umdrehungszähler auf null gesetzt
 Anschließend werden die beiden Anweisungen
 geradeaus, bis Wand erreicht
 Folge der Wand, bis Umdrehungszähler = 0
solange wiederholt, bis wir ins Freie gelangen
Programmentwicklung: Entwurfsphase

36. Pseudocode Pledge-Algorithmus:
Setze Umdrehungszähler auf 0;
Wiederhole
 Wiederhole
 Gehe geradeaus;
 Solange Wand erreicht;
 Drehe nach rechts;
 Wiederhole
 Folge dem Hindernis;
 Solange Umdrehungszähler=0;
Solange ins Helle gelangt;
 Entwurf unabhängig von der Programmiersprache!

38. Implementation
Programmerstellung und Programmiersprachen

39. Programmiersprachen

40. Strukturierte Computerorganisation
Problemorientierte Sprache
Assemblersprache
Betriebssystemmaschine
Befehlssatzarchitektur (ISA)
Mikroarchitektur
Digitale Logik
Ebene 5
Ebene 4
Ebene 3
Ebene 2
Ebene 1
Ebene 0

41. Vorgehensmodelle

42. Anforderungsanalyse
Grobdesign
Feindesign
Implementierung
Test und Integration
Wasserfallmodell

43. Anforderungsanalyse
Grobdesign
Feindesign
Implementierung
Test und Integration
Prototypische Entwicklung
Anforderungsanalyse
Grobdesign
Feindesign
Implementierung
Test und Integration
Prototyp

44. Iterative Entwicklung
Anforderungsanalyse
Grobdesign
Feindesign
Implementierung
Test und Integration

45. Iterativ Inkrementelle Entwicklung (State of the Art)

46. Manifest für Agile Software-Entwicklung
 2001 veröffentlicht von 17 renommierten Entwicklern
[http://agilemanifesto.org/iso/de]
Intention / Grundpfeiler:
 Individuen und Interaktionen haben Vorrang vor
Prozessen und Werkzeugen
 Funktionsfähige Produkte haben Vorrang vor
ausgedehnter Dokumentation
 Zusammenarbeit mit dem Kunden hat Vorrang vor
Vertragsverhandlungen
 Das Eingehen auf Änderungen hat Vorrang vor strikter
Planverfolgung.

47.  Arbeit in Sprints
 Feedback maximieren durch zeitnahe Software-
Inkremente
 Testgetriebene Entwicklung
 Refaktorisierung
 Codereviews
 Pair Programming
 User Stories / User Story Mapping
 …
Agile Entwicklung, so funktioniert‘s

51. "Als <Rolle> möchte ich <Ziel/Wunsch>, um
<Nutzen>"

52. [https://www.holisticon.de/2013/06/user-story-cards-aufs-wesentliche-reduziert/]

53. Product Backlog
mit priorisierten
Aufgaben
Quelle: Jeff Patton, http://agileproductdesign.com/presentations/user_story_mapping/index.html

54. Unter jeder Aktivität / jedem
Feature: Entsprechende User
Stories
Quelle: Jeff Patton, http://agileproductdesign.com/presentations/user_story_mapping/index.html

55. Ein Wanderer kommt an eine Weggabelung. Er weiß,
dass der eine Weg ins Dorf führt, der andere jedoch in
einen Sumpf - und da will er nicht hin.
An der Gabelung steht ein Haus, und in dem Haus
wohnen zwei Zwillinge, die man nicht unterscheiden
kann - sie kennen den Weg. Einer der Zwillinge lügt
immer, der andere nie.
Wenn der Wanderer anklopft, wird einer der Zwillinge an
die Tür kommen, aber welcher es ist, das weiß der
Wanderer nicht. Der Wanderer kann genau eine Frage
stellen, um den Weg herauszufinden. Welche Frage
muss er stellen?

56. /