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softwareentwicklung

Einführung in die Softwareentwicklung

Software-Engineering ist ein Zweig der Informatik, der sich mit der Entwicklung und Wartung von Softwaresystemen befasst. Diese Disziplin integriert Prinzipien aus Informatik und Ingenieurwissenschaften, um Softwareanwendungen zu entwerfen, zu entwickeln, zu testen und zu verwalten. Das Ziel des Software-Engineerings besteht darin, qualitativ hochwertige Software auf kostengünstige Weise zu erstellen.

Den Softwareentwicklungslebenszyklus (SDLC) verstehen

Der Software Development Life Cycle (SDLC) ist ein Rahmenwerk, das die Phasen des Softwareentwicklungsprozesses beschreibt. Diese Phasen umfassen:

1. Anforderungsanalyse: Verstehen und dokumentieren, was die Software tun muss.
2. Design: Planen der Architektur und Komponenten der Software.
3. Implementierung: Schreiben des Codes entsprechend dem Entwurf.
4. Testen: Überprüfen, ob die Software wie vorgesehen funktioniert.
5. Bereitstellung: Bereitstellung der Software zur Nutzung.
6. Wartung: Beheben von Problemen und regelmäßiges Aktualisieren der Software.

Schlüsselprinzipien der Softwareentwicklung

Die Softwareentwicklung orientiert sich an mehreren Grundprinzipien, darunter:

• Modularität: Aufteilung der Software in kleinere, handlichere Teile.
• Abstraktion: Vereinfachung komplexer Sachverhalte durch Modellierung von Softwarekomponenten auf einer höheren Ebene.
• Kapselung: Bündelung von Daten mit den Methoden, die auf diesen Daten arbeiten.
• Vererbung: Ableiten neuer Klassen aus vorhandenen, um die Wiederverwendung von Code zu fördern.
• Polymorphismus: Ermöglicht, Objekte verschiedener Klassen als Objekte einer gemeinsamen Superklasse zu behandeln.

Software-Designmuster

Software-Designmuster sind allgemeine, wiederverwendbare Lösungen für häufige Probleme beim Software-Design. Einige beliebte Designmuster sind:

• Singleton-Muster: Stellt sicher, dass eine Klasse nur eine Instanz hat und bietet einen globalen Zugriffspunkt darauf.
• Factory Method Pattern: Definiert eine Schnittstelle zum Erstellen eines Objekts, überlässt aber den Unterklassen die Entscheidung, welche Klasse instanziiert werden soll.
• Beobachtermuster: Eine Eins-zu-viele-Abhängigkeit zwischen Objekten, sodass bei einer Statusänderung eines Objekts alle abhängigen Objekte benachrichtigt und automatisch aktualisiert werden.
• Strategiemuster: Definiert eine Familie von Algorithmen, kapselt jeden einzelnen und macht sie austauschbar.

Agile Software Entwicklung

Agile Softwareentwicklung ist eine Reihe von Methoden, die auf iterativer Entwicklung basieren, bei der Anforderungen und Lösungen durch die Zusammenarbeit zwischen selbstorganisierenden, funktionsübergreifenden Teams entstehen. Zu den Grundwerten der agilen Softwareentwicklung gehören:

• Individuen und Interaktionen sind wichtiger als Prozesse und Werkzeuge.
• Funktionierende Software statt umfassender Dokumentation.
• Zusammenarbeit mit dem Kunden ist wichtiger als Vertragsverhandlungen.
• Auf Veränderungen reagieren ist wichtiger als einem Plan zu folgen.

Qualitätssicherung in der Softwareentwicklung

Qualitätssicherung (QA) umfasst die systematische Überwachung und Bewertung der verschiedenen Aspekte eines Projekts, einer Dienstleistung oder einer Einrichtung, um sicherzustellen, dass Qualitätsstandards eingehalten werden. In der Softwareentwicklung konzentriert sich die QA auf die Verbesserung des Softwareentwicklungsprozesses und die Vermeidung von Fehlern im Softwareprodukt. Zu den QA-Praktiken gehören:

• Code-Überprüfung: Die systematische Untersuchung des Computer-Quellcodes mit dem Ziel, in der ersten Entwicklungsphase übersehene Fehler zu finden und zu beheben. Dadurch werden sowohl die Gesamtqualität der Software als auch die Fähigkeiten der Entwickler verbessert.
• Continuous Integration and Delivery (CI/CD): Eine Methode, um Apps regelmäßig an Kunden auszuliefern, indem Automatisierung in die Phasen der App-Entwicklung eingeführt wird. Die wichtigsten Konzepte von CI/CD sind Continuous Integration, Continuous Delivery und Continuous Deployment.
• Automatisiertes Testen: Verwenden Sie Softwaretools, um Tests der zu entwickelnden Software durchzuführen und sicherzustellen, dass sie sich wie erwartet verhält.

Softwaremetriken und Messungen

Softwaremetriken sind Messstandards, die eine quantitative Grundlage für die Entwicklung und Validierung von Modellen für Softwareprozesse, -produkte und -dienste bieten. Zu den gängigen Softwaremetriken gehören:

• Codekomplexität: Gibt an, wie schwierig es ist, die Struktur eines Programms zu verstehen. Beispiele hierfür sind die zyklomatische Komplexität, die für ein Modul mit \(n\) binären Entscheidungen als \(M = n + 1\) definiert werden kann.
• Codezeilen (LOC): Misst die Größe eines Softwareprogramms, indem die Textzeilen im Quellcode des Programms gezählt werden.
• Funktionspunkte (FP): Misst die dem Benutzer bereitgestellte Funktionalität basierend auf der Anzahl und Komplexität der Eingaben, Ausgaben, Abfragen, Dateien und Schnittstellendateien.

Software-Engineering ist eine komplexe, vielschichtige Disziplin, die die Konzeption, das Design, die Entwicklung, das Testen und die Wartung von Software umfasst. Das Fachgebiet erfordert nicht nur technische Fähigkeiten und Kenntnisse von Programmiersprachen und Softwareentwicklungsmethoden, sondern auch ein Verständnis von Software-Designmustern, Qualitätssicherung, Teamzusammenarbeit und Projektmanagement. Die Fähigkeit, diese Konzepte und Praktiken effektiv anzuwenden, entscheidet letztendlich über den Erfolg von Softwareprojekten.