Einführung in die Softwaretechnik - Exam.pdf

Aufgabe 1)

In einem Softwareentwicklungsprojekt, das an der Universität TU München entwickelt wird, soll eine neue Campus-Management-Software entworfen und implementiert werden. Die Software soll den Studierenden, Dozenten und der Verwaltung verschiedene Funktionen bieten, darunter Kursanmeldungen, Notenverwaltung, Raumplanung und Mitteilungen. Als Teil des Projekts durchlaufen Ihr Team und Du alle Phasen des Softwareentwicklungslebenszyklus.

a)

Beschreibe die spezifischen Aktivitäten und Artefakte, die Du im Rahmen der Anforderungsanalyse und des Entwurfs dieser Campus-Management-Software erwarten würdest. Welche Methoden würdest Du zur Anforderungserhebung verwenden und wie würdest Du sicherstellen, dass alle Stakeholder zufrieden sind?

Lösung:

• Anforderungsanalyse: In dieser Phase wird ermittelt, was die Software leisten soll. Dies umfasst:
• Aktivitäten:
• Interviews und Workshops mit Stakeholdern (z. B. Studierende, Dozenten, Verwaltung)
• Erstellung von Use Cases und User Stories
• Analyse der bestehenden Systeme und Prozesse
• Erhebung funktionaler und nicht-funktionaler Anforderungen
• Priorisierung der Anforderungen
• Artefakte:
• Anforderungsspezifikation (Lastenheft)
• Use Case-Diagramme
• Prototypen und Mock-ups
• Stakeholder-Analyse
• Priorisierte Anforderungsliste
• Entwurf: Basierend auf den gesammelten Anforderungen wird die Softwarearchitektur und das Systemdesign entwickelt. Dies umfasst:
• Aktivitäten:
• Erstellung der Systemarchitektur
• Design der Softwarekomponenten und -module
• Erstellung von Datenbank- und ER-Modellen
• Entwicklung von Schnittstellenspezifikationen
• Ausarbeitung von detaillierten technischen Spezifikationen
• Artefakte:
• Systemarchitektur-Dokumentation
• Komponentendiagramme
• Datenbank-Schemata und ER-Diagramme
• Schnittstellenspezifikationen
• Technische Spezifikationen
• Methoden zur Anforderungserhebung:
• Interviews mit Stakeholdern (um Bedürfnisse und Erwartungen zu verstehen)
• Fragebögen und Umfragen (um eine größere Anzahl von Antworten zu erhalten)
• Beobachtungen (um bestehende Prozesse und Systeme zu verstehen)
• Workshops und Brainstorming-Sitzungen (für kollaborative Anforderungserhebung)
• Prototyping (um frühzeitig Feedback zu erhalten)
• Sicherstellung der Zufriedenheit aller Stakeholder:
• Regelmäßige Kommunikation und Meetings mit allen Stakeholdern
• Review- und Feedback-Schleifen nach jedem wichtigen Meilenstein
• Transparente Dokumentation und Fortschrittsberichte
• Einsatz von Prototypen und Mock-ups zur Visualisierung der Anforderungen
• Anpassungsfähigkeit und Flexibilität im Projektmanagement (z. B. Scrum oder Agile Methoden)

b)

Angenommen, während der Implementierungsphase stellt Ihr Team fest, dass einige Funktionalitäten bezüglich der Raumplanung nicht wie erwartet funktionieren. Welche Testarten und -methoden würdest Du einsetzen, um diese Probleme zu identifizieren und zu beheben? Erläutere dabei den Unterschied zwischen statischem und dynamischem Testen und wie sie in diesem Szenario angewendet werden könnten.

Lösung:

• Testarten und -methoden zur Identifikation und Behebung von Problemen:
• Unit Testing: Testen einzelner Komponenten oder Module des Codes, um sicherzustellen, dass jede Einheit wie erwartet funktioniert.
• Integration Testing: Testen der Kombination mehrerer Komponenten oder Module, um sicherzustellen, dass sie zusammenarbeiten und die Raumplanung-Funktionalität nicht beeinträchtigt wird.
• System Testing: Testen des gesamten Systems als Ganzes, um sicherzustellen, dass alle Funktionalitäten, einschließlich der Raumplanung, ordnungsgemäß funktionieren.
• User Acceptance Testing (UAT): Testen durch Endbenutzer (z. B. Verwaltungspersonal), um sicherzustellen, dass die Funktionen den Anforderungen entsprechen und in der realen Umgebung funktionieren.
• Regression Testing: Wiederholtes Testen bestehender Funktionalitäten nach Änderungen am Code, um sicherzustellen, dass keine neuen Fehler eingeführt wurden.
• Performance Testing: Testen der Leistung und Skalierbarkeit der Software, insbesondere der Raumplanung unter hoher Last.
• Statisches vs. Dynamisches Testen:
• Statisches Testen: Bei statischem Testen wird der Code selbst ohne Ausführung überprüft. Dies kann durch Code-Reviews, Inspektionen, Walkthroughs und Tools zur statischen Code-Analyse geschehen.
• Beispiele für statisches Testen in diesem Szenario:
• Durchführung von Code-Reviews, um sicherzustellen, dass der Raumplanungs-Code keine offensichtlichen Fehler oder schlechte Praktiken enthält.
• Nutzung von Tools zur statischen Code-Analyse, um potenzielle Sicherheits- und Performance-Probleme zu identifizieren.
• Vorteile:
• Ermöglicht das frühzeitige Erkennen von Fehlern ohne Codeausführung.
• Verbessert die Codequalität und Wartbarkeit durch Best Practices.
• Dynamisches Testen: Bei dynamischem Testen wird der Code tatsächlich ausgeführt und überprüft, ob das Verhalten wie erwartet ist. Dies kann durch Unit Tests, Integrationstests, Systemtests, UAT und Performance-Tests geschehen.
• Beispiele für dynamisches Testen in diesem Szenario:
• Durchführung von Unit-Tests, um sicherzustellen, dass jede Funktion der Raumplanung korrekt funktioniert.
• Integrationstests, um zu überprüfen, dass die Raumplanung korrekt mit anderen Modulen wie Kursanmeldungen und Notenverwaltung interagiert.
• Vorteile:
• Ermöglicht die Überprüfung des tatsächlichen Laufzeitverhaltens des Codes.
• Hilft, reale Anwendungsprobleme zu identifizieren, die durch statisches Testen nicht erkannt werden können.
• Zusammengefasst: Eine Kombination aus statischem und dynamischem Testen ist notwendig, um sicherzustellen, dass die Raumplanung-Funktionalitäten wie erwartet funktionieren. Statisches Testen hilft bei der frühzeitigen Fehlerentdeckung im Code, während dynamisches Testen sicherstellt, dass das System im Einsatz korrekt arbeitet.

Aufgabe 2)

Du bist als Scrum Master in einem Entwicklungsteam eines mittelgroßen Softwareunternehmens tätig. Während deines aktuellen Projekts hast Du verschiedene Herausforderungen bemerkt, die das Team daran hindern, effektiv und effizient zu arbeiten. Du möchtest nun Maßnahmen ergreifen, um die Situation zu verbessern und das Projekt erfolgreich abzuschließen.

a)

Während der letzten Sprints hattest Du Schwierigkeiten, den Fortschritt des Teams zu verfolgen, und es gab Missverständnisse bezüglich der Prioritäten der Aufgaben. Erkläre, wie Du das Produkt-Backlog und das Sprint-Backlog effizienter nutzen kannst, um diese Probleme zu beheben.

Lösung:

• Klare Definition des Produkt-Backlogs: Der Produkt-Backlog sollte immer klar und aktuell gehalten werden. Dies beinhaltet:
• Die Aufgaben so zu formulieren, dass sie für alle Teammitglieder verständlich sind.
• Die Aufgaben nach ihrer Priorität zu sortieren, um sicherzustellen, dass die wichtigsten Aufgaben zuerst erledigt werden.
• Regelmäßige Review-Meetings mit dem Product Owner, um sicherzustellen, dass das Backlog aktuell und richtig priorisiert ist.
• Effizienter Sprint-Planung: Das Sprint-Backlog sollte effektiv genutzt werden, um den Fortschritt des Teams im Auge zu behalten:
• Zu Beginn jedes Sprints sollte das Team zusammenkommen, um die wichtigsten Aufgaben aus dem Produkt-Backlog in das Sprint-Backlog zu übernehmen.
• Das Team sollte sich auf realistische Ziele für den Sprint einigen und sicherstellen, dass die Aufgaben gut verteilt sind.
• Die tägliche Stand-Up-Meeting sollten genutzt werden, um den Fortschritt der Aufgaben zu besprechen und gegebenenfalls Anpassungen vorzunehmen.
• Transparenz und Kommunikation: Eine klare und offene Kommunikation innerhalb des Teams ist entscheidend:
• Jeder sollte jederzeit Zugang zu den aktuellen Backlogs haben, idealerweise über ein gemeinsames Tool oder eine Software.
• Regelmäßige Updates und Feedback-Schleifen sollten eingeführt werden, um mögliche Missverständnisse frühzeitig zu erkennen und zu klären.
• Der Scrum Master sollte darauf achten, dass alle Teammitglieder die Prioritäten und den Status der Aufgaben verstehen.

b)

Einer der Entwickler hat Schwierigkeiten, die Bedeutung des Daily Scrums zu verstehen und fragt sich, warum das Treffen wichtig ist. Erläutere die Hauptziele des Daily Scrums und wie es zur Verbesserung der Teamleistung beiträgt.

Lösung:

• Ziele des Daily Scrums:Das Daily Scrum ist ein kurzes, tägliches Meeting von maximal 15 Minuten, das dazu dient, die Arbeit des Teams zu synchronisieren und den Fortschritt zu überprüfen. Die Hauptziele sind:
• Transparenz schaffen: Jedes Teammitglied berichtet, woran es gestern gearbeitet hat, was es heute tun wird und ob es irgendwelche Hindernisse gibt. Dies sorgt für Transparenz im Team und jeder weiß genau, woran die anderen arbeiten.
• Frühzeitige Identifikation von Problemen: Durch regelmäßige Updates können Probleme und Blockaden frühzeitig erkannt und angegangen werden, bevor sie zu größeren Hindernissen werden.
• Synchronisation und Fokus: Das Team bleibt synchronisiert und alle sind auf dem gleichen Stand. Es wird sichergestellt, dass alle auf das gemeinsame Sprint-Ziel hinarbeiten und die Prioritäten klar sind.
• Beitrag zur Verbesserung der Teamleistung:
• Erhöhte Kommunikation: Das Daily Scrum fördert die regelmäßige Kommunikation innerhalb des Teams, was zu besserem Verständnis und Zusammenarbeit führt.
• Schnelle Entscheidungsfindung: Teams können schnell auf Veränderungen reagieren und notwendige Anpassungen vornehmen, ohne auf längere Meetings warten zu müssen.
• Verantwortungsbewusstsein: Jedes Teammitglied übernimmt Verantwortung für seine Aufgaben und verpflichtet sich täglich gegenüber dem Team, ihren Fortschritt zu berichten.
• Motivation und Engagement: Regelmäßige Updates und das Wissen, dass jeder Beitrag zählt, können die Motivation und das Engagement der Teammitglieder steigern.

Zusammenfassend ist das Daily Scrum ein fundamentales Element der Scrum-Methodik, das dazu beiträgt, das Team auf Kurs zu halten, Probleme frühzeitig zu identifizieren und die Effizienz und Effektivität der Zusammenarbeit zu verbessern.

c)

Während der letzten Sprint Retrospective wurde bemerkt, dass mehrere Hindernisse, die während des Projekts identifiziert wurden, nicht gelöst wurden. Beschreibe die Rolle des Scrum Masters bei der Beseitigung von Hindernissen und schlage spezifische Aktionen vor, die Du unternehmen könntest, um solche Situationen in Zukunft zu vermeiden.

Lösung:

• Rolle des Scrum Masters bei der Beseitigung von Hindernissen:Der Scrum Master spielt eine entscheidende Rolle bei der Identifizierung und Beseitigung von Hindernissen, damit das Team effizient arbeiten kann. Zu seinen Aufgaben gehören:
• Hindernisse erkennen: Aufmerksam zuhören und beobachten, um potenzielle Hindernisse rechtzeitig zu identifizieren.
• Hindernisse dokumentieren: Alle Hindernisse im Sprint-Backlog erfassen, um sicherzustellen, dass sie nicht vergessen werden.
• Hindernisse beseitigen: Proaktiv Maßnahmen ergreifen oder externe Unterstützung anfordern, um die Hindernisse schnellstmöglich zu beseitigen.
• Unterstützung bieten: Dem Team helfen, Lösungen zu entwickeln und die notwendigen Ressourcen bereitzustellen.
• Spezifische Aktionen zur Vermeidung zukünftiger Situationen:
• Regelmäßige Hindernis-Review: Führe in jedem Daily Scrum eine kurze Hindernis-Überprüfung durch. Frage die Teammitglieder explizit nach aktuellen Blockaden.
• Verantwortlichkeiten klar definieren: Weisen Sie klare Verantwortlichkeiten für die Beseitigung von Hindernissen zu. Es sollte immer klar sein, wer für die Lösung eines bestimmten Problems verantwortlich ist.
• Management einbeziehen: Falls nötig, das Management oder andere Stakeholder in die Problemlösung einbeziehen. Manchmal erfordern Hindernisse Unterstützung von außerhalb des Teams.
• Protokollführung: Protokolliere Hindernisse und den Status ihrer Beseitigung in einem transparenten Dokument, das für alle Teammitglieder zugänglich ist.
• Kontinuierlicher Verbesserungsprozess: Implementiere einen kontinuierlichen Verbesserungsprozess (KVP), um sicherzustellen, dass Lessons Learned aus jedem Sprint Retrospective Meeting umgesetzt werden.
• Workshops und Schulungen: Organisiere Workshops oder Schulungen, um das Team in Problemlösungs- und Kommunikationsfähigkeiten zu stärken.
• Feedback-Schleifen einbauen: Stelle sicher, dass es regelmäßige Feedback-Schleifen mit dem Team gibt, um zu überprüfen, ob die Maßnahmen zur Beseitigung von Hindernissen erfolgreich sind.

Durch diese spezifischen Aktionen kann der Scrum Master sicherstellen, dass Hindernisse effektiv beseitigt werden und das Team optimal arbeiten kann. Dies trägt erheblich zum Erfolg des Projekts bei.

Aufgabe 3)

Kontext: Du arbeitest an einem Softwareprojekt, das eine komplexe Webanwendung für das Management von Kundeninformationen enthält. Im Laufe der Entwicklung müssen verschiedene Teststufen durchgeführt werden, um die Funktionalität und Zuverlässigkeit der Software zu gewährleisten. Du hast vier Hauptarten von Tests in Betracht gezogen: Unit-Tests, Integrationstests, Systemtests und Abnahmetests. Diese Tests helfen dabei, unterschiedliche Aspekte der Software zu validieren und sicherzustellen, dass sie den Anforderungen entspricht. Jede Stufe hat spezifische Ziele und Herausforderungen.

a)

Erkläre detailliert, wie Du Unit-Tests in Deiner Anwendung implementieren würdest. Nenne spezifische Beispiele für Funktionen oder Module der Webanwendung, die Unit-Tests erfordern, und beschreibe die Testfälle für diese Funktionen.

Lösung:

Wie man Unit-Tests in einer Webanwendung implementiertUnit-Tests sind eine fundamentale Teststufe beim Softwaretesten und dienen dazu, einzelne Einheiten oder Komponenten des Codes unabhängig voneinander zu testen. Hier ist ein detaillierter Ansatz, wie Du Unit-Tests in Deiner Webanwendung implementieren würdest.

• Wahl des Test-Frameworks: Zunächst solltest Du ein geeignetes Test-Framework wählen. Für JavaScript-basierte Webanwendungen sind Frameworks wie Jest oder Mocha+Chai sehr verbreitet. Für eine Anwendung, die in Python geschrieben wurde, könntest Du unittest, pytest oder Nose verwenden.
• Struktur der Unit-Tests: Unit-Tests sollten logisch organisiert und modular sein. Es ist sinnvoll, sie in einer separaten Verzeichnisstruktur zu halten, zum Beispiel:

projektname/├── src/│   ├── module1.js│   ├── module2.js│   └── ...└── tests/    ├── test_module1.js    ├── test_module2.js    └── ...

• Implementierung der Tests: Jeder Testfall sollte klar definiert und in einer Funktion gekapselt sein. Hier ist ein spezifisches Beispiel:

// Nehmen wir an, wir haben eine Funktion, die den Kundendatenbank-Connection-String generiert.function generateDbConnectionString(host, dbname) {    if (!host || !dbname) {        throw new Error('Host and database name are required');    }    return `mongodb://${host}/${dbname}`;}// Testfälle für diese Funktion werden wie folgt implementiert:const assert = require('assert');describe('Database Connection String Generator', function() {    it('should return a valid connection string for given host and dbname', function() {        const result = generateDbConnectionString('localhost', 'mydb');        assert.strictEqual(result, 'mongodb://localhost/mydb');    });    it('should throw an error if host is missing', function() {        assert.throws(() => {            generateDbConnectionString(null, 'mydb');        }, /Host and database name are required/);    });    it('should throw an error if dbname is missing', function() {        assert.throws(() => {            generateDbConnectionString('localhost', null);        }, /Host and database name are required/);    });});

• Spezifische Module und Funktionen: Hier sind einige Beispiele für spezifische Funktionen oder Module der Webanwendung, die Unit-Tests erfordern:
• Benutzer-Authentifizierung: Testen der Funktionen zum Einloggen und Registrieren von Benutzern, zum Beispiel die Funktion validateUserCredentials(username, password).
• Datenvalidierung: Funktionen zur Überprüfung und Validierung von Benutzereingaben, wie z.B. validateEmail(email) oder validatePhoneNumber(phoneNumber).
• Kalkulationen: Funktionen, die berechnende Operationen durchführen, wie z.B. calculateDiscount(price, percentage).

Zusammenfassung: Die Implementierung von Unit-Tests ist essenziell, um sicherzustellen, dass jede Komponente Deiner Webanwendung korrekt funktioniert. Es hilft, Fehler frühzeitig zu erkennen und vereinfacht das Debugging. Durch die Umsetzung der genannten Schritte und Beispiele erhältst Du eine robuste Testumgebung für Deine Anwendung.

b)

Diskutiere den Unterschied zwischen Unit-Tests und Integrationstests und warum beide Testarten notwendig sind. Gib ein Beispiel aus der Webanwendung, in dem ein Integrationstest auf Schnittstellenprobleme hin testen könnte, die bei Unit-Tests nicht entdeckt werden.

Lösung:

Unterschied zwischen Unit-Tests und Integrationstests

• Unit-Tests: Unit-Tests konzentrieren sich auf das Testen einzelner Funktionen oder Methoden. Das Ziel ist sicherzustellen, dass jede Funktion für sich allein betrachtet korrekt arbeitet. Unit-Tests sind normalerweise einfach und isoliert von anderen Teilen der Anwendung. Sie sind sehr nützlich, um sicherzustellen, dass die grundlegenden Bausteine einer Anwendung fehlerfrei funktionieren. Die Tests sind schnell auszuführen und bieten eine hohe Testabdeckung für die einzelnen Komponenten.
• Integrationstests: Integrationstests hingegen fokussieren sich darauf, mehrere Module oder Komponenten der Anwendung zusammen zu testen. Hier wird überprüft, ob die unterschiedlichen Teile der Software korrekt miteinander interagieren. Integrationstests decken oft Szenarien ab, in denen mehrere Komponenten zusammenarbeiten müssen, wie z.B. das Zusammenspiel zwischen Datenbank, Backend und Frontend. Diese Art von Tests kann komplexer sein und erfordert häufig eine Umgebung, die bestimmte Abhängigkeiten wie Datenbanken oder externe APIs nachbildet.

Warum beide Testarten notwendig sind

• Unit-Tests: Sie sind notwendig, um sicherzustellen, dass jedes einzelne Modul isoliert korrekt funktioniert. Ohne Unit-Tests wäre es schwierig, Fehler in spezifischen Teilen des Codes zu identifizieren und zu beheben. Dies erleichtert das Debugging und verbessert die Codequalität durch die frühe Erkennung von Fehlern.
• Integrationstests: Diese Tests sind notwendig, um sicherzustellen, dass die verschiedenen Module der Anwendung zusammen wie erwartet funktionieren. Nur durch Integrationstests kann man sicherstellen, dass Module korrekt kommunizieren, Daten korrekt weitergeben und keine unerwarteten Wechselwirkungen bestehen.

Beispiel eines Integrationstests in einer WebanwendungStelle Dir vor, Deine Webanwendung hat eine Funktion zur Benutzerregistrierung. Diese Funktion könnte mehrere Komponenten umfassen:

• Frontend-Formular, das Benutzereingaben sammelt.
• Backend-Endpunkt, der die Benutzerdaten entgegennimmt.
• Datenbank, in der die Benutzerdaten gespeichert werden.

Ein Integrationstest für dieses Szenario könnte sicherstellen, dass:

• Das Frontend-Formular korrekt Daten an das Backend sendet.
• Das Backend die Daten korrekt verarbeitet und validiert.
• Die validierten Daten korrekt in der Datenbank gespeichert werden.

Ein möglicher Integrationstest könnte folgendermaßen aussehen:

const request = require('supertest');const app = require('../app'); // Die Express-Appconst db = require('../db'); // Datenbankmoduldescribe('User Registration Integration Test', function() {    it('should successfully register a user and store the data in the database', async function() {        const userData = {            username: 'testuser',            email: 'test@example.com',            password: 'password123'        };        const response = await request(app)            .post('/api/register')            .send(userData)            .expect(200);        // Überprüfe die Antwort des Backends        expect(response.body.message).toBe('User registered successfully');        // Überprüfe die Datenbank        const userInDb = await db.findUserByEmail('test@example.com');        expect(userInDb).toBeTruthy();        expect(userInDb.username).toBe('testuser');    });});

In diesem Beispiel wird überprüft, ob die gesamte Kette der Benutzerregistrierung funktioniert. Dieser Integrationstest könnte Schnittstellenprobleme aufdecken, wie z.B. fehlerhafte Kommunikation zwischen Komponenten oder falsche Datenvalidierung, die bei reinen Unit-Tests nicht sichtbar wären.

c)

Angenommen, bei einem Systemtest wird entdeckt, dass eine bestimmte Funktion der Anwendung nicht wie erwartet arbeitet. Beschreibe, wie Du das Problem eingrenzen und welches Vorgehen Du zur Fehlerbehebung anwenden würdest. Welche Rolle spielt das Debugging in diesem Kontext?

Lösung:

Vorgehen bei der Fehlerbehebung nach einem SystemtestWenn bei einem Systemtest entdeckt wird, dass eine bestimmte Funktion der Anwendung nicht wie erwartet arbeitet, gibt es einige systematische Schritte, die Du zur Eingrenzung und Behebung des Problems unternehmen kannst. Hier ist eine detaillierte Vorgehensweise:

• Problemidentifikation: Zunächst solltest Du sicherstellen, dass Du das Problem genau verstehst. Dokumentiere die genauen Schritte, die zum Fehler führen, die erwarteten und tatsächlichen Ergebnisse sowie eventuelle Fehlermeldungen.
• Analyse der Log-Dateien: Untersuche die Log-Dateien der Anwendung, um Hinweise auf den Fehler zu finden. Log-Dateien können wertvolle Informationen über Fehler, Ausnahmen und den Zustand der Anwendung zum Zeitpunkt des Fehlers liefern.
• Eingrenzung des Problems: Versuche, das Problem auf eine bestimmte Komponente oder Funktion der Anwendung einzugrenzen. Dies kann durch gezieltes Deaktivieren oder Isolieren bestimmter Teile der Anwendung geschehen. Im Kontext einer Webanwendung könntest Du beispielsweise nur das Backend oder nur das Frontend testen.

Vorgehen zur Fehlerbehebung

• Reproduzierbarkeit: Ein wichtiger erster Schritt ist die Reproduzierbarkeit des Fehlers. Versuche, ein Szenario zu erstellen, in dem der Fehler konsistent und zuverlässig auftritt. Dies ermöglicht es, den Fehler systematisch zu untersuchen.
• Debugging: Hier kommt die Rolle des Debuggings ins Spiel. Mit Debugging-Tools kannst Du Schritt für Schritt durch den Code gehen und den Zustand der Anwendung (Variable, Speicher, Zustände) untersuchen. Identifiziere den genauen Punkt im Code, an dem das Problem auftritt.
• Unit-Tests und Integrationstests: Sobald Du die fehlerhafte Komponente identifiziert hast, erstelle oder passe bestehende Unit-Tests an, um den Fehlerfall zu reproduzieren. Dies hilft Dir, den Fehler isoliert zu beheben und sicherzustellen, dass er in Zukunft nicht wieder auftritt. Integrationstests können verwendet werden, um sicherzustellen, dass die Behebung keine neuen Probleme verursacht.
• Code-Analyse und Korrektur: Analysiere den fehlerhaften Code und identifiziere die Ursache des Problems. Dies könnte ein Logikfehler, ein nicht behandelter Ausnahmefall oder ein Problem mit der Datenverarbeitung sein. Korrigiere den Code und teste die Änderung lokal.
• Regressionstests: Nachdem Du den Fehler behoben hast, führe Regressionstests durch, um sicherzustellen, dass die Korrektur keine neuen Fehler eingeführt hat. Dies umfasst sowohl Unit-Tests als auch Integrationstests.
• Dokumentation und Code-Reviews: Stelle sicher, dass die vorgenommenen Änderungen gut dokumentiert sind. Ein Code-Review durch andere Teammitglieder kann ebenfalls helfen, potenzielle Probleme frühzeitig zu erkennen.

Zusammenfassung: Debugging spielt eine zentrale Rolle bei der Eingrenzung und Behebung von Fehlern, die bei Systemtests entdeckt wurden. Durch eine systematische Herangehensweise, einschließlich Log-Analyse, Unit-Tests, Integrationstests und Schritt-für-Schritt-Debugging, kannst Du das Problem effizient isolieren und beheben. Regressionstests und Code-Reviews sorgen dafür, dass die Lösung stabil und langfristig nachhaltig ist.

d)

Stelle Dir vor, ein neuer Kunde möchte die Webanwendung nutzen und verlangt vor der Abnahme spezifische Tests. Beschreibe, wie Abnahmetests gestaltet werden sollten, um sicherzustellen, dass die Software alle Anforderungen des Kunden erfüllt. Welche Schritte sind nach erfolgreicher Durchführung der Abnahmetests notwendig, um die Software endgültig abzunehmen?

Lösung:

Gestaltung der Abnahmetests zur KundenzufriedenheitAbnahmetests, auch User Acceptance Tests (UAT) genannt, sind entscheidend, um sicherzustellen, dass die Software alle Anforderungen und Erwartungen des Kunden erfüllt. Hier ist eine detaillierte Anleitung, wie Du Abnahmetests gestalten und nach erfolgreicher Durchführung die Software endgültig abnehmen kannst:

• Verständnis der Anforderungen: Zunächst musst Du die spezifischen Anforderungen des Kunden im Detail verstehen. Dies umfasst funktionale und nicht-funktionale Anforderungen, die in einem Pflichtenheft oder einem Anforderungskatalog dokumentiert sind. Ein direkter Dialog mit dem Kunden ist essenziell, um Erwartungen und Akzeptanzkriterien klar zu definieren.
• Planung der Abnahmetests: Erstelle einen Abnahme-Testplan, der die verschiedenen Testfälle, Testschritte und Akzeptanzkriterien detailliert beschreibt. Dieser Plan sollte folgende Elemente beinhalten:
  • **Testziele:** Was soll mit den Tests erreicht werden?
  • **Testfälle:** Detaillierte Beschreibung der einzelnen Testfälle, die Anforderungen testen.
  • **Testdaten:** Notwendige Daten, um die Tests durchzuführen.
  • **Erwartete Ergebnisse:** Die erwarteten Resultate für jeden Testfall, basierend auf den Anforderungen des Kunden.
• Durchführung der Abnahmetests: Führe die Tests in einer Umgebung durch, die der Produktionsumgebung möglichst nahe kommt. involve the customer in this phase to provide transparency and to ensure that test execution aligns with their expectations. Document the results of each test case.
• Feedback und Anpassungen: Sammle Feedback vom Kunden und dokumentiere alle gefundenen Fehler oder Abweichungen von den Anforderungen. Diese sollten priorisiert und in Zusammenarbeit mit dem Entwicklungsteam behoben werden. Anschließend sollten die betroffenen Testfälle erneut durchlaufen werden.
• Verifikation der Anforderungen: Stelle sicher, dass alle Anforderungen des Kunden erfüllt sind. Dies kannst Du durch Checklisten, die alle erfüllten Akzeptanzkriterien auflisten, verifizieren.

Schritte nach erfolgreicher Durchführung der Abnahmetests

• Dokumentation: Erstelle einen Abschlussbericht, der die Ergebnisse der Abnahmetests zusammenfasst und die erfolgreiche Erfüllung der Anforderungen bestätigt. Der Bericht sollte auch alle offenen Punkte und nächsten Schritte dokumentieren.
• Formale Abnahme: Organisiere ein Abnahmetreffen mit dem Kunden, um die Testergebnisse und den Abschlussbericht zu präsentieren. Wenn der Kunde zufrieden ist, sollte ein Abnahmeprotokoll erstellt und von beiden Parteien unterzeichnet werden.
• Deployment in der Produktionsumgebung: Nach der formalen Abnahme erfolgt die endgültige Bereitstellung der Software in der Produktionsumgebung. Stelle sicher, dass alle notwendigen Backups, Rollback-Pläne und Dokumentationen vorhanden sind.
• Schulung und Support: Biete dem Kunden Schulungen und Unterstützung an, um sicherzustellen, dass er mit der neuen Software vertraut ist und sie effektiv nutzen kann. Ein Supportplan sollte erstellt werden, der festlegt, wie und wann Unterstützung bereitgestellt wird.
• Wartungsvertrag: Optional, aber empfehlenswert, ist das Angebot eines Wartungsvertrags. Dieser stellt sicher, dass der Kunde weiterhin Unterstützung und Aktualisierungen erhält, um zukünftige Probleme zu vermeiden und die Software aktuell zu halten.

Zusammenfassung: Abnahmetests sind ein essenzieller Schritt, um sicherzustellen, dass die Webanwendung die Anforderungen des Kunden erfüllt. Eine sorgfältige Planung, Durchführung und Dokumentation der Tests, gefolgt von einer formalen Abnahme und Schulung, gewährleisten eine erfolgreiche und zufriedenstellende Übergabe der Software.

Aufgabe 4)

Gegeben: Eine Anwendung wurde als Monolith aufgebaut. Die Firma möchte die Anwendung auf eine Microservices-Architektur umstellen, um von den Vorteilen wie Skalierbarkeit und Flexibilität zu profitieren. Jeder Dienst soll anschließend eine spezifische Geschäftsaufgabe übernehmen und unabhängig von den anderen Diensten entwickelt, bereitgestellt und skaliert werden. Die Kommunikation soll über HTTP/REST und Messaging-Protokolle erfolgen. Jeder Microservice besitzt seine eigene Datenbank, um Datenabhängigkeiten zu minimieren. Teamstrukturen sollen ebenfalls angepasst werden, sodass jedes Team für einzelne Microservices verantwortlich ist.

a)

Teilaufgabe a: Beschreibe drei wesentliche Vorteile der Umstellung von einem monolithischen Architekturstil auf eine Microservices-Architektur in Bezug auf Skalierbarkeit und Flexibilität.

Lösung:

Lösung zu Teilaufgabe a:

• Skalierbarkeit: In einer Microservices-Architektur kann jeder Dienst unabhängig von den anderen skaliert werden. Dies bedeutet, dass stark beanspruchte Dienste, die z.B. viele Anfragen erhalten, gezielt skaliert werden können, ohne dass die gesamte Anwendung hochgefahren werden muss. Dies führt zu einer effizienteren Ressourcennutzung und niedrigeren Kosten.
• Flexibilität in der Entwicklung: Da jeder Microservice eine spezifische Geschäftsaufgabe übernimmt und unabhängig entwickelt wird, können verschiedene Teams gleichzeitig an unterschiedlichen Services arbeiten. Dies ermöglicht eine parallele Entwicklung, was die Time-to-Market für neue Features verkürzt. Teams können außerdem Technologien und Programmiersprachen wählen, die am besten zu den Anforderungen ihres jeweiligen Services passen, ohne Kompromisse für das gesamte System eingehen zu müssen.
• Wartbarkeit und Fehlerisolierung: Durch die Aufteilung der Anwendung in kleinere, unabhängige Dienste wird die Wartbarkeit erheblich verbessert. Fehler in einem Dienst können isoliert und behoben werden, ohne dass die gesamte Anwendung beeinträchtigt wird. Dies führt zu einer höheren Verfügbarkeit der Gesamtanwendung und erleichtert die Fehlerdiagnose und -behebung.

b)

Teilaufgabe b: Entwickle eine Kommunikationsstrategie für die Microservices-Architektur. Erläutere, welche Kommunikationsprotokolle (HTTP/REST oder Messaging-Protokolle) für welche Art von Diensten und Szenarien genutzt werden sollten und warum. Gehe dabei insbesondere auf die Vor- und Nachteile der jeweiligen Protokolle ein.

Lösung:

Lösung zu Teilaufgabe b:

• Kommunikationsstrategie: Eine durchdachte Kommunikationsstrategie ist entscheidend für den Erfolg einer Microservices-Architektur. Hierbei sollten sowohl HTTP/REST als auch Messaging-Protokolle eingesetzt werden, abhängig von den spezifischen Anforderungen der jeweiligen Dienste und Szenarien.
• HTTP/REST: HTTP/REST-basierte Kommunikation eignet sich besonders für synchrone, Anfrage-Antwort-Muster. Sie ist ideal für Dienste, die unmittelbar auf Anfragen reagieren müssen, wie z.B. Benutzerdienste (User Services), Produktdienste (Product Services) oder Bestelldienste (Order Services).
• Vorteile:
• Weit verbreitet und einfach zu implementieren
• Gut unterstützt durch Web und viele Programmiersprachen
• Einfach zu debuggen und zu überwachen
• Nachteile:
• Kann zu Latenzproblemen führen, wenn viele Dienste synchron aufeinander warten
• Erhöhter Overhead durch HTTP-Protokoll
• Messaging-Protokolle: Messaging-Protokolle wie AMQP, MQTT oder Kafka sind ideal für asynchrone Kommunikation zwischen Diensten. Sie eignen sich besonders für Szenarien, in denen eine lose Kopplung der Systeme wichtig ist, wie z.B. Event-Driven Architekturen, bei der Datenverarbeitung in Batches oder bei der Zustellung und Verarbeitung von Nachrichten in einer Warteschlange.
• Vorteile:
• Erlauben eine lose Kopplung zwischen Diensten
• Skalierbar und robust gegenüber Ausfällen einzelner Dienste
• Geringere Latenz bei hoher Datenrate
• Unterstütz Messaging Patterns wie Pub/Sub (Publish/Subscribe)
• Nachteile:
• Komplexer in der Implementierung und Wartung
• Schwieriger zu debuggen und zu überwachen
• Kann zusätzliche Infrastruktur erfordern
• Empfohlene Kombination: Eine Kombination aus beiden Kommunikationsmethoden bietet den größten Nutzen. HTTP/REST kann für synchrone Operationen und unmittelbare Benutzerinteraktionen genutzt werden. Messaging-Protokolle können für Hintergrundprozesse, asynchrone Datenverarbeitung und Ereignisbenachrichtigungen verwendet werden.
• Ein Beispiel-Szenario könnte wie folgt aussehen:
• Ein Benutzerregistrierungsdienst (User Registration Service) verwendet HTTP/REST, um Benutzerregistrierungsdetails von einer Benutzeroberfläche zu empfangen.
• Ein Hintergrundjob-Dienst (Background Job Service), der neue Benutzerprofile erstellt und initialisiert, wird asynchron über Messaging-Protokolle benachrichtigt.
• Ein Benachrichtigungsdienst (Notification Service), der Benutzer über erfolgreiche Registrierung informiert, empfängt ebenfalls Nachrichten über ein Messaging-Protokoll.