Konstruktives Software Engineering - Cheatsheet

Wasserfallmodell und agile Methoden

Definition:

Wasserfallmodell: Sequentielles Vorgehensmodell mit klar definierten Phasen: Analyse, Design, Implementierung, Test. Agile Methoden: Iterative und inkrementelle Ansätze, die auf Flexibilität und schnelle Anpassung setzen, z.B. Scrum und Kanban.

Details:

• Wasserfallmodell:
  • Linear, strikt sequentiell
  • Geringe Flexibilität
  • Geeignet für Projekte mit klaren Anforderungen
• Agile Methoden:
  • Iterativ und inkrementell
  • Hohe Flexibilität
  • Zentrale Elemente: User Stories, Sprints, Daily Stand-up Meetings
  • Beispiele: Scrum, Kanban
• Vergleich:
  • Wasserfall: Stabilität, Dokumentation
  • Agil: Anpassungsfähigkeit, Kundeneinbindung

Unified Modeling Language (UML)

Definition:

UML ist eine standardisierte Modellierungssprache im Software Engineering zur Spezifikation, Konstruktion und Dokumentation von Software-Systemen.

Details:

• Diagrammtypen umfassen: Anwendungsfalldiagramme, Klassendiagramme, Sequenzdiagramme, Aktivitätsdiagramme, Zustandsdiagramme
• Nutzt grafische Notation zur Darstellung von objektorientierten Konzepten
• Erlaubt abstrakte und detaillierte Modellierung
• Unterstützt verschiedene SDLC-Phasen (Analyse, Design, Implementierung, Testing)
• Integrationswerkzeuge (z.B. Rational Rose, MagicDraw)
• Konzepte: Akteure, Use Cases, Klassen, Objekte, Beziehungen, Zustände, Aktivitäten
• Industriestandard durch die Object Management Group (OMG)

Design Patterns

Definition:

Wiederverwendbare Lösungen für häufig auftretende Probleme in der Softwareentwicklung.

Details:

• Ermöglichen eine gemeinsame Sprache zur Kommunikation zwischen Entwicklern.
• Sind in drei Hauptkategorien unterteilt: Erzeugungsmuster, Strukturmuster, Verhaltensmuster.
• Beispiele: Singleton, Factory, Observer, Decorator, Strategy.

Test-driven Development (TDD)

Definition:

schrittweise Entwicklung, bei der zuerst Tests geschrieben werden, bevor der eigentliche Code implementiert wird

Details:

• Iterativer Zyklus: Test schreiben, Code implementieren, Test ausführen
• Stellt sicher, dass der Code die Spezifikationen erfüllt
• Verlangt kleine, isolierte Testfälle (Unit Tests)
• Ziel: Robustheit und Wartbarkeit des Codes
• Beispiel: Schreibe einen Fehlschlagtest \texttt{assert(x + 1 == x)} für die Funktion \texttt{increment(x)}
• TDD-Zyklus: Red (Test schlägt fehl), Green (Code schreiben bis Test erfolgreich), Refactor (Code optimieren)

Microservices und Service-Oriented Architecture (SOA)

Definition:

Architekturstile zur Modularisierung und Organisation von Softwareanwendungen.

Details:

• Microservices: Kleine, unabhängige Dienste, die spezifische Geschäftsprozesse abdecken.
• SOA: Große, miteinander verbundene Dienste zur Umsetzung von Geschäftsprozessen.
• Kommunikation oft über APIs, Protokolle wie HTTP/REST, gRPC, AMQP.
• Microservices: Fokus auf Continuous Deployment, skalierbar und technologisch divers.
• SOA: Fokus auf Wiederverwendbarkeit, Integration und breite Unternehmenslandschaft.
• Beide ermöglichen Independence der Entwicklungsteams und einfachere Wartung.

Risikomanagement in der Softwareentwicklung

Definition:

Systematischer Prozess zur Identifizierung, Bewertung und Priorisierung potenzieller Risiken in Softwareprojekten, um negative Auswirkungen zu minimieren.

Details:

• Ziele: Risikoerkennung, -analyse, -bewertung, -bewältigung
• Risikokategorien: technologische, organisatorische, personelle, externe
• Methoden: SWOT-Analyse, FMEA, Monte-Carlo-Simulation
• Phasen: Risikoidentifikation, Risikobewertung, Risikominderung, Risikokontrolle
• Tools: JIRA, Microsoft Project
• Kennzahlen: Eintrittswahrscheinlichkeit (p), Schadensausmaß (s), Risikowert (r = p * s)

Refactoring-Techniken

Definition:

Verbessern der internen Struktur eines Software-Systems ohne dessen externes Verhalten zu ändern.

Details:

• Code-Qualität erhöhen
• Wartbarkeit verbessern
• Techniken:
  • Extrahiere Methode (\textit{Extract Method})
  • Methoden zusammenführen (\textit{Inline Method})
  • Klassenhierarchie umstrukturieren (\textit{Refactor Class Hierarchy})
• Werkzeuge: IntelliJ IDEA, Eclipse, Refactoring-Browser

Schichtenarchitektur

Definition:

Architekturmuster zur Strukturierung von Softwaresystemen in Schichten, die jeweils spezifische Aufgaben und Verantwortlichkeiten übernehmen.

Details:

• Schichten: Präsentation, Anwendungslogik, Datenzugriff
• Kommunikation: Meist Top-Down, jede Schicht nutzt nur die darunterliegende
• Vorteile: Modularität, Wiederverwendbarkeit, leichtere Wartung
• Nachteile: Schichtenabhängigkeit, mögliche Performanceprobleme