II  Krämer: Erfolgsmessung der Gestaltung der Qualitätssicherung  

Inhaltsverzeichnis

1  EINLEITUNG.  1

2  QUALITÄT UND QUALITÄTSSICHERUNG.  1

2.1  Der Qualitätsbegriff  1

2.2  Softwarequalität als Drei-Ebenen-Hierarchie  2

2.3  Qualitätssicherung  3

2.3.1  Ziele der Qualitätssicherung  3

2.3.2  Maßnahmen der Qualitätssicherung  4

3  ERFOLGSMESSUNG DER QUALITÄTSSICHERUNG.  5

3.1  Erfolgsmessung anhand der zu erwartenden Fehlerzahl.  5

3.2  Erfolgsmessung der Qualitätssicherung bei Hewlett-Packard  7

3.3  Ein kostenorientierter Ansatz der Erfolgsmessung.  11

3.4  Erfolgsmessung anhand der Produktivität.  13

3.5  Erfolgsmessung durch Experten-Beurteilung.  15

4  FAZIT  19

LITERATURVERZEICHNIS   21

III  Krämer: Erfolgsmessung der Gestaltung der Qualitätssicherung  

Abbildungsverzeichnis   

Abb.  3-1: Fehlerentwicklung über die Zeit  

Abb.  3-2: Service-Anfragen nach Veröffentlichung.  

Abb.  3-3: Fehlerprofil einer HP-Division  

Abb  3-4: Dreiecksverteilung des SAL  

Um beurteilen zu können, ob die Gestaltung der Qualitätssicherung in einem Unternehmen angemessen ist, muss sowohl deren Wirksamkeit als auch der erforderliche Aufwand überprüft werden. Benötigt wird daher ein Maß für den Erfolg der Qualitätssicherung. Ziel dieser Arbeit ist es, verschiedene Vorgehensweisen zu beschreiben, anhand welcher die Zielerreichung, d.h. der Erfolg der Qualitätssicherung gemessen werden kann, bzw. wie existierende Schwachstellen oder Defizite bei der bisherigen Gestaltung der Qualitätssicherung in Softwareprojekten aufgedeckt und behoben werden können. Dazu werden, nach der Klärung grundlegender Begrifflichkeiten, zunächst Ziele der Qualitätssicherung definiert sowie die zur Erreichung dieser Ziele ergriffenen Maßnahmen strukturiert und beschrieben. In Kapitel 3 werden anschließend verschiedene Ansätze und Maße vorgestellt, die zur Erfolgsmessung der Qualitätssicherung herangezogen werden können. Diese entstammen der, speziell in Bezug auf die Erfolgsmessung, spärlich gesäten, empirischen Literatur oder basieren auf Fallstudien, welche die Lösungen großer Softwarehäuser, wie z.B. Hewlett-Packard, zu dieser Problemstellung beschreiben.

Balzert definiert den Begriff Qualität als die Gesamtheit von Merkmalen einer Einheit bezüglich ihrer Eignung, festgelegte und vorausgesetzte Erfordernisse zu erfüllen. ¹ Aufgrund der Einzigartigkeit von Softwareprodukten in Bezug auf ihre Entwicklung und Verwendung kann diese Definition auch auf Softwarequalität übertragen werden. Softwarequalität ² wird dementsprechend durch eine entwicklungsspezifische Menge von Qualitätsmerkmalen beschrieben, deren Ziel es ist, bestimmte Qualitätsanforderungen zu erfüllen. Sechs Qualitätsmerkmale von Softwareprodukten sind in der ISO-Norm 9126 definiert. Diese sind: Funktionalität, Zuverlässigkeit, Benutzbarkeit, Effizienz,

¹ Vgl. zu diesem Absatz Balzert /Software-Management/ 257, 272-273

² Für diesen Text gilt: Qualität = Softwarequalität

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Änderbarkeit und Übertragbarkeit. Qualitätsanforderungen legen fest, welche Qualitätsmerkmale für ein spezifisches Softwareprodukt als relevant erachtet werden und welche quantitative Ausprägung von dem jeweiligen Qualitätsmerkmal verlangt wird.

2.2 Softwarequalität als Drei-Ebenen-Hierarchie

Es ist kaum möglich, einen Wert für die Softwarequalität oder auch den eines Qualitätsmerkmals direkt zu bestimmen. Softwarequalität wird dazu begrifflich in Qualitätsmerkmale, -attribute und -maße zerlegt. ³ Auf oberster Ebene der so entstehenden Hierarchie befinden sich die entwicklungsspezifisch relevanten Qualitätsmerkmale, welche jeweils durch eine Menge von Qualitätsattributen verfeinert werden, die wiederum auf unterster Ebene durch Qualitätsmaße mess- und bewertbar gemacht werden. Das Qualitätsmerkmal „Zuverlässigkeit“ kann so beispielsweise in die Qualitätsattribute „Reife“, „Fehlertoleranz“ und „Wiederherstellbarkeit“ zerlegt werden, wobei das Qualitä tsattribut „Reife“ durch das Qualitätsmaß „Mean Time to Failure“ (=Zeit bis zum nächsten Systemabsturz bzw. Auftreten eines Fehlers) gemessen werden kann. Qualitätsmaße erlauben also quantitative Rückschlüsse auf die Ausprägung eines Qualitätsattributs. ⁴ Beruhen diese auf physischen Beobachtungen am Softwareprodukt, z.B. die enthaltene Fehlerzahl, spricht man von einem objektiven Qualitätsmaß. Fließen in die Messung personenbezogene Einschätzungen o.ä. ein, ist das Qualitätsmaß subjektiv. Weiterhin lassen sich direkte und indirekte Qualitätsmaße unterscheiden. Die in einem Modul enthaltene Fehlerzahl ist ein direktes Qualitätsmaß. Wird dieses Maß jedoch zum Zwecke der Vergleichbarkeit verschiedener Softwaremodule über die Modulgröße normalisiert, spricht man von einem indirekten Qualitätsmaß. Wurden alle Attribute eines Qualitätsmerkmals mittels repräsentativer Qualitätsmaße gemessen, kann je nach Bedeutung der einzelnen Attribute in Bezug auf das übergeordnete Merkmal eine Gewichtung der Werte

³ Vgl. zu diesem Absatz Balzert /Software-Management/ 258-260, Rosqvist, Koskela, Harju /Expert

Judgement/ 41-42 sowie Evans, Marciniak /Software Quality Assurance/ 161-162

⁴ Vgl. Liggesmeyer /Software-Qualität/ 6

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vorgenommen werden. ⁵ Man erhält so ein quantitatives Maß für alle Qualitätsmerkmale.

2.3 Qualitätssicherung

Es genügt nicht, Qualitätsanforderungen lediglich aufzustellen. ⁶ Genauso wichtig ist es, dafür zu sorgen, dass diese auch erfüllt werden. Qualitätsmanagement umfasst alle Maßnahmen der Planung, Lenkung und Kontrolle, um die Qualität von Prozess und Produkt eines Softwareentwicklungsprojekts sicherzustellen. Man unterscheidet zwischen konstruktiven und analytischen Qualitätsmanagement-Maßnahmen. Zu den konstruktiven Q ualitätsmanagement-Maßnahmen zählen alle Methoden, Sprachen, Werkzeuge, Richtlinien, Standards und Checklisten, die dafür sorgen, dass der Prozess bzw. das entstehende Produkt à priori die Qualitätsanforderungen erfüllt. Durch analytische Qualitätsmanagement-Maßnahmen wird gemessen, inwieweit die entwicklungsspezifisch relevanten Qualitätsmerkmale die

Qualitätsanforderungen erfüllen. Die Durchführung analytischer Maßnahmen ist Aufgabe der Qualitätssicherung .

2.3.1 Ziele der Qualitätssicherung

Die Qualitätssicherung in einem Softwareentwicklungsprojekt verfolgt zwei wesentliche Ziele - die Validierung und die Verifizierung des entstehenden Produktes. ⁷ Unter Validierung wird hier die Überprüfung der Tauglichkeit eines Softwareproduktes bezogen auf seinen Einsatzzweck verstanden. Hier geht es um eine Prüfung gegen die Bedürfnisse des Kunden. Wird die Übereinstimmung zwischen spezifizierter und tatsächliche r Ausprägung der Qualitätsmerkmale eines Softwareproduktes überprüft, spricht man von Verifizierung. Es handelt s ich also um eine Prüfung gegen die expliziten Qualitätsanforderungen.

⁵ Vgl. zu diesem Absatz Rosqvist, Koskela, Harju /Expert Judgement/ 42 sowie Müller, Paulish /Software-

Metriken in der Praxis/ 56-60

⁶ Vgl. zu diesem Absatz Balzert /Software-Management/ 278-280

⁷ Vgl. zu diesem Absatz Balzert /Software-Management/ 101 sowie Trauboth /Software-

Qualitätssicherung/ 147

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2.3.2 Maßnahmen der Qualitätssicherung

Zur Erreichung der Ziele der Validierung und Verifizierung werden im Rahmen der Qualitätssicherung in allen Phasen eines Softwareentwicklungsprojektes analytische Qualitätsmanagement-Maßnahmen durchgeführt. ⁸ Diese bringen von sich aus keine zusätzliche Qualität in den Entwicklungsprozess oder das Produkt ein, sondern messen lediglich das existierende Qualitätsniveau ⁹ . Mit Hilfe analytischer Qualitätsmanagement-Maßnahmen können jedoch Ausmaß und Ort von Fehlern identifiziert werden. Analytische Maßnahmen können in allen Phasen eines Softwareentwicklungsprojektes angewandt werden. Balzert unterscheidet zwischen analysierenden und testenden Maßnahmen. Analysierende Maßnahmen sammeln gezielt Informationen über ein Prüfobjekt, z.B. ein einzelnes Software-Modul, ohne dieses jedoch auszuführen oder Eingaben zu tätigen. Statische Vorgehensweisen wie u.a. Code-Reviews, Inspektionen, Walkthroughs und Audits sind dieser Maßnahmenart zuzuordnen. Testende Maßnahmen führen das Prüfobjekt mit Eingaben aus. Hierzu zählen dynamische Tests, wie z.B. Funktionsabdeckungstests, Zufallstests, Anweisungs-, Zweig- und Bedingungsüberdeckung, ¹⁰ symbolische Tests, Simulationen und Schreibtischtests.

Aufgabe der Qualitätssicherung ist zwar lediglich die Durchführung analytischer Maßnahmen, allerdings sind diese eng mit den konstruktiven Qualitätsmanagement-Maßnahmen verknüpft bzw. voneinander abhängig. ¹¹ Die Durchführung eines umfassenden Modultests, z.B. hinsichtlich der Zweigüberdeckung, ist nur dann möglich, wenn auch eine ausreichende Modularisierung (konstruktive Maßnahme) vorliegt. Fehlende oder geringe konstruktive Maßnahmen erfordern in der Regel viele aufwendige analytische Maßna hmen. Es gilt, durch vorrausschauende Planung konstruktiver Maßnahmen, den analytischen Aufwand zu reduzieren. Aus diesem Grund ist es auch sinnvoll, bei einer Betrachtung der Erfolgsmessung der Gestaltung der Qualitätssicherung, konstruktive Qualitätsmanagement-Maßnahmen nicht unbeachtet zu lassen, sondern sie in mögliche Ansätze mit einzubeziehen.

⁸ Vgl. zu diesem Absatz Balzert /Software-Management/ 279-281

⁹ d.h. die Ausprägung der relevanten Qualitätsmerkmale bzw. -attribute

¹⁰ Beschreibung dieser Verfahren in Liggesmeyer /Modultest/ 62-108

¹¹ Vgl. zu diesem Absatz Balzert /Software-Management/ 281-282