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I SWT - Die Planungsphase - Lastenheft
LE 2
1Software-Technik
1 Die PlanungsphaseLastenheft undSchätzmethoden
Prof. Dr. Helmut BalzertLehrstuhl für Software-TechnikRuhr-Universität Bochum
© Helmut Balzert 1998
I SWT - Die Planungsphase - Lastenheft
LE 2
2Einführung und Überblick
LE 1
V Unternehmensmodellierung
2 LE
1 Grundlagen
LE 24
2 ObjektorientierteUnternehmensmodellierung
LE 25
I SW-Entwicklung
32 LE
6 Die Wartungs- & Pflegephase
LE 33
5 Die Abnahme- undEinführungsphase
LE 33
4 Die Implementierungsphase
LE 32
3 Die Entwurfsphase
LE 23 – 31
2 Die Definitionsphase
LE 4 – 22
1 Die Planungsphase
LE 2 – 3
III SW-Qualitäts-sicherung
11 LE
6 Produktqualität– Systeme
LE 18 – 19
5 Produktqualität– Komponenten
LE 14 – 17
4 Prozeßqualität
LE 12 – 13
3 ManuellePrüfmethoden
LE 11
2 Qualitäts-sicherung
LE 10
1 Grundlagen
LE 9
II SW-Management
8 LE
6 Kontrolle
LE 8
5 Leitung
LE 6 – 7
4 Personal
LE 5
3 Organisation
LE 3 – 4
2 Planung
LE 2
1 Grundlagen
LE 1
IV Querschnitte und Ausblicke
4 LE
4 Sanierung
LE 23
1 Prinzipien& Methoden
LE 20
3 Wieder-verwendung
LE 22
2
LE 21
I SWT - Die Planungsphase - Lastenheft
LE 2
3Lernziele Für vorgegebene Aufgabenstellungen ein
Lastenheft entsprechend dem beschriebenen Lastenheft-Schema erstellen können
Die aufgeführten »Faustregeln« wiedergeben und auf Beispiele anwenden können.
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LE 2
4Inhalt
1.1 Einführung und Überblick
1.2 Beispiel: Aufbau eines Lastenheftes
1.3 Einflußfaktoren der Aufwandsschätzung
1.4 Basismethoden der Aufwandsschätzung.
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51.1 Einführung und Überblick Planen des Produktes:
Auswählen des Produktes Trendstudien Marktanalysen Forschungsergebnisse Kundenanfragen Vorentwicklungen.
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61.1 Einführung und Überblick
Voruntersuchung des Produkts u.U. gezielte Ist-Aufnahme, wenn bereits
Vorgängerprodukt vorhanden; anschl.Ist-Analyse
Festlegen der Hauptanforderungen Festlegen der Hauptfunktionen Festlegen der Hauptdaten Festlegen der Hauptleistungen Festlegen der wichtigsten Aspekte der
Benutzungsschnittstelle Festlegen der wichtigsten Qualitätsmerkmale.
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71.1 Einführung und Überblick
Durchführbarkeitsuntersuchung Prüfen der fachlichen Durchführbarkeit
softwaretechnische Realisierbarkeit Verfügbarkeit Entwicklungs- und Zielmaschinen
Prüfen alternativer Lösungsvorschläge Beispiel: Kauf und Anpassung von Standardsoftware vs.
Individualentwicklung
Prüfen der personellen Durchführbarkeit Verfügbarkeit qualifizierter Fachkräfte für die
Entwicklung
Prüfen der Risiken Prüfen der ökonomischen Durchführbarkeit
Aufwands- und Terminschätzung Wirtschaftlichkeitsrechnung.
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81.1 Einführung und Überblick Ergebnisse dieser Tätigkeiten:
Durchführbarkeitsstudie (feasibility study) Lastenheft (grobes Pflichtenheft) Projektkalkulation Projektplan.
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91.2 Beispiel: Aufbau eines Lastenheftes Aufgabe Adressaten Inhalt Form Sprache Didaktik Zeitpunkt Umfang.
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101.2 Beispiel: Aufbau eines Lastenheftes Gliederungsschema
Zielbestimmung Produkteinsatz Produktfunktionen Produktdaten Produktleistungen Qualitätsanforderungen Ergänzungen.
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111.2 Beispiel: Seminarorganisation
1 Zielbestimmung Die Firma Teachware soll durch das Produkt in
die Lage versetzt werden, die von ihr veranstalteten Seminare rechnerunterstützt zu verwalten
2 Produkteinsatz Das Produkt dient zur Kunden- und
Seminarverwaltung der Firma Teachware. Außerdem sollen verschiedene Anfragen beantwortet werden können
Zielgruppe: die Mitarbeiter der Firma Teachware.
Version Autor QS Datum StatusKommentar2.1 Balzert 3/91 akzeptiert 2.2 Balzert 10/91 akzeptiert /F115/
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121.2 Beispiel: Seminarorganisation3 Produktfunktionen
/LF10/Ersterfassung, Änderung und Löschung von Kunden (Teilnehmer, Interessenten)
/LF20/Benachrichtigung der Kunden (Anmeldebestätigung, Abmeldebestätigung, Änderungsmitteilungen, Rechnung, Werbung)
/LF30/Ersterfassung, Änderung und Löschung von Seminarveranstaltungen und Seminartypen
/LF40/Ersterfassung, Änderung und Löschung von Dozenten sowie Zuordnung zu Seminarveranstaltungen und Seminartypen.
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131.2 Beispiel: Seminarorganisation
/LF50/Ersterfassung, Änderung und Löschung von Seminarbuchungen
/LF60/Erstellung von Rechnungen
/LF70/Erstellung verschiedener Listen (Teilnehmerliste, Umsatzliste, Teilnehmerbescheinigungen)
/LF80/Anfragen der folgenden Art sollen möglich sein:Wann findet das nächste Seminar X statt? Welche Mitarbeiter der Firma Y haben das Seminar X besucht?
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141.2 Beispiel: Seminarorganisation
4 Produktdaten/LD10/
Es sind relevante Daten über die Kunden zu speichern
/LD20/Falls ein Kunde zu einer Firma gehört, dann sind relevante Daten über die Firma zu speichern
/LD30/Es sind relevante Daten über Seminarveranstaltungen, Seminartypen und Dozenten zu speichern
/LD40/Bucht ein Kunde eine Seminarveranstaltung, dann sind entsprechende Buchungsdaten zu speichern.
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151.2 Beispiel: Seminarorganisation
5 Produktleistungen/LL10/
Die Funktion /LF80/ darf nicht länger als 15 Sekunden Interaktionszeit benötigen, alle anderen Reaktionszeiten müssen unter 2 Sekunden liegen
/LL20/Es müssen maximal 50.000 Teilnehmer und maximal 10.000 Seminare verwaltet werden können.
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161.2 Beispiel: Seminarorganisation
6 Qualitätsanforderungen
Produktqualität sehr gut gut normal nicht relevantFunktionalität xZuverlässigkeit xBenutzbarkeit xEffizienz xÄnderbarkeit xÜbertragbarkeit x.
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171.3 Einflußfaktoren der Aufwandsschätzung Wirtschaftlichkeit eines Produktes:
Gewinn (Verlust) =Deckungsbeitrag geschätzte Menge – einmalige Entwicklungskosten
mit: Deckungsbeitrag = Preis – laufende variable Kosten.
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181.3 Aufwandsschätzung Sicht des Software-Herstellers bzw. des
Auftragnehmers Kosten eines Software-Systems:
Entwicklungskosten Hauptanteil der Entwicklungskosten:
Personalkosten Anteilige Umlegung der CASE-Umgebungskosten
(einschl. Hardware und Systemsoftware) für die Produktentwicklung
Kosten für andere Dienstleistungen, Büromaterial, Druckkosten, Dokumentation, Reisekosten usw. sind im Verhältnis zu den Personalkosten bedeutungslos.
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191.3 Einflußfaktoren der Aufwandsschätzung Methoden zur Kosten- und Terminschätzung
Die meisten Modelle basieren auf dem geschätzten Umfang des zu erstellenden Software-Produktes in »Anzahl der Programmzeilen« bzw. in Lines of Code (LOC) Bei höheren Sprachen werden z.B. alle
Vereinbarungs- und Anweisungszeilen geschätzt Der geschätzte Umfang wird durch einen
Erfahrungswert für die Programmierproduktivität (in LOC) eines Mitarbeiters pro Jahr oder Monat geteilt
Ergebnis: geschätzter Aufwand in MJ oder MM 1 MJ = 9 MM oder 10 MM.
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201.3 Einflußfaktoren der Aufwandsschätzung
Der so ermittelte Aufwand wird durch die nach der Terminvorgabe zur Verfügung stehende Entwicklungszeit geteilt Ergebnis:
Die Zahl der für die Entwicklung einzusetzenden, parallel arbeitenden Mitarbeiter
Faustregeln Eine durchschnittliche Software-Entwicklung
liefert ungefähr 350 Quellcodezeilen (ohne Kommentare) pro Ingenieurmonat
Dabei umfaßt die Ingenieurzeit alle Phasen von der Definition bis zur Implementierung.
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211.3 Einflußfaktoren der Aufwandsschätzung Beispiel
Es soll ein Software-Produkt mit geschätzten 21.000 LOC realisiert werden
Durchschnittliche Produktivität pro Mitarbeiter 3.500 LOC/Jahr 6 Mitarbeiterjahre werden benötigt
Arbeiten 3 Mitarbeiter im Team zusammen, dann werden 2 Jahre bis zur Fertigstellung benötigt.
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221.3 Einflußfaktoren der Aufwandsschätzung Einflußfaktoren
Quantität Qualität Entwicklungsdauer Kosten.
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23Das »Teufelsquadrat«
Qualität Quantität
Entwicklungsdauer Kosten
Produktivität
+ +
––
a
d
b
c
– –
+ +
1
2
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241.3 Einflußfaktoren der Aufwandsschätzung Quantität
Größe Maß »Anzahl Programmzeilen« (LOC) lineare oder überproportionale Beziehung
zwischen LOC und dem Aufwand Umfang
Problem, den Funktions- und Datenumfang exakt zu definieren
Maß unabhängig von einer Programmiersprache Komplexität
qualitative Maße »leicht«, »mittel« und »schwer« Abbildung auf Zahlenreihe
Beispiel: Noten zwischen 1 und 6.
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251.3 Einflußfaktoren der Aufwandsschätzung Qualität
Je höher die Qualitätsanforderungen, desto größer ist der Aufwand
Es gibt nicht die Qualität, sondern es gibt verschiedene Qualitätsmerkmale
Jedem Qualitätsmerkmal lassen sich Kennzahlen zuordnen.
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261.3 Einflußfaktoren der Aufwandsschätzung Entwicklungsdauer
Soll die Zeit verkürzt werden, dann werden mehr Mitarbeiter benötigt
Mehr Mitarbeiter erhöhen den Kommunikationsaufwand innerhalb des Entwicklungsteams
Der höhere Kommunikationsanteil reduziert die Produktivität
Kann die Entwicklungsdauer verlängert werden, dann werden weniger Mitarbeiter benötigt Der Kommunikationsanteil sinkt Die Produktivität jedes Mitarbeiters steigt.
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271.3 Einflußfaktoren der Aufwandsschätzung
Berechnung der optimalen Entwicklungsdauer, wenn der Aufwand in MM bekannt ist:
Optimale Entwicklungsdauer = 2,5 * (Aufwand in MM)s [Monate]
mit s = 0,38 für Stapel-Systeme s = 0,35 für Online-Systeme s = 0,32 für Echtzeit-Systeme.
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281.3 Einflußfaktoren der Aufwandsschätzung
Beispiel Schätzung, daß der Entwicklungsaufwand
für ein neues Online-System 9 MM beträgt Als optimale Entwicklungsdauer ergibt sich:
Dauer = 2,5 * 90,35 [Monate] = 5,3 Monate
Die durchschnittliche Größe des Teams beträgt: Anzahl Mitarbeiter = 9 MM / 5,3 Monate = 1,7.
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291.3 Einflußfaktoren der Aufwandsschätzung Produktivität
Wird von vielen verschiedenen Faktoren beeinflußt
Die Lernfähigkeit und Motivation der Mitarbeiter ist entscheidend.
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30
Schätzmethode Jahr Methode Einsatz FaktorenSDCSDC 6767 PsPs PP 11IBM-HandbuchIBM-Handbuch 6868 G, PG, P DD 1, 41, 4SURBOCKSURBOCK 7878 G, PG, P P, DP, D 1, 2, 41, 2, 4ARONARON 6969 M, PM, P PP 1, 2, 3, 41, 2, 3, 4T.O.PT.O.P 7171 A, GA, G P, D, EP, D, E 1, 2, 31, 2, 3ShellShell 7272 G, P, GsG, P, Gs DD 1, 41, 4WolvertonWolverton 7474 MM PP 11SLIMSLIM 7474 PSPS P, D, EP, D, E 1, 41, 4FUTHFUTH 7575 G, PG, P DD 1, 41, 4Software-PartSoftware-Part 7676 AA PP 1, 2, 41, 2, 4EGWEGW 7777 GG P, EP, E 1, 41, 4BoeingBoeing 7777 G, PS, MG, PS, M P, EP, E 1, 41, 4IFA-PASSIFA-PASS 7777 A, PA, P PP 1, 2, 41, 2, 4DOTYDOTY 7777 G, PSG, PS PP 1, 2, 41, 2, 4GRIFFINGRIFFIN 7777 G, PG, P PP 1, 41, 4SchneiderSchneider 7878 PsPs PP 11INVASINVAS 8080 R, GR, G II 1, 2, 3, 41, 2, 3, 4ZKPZKP 8080 G, PG, P DD 1, 41, 4COCOMOCOCOMO 8181 G, PsG, Ps PP 1, 2, 3, 41, 2, 3, 4Function Point 81 A, G I 1, 2, 3, 4
I SWT - Die Planungsphase - Lastenheft
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311.4 Basismethoden der Aufwandsschätzung Analogiemethode
Vergleich der zu schätzenden Entwicklung mit bereits abgeschlossenen Produkt-Entwicklungen anhand von Ähnlichkeitskriterien
Kriterien gleiches oder ähnliches Anwendungsgebiet gleicher oder ähnlicher Produktumfang gleicher oder ähnlicher Komplexitätsgrad gleiche Programmiersprache usw.
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321.4 Basismethoden der Aufwandsschätzung Beispiel: Analogiemethode
Pascal-Compiler: 20 MM Modula-2-Compiler?
20% neue Konstrukte 50% des Codes wiederverwendbar 50% müssen überarbeitet werden
Schätzung 50% leicht modifiziert: 1/4 von 10 MM = 2,5 MM 50% völlige Überarbeitung: 10 MM 20% zusätzliche Neuentwicklung hoher
Komplexität: 4 MM * 1,5 (Komplexitätszuschlag) = 6 MM
Schätzung Modula-2: 18,5 MM.
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331.4 Basismethoden der Aufwandsschätzung Nachteile: Analogiemethode
– intuitive, globale Schätzung aufgrund individueller Erfahrungen
– fehlende allgemeine Vorgehensweise– fehlende Nachvollziehbarkeit einer Schätzung.
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341.4 Basismethoden der Aufwandsschätzung Relationsmethode
Das zu schätzende Produkt wird direkt mit ähnlichen Entwicklungen verglichen
Aufwandsanpassung erfolgt im Rahmen einer formalisierten Vorgehensweise
Für die Aufwandsanpassung stehen Faktorenlisten und Richtlinien zur Verfügung.
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351.4 Basismethoden der Aufwandsschätzung Beispiel: Relationsmethode
Faktoren:
Programmiersprache Programmiererfahrung
PL/1 = 100 5 Jahre = 80
COBOL = 120 3 Jahre = 100
ASSEMBLER = 140 1 Jahr = 140
Dateiorganisation
sequentiell = 80
indexsequentiell = 120 Werte geben an, in welcher Richtung und wie stark
die einzelnen Faktoren den Aufwand beeinflussen.
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361.4 Basismethoden der Aufwandsschätzung Beispiel: Relationsmethode
Ein neues Produkt soll in PL/1 realisiert werden Das Entwicklungsteam hat im Durchschnitt
3 Jahre Programmiererfahrung Es ist eine indexsequentielle
Dateiorganisation zu verwenden.
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371.4 Basismethoden der Aufwandsschätzung
Zum Vergleich: Entwicklung... die im Assembler programmiert wurde eine sequentielle Dateiorganisation verwendete von einem Team mit 5 Jahren
Programmiererfahrung erstellt wurde Geht man davon aus, daß alle 3 Faktoren den
Aufwand gleichgewichtig beeinflussen, dann ergibt sich folgende Kalkulation:
Assembler zu PL/1: 140 zu 100 = 40 Punkte Einsparung
5 Jahre zu 3 Jahre: 80 zu 100 = 20 Punkte Mehraufwand
sequentiell zu indexsequentiell: 80 zu 120 = 40 Punkte Mehraufwand
Es ergibt sich ein Mehraufwand von 20 Punkten.
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381.4 Basismethoden der Aufwandsschätzung Multiplikatormethode
Das zu entwickelnde System wird soweit in Teilprodukte zerlegt, bis jedem Teilprodukt ein bereits feststehender Aufwand zugeordnet werden kann (z.B. in LOC)
Der Aufwand pro Teilprodukt wird meist durch Analyse vorhandener Produkte ermittelt
Oft werden auch die Teilprodukte bestimmten Kategorien zugeordnet wie Steuerprogramme E/A-Programme Datenverwaltungsroutinen Algorithmen usw.
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391.4 Basismethoden der Aufwandsschätzung
Die Anzahl der Teilprodukte, die einer Kategorie zugeordnet sind, wird mit dem Aufwand dieser Kategorie multipliziert
Die erhaltenen Werte für eine Kategorie werden dann addiert, um den Gesamtaufwand zu erhalten
Auch »Aufwand-pro-Einheit-Methode« genannt.
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401.4 Basismethoden der Aufwandsschätzung Beispiel: Multiplikatormethode
Die Aufteilung eines zu schätzenden Produkts in Teilprodukte hat folgendes ergeben:
Kategorie Teil- Summe Aufwands- LOCprodukte LOC faktor
bewertet
Steuerprogramm 1*500 LOC 500 1,8 900
E/A-Programme 1*700+2*500 1700 1,5 2550
Datenverwaltung 1*800+2*250 1300 1,0 1300
Algorithmen 1*300+5*100 800 2,0 1600
Summe 6350.
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411.4 Basismethoden der Aufwandsschätzung Gewichtungsmethode
Zunächst werden Faktoren festgelegt, die für die Schätzung relevant sind
Sie sind subjektiv (z.B. Qualifikation des Personals) oder objektiv (z.B. verwendete Programmiersprache) zu bewerten
Den Faktorausprägungen sind Werte zugeordnet
Die Werte aller Faktoren werden nach einer vorgegebenen mathematischen Formel verknüpft und ergeben dann den Gesamtaufwand.
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421.4 Basismethoden der Aufwandsschätzung Methode der parametrischen Gleichungen
Durch Korrelationsanalysen wird ermittelt, welche Faktoren welchen wertmäßigen Einfluß auf den Gesamtaufwand haben
Solche Analysen müssen mit einer großen Anzahl von abgeschlossenen Entwicklungen und einer Vielzahl von Faktoren durchgeführt werden
Die Faktoren, die die höchste Korrelation besitzen, werden zu einer Gleichung zusammengefaßt
Der zu jedem Faktor gehörende Koeffizient repräsentiert die Stärke des Einflusses auf den Gesamtaufwand.
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431.4 Basismethoden der Aufwandsschätzung
Der Aufwandsfaktor repräsentiert den Einfluß des jeweiligen Faktors auf den Gesamtaufwand
Als Gleichung würde sich ergeben: LOCbewertet=
LOCSteuerprogramme*1,8 + LOCE/A-Programme*1,5 + LOCDatenverwaltung*1,0 + LOCAlgorithmen*2.
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441.4 Basismethoden der Aufwandsschätzung Bewertung
Es ist eine umfangreiche, empirische Datensammlung und -auswertung erforderlich, um die zu berücksichtigenden Faktoren unternehmensspezifisch zu bewerten
Die Koeffizienten müssen permanent überprüft werden, um den technischen Fortschritt zu berücksichtigen.
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451.4 Basismethoden der Aufwandsschätzung Prozentsatzmethode
Aus abgeschlossenen Entwicklungen wird ermittelt, wie der Aufwand sich auf die einzelnen Entwicklungsphasen verteilt hat
Bei neuen Entwicklungen schließt man entweder eine Phase zunächst vollständig ab und ermittelt aus dem Ist-Aufwand dann anhand der Aufwandsverteilung den Soll-Aufwand für die restlichen Phasen
Oder man führt eine detaillierte Schätzung einer Phase durch und schließt hieraus dann auf den Gesamtaufwand.
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461.4 Basismethoden der Aufwandsschätzung Prozentsatzmethode
a b
Entwurf30%
Test20–25%
Definition30%
Codierung15–20%
Entwurf19%
Test29%
Definition18%
Codierung34%
a b
Entwurf30%
Test20–25%
Definition30%
Codierung15–20%
Entwurf19%
Test29%
Definition18%
Codierung34%
Kann bereits frühzeitig eingesetzt werden, wenn der Aufwand für mindestens eine Phase durch den Einsatz einer anderen Methode bestimmt wurde.
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471.4 Basismethoden der Aufwandsschätzung Bewertung
Keine der aufgeführten Basismethoden allein ist ausreichend
Je nach Zeitpunkt und Kenntnis von aufwandsrelevanten Daten sollte die eine oder andere Methode eingesetzt werden
Für frühzeitige, grobe Schätzungen müssen die... Analogie- Relations- und Prozentsatzmethode
eingesetzt werden.
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481.4 Basismethoden der Aufwandsschätzung
Sind die Einflußfaktoren während der Entwicklung dann genauer bekannt, dann sollten die genaueren Methoden, wie die... Gewichtungs- oder Multiplikationsmethode oder die Methode der parametrischen
Schätzgleichungen Verwendung finden.
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49Zusammenhänge
A u s w ä h l e n d e s P r o d u k t sV o r u n t e r s u c h u n g d e s P r o d u k t sH a u p t a n f o r d e r u n g e n z u s a m m e n s t e l l e nD u r c h f ü h r b a r k e i t s u n t e r s u c h u n gf a c h l i c h / p e r s o n e l lA l t e r n a t i v e n p r ü f e nP r ü f e n d e r ö k o n o m i s c h e n D u r c h f ü h r b a r k e i tA u f w a n d s - u n d T e r m i n s c h ä t z u n gW i r t s c h a f t l i c h k e i t s r e c h n u n g
L a s t e n h e f t ( g r o b e s P f l i c h t e n h e f t )P r o j e k t k a l k u l a t i o nP r o j e k t p l a n
P l a n u n g s p h a s e
D u r c h f ü h r b a r k e i t s s t u d i e
S t o p o r G o
L e g e n d e :
P h a s e
P h a s e n e r g e b n i s
I SWT - Die Planungsphase - Lastenheft
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50
Danke! Aufgaben
Diese Präsentation bzw. Teile dieser Präsentation enthalten Inhalte und Grafiken des Lehrbuchs der Software-Technik (Band 1) von Helmut Balzert, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg 1996