I SWT - Die Planungsphase - Lastenheft LE 2 1 Software-Technik 1 Die Planungsphase Lastenheft und Schätzmethoden Prof. Dr. Helmut Balzert Lehrstuhl für

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


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


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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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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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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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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/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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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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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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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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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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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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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


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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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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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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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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


LE 2

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

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