Heinz Knoth Software-Engineering fUr Programmierer ,,--__ Aus dem Programm Management und EDV Zielorientiertes Informationsmanagement Ein Leitfaden zum Einsatz und Nutzen des Produktionsfaktors Information von H. Fickenscher, P. Hanke, K.-H. Kollmann Produktivitiit dorcb Information Engineering von D. T. Fisher VM/CMS - VIrtueUe Maschinen herausgegeben von A. Kolacki Software-Engineering fUr Programmierer Eine praxisgerechte Anleitung von H.Knoth OfficeVision auf dem AS/400 Eine praxisorientierte Einfiihrung von D. Sieberichs Sicberheitsaspeirte netzgestiitzter Informationssysteme Proceedings des gemeinsamen BIFOA-und BSI-Kongresses SECUNET'91 und 2. Deutsche Konferenz tiber Computersicherheit herausgegeben von H. Lippold, P. Schmitz und H. Kersten Management der Biirokommunikation Strategische und konzeptionelle Gestaltung von Btirokommunikationssystemen von R. VoBbein Kommunikationsanalyseverfahren Theoretische Konzepte, Anwendungspraxis und Perspektiven zur Gestaltung von Informationssystemen von U. Frank und J. Kronen Modemes Projektmanagement Eine Anieitung zur effektiven UnterstUtzung der Planung, Durchfiihrung und Steuerung von Projekten von E. Wischnewski '--__ Vieweg Heinz Knoth Software-Engineering fur Programmierer Eine praxisgerechte AnIeitung I I vleweg Die Deutsche Bibliothek - CIP-Einheitsaufnahme Knoth, Heinz: Software-Engineering fOr Programmierer: eine praxisgerechte Anleitung I Heinz Knoth. - Braunschweig; Wiesbaden: Vieweg, 1992 ISBN 978-3-528-05103-7 ISBN 978-3-322-87795-6 (eBook) DOl 10.1007/978-3-322-87795-6 Das in diesem Buch enthaltene Programrn-Material ist mit keiner Verpflichtung oder Garantie irgendeiner Art verbunden. Der Autor und der Verlag iibernehmen infolgedessen keine Verantwortung und werden keine daraus folgende oder sonstige Haftung iiberneh men, die auf irgendeine Art aus der Benutzung dieses Programrn-Materials oder Teilen davon entsteht. AIle Rechte vorbehalten © Friedr. Vieweg & Sohn Verlagsgesellschaft mbH, Braunschweig/Wiesbaden 1992 Softcover reprint of the hardcover 1st edition 1992 Der Verlag Vieweg ist ein Untemehmen der Verlagsgruppe Bertelsmann International. Das Werk einschlieBlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschiitzt. Jede Verwertung auBerhalb der engen Grenzen des Urhe berrechtsgesetzes ist ohne Zustimmung des Verlags unzuliissig und strafbar. Das gilt insbesondere flir Vervieifliltigungen, Ubersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspeicherung und Verarbeitung in elek tronischen Systemen. Gedruckt auf saurefreiem Papier ISBN 978-3-528-05103-7 v Inhalt KURZCHARAKTERISTIK Dieses Buch basiert auf mehrjahriger Erfahrung bei der Weiterent wicklung und Pflege eines dezentralen Warenwirtschaftssystems auf Rechnern der "mittleren Datentechnik". Dargestellt wird die AblOsung einer vorhandenen Anwendung durch eine verbesserte Version. An hand dieses Projekts (WareneingangjRechnungseingang) wird die Ent wicklung eines Anwendungspaketes in Beispielen dargestellt: • Anwendungsentwurf • Zerlegung in Programmpakete • Entwurf von Programmen und Modulen • spezielle Techniken: • Entscheidungstabellen • wechselseitiger AusschluB • Reihenfolgesteuerung • Parsing und Backtracking • Rekursion und Iteration • Testen, Fehlersuche und Wartung • Programmierrichtlinien. Grundlagenkapitel erganzen die Beispiele durch die Erlauterung von Prinzipien, Methoden und Techniken des Software Engineering: • Qualitatskriterien und Entwurfsprinzipien • Strukturierung durch schrittweise Verfeinerung • Modulbegriff • Gestaltung von Dialoganwendungen • Daten-und Kontrollstrukturen • Methoden fUr den Prozedurentwurf • Historischer Uberblick. VI Inhalt Der Text wird durch zahlreiche Tabellen und gratiscbe Darstellungen erganzt. AIle Kapitel sind mit kurz komrnentierten Hinweisen zu weiter f"tibrender Literatur versehen. Die Kapitelanordnung folgt dem Pro jektverlauf. Jedes Kapitel ist jedoch in sich abgeschlossen und kann auch separat zur Information iiber ein Thema gelesen werden. Der Text ist aus der Praxis entstanden und fUr Praktiker geschrieben. Weder wird ein thematisch breiter und "vollstandiger" Uberblick an gestrebt, noch werden einzelne Verfahren in erschopfender Tiefe dar gestellt. Ziel ist es vielmehr, die Realisierung einer Aufgabenstellung aus der Praxis moglichst vollstandig darzustellen. Dabei wird gezeigt, daB sich auch ohne teure Softwarewerkzeuge Prinzipien und Methoden des Software Engineering sinnvoll einsetzen lassen. Auswahlkriterien sind dabei: • die praktische Anwendbarkeit mit vorhandenen Mitte1n, • die leichte Darstellbarkeit fUr die Komrnunikation mit Anwendern und zwischen Entwicklern. Die dargestellten Verfahren werden an Problemstellungen aus dem Beispielprojekt erlautert. Soweit Beispiele in Quellcode angegeben sind, wird COBOL 85 oder Modula-2 zur Codierung verwandt; die Bei spie1e sollten aber fUr jeden Leser mit Grundkenntnissen einer hoheren Programmiersprache verstandlich sein. Der Text versteht sich damit als Einfiihrung in Software Engineering aus dem Blickwinkel der Praxis fUr • Anwendungsprogrammierer • Organisatoren • Projekt-und Gruppenleiter. Er solI zeigen, daB Software Engineering "in den Kopfen der Entwick ler" beginnt und moglich ist, auch wenn kein 6-stelliges Budget fUr Werkzeuge zur Verfiigung steht. Werkzeuge sind ein Hilfsmittel aber keine Garantie fUr gute Softwareentwicklung - der Kauf eines Hobels macht keinen Schreiner. Inhalt VB INHALTSVERZEICHNIS Einleitung: Ziele uDd Prinzipien ................................................................... 1 Literaturhinweise .................................................................................... 13 1 Das Prinzip der schrittweisen Verfeinerung ....................................... 15 Literaturhinweise .................................................................................... 22 2 Anwendungsentwurf. ............................................................................... 23 2.1 Beschreibung des Ist-und Sollzustandes ...................................... 27 2.2 Planung der Dateizugriffe .............................................................. 35 Literaturhinweise .................................................................................... 43 3 Der Modulbegrifl'. .................................................................................... 45 Literaturhinweise .................................................................................... 62 4 Entwurf der Programmpakete ............................................................... 63 Literaturhinweise .................................................................................... 70 5 Dialoggestaltung. ..................................................................................... 71 5.1 Ziele und ergonomische Grundlagen ........................................... 74 5.2 Maskengestaltung ............................................................................ 78 5.3 Feldsteuerung ................................................................................... 85 5.4 Tastensteuerung ............................................................................... 90 5.5 Maskensteuerung ............................................................................. 94 Literaturhinweise .................................................................................... 99 6 Entwurf der Programme ...................................................................... 103 6.1 Ein-und Ausgabeentwurf ............................................................. 107 6.2 Programmstrukturentwurf ............................................................ 112 VIIT Inhalt 6.3 Modulspezifikation ........................................................................ 120 Literaturhinweise .................................................................................. 125 7 Daten-uDd Kontrollstrukturen .......................................................... 127 Literaturhinweise .................................................................................. 150 Grafische Darstellungen ...................................................................... 151 8 Entwurf der Prozeduren ....................................................................... 165 8.1 Kontrollstrukturorientierung ....................................................... 169 8.2 DatenfluBorientierung .................................................................. 176 8.3 Datenstrukturorientierung ........................................................... 180 8.4 KontrollfluBorientierung .............................................................. 189 Literaturhinweise .................................................................................. 194 9 Spezielle Techniken .............................................................................. 199 9.1 Entscheidungstabellen .................................................................. 201 9.2 ParalleliUit und wechselseitiger AusschluB ................................ 214 9.3 Parallelitat und Reihenfolgesteuerung ....................................... 222 9.4 Erkennungsprobleme: Parsing und Backtracking ............................................................. 226 9.5 Ersatz von Rekursion durch Iteration ........................................ 236 Literaturhinweise .................................................................................. 242 10 Testen, Fehlersuche, Wartung ............................................................ .245 Literaturhinweise .................................................................................. 258 11 Programmierrichtlinien ...................................................................... .261 Literaturhinweise .................................................................................. 270 SchluO: Historischer Uberblick ................................................................ .271 Literaturhinweise .................................................................................. 278 Inhalt IX Anhang .•..•....•.•.•...••••.......••••.•....•...•....•..•.....•..•.•.•.•.•••••••••••••••••...••.•..•...•.•..••.•. 279 Abbildungsverzeichnis .......................................................................... 281 Autorenverzeichnis ............................................................................... 284 Sachwortverzeichnis .............................................................................. 291 Einleitung: Ziele und Prinzipien