Velkommen til INF1050: Systemutvikling

Transkript

1 Velkommen til INF1050: Systemutvikling Professor Dag Sjøberg Universitetslektor Yngve Lindsjørn INF1050/ / Dag Sjøberg Slide 1 Dag Sjøberg (dagsj@ifi.uio.no) Professor i software engineering ved Ifi, UiO siden 1999 Mastergrad Ifi, UiO 1987 PhD (dr.grad) Universitetet i Glasgow 1993 Forskningsdirektør Simula Research Laboratory år som konsulent ved Rikshospitalets IT-avdeling 3 år som systemutvikler og gruppeleder i Statistisk Sentralbyrå Medgründer og styremedlem i tre IT-selskaper INF1050/ / Dag Sjøberg Slide 2 1

2 Yngve Lindsjørn Universitetslektor ved Ifi (fra 2010) Mastergrad, Ifi, UiO, 1987 Forsker ved Norsk Regnesentral (IT-forskning) Drev eget programvareselskap, Kompetanseweb, i 8 år Lang erfaring fra næringslivet med blant annet prosjektledelse for store IKT-prosjekter INF1050/ / Dag Sjøberg Slide 3 E-post Faglige spørsmål og kommentarer: inf1050@ifi.uio.no (går til kursansvarlige: Dag Sjøberg og Yngve Lindsjørn) Gruppespørsmål og kommentarer: inf1050-x@ifi.uio.no der x er gruppenummeret (går til gruppelæreren) Studieadministrative spørsmål: studadm@ifi.uio.no (studieadministrasjonen) INF1050/ / Dag Sjøberg Slide 4 2

3 Plan for forelesningen Undervisningsopplegg Kap. 1: Hva er systemutvikling og hvorfor lære om det? Profesjonalitet og etikk Quiz Eksempel på systemutvikling Kap. 2 Systemutviklingsprosessen Quiz INF1050/ / Dag Sjøberg Slide 5 Læringskomponenter Tilegnet kunnskap Lærebok Obligatoriske oppgaver Forelesninger + lysark Ukeoppgaver Kunnskap testet til eksamen INF1050/ / Dag Sjøberg Slide 6 3

4 Lærebok Pensum Utvalgte kapitler fra Ian Sommerville: Software Engineering (Pearson) + noe eget stoff (Dag Sjøberg og Yngve Lindsjørn) ISBN: Lysark fra forelesningene Systemutviklere og prosjektledere må ta en rekke beslutninger. Disse bør baseres på tidligere evalueringer. Evaluering derfor vektlagt på forelesningene Undervisning på et universitet bør være forskningsbasert. Derfor presenteres noen forskningsresultater som ikke står i læreboka Tekstligbaserte, dvs. godt egnet for lesing til eksamen INF1050/ / Dag Sjøberg Slide 7 INF1050/ / Dag Sjøberg Slide 8 4

5 Forelesninger Vektlegger pensum som utfyller læreboka Lysark legges ut senest tirsdag kveld på timeplan/index.html Studenter som bare leser boka bommer en del på eksamen! INF1050/ / Dag Sjøberg Slide 9 Ukeoppgaver Følger stort sett tema fra forelesningen uka før Legges ut senest fredagen uka før Gjennomgås i plenum i Simula fredag kl INF1050/ / Dag Sjøberg Slide 10 5

6 Quiz og diskusjon: getkahoot.com På forelesninger og oppgavegjennomgang på fredagene Mer informasjon senere i dag Resultatene fra kahooten vil ikke publiseres, men det vil være synlig hvem som er top-5 underveis Det premieres i slutten av semesteret: 3 beste 3 med mest oppmøte 1 tilfeldig INF1050/ / Dag Sjøberg Slide 11 Tre obligatoriske oppgaver Krav for å gå opp til eksamen Godkjent tidligere er OK Frister: 14. februar, 7. mars og 11. april Nytt i år: Oblig. utføres i grupper av 3 eller 4 personer Kan danne gruppe selv (gi beskjed innen 24. januar) eller, som mer realistisk i arbeidslivet, gruppen bestemmes av andre (her: kursledelsen) Mer info på første gjennomgang av ukeoppgaver 24. januar INF1050/ / Dag Sjøberg Slide 12 6

7 Plan for forelesningen Undervisningsopplegg Kap. 1: Hva er systemutvikling og hvorfor lære om det? Profesjonalitet og etikk Quiz Eksempel på systemutvikling Kap. 2 Systemutviklingsprosessen Quiz INF1050/ / Dag Sjøberg Slide 13 Systemutvikling (software engineering) et spennende fagområde med mange interessante jobbmuligheter INF1050/ / Dag Sjøberg Slide 14 7

8 Definisjon: Systemutvikling (software engineering) er læren om utvikling og vedlikehold av programvaresystemer av høy kvalitet innen gitte tids- og kostnadsrammer Viktige kvalitetsegenskaper er funksjonell egnethet, brukskvalitet, pålitelighet, vedlikeholdbarhet, effektivitet, sikkerhet, kompatibilitet, og interoperabilitet Typiske aktiviteter er planlegging, kravinnsamling- og analyse, design, programmering/koding, testing, konfigurasjons-styring og versjonshåndtering Forskning i software engineering er å utvikle og evaluere prosesser, metoder og verktøy som støtter slike aktiviteter INF1050/ / Dag Sjøberg Slide 15 Kompetanseområder innen systemutvikling Domenekunnskap Virksomhetsforståelse Utviklingsprosesser Kravhåndtering Prosjektstyring Avtaler og kontrakter Estimering Jus og etikk Arkitektur Kvalitetssikring/Testing Design Endringshåndtering Modellering Konfigurasjonsstyring Databaser Programmering Utviklingsverktøy Evaluering av når de ulike metodene og teknologiene fungerer Næringsliv, forvaltning og industri etterspør kompetanse i alle disse feltene! INF1050/ / Dag Sjøberg Slide 16 8

9 Systemutvikling (software engineering) en ingeniørdisiplin 5 hovedprinsipper Hvordan utvikle bedre systemer med færre ressurser på en raskere og mer forutsigbar måte? Betrakter både menneskelige og teknologiske aspekter Baseres på ingeniørprinsipper (evidensbaserte/empiriske metoder) med fokus på: Planlegging og forutsigbarhet (i motsetning til ta den tiden som trengs ) Oppdeling og strukturering av problemer i mindre komplekse deler (i motsetning til prøv og feil ) Modularitet og gjenbruk (i motsetning til lag alt fra bunnen av hver gang ) Abstraksjon og modellering (i motsetning til bare koden er systemet ) Systematisk kvalitetssikring (i motsetning til gjør som du selv synes er best ) INF1050/ / Dag Sjøberg Slide 17 Datasystemer Datasystemer = Programvaresystemer = Software-systemer = IT-systemer Slike systemer danner bærebjelken i de økonomiske, politiske, sosiale, kulturelle og vitenskapelige sfærene av det moderne informasjonssamfunnet Noen av dem er noe av det mest komplekse som menneskeheten har produsert INF1050/ / Dag Sjøberg Slide 18 9

10 Typer av systemer Uavhengige systemer: Kjører lokalt på en datamaskin, f.eks. PC, og trenger ikke koples i noe nettverk Interaktive transaksjonssystemer: Grensesnittet mot brukerne er på en PC, smart-telefon eller lignende, men systemer kjøres på datamaskiner som står andre steder. Eks. Web-applikasjoner Innebygde (embedded) systemer: programvare som kontrollerer og styrer maskinvare. Eks. mobiltelefoner, togkontrollsystemer Batch-systemer: Forretningskritiske systemer som prosesserer data i store bolker. Eks. bank og finans Underholdningssystemer: Spill og annen underholdning Systemer for modellering og simulering: utviklet av forskere og ingeniører for å modellere fysiske prosesser eller situasjoner Data-innsamlingssystemer: samler inn data fra omgivelsene ved bruk av sensorer og sender dataene til andre systemer for behandling. Eks. værstasjoner, satellitter (jfr. Big Data) INF1050/ / Dag Sjøberg Slide 19 Portefølje: system av systemer Systemene er integrerte med hverandre slik at utvikling og vedlikehold av ett system må ses i sammenheng med de andre systemene i porteføljen Er ofte ultra-large scale systems, dvs. ekstremt komplekse endres kontinuerlig mange interessegrupper Eksempler: internasjonal flytrafikk-kontroll Telenor og Oslo Universitetssykehus har flere hundre IT-systemer i sine porteføljer INF1050/ / Dag Sjøberg Slide 20 10

11 Hvilke konsekvenser har det at systemer er av ulike typer? Ulike typer systemer har ulike egenskaper og stiller ulike typer krav Systemene må derfor utvikles på ulike måter Hva vil være forskjellig ved utvikling et fly/tog-kontrollsystem og web-system som gir oversikt over Ifi s kurs? INF1050/ / Dag Sjøberg Slide 21 Variasjon i størrelse og kompleksitet Programvaren Fra noen få tusen til mange millioner linjer kode Utviklingsteamene fra enkeltpersoner til over 1000 utviklere (MS Windows 7) Kostnad utvikling og vedlikehold fra noen tusen kroner til flere milliarder INF1050/ / Dag Sjøberg Slide 22 11

12 1/14/14 IT-skandaler: Aftenposten Slide 23 INF1050/ / Dag Sjøberg Kompetanse er den viktigste faktoren i IT-prosjekter Barry Boehm INF1050/ / Dag Sjøberg Slide 24 12

13 Relevans av temaene i INF1050 øker med kodestørrelse og kompleksitet Noen temaer kan virke litt abstrakte for noen studenter De kan virke unødvendige på små studentprogrammer ( linjer kode i studentprosjekter) Men alle temaene vil være relevante når dere skal utvikle programvare på ordentlig INF1050/ / Dag Sjøberg Slide 25 Plan for forelesningen Undervisningsopplegg Kap. 1: Hva er systemutvikling og hvorfor lære om det? Profesjonalitet og etikk Quiz Eksempel på systemutvikling Kap. 2 Systemutviklingsprosessen Quiz INF1050/ / Dag Sjøberg Slide 26 13

14 Profesjonalitet Respekter intellektuelle rettigheter (IPR) som copyrights og patenter til arbeidsgivere og klienter Ikke misbruk andres maskiner (spekter fra spill til skadelig virus) Respekter konfidensiell informasjon du måtte få hos arbeidsgivere eller klienter uansett om du har signert en konfidensialitetserklæring eller ikke Forhold deg til din egen kompetanse, dvs. ikke påta deg arbeid som er klart utenfor ditt kompetanseområde INF1050/ / Dag Sjøberg Slide 27 Etikk innen systemutvikling Ansvar utover bare anvendelsen av teknisk kunnskap og om å følge loven handle moralsk riktig Ved å utvikle datasystemer kan utviklere bidra til goder eller skade, enten ved å utvikle selv eller påvirke andre For å bidra til gode formål må utviklere ta ansvar for å gjøre systemutvikling til en positiv og respektert profesjon INF1050/ / Dag Sjøberg Slide 28 14

15 Etiske dilemmaer Du mener arbeidsgiver har innført metoder for systemutvikling som ikke gir gode systemer Arbeidsgiver opptrer uetisk ved å installere et sikkerhetskritisk system hos en kunde før testingen er ferdig Delta i utvikling av militære våpensystemer eller produkter som er klima- eller miljø-ødeleggende INF1050/ / Dag Sjøberg Slide 29 Plan for forelesningen Undervisningsopplegg Kap. 1: Hva er systemutvikling og hvorfor lære om det? Profesjonalitet og etikk Quiz Eksempel på systemutvikling Kap. 2 Systemutviklingsprosessen Quiz INF1050/ / Dag Sjøberg Slide 30 15

16 Quiz og diskusjon Gå til kahoot.it hvis du vil delta (det er frivillig) på mobil, nettbrett, PC etc. Pass på at mobilen ikke lukker seg Tast inn Game pin Lag et brukernavn (Nick name). Navnet blir synlig. Det samme brukernavnet må benyttes resten av semesteret Man får flere poeng jo fortere man svarer INF1050/ / Dag Sjøberg Slide 31 Plan for forelesningen Undervisningsopplegg Kap. 1: Hva er systemutvikling og hvorfor lære om det? Profesjonalitet og etikk Quiz Eksempel på systemutvikling Kap. 2 Systemutviklingsprosessen Quiz INF1050/ / Dag Sjøberg Slide 32 16

17 Tilstanden på systemutvikling i Norge? 81 firmaer invitert til å komme med anbud på et lite web-basert informasjonssystem 35 firmaer la inn anbud Hvor stor variasjon i pristilbud? INF1050/ / Dag Sjøberg Slide 33 Fra kr til kr ! Kroner Firma INF1050/ / Dag Sjøberg Slide 34 17

18 Variasjon anbud IT-prosjekter versus veiprosjekter Kroner 3 X Kroner 9,000,000 8,000,000 7,000,000 6,000,000 5,000,000 4,000,000 3,000,000 2,000,000 1,000,000 0 * *H. Pedersen, Tender Prices: Bridge, Tunnel, Electro and Road Building and Maintenance , Technology Report 2468, Norwegian Public Roads Administration, 2006 Spennende studie valgte fire firmer istedenfor ett! Tilbud, Kroner Firma A B C D B.C.D. Anda, D.I.K. Sjøberg and A. Mockus. Variability and Reproducibility in Software Engineering: A Study of four Companies that Developed the same System, IEEE Transactions on Software Engineering 35(3): , INF1050/ / Dag Sjøberg Slide

19 Dårlig Godt Arbeidsmengde Effort company firma (hours) (timer) Prosjektkvalitet Arbeidsmengde Effort customer kunde (hours) (timer) Lead Ledetid time (kal- (days) Overskridelse Overrun (%) (%) endertid (timer) INF1050/ / Dag Sjøberg Slide 37 Compan Firma Sammenheng mellom pris/arbeidsmengde og kvalitet? INF1050/ / Dag Sjøberg Slide 38 19

20 Systemkvalitet 3 God 2 1 Firma A B C D Dårlig 0 Brukervennlighet Pålitelighet (feil) Brukskvalitet Vedlikeholdbarhet INF1050/ / Dag Sjøberg Slide 39 Vedlikehold (forvaltning) Vedlikehold av IT-systemer betyr ikke å bevare originalversjonen mest mulig slik som for bil, hus etc. Vedlikehold er alle endringer utført på et system etter at det er satt i drift Utgjør 50 % 90 % av kostnadene i levetiden til et system Stor andel av nedarvede ( legacy ) systemer: bank, forsikring, offentlige etater INF1050/ / Dag Sjøberg Slide 40 20

21 Hvordan måle vedlikeholdbarhet? INF1050/ / Dag Sjøberg Slide 41 Alle 4 systemene satt i drift i parallell. Etter to år, behov for vedlikehold: Tre endringer: To tilpasninger etter plattformendringer Ett ønske om ny funksjonalitet INF1050/ / Dag Sjøberg Slide 42 21

22 Gjennomføring av vedlikehold Leide inn 6 utviklere fra Tsjekkia og Polen for å utføre vedlikeholdsoppgavene på 2 av systemene hver Brukte ca. 3 uker hver på hvert system kostnad kr Tid brukt ble automatisk registrert på filnivå INF1050/ / Dag Sjøberg Slide 43 Størrelse versus vedlikehold System A System B System C System D Average effort (hours) Java lines of code (KLOC) INF1050/ / Dag Sjøberg Slide 44 22

23 Mer info om denne studien på en 10. min video fra Smidig 2013-konferansen: video/ INF1050/ / Dag Sjøberg Slide 45 Hva var årsaken til forskjellene? Ulike måter å jobbe på, dvs. ulike systemutviklingsprosesser, gir ulike resultater INF1050/ / Dag Sjøberg Slide 46 23

24 Prosessen påvirker resultatet Systemutviklingsprosessen i et utviklingsprosjekt vil påvirke kvaliteten både på prosjektet selv og systemet som utvikles Måten man jobber på påvirker også arbeidsmiljøet (trivsel, motivasjon, kompetanseutvikling etc.) som igjen påvirker prosjekt- og produktkvalitet generelt Din kompetanse og måten du og ditt team jobber på vil avgjøre hvordan prosjektet og sluttproduktet blir! Derfor er temaene i INF1050 viktige INF1050/ / Dag Sjøberg Slide 47 Plan for forelesningen Undervisningsopplegg Kap. 1: Hva er systemutvikling og hvorfor lære om det? Profesjonalitet og etikk Quiz Eksempel på systemutvikling Kap. 2 Systemutviklingsprosessen Quiz INF1050/ / Dag Sjøberg Slide 48 24

25 1/14/14 Kap. 2: Systemutviklingsprosessen hvordan jobbe smartere INF1050/ / Dag Sjøberg Slide 49 Overordnet mål med systemutviklingsprosessen: Hvordan utvikle, videreutvikle og vedlikeholde ITsystemer av bedre kvalitet på kortere tid og med lavere kostnader (enn i dag)? INF1050/ / Dag Sjøberg Slide 50 25

26 Systemutviklingsprosess En systemutviklingsprosess er de aktivitetene som utføres for å utvikle et datasystem Aktivitetene varierer, men vil alltid ha elementer av spesifisering av kravene, dvs. hva systemet skal gjøre design av systemet (for eksempel lage en datamodell) implementering av koden (programmering) validering av at systemet gjør det kunden ønsker endringer av systemet i forhold til nye og endrede krav hos kunden INF1050/ / Dag Sjøberg Slide 51 Prosess-egenskaper Hvilke aktiviteter inngår i prosessen? Hvor mye av hver aktivitet (absolutt og relativt i forhold til hverandre)? Når i utviklingsfasen gjøres (hvor mye) av hver aktivitet? Prosessbeskrivelser vil også kunne inneholde delprodukter/resultater av en aktivitet rollene til dem som er involvert i prosessen hvordan teamene organiseres (man jobber sjelden alene) metoder, verktøy og teknikker som brukes INF1050/ / Dag Sjøberg Slide 52 26

27 Aktiviteter i de fire firmaene INF1050/ / Dag Sjøberg Slide 53 Aktivitet Del-aktivitet Timer Aktivitet Del-aktivitet Timer Project(Management( Unspecified( 163( Project(Management( Project(Management( 59( Communication/Internal( Project(Management( Management( 48( Project(Management( Project(initiation(and(planning( 21( Communication/External( Project(Management( Management( 14( Project(Management( Project(meetings( 9( Project(Management( Initial(meeting( 6( Project(Management( Preparations( 4( Requirements( Unspecified( 16( Requirements( Use(case(diagrams( 4( Research(Contribution( Unspecified( 111( Research(Contribution( Logging(of(activities( 31( Research(Contribution( Interviews( 14( Research(Contribution( Copy(documents(and(code( 10( Research(Contribution( Wrap(up(activities( 1( Technical( Documentation( Unspecified( 73( Technical(Environment(Unspecified( 74( Establish(development( Technical(Environment( environment( 41( Technical(Environment(Establish(web(environment( 17( Technical(Environment(Establishment( 9( Technical(Environment(Establish(test(environment( 3( Technical(Environment(Establish(database( 2( Test( Unspecified( 47( Test( Accomplishment(of(test( 19( Test( Functional(test( 17( Test( Documentation( 6( Test( Planning(test( 4( Test( Testdata( 1( Training( Unspecified( 6( INF1050/ / Dag Sjøberg User(Documentation( Unspecified( Slide 54 19( ( 27

28 Vektlegging av aktiviteter totalt Prosent tid Firma A B C D 10 0 INF1050/ / Dag Sjøberg Slide 55 Vektlegging underveis A B C D INF1050/ / Dag Sjøberg Slide 56 28

29 Eksempel på roller Utvikler Vedlikeholder Arkitekt/system designer Grafisk designer Tester Prosjektleder Bruker-/kunderepresentant Ikke trivielt å besette et prosjekt med den riktige kompetansen! INF1050/ / Dag Sjøberg Slide 57 Eksempel på verktøy Verktøy for: Utvikling (IDE) Konfigurasjonsstyring/endringshåndtering Testing Diagramkonstruksjon Prosjektstyring Feil- og problemhåndtering (bug & issue tracking) Valg av verktøy er heller ikke trivielt! INF1050/ / Dag Sjøberg Slide 58 29

30 Oppsummering: Prosess har stor betydning Finnes mange ulike kriterier for prosjekt- og systemkvalitet Ulike prosessegenskaper vil påvirke prosjekt- og systemkvaliteten Valg av prosess vil avhenge av hvilke kvalitetsaspekter man ønsker å vektlegge Studien viser at selv for små prosjekter og systemer er det mange aspekter ved prosessen som påvirker resultatet INF1050/ / Dag Sjøberg Slide 59 Plan for forelesningen Undervisningsopplegg Kap. 1: Hva er systemutvikling og hvorfor lære om det? Profesjonalitet og etikk Quiz Eksempel på systemutvikling Kap. 2 Systemutviklingsprosessen Quiz INF1050/ / Dag Sjøberg Slide 60 30

31 Fastpris INF1050/ / Dag Sjøberg Slide 61 Takk for i dag, og velkommen tilbake neste uke! INF1050/ / Dag Sjøberg Slide 62 31