Softwarequalität: Merkmale prüfen und sichern

Eine Anforderung beschreibt, was ein Programm leisten oder welche Eigenschaft es besitzen soll. Anforderungen können ausdrücklich festgelegt oder für den vorgesehenen Einsatz vorausgesetzt sein. Für eine Prüfung musst du auch vorausgesetzte Anforderungen klar benennen. Du vergleichst das Soll, also die Anforderungen, mit dem Ist, also den tatsächlichen Eigenschaften.

Ein Qualitätsmerkmal bezeichnet einen Bereich dieser Eigenschaften. Zuverlässigkeit betrifft das Erfüllen vorgesehener Funktionen ohne Ausfälle und Unterbrechungen unter festgelegten Bedingungen über einen festgelegten Zeitraum. Sie ist keine Garantie für fehlerfreien Betrieb unter beliebigen Bedingungen. Benutzbarkeit betrifft etwa, wie verständlich, leicht erlernbar und einheitlich die Bedienung ist. Effizienz betrifft den Zeitbedarf und den Verbrauch von Ressourcen, etwa Arbeitsspeicher oder Rechenleistung.

Die Gewichtung legt fest, wie wichtig ein Merkmal für die Bewertung ist. Sie hängt vom Softwaretyp und vom vorgesehenen Einsatz ab. Eine kurze Rechenzeit ersetzt keine verständliche Bedienung. Umgekehrt belegt eine verständliche Bedienung weder einen geringen Speicherverbrauch noch einen unterbrechungsfreien Betrieb.

Ein breites Qualitätsmerkmal reicht für eine konkrete Prüfung noch nicht aus. Du verfeinerst es zunächst zu einem Teilmerkmal. Das ist ein genauer abgegrenzter Aspekt. Beim Merkmal Effizienz kannst du beispielsweise das Zeitverhalten betrachten, also den Zeitbedarf bestimmter Vorgänge.

Anschließend legst du einen Qualitätsindikator fest. Das ist eine beobachtbare oder messbare Größe, die Auskunft über den gewählten Aspekt gibt. Eine mögliche Kette lautet: Effizienz → Zeitverhalten → gemessene Dauer eines festgelegten Vorgangs. Der Indikator ist hier die gemessene Dauer. Die Anforderung legt dagegen fest, welche Dauer noch zulässig ist.

Damit du einen Messwert beurteilen kannst, müssen Eingabe, Einsatzbedingungen und Messbeginn sowie Messende feststehen. Die Aussage gilt zunächst für den untersuchten Lauf unter diesen Bedingungen. Aus seiner Dauer folgt weder die Dauer bei größeren Eingaben noch ein Urteil über die Verständlichkeit der Bedienung. Ein einzelner erfüllter Zeitgrenzwert belegt deshalb nicht die gesamte Softwarequalität.

Qualitätssicherung umfasst Maßnahmen, mit denen ein Team die angestrebte Qualität erreichen und überprüfen will. Konstruktive Maßnahmen gestalten die Entstehung der Software und sollen Fehler vermeiden. Dazu gehören klare Projektziele, verbindlich vereinbarte Anforderungen und Programmierstandards. Solche Standards sind vereinbarte Regeln dafür, wie Programmtext geschrieben wird.

Analytische Maßnahmen untersuchen vorhandene Ergebnisse der Entwicklung. Bei einer statisch-analytischen Prüfung wird die untersuchte Anwendung nicht ausgeführt. Ein Beispiel ist ein Code-Review: Ein Entwickler liest und beurteilt den Quelltext, also den Programmtext. Auch ein Prüfwerkzeug kann den Quelltext untersuchen. Dass dieses Werkzeug läuft, macht die Prüfung nicht dynamisch; entscheidend ist, ob die untersuchte Anwendung ausgeführt wird.

Bei einer dynamisch-analytischen Prüfung wird die Anwendung ausgeführt. Ein Testfall legt dafür die Ausgangsbedingungen, die Eingabe und das erwartete Ergebnis fest. Das tatsächlich erzeugte Ergebnis wird mit der Erwartung verglichen. Entscheidend für die Einordnung ist die konkrete Tätigkeit: Anforderungen vereinbaren ist konstruktiv, vorhandenen Programmtext ohne Ausführung untersuchen ist statisch-analytisch und das Verhalten beim Ausführen prüfen ist dynamisch-analytisch.

Ein Test vergleicht beobachtetes Verhalten mit einer Erwartung. Er kann eine Abweichung sichtbar machen und damit einen Ansatzpunkt für eine Verbesserung liefern. Der Testlauf und sein Bericht verändern den fehlerhaften Programmtext jedoch nicht. Auch das Speichern eines Testberichts behebt den gemeldeten Fehler nicht und hebt die Anforderung nicht auf.

Ein erfolgreicher Test zeigt, dass das beobachtete Verhalten im geprüften Fall zur Erwartung passt. Daraus folgt keine Garantie für andere Eingaben oder Einsatzbedingungen. Außerdem kann eine Prüfung eines einzelnen Merkmals andere Merkmale offenlassen. Eine erfüllte Zeitvorgabe sagt beispielsweise nichts darüber aus, ob die Bedienung verständlich ist.

Qualität entsteht durch passende Anforderungen und deren sorgfältige Umsetzung. Konstruktive Maßnahmen helfen dabei, Fehler zu vermeiden. Statische und dynamische Prüfungen liefern Rückmeldungen. Zeigen sie einen Fehler, muss eine passende Korrektur umgesetzt und anschließend erneut geprüft werden. Ein Befund ist also die Grundlage für eine Entscheidung und mögliche Änderung, aber noch keine Verbesserung der Software.