TIE Johdatus ohjelmistotuotantoon

Transkriptio

1 TIE Johdatus ohjelmistotuotantoon Kurssin tavoite, opinto-opas "Luoda yleiskuva ohjelmistotyöstä ja perusvalmiudet määrittelymenetelmien soveltamiseen. Kyky osallistua ohjelmistoprojektiin asiakkaan edustajana. Käytännössä: Kyky ilmaista vaatimukset Kyky ymmärtää alan notaatioita ja merkintätapoja Käsitys tuotantoprosessista ja käytännöistä Lisäksi: ymmärtää millaista isojen ohjelmien tekeminen on ja mitä on isojen otsikoiden takana TIE-02300/Kari Systä 1

2 Kurssin henkilökunta Kari Systä ja Marko Leppänen (luennot) Tero Ahtee (viikkoharjoitukset) Marko Leppänen (harjoitustyö) TIE-02300/Kari Systä

3 ...TIE Ohjelmistotuotannon perusteet Kurssi koostuu luennoista viikkoharjoituksista (6 pistettä) harjoitustyöstä (6 pistettä) tentistä (18 pistettä) Materiaali: Haikala, Mikkonen: Ohjelmistotuotannon käytännöt (Vanhemmasta kirjasta Haikala, Märijärvi: Ohjelmistotuotanto on myös apua, mutta kurssilla käsitellään asioita joita vanhemmassa kirjassa ole.) Tällä kurssilla ei käsitellä kaikkia kirjan lukuja, osa säästetään kurssille TIE Ohjelmistotuotannon Menetelmät (TIE Software Engineering Methodology) Keräämme lisämateriaalia webbi-sivuille Luentokalvot www-sivut: ( TIE-02300/Kari Systä 3

4 Kurssille tietotekniikkaa POP Kurssille ilmoittautuminen Opetustapahtumat kalenterissa Uutiset ja tiedotteet POP-viestien kautta Canvas (mooc.tut.fi) Toimii myös Websivuna viikkoharjoituksiin ilmoittautuminen harjoitustyöryhmien muodostaminen välipalautusaikojen varaaminen Ilmoittautumiset avautuvat illalla niille jotka ovat kello 1700 mennessä ilmoittautuneet POP:n kautta TIE-02300/Kari Systä

5 Viikkoharjoitukset Harjoitukset alkavat vasta ensi viikolla (viikko 36) Salissa TB207 Ei pakollisia, mutta suositeltavia Osallistumisesta saa maksimissaan 6 lisäpistettä Ilmoittaudu viikkoharjoituksiin Canvasin kautta (Linkki kurssin kotisivulla kts (avataan illalla) Viikkoharjoituksissa tehdään saman viikon luentoaiheeseen liittyviä ryhmätöitä Jos et pääse viikkoharjoituksiin esim. sairastumisen takia, voit tehdä korvaavan suorituksen: Ota yhteyttä kurssibyrokraattiin (Tero Ahtee) mieluiten etukäteen ja sovi tapaamisesta Saat Terolta viikkoharjoitusosallistumisen korvaavan kirjallisen tehtävän TIE-02300/Kari Systä 5

6 Viikkoharjoitusajat Tiistai Tiistai Keskiviikko Keskiviikko Keskiviikko Torstai Torstai Torstai TIE-02300/Kari Systä 6

7 Viikkoharjoitusten hyvityspisteet Läsnäolokertoja Pisteitä < tai enemmän TIE-02300/Kari Systä 7

8 Harjoitustyö Harjoitustyönä toteutetaan ohjelmiston määrittelyhanke Tuloksena syntyy määrittelydokumentti Harjoitustyö tehdään neljän hengen ryhmissä Ryhmät muodostettava Canvas työkalussa kello 1700 mennessä ( TIE-02300/Kari Systä

9 Kurssin tavoite "Luoda yleiskuva ohjelmistotyöstä ja perusvalmiudet määrittelymenetelmien soveltamiseen. Kyky osallistua ohjelmistoprojektiin asiakkaan edustajana. Asiakas pitää ymmärtää laajasti Voi myös olla talon sisäinen Kokonaisprojektissa ohjelmisto on vain osa, ja ne muut osat ovat asiakkaita Tämä kurssi on myös ohjelmistoammattilaisille Kurssiin liittyy muutakin kuin koodaamista Ymmärtää asiakasrajapinnan tärkeys TIE-02300/Kari Systä

10 Yksi tavoite on ymmärtää tällaisten lehtijuttujen taustat TIE-02300/Kari Systä 10

11 Alustava luentoaikataulu 26.8: Johdanto + historiaa, mitä on ohjelmistotuotanto 2.9: Ohjelmistojen roolista ja ohjelmistotyön määrästä, ohjelmistotyypit 9.9: vaatimusmäärittelyt 16.9: Miten ohjelmistotyö organisoidaan (vaihejako ja prosessi-mallit) 23.9: projektitoiminta 30.9: Yleiset notaatiot erityisesti UML 7.10: Esimerkkiprojekti (mahdollisesti vierailuluento) 21.10: Asiakasroolista 28.10: Käyttäjä ja käyttäjäkokemus ohjelmistoprojektissa 4.11: Tiedon mallintaminen 11.11: Ohjelmisto osana laitetta : Ohjelmisto osana laitetta : IPR, sopimukset, open source 2.12: Kertausta TIE-02300/Kari Systä 11

12 Software Engineering -- ohjelmistotuotanto? Software -- ohjelmisto? Computer programs, procedures, rules, documentation, and data pertaining to the operation of a computer system. Software Engineering -- ohjelmistotuotanto? The application of a systematic, disciplined, quantifiable approach to the development, operation, and maintenance of software. [IEEE ] TIE-02300/Kari Systä

13 Ohjelmistotuotanto = Ohjelmointia Laadunvarmistusta Dokumentointia Käyttöönottoa Määrittelyä Projektinhallintaa Myyntiä Määrittely = Ohjelman ominaisuuksien keksimistä ja niistä päättämistä TIE-02300/Kari Systä 13

14 Ensi viikolla Ohjelmistojen ja ohjelmistotyön roolista Mennään pikkasen syvemmälle kuin tänään Erilaisia ohjelmistotyyppejä TIE-02300/Kari Systä 14

15 Mitä on ohjelmistotuotanto? Vaatimusmäärittelyä Asiakas Taitavaa ohjelmointia Elinkaarimallit Yhteispeliä, yhteistä peliä Algoritmit Tietorakenteet Ohjelmointikielet Arkkitehtuurit Laadunvarmistusta Projektinhallinta Kehittäjä Testaus Validointi TIE-02300/Kari Systä 15

16 Esimerkkejä kurssitarjonnasta Vaatimusmäärittelyä Taitavaa ohjelmointia Johdatus ohjelmointiin Johdatus ohjelmistotuotantoon Ohjelmistotuotannon menetelmät Yhteispeliä, yhteistä peliä Ohjelmoinnin peruskurssi Ohjelmistojen suunnittelu Ohjelmistojen testaus Laadunvarmistusta TIE-02300/Kari Systä 16

17 Miksi ohjelmien tekeminen on niin vaikeaa? Ohjelmisto on abstrakti Tekijöiden ja asiakkaiden välillä ei välttämättä ole sama käsitys Työmäärän arviointi on vaikeaa Ohjelmisto on dynaaminen On muutettavissa muutettavuutta oletetaan Ohjelmistojen tekemistä on vaikea skaalata Tekijöiden määrän lisääminen nopeuttaa vain vähän valmistumista Mitä enemmän tekijöitä, sen enemmän kommunikointitarvetta TIE-02300/Kari Systä 17

18 Toinen näkemys vaikeuteen Ohjelma on monimutkainen Monia tapoja ratkaista ongelma (kaikkia niitä myös käytetään) Paljon komponentteja ja niiden riippuvuuksia Muutosten seurauksia ei osata arvata Ohjelma on osa kokonaisuutta Ihmiset ja yhteisöt käyttää ja toteuttaa Uusi ohjelmisto usein osa isompaa muutosta Ohjelma on abstrakti ja näkymätön TIE-02300/Kari Systä 18

19 Ohjelmakoodi Monissa järjestelmissä on koodirivejä tuhansittain, esimerkiksi puhelinkeskuksessa vaikkapa 15 miljoonaa. Ohjelmisto on aineetonta: sitä on vaikea hahmottaa sen laatua ja valmiusastetta on vaikea arvioida virheitä syntyy helposti, ja niitä löytyy vielä pitkänkin käytön jälkeen TIE-02300/Kari Systä 19

20 Koodirivien määrä ei tosin ole kovin selkeä koon mitta: 100 alkulukua kolmella eri tavalla void primes(int cap) { int i, j, composite; for(i = 2; i < cap; i++) { composite = 0; for(j = 2; j < i; j++) } } composite +=!(i % j); if(!composite) printf("%d\t", i); int main() { primes(100); } void primes(int m, int t, int c) { int i,j; i = t / m; j = t % m; (i <= 1)? primes(m,t+1,c) : (j == 0)? primes(m,t+1,0) : (j == i &&!c)? (printf("%d\t",i), primes(m,t+1,0)) : (j > 1 && j < i)? primes(m,t+1,c +!(i % j)) : (t < m * m)? primes(m,t+1,c) : 0; } int main() { primes(100,0,0); } _(,, ){ / <=1?_(, +1, ):!( % )?_(, +1,0): % == / &&!?(printf("%d\t", / ),_(, +1,0)): % >1&& % < /?_(,1+, +!( / %( % ))): < *?_(, +1, ):0;}main(){_(100,0,0);} TIE-02300/Kari Systä 20

21 Motto (kautta vuosien) TIE-02300/Kari Systä 21 Ketteryys?????? 21

22 Ohjelmistokriisi (Software Crisis) Termi keksittiin Naton ohjelmistotuotanto konferenssissa Kriisin oireet (silloin ja vieläkin) Ohjelmistoprojektien budjetti ylittyy Projektit ovat myöhässä Syntynyt ohjelmistoon hidas tai muuten tehoton Ohjelmiston laatu on huono Ohjelmisto ei täytä vaatimuksia Projektit eivät pysy hallinnassa Syntynyttä ohjelmistoa ei pystytä ylläpitämään (esim. vuoden 2000 kriisi) Ohjelmistoa ei koskaan toimiteta asiakkaalle TIE-02300/Kari Systä 22

23 Kuuluisa lainaus To put it quite bluntly: as long as there were no machines, programming was no problem at all; when we had a few weak computers, programming became a mild problem, and now we have gigantic computers, programming has become an equally gigantic problem. -- E. Dijkstra, 1972 Turing Award Lecture TIE-02300/Kari Systä 23

24 Kolme kriisiä luku Ongelma: kone/assemblykielinen ohjelmointi Ratkaisu: korkeantason ohjelmointikielet (Fortran, C, Cobol) luku Ongelma: monimutkaisen ohjelman (miljoonia rivejä, paljon kehittäjiä) rakentaminen ja ylläpito Ratkaisu: valmiskirjastot, olio-ohjelmointi, arkkitehtuuri, testaus, katselmukset Ratkaisu: hyvin suunniteltu on puoliksi tehty; dokumentoidaan kaikki 2000 luvut Ongelma: piti tulla takki, mutta tehtiin housut (mutta hyvin dokumentoitu) Ratkaisu: ketterät menetelmät TIE-02300/Kari Systä 24

25 Esitettyjä ratkaisumalleja Taitavaa ohjelmointia Testaus UML Uudet ohjelmointikielet Suunnittelumallit Formaalit menetelmät Vaatimusmäärittelyä Prosessimallit Laadunvarmistusta Dokumentointi Yhteispeliä, yhteistä peliä TIE-02300/Kari Systä 25

26 Miksi menee pieleen; tilaajanäkökulma Aikataulun pettäminen Budjetin pettäminen Eri näkemys projektin Laadun pettäminen Henkilövaihdokset Kommunikaation puute Sopimuksesta Hinnoittelumallista Ongelmat Ei kriisejä Yritysjärjestelyt Lähde: tietotekniikan liiton, ohjelmistoyrittäjien ja Celkee OY:n tutkimus TIE-02300/Kari Systä

27 Miksi menee pieneen; toimittajanäkökulma Kommunikaation puute Eri näkemys projektin sisällöstä Aikataulun pettäminen Henkilövaihdokset projektissa Laadun pettäminen Budjetin pettäminen Ei kriisejä Ongelmat henkilökemioissa Hinnoittelumallista johtuvat syyt Sopimuksesta aiheutuvat syyt Yritysjärjestelyt Lähde: tietotekniikan liiton, ohjelmistoyrittäjien ja Celkee OY:n tutkimus TIE-02300/Kari Systä

28 TIE-02300/Kari Systä 28

29 Ohjelmiston ominaisuuksia ohjelmiston koko ja käsiteltävän tiedon määrä käsittelypainotteinen vs. tietopainotteinen vasteaika- ja reaaliaikaisuusvaatimukset kovat reaaliaikavaatimukset reaktioaika luotettavuus puolustautuva ohjelmointi kahdentaminen elektroniikka- ja mekaniikkatason varmistukset hajautus paikallinen / laaja sulautetut järjestelmät - laiteväylä TIE-02300/Kari Systä

30 Epäonninen esimerkki VR TIE-02300/Kari Systä 30

31 VR:n lipunmyyntiuudistus Kuka meistä ei ole tästä kärsinyt? Taustaa VR uusi hinnoitteluperiaatteensa VR tilasi uuden järjestelmän lipunmyyntiin Median kiinnostus oli taattu VR oli valmistautunut, kapasiteettiä oli pistetty puolet asiantuntijoiden ehdotuksen päälle Uusi systeemi päälle kello 5 aamulla Jumissa kello 9! TIE-02300/Kari Systä 31

32 Mitä tapahtui Kuorma oli ennen näkemätön Edellinen ennätys oli tapahtumaa tuhkapilven aikaan Nyt saatiin tapahtumaa päivässä Analysointi oli vaikeaa koska järjestelmässä oli monen toimittajan tuotoksia Palvelimissa oli ohjelmointivirhe joka oli tiedossa mutta korjaamatta Lippuautomaateissa oli bugi jo turhaan kuormitti järjestelmää Tehtiin rajoitin joka estää liian monta yhtäaikaista käyttäjää Se saattoi potkaista ulos maksamisen ja lipuntulostamisen välissä! Ongelmat ovat sen jälkeen jatkuneet pitkään TIE-02300/Kari Systä 32

33 Google-halulla löytyy hirveästi juttuja VR: Lipunmyyntijärjestelmä toimii jälleen - Ilta-Sanomat VR:n lipunmyyntijärjestelmä pätkii edelleen - Kotimaa - Turun... Näin VR sotki lippujärjestelmänsä - Miksi it-projektit epäonnistuvat... suomenkuvalehti.fi/... VR:n lipunmyyntijärjestelmä kaatui kuudeksi tunniksi vian syy ei... VR:n lipunmyyntijärjestelmä petti, kenen vika? - Aamulehti Blogit VR:n lipunmyyntijärjestelmä toimii taas Yle Uutiset yle.fi VR:n lipunmyyntijärjestelmä kaatunut - Kotimaa - Savon Sanomat IT-firmalla uskomaton selitys VR:n lippukaaoksesta - Aamulehti Uutinen - VR:n lipunmyyntijärjestelmä toimii taas - Nelonen VR:n lipunmyyntijärjestelmä tökki taas - Ilta-Sanomat TIE-02300/Kari Systä 33

34 Verkosta ja tiedotusvälineissä kura lentää totta tai tarua! Aamulehti Verkosta löytyneessä ansioluettelossa intialainen ittyöntekijä kertoo olleensa testauskonsulttina VR:n myyntijärjestelmäprojektissa. Konsultin verkkosivuille ja ansioluetteloon ei enää päässyt maanantaina iltapäivällä verkossa. Myös sivujen Googlen välimuistitallenne oli poistettu. Aapo Puskalan käytettävyysarvio verkkokaupasta 26 kriittistä ongelmaa 54 merkittävää ongelmaa 108 kohtalaista ongelmaa 47 vähäistä ongelmaa 1 erityisen toimiva toteutus 7 mahdollista ongelmaa, lisätietoja tarvitaan TIE-02300/Kari Systä 34

35 Mikä meni pieleen? Tarkkaa tietoa ei julkisuudesta löydä, mutta näyttää siltä että Järjestelmän testaus oli puutteellista Monitoimittajajärjestelmässä vastuut eivät olleet selviä Väitetään myös, että kilpailutuslaki olisi ollut osasyyllinen Kuormitus arvioitiin väärin (mm kellekään ei tullut mieleen, että starttipäivänä on paljon uteliaita) Kukaan ei tiedä koska järjestelmä saadaan kuntoon VR:n imago kärsi ja asiakkaitakin menetettiin Ja systeemiä korjaillaan edelleen TIE-02300/Kari Systä 35

36 VR:lla ollut ongelmia ennenkin KULTAINEN 90-LUKU , 07:00 Arkistojen aarteita: Näin klemmari pysäytti Etelä-Suomen junat Lauri Nousiainen, Tietoviikko Etelä-Suomen pääratojen junaliikenne pysähtyi viime lauantaiyönä tietokoneen näppäimistön jumiutumisen takia. VR-Rata Oy:n projektipäällikkö Kimmo Ståhlberg kertoo, että koneeseen kytkettyyn tavanomaiseen näppäimistöön oli lipsahtanut näppäinten välistä sisään paperiliitin, joka oli jumittanut jonkin näppäimen - luultavasti välilyönnin - keskiviikosta lähtien. Kone jäi kysymään käyttäjätunnusta kolmen päivän ajaksi ja samalla näppäimistön jumiutumisesta johtuen täyttämään kovalevyä. Lauantai-iltaan mennessä varakoneen kovalevy oli lopulta täynnä, mikä esti liikenteenohjauksen pääkonetta päivittämästä sitä. Pääkoneen kapasiteetti oli siinä määrin koetuksella, että sen toiminta hidastui eikä se kyennyt enää selviämään järjestelmän vaatimuksista. Junien kauko-ohjaus ja turvalaitteiden toiminnanohjaus pysähtyivät. Tämä johti automaattisesti junien pysähtymiseen seuraaville punaisille opastimille. Junaliikenne oli puoli yhdestätoista lähtien tunnin ajan pysähdyksissä väleillä Helsinki- Riihimäki ja Helsinki-Turku. Salaperäisiä asioita Miten on mahdollista, että junat pysähtyvät klemmarin takia? Nämä ovat niitä salaperäisiä asioita. Jos tietäisin, miten tämä on mahdollista, olisin kauhean viisas, Ståhlberg miettii. Meillä on ollut aiemminkin jotain tietokoneongelmia, mutta ei mitään tällaista, tämä on ihan uskomatonta. Kun näppäimistön huomattiin jumittuneen, se avattiin, ja sen sisältä löytyi paperiliitin. Ståhlberg yritti sittemmin työntää paperiliitintä näppäimistön joka väliin, mutta se upposi vain välilyöntinäppäimen väliin, josta se siis on luultavasti sisään mennytkin. VR:n liikennesuunnittelija Tommy Westlin ei vielä tiistai-iltapäivänä tiennyt junien pysähtymisen johtuneen klemmarista. Täytyy myöntää, etten todellakaan tiedä, miten tuollainen on mahdollista. Mutta jos näppäimistö on pöydällä, niin voihan sinne jotain mennä. Minullakin on kahvia ja pullanmuruja näppiksellä, Westlin pohtii. Vika ei aiheuttanut mahdollisuutta vaaratilanteeseen, VR:stä kerrotaan. Aiemmin on myös ollut tietokonevikoja, jotka ovat pysäyttäneet junaliikennettä, mutta kestoltaan ja vaikutusalueeltaan näin mittavia ei ole ennen ollut, Westlin arvelee TIE-02300/Kari Systä 36

37 Mutta lopetetaan tähän VR:n pilkkaaminen Noloja juttuja on käynyt monelle muullekin organisaatiolle Paitsi niiden viihdearvon vuoksi myös opetussyistä otamme näitä esimerkkejä esille kurssin luennoilla Tästä tapauksesta voisi johtaa muutaman opetuksen Projektin pilkkominen moneen osaan ja keskenään kilpaileville toimijoille on hankalaa Iso projektin käyttöönotto kertarysäyksellä on riski Ison järjestelmän, jolla paljon käyttäjiä, testaaminen on hankalaa Käyttäjien ymmärtäminen on tärkeää: Totta kai moni haluaa selvittää mitä uusi monimutkainen hinnoittelu tarkoittaa omilla vakioreiteillä TIE-02300/Kari Systä

38 Tämä kulunut kuva on pakko näyttää TIE-02300/Kari Systä

39 Ohjelmistoprojekti on muutokseen reagoimista TIE-02300/Kari Systä

40 Areas of expertise Management skills Presentation& negotiation skills, teamwork Nongeneric technical skills Generic technical skills Application domain expertize Process skills TIE-02300/Kari Systä 40

41 evolution revolution Half-life of the market value of skills :-) Nongeneric technical skills Application domain expertize Process skills Presentation & negotiation Management skills, teamwork skills Generic technical skills v 10v 20v TIE-02300/Kari Systä 41

42 Ohjelmiston rakentaminen projektina Asiakas - toimittaja Tarvitaan yhteisymmärrys siitä mitä halutaan Mitä se maksaa Koska se on valmis Asiakas ymmärrettävä laajasti Sisäinen Varsinaisen asiakkaan edustaja (esim. markkinointi) Tämä kurssi on suunniteltu (myös) tuleville asiakkaille Asiakkaalle projekti on usein osa isompaa kokonaisuutta (hanketta) Ohjelmiston lisäksi laite, liiketoimintamuutos, Elinkaari: esiselvitys, määrittely, toteutus, käyttöönotto, ylläpito, käytöstä poisto TIE-02300/Kari Systä

43 Mitä piti jäädä mieleen tänään? Viikkoharjoitukset alkavat ensi viikolla Mitä pitää tehdä? Koska? Harjoitustyöryhmät Mitä pitää tehdä? Koska? Mitä muuta kuin ohjelmointia (koodaamista) ohjelmistotuotanto on? TIE-02300/Kari Systä 43