TIE Johdatus ohjelmistotuotantoon

Transkriptio

1 TIE Johdatus ohjelmistotuotantoon Kari Systä Syksy TIE-02300/Kari Systä 1

2 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 www-sivut: (valitettavasti osa sisällöstä on vielä 2013 mukaista) TIE-02300/Kari Systä

3 Kurssin henkilökunta Kari Systä (luennot) Tero Ahtee (viikkoharjoitukset) Marko Leppänen (harjoitustyö) Viikkoharjoitukset ja harjoitustyöt Marko Leppänen Tero Ahtee Henri Terho N.N TIE-02300/Kari Systä

4 Ilmoittautuneet 102 (60%) lisää TIE-02300/Kari Systä 4

5 Ehdotus luentoajan siirrosta! Tämä sali on liian pieni! TETAl:la on samaan aikaan TTA Management of Business Processes TITE:llä on samaan aikaan TIE Ohjelmistojen suunnittelu Tietotalon isoin TB103 sali olisi vapaana ma kello 16-18! TIE-02300/Kari Systä 5

6 Ilmoittautumistilanne klo 1245 Aika x/max Ti 10:00-12:00 15/28 Ti 12:00-14:00 15/28 Ke 10:00-12:00 26/28 Ke 12:00-14:00 28/28 Ke 14:00-16:00 08/28 Ke 16:00-18:00 08/28 To 12:00-14:00 27/28 To 14:00-16:00 26/28 To 16:00-18:00 00/ TIE-02300/Kari Systä 6

7 Kurssille ilmoittautuminen Ilmoittaudu kurssille POP:n lisäksi myös IDLE:n kautta, linkki kurssin kotisivulla IDLE:n kautta hoidetaan viikkoharjoituksiin ilmoittautuminen harjoitustyöryhmien muodostaminen välipalautusaikojen varaaminen TIE-02300/Kari Systä

8 Viikkoharjoitukset Harjoitukset alkavat vasta ensi viikolla (viikko 36) Salissa TB207 Ei pakollisia, mutta suositeltavia Osallistumisesta saa maksimissaan 6 lisäpistettä Ilmoittaudu viikkoharjoituksiin IDLE:n kautta (Linkki kurssin kotisivulla) 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

9 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 9

10 Viikkoharjoitusten hyvityspisteet Läsnäolokertoja Pisteitä < TIE-02300/Kari Systä 10

11 Harjoitustyö Harjoitustyönä toteutetaan ohjelmiston määrittelyhanke Tuloksena syntyy määrittelydokumentti Harjoitustyö tehdään neljän hengen ryhmissä Alustava ryhmien muodostus IDLEssä mennessä Jos sinulla ei ole ryhmää, muodosta yhden hengen ryhmä Kurssin henkilökunta koostaa niistä isompia TIE-02300/Kari Systä

12 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 12

13 Kurssin esittely toisin Muilla laitoksemme kursseilla opiskellaan sitä, miten ohjelmia koodataan Tällä kurssilla opiskellaan perusteet siitä millaisia ohjelmia tehdään ja miten projekti pysyy kasassa TIE-02300/Kari Systä 13

14 Yksi tavoite on ymmärtää tällaisten lehtijuttujen taustat TIE-02300/Kari Systä 14

15 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 15

16 Mitä on ohjelmistotuotanto? Vaatimusmäärittelyä Asiakas Taitavaa ohjelmointia Elinkaarimallit Yhteispeliä, yhteistä peliä Algoritmit Tietorakenteet Ohjelmointikielet Arkkitehtuurit Laadunvarmistusta Projektinhallinta Kehittäjä Testaus Validointi TIE-02300/Kari Systä 16

17 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 17

18 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 18

19 Ohjelmakoodi Realistisissa 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

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 joka 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 FlowIT tutkimus tra fissa_niita_on_170/ FlowIT-tutkimuksen kyselyyn vastasi tietotyöläistä, joista valtaosa toimii valtion virastoissa. Tietotekniikan toimimattomuus, hitaus tai käytön hankaluus vaivaavat 65 prosenttia kyselyyn vastanneista. Keskimäärin työaikaa tietojärjestelmien vuoksi kuluu hukkaan neljä tuntia viikossa. Suurinta ärsytystä aiheuttaa, jos järjestelmät eivät keskustele keskenään ja tietoa joudutaan siirtämään käsin järjestelmästä toiseen. Esimerkiksi tuntikirjausjärjestelmässä toisesta saa minuutteina 30 minuuttia ja toiseen pitää syöttää se tunteina eli 0,5 tuntia TIE-02300/Kari Systä 39

40 Osaamisalueet Johtaminen Esittäminen, neuvottely, tiimityö Ei geneeriset tekniset taidot Geneeriset tekniset taidot Sovellusalueen osaaminen Prosessiosaaminen TIE-02300/Kari Systä 40

41 evolution revolution Osaamisen puoliintumisaika Ei geneeriset tekniset taidot Sovellusalueen osaaminen Prosessiosaaminen Esittäminen, neuvottely, tiimityö Johtaminen Geneeriset tekniset taidot 0v 10v 20v TIE-02300/Kari Systä

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 Ohjelmistoprojekti on muutokseen reagoimista TIE-02300/Kari Systä

44 Ohjelmistotuotanto on vielä paljolti "kansanperinnettä" TIE-02300/Kari Systä

45 Toivotonta? Ei sentään! Terve skeptismi muotivirtauksiin mutta avoimuus uusille asioille Valitse käyttäen tervettä järkeä: Mitä Milloin Miten Tavoitteemme pitää olla kunnianhimoinen: me teemme ja tilaamme parempaa ohjelmistoa TIE-02300/Kari Systä

46 Alustava luentoaikataulu 25.8: Johdanto + historiaa, mitä on ohjelmistotuotanto 01.09: Ohjelmistojen roolista ja ohjelmistotyön määrästä, ohjelmistotyypit 08.09: Miten ohjelmistotyö organisoidaan (vaihejako ja prosessi-mallit) 15.09: Vaatimusmäärittelyt 22.09: Projektitoiminta 30.09: Yleiset notaatiot erityisesti UML 07.10: Esimerkkiprojekti (vierailuluento esillä ihan oikea projekti) 20.10: Asiakasroolista 27.10: Käyttäjä ja käyttäjäkokemus ohjelmistoprojektissa 03.11: Tiedon mallintaminen 11.11: Ohjelmisto osana laitetta 17.11: IPR, sopimukset, avoin lähdekoodi 24.11: Mitä on ohjelmistotuotanto (historiaperspektiivi, kertausta) 1.12: Kertausta, tenttiin valmistautuminen TIE-02300/Kari Systä 46