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Lerntagebuch

Das ist ein Beispiel wie ein Lerntagebuch aussehen könnte.

SU 01(21.10.2021)

Lernziel

• Organisatorisches
• Versionskontrollsysteme allgemein
• git
• Vorteile
• wie lege ich ein Repository an
• vim (ein paar alltägliche Befehle)

Erkenntnis

Versionskontrolle werden wir im Projekt einsetzen, um zu jeder Zeit den Entwicklungsstand einzusehen und paralleles Arbeiten an Dateien zu ermöglichen. Sollten Probleme an der Software auftreten, können wir zu einem funktionierenden Stand wechseln und durch das Commit-Log die Ursache ausfindig machen. Außerdem kann ich als Developer mit den gelernten vim-Befehlen vor den anderen flexen.

Kritik

git status zeigt mir einen groben Zustand meines Git-Repositorys an. Manchmal werden Dateien oder Verzeichnisse dort rot oder grün angezeigt. Die grünen Dateien verschwinden von der Ausgabe, wenn ich git commit ausführe. Rote Dateien werden mit git add grün.

Mitteilung

an die Dozierenden Da dieser Punkt optional ist, lasse ich ihn weg. Aber wenn mich irgendwas stört oder begeistert, kann ich es hier anmerken.

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Uebung 01 (27.10.2022)

Lernziel

• SSH-Zugriff-zum-git-server-konfigurieren
  • SSH key pair generieren
  • oeffentlichen SSH key im Repository eintragen
  • Lokale Kopie auf SSh-Zugriff umstellen
  • Neue lokale Repositories

Erkenntnis

• einen ssh-key erstellt
• öffentlichen Schlüssel zu gogs hinzugefügt
• Master Branch erstellt

kritik

man muss die git-Konfigurationsdatei überprüfen und den url-Link in gitea/gogs SSH-Remote-Repository-Link ändern.

Mitteilung

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Übung 02 (2.11.2022)

Lernziel

• legen Sie in Ihrem Repository die Datei Programmierparadigmen.md an.
• Analysieren Sie die Programmiersprachen Java,C,Python,go,JavaScript und TypeScript hinsichtlich der in der Vorlesung genannten Kriterien und Schreiben sie ihre Analyse in Stichpunkten in die neu erstellte datei.
• Suchen Sie im Internet nach weiteren Programmierprinzipien und dokumentieren sie diese (Acronym, Langbezeichnung, Beschreibung) in der Obigen Datei.

Erkenntnis

Ein neu Datei als Programmierparadigmen.md an Gitea hochgeladet.

Kritik

Programmierprinzipien

• SOLID
• STUPID
• KISS (Keep It Simple & Stupid)
• FCoH (Favor Composition over Inheritance)
• YAGNI (You Ain't Gonna Need It)
• IOC (Inversion Of Control)
• DI (Dependency Injection)
• DRY (Don't Repeat Yourself)
• DYC (Document Your Code)
• Clean Code at All Cost

Mitteilung

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Übung 3 (16.11.2022)

clone link https://gogs.informatik.hs-fulda.de/Programmiermethoden_und_werkzeuge-public/UebungDebugging.git

Lernziel

• Führen Sie die Übung entsprechend den Anweisungen in der README.md-Datei aus.
• Debugging

Erkenntnis

Task 1 Uebung 1

• Nachdem Aktivieren Sie die Zeilen 36 bis 38 durch entfernen der beiden slashes. Ausgaben sind: enter an integer number: 5
• input: 5, Schleifenvariable: 2, Ergebnis 1
• input: 5, Schleifenvariable: 3, Ergebnis 2
• input: 5, Schleifenvariable: 4, Ergebnis 1
• number 5 passed check: true%

enter an integer number: 34

• input: 34, Schleifenvariable: 2, Ergebnis 0
• number 34 passed check: false%

enter an integer number: 89

• nachdem schleifen es gibt
• number 89 passed check: true%

Nachdem einen Breakpoint an ziele 35 und zahl 45 eingeben es gibt

• die Inhalte der Variablen sind nextInt: 45, i:2, ergebnis:1

Nochmal lauft das Programm im Debug-modes und eingeben zahl ist 47

• die Inhalte der Variablen sind nextInt: 47, i:2, ergebnis:1 dann nextInt: 47, i:3, ergebnis:2
• am ende nextInt: 47, i:46 Ergebnis:1 check: true

Task 2 Uebung 2

Öffnen Sie das programm Uebung2.java im Editor

• Starten Sie das Programm mehrfach ("run as Java Application") und geben Sie verschiedenen natürliche Zahlen ein.

  • natürliche zahlen sind 45, 14, 89 ergebnis sind False ingesamt

• setzen Sie einen BreakPoint in Zeile 40

• Starten Sie das Programm wie bisher

• Starten Sie das Programm im Debug-Modus und geben Sie die Zahl 45 ein

• Notieren Sie die Inhalte der Variablen (this) nextInt: 23

  • this: Uebung2@8
  • count: 3

• Notieren Sie die Anzahl der Einträge in der Debug View (this): this, count, in, out in total 4 mit Zwischenüberschritt

• in welcher Zeile steht der Debugger? 34->36

• Notieren Sie die Anzahl der Einträge in der Debug View (this)

  • nextInt: 45, count: 2

• in welcher Zeile steht der Debugger? 40

• Notieren Sie die Anzahl der Einträge in der Debug View (this) false

  • nextInt: 16, count: 4 ergebnis: false

Beenden Sie den Debugger ("Terminate")

Kritik

Mitteilung

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Uebung 4 (23.11.2022)

Lernziel

Lokale Respository

• Stage und Historic
• Merge
• rebase

Erkenntnis

kritik

Mitteilung

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SU 07 (07.12.2022)

Lernziel

• Relvante Literatur
• Motivation
• Grundlagen
• Testmethodologie
• TestProzess
• Psychologische Aspekte

Erkenntnis

Testmethodoligie - Bestandteile eine Tests

• Stichprobe
  • Testfälle
  • Testdaten
• Testobekt
• Testumgebung
• Testziel
• Soll-/Ist- Wertvergliech

Testziele

• Fehler aufzeigen
• Qualität erfassen
• Vertrauen erhöhen
• Grenzen ermitteln

Testebenen

• Anwendung/System
• Teilsystem/Modul
• Codeebene/Unit

Testpyramide

• GUI Tests (end to end tests) business logik überprufen, functions und kommiunikation mit anderen components überprufen.

• Integration tests

• Component / Contract Tests

• Unit Tests

Testnamen

Test werden benannt nach:

• Ziel (Integration Test, Lasttest)
• Methode (Regressionstest)
• Testgegenstand (UI-test, Module-test, Unit-test)
• Level (Systemtest)
• Personen (Entwicklertest, Anwendertest)
• Testabdeckung (Komplettest, partieller Test)

Qualitätskosten

• High Cost -> Poor Quality -> Failure Costs
• High Cost -> Exceptional Quality -> Sweet Spot (prevention & Appraisal Cost)
• Low Cost -> Exceptional Quality -> prevention & Appraisal Cost

Testprozess

Testprozess - Ablauf

Testprozess - Plannung

Testprozess - Analyse & design

• basiert auf Anforderungsdokumentation
• Testspezifikation
  • Testfaelle
    • Kritikalitaet
    • Testdaten
    • Testumgebung
  • Ausfuehrungsreihenfolge
  • Infrastruktur
  • Testkriterium

Testprozess - Testausfuerung

Testlog

• aufgetretenes Fehlverhalten
• Fehlerkategorie (high/medium/low)

Testprozess - Testnachbereitung

• Testreport
• Zusammenfassung Testausfuehrungen
• Vergleich mit frueheren Testlaeufen
• Entscheidung ueber Lieferfaehigkeit

kritik

Mitteilung

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SU (14.12.2022)

Lernziel

• Automatisiertes Testen von Software
  • Motivation
  • Grundlegen
  • UnitTests
  • Anforderungen an zu testenden Code

Erkenntnis

Motivation - warum automatiestert Testen? Probleme manuellen Testens

• Testfähigkeit der Software
• Wiederholbarkeit
  • nachlassende Aufmerksamkeit
  • unterschiedlicher Kontetn verschiedener Tester:Innen
  • Überlappungen / Lücken bei der Testausführung
• Fehlerzustände Testen
• Wissen der Tester:Innen
  • unvollständige Testdokumentation, setzt implizites Wissen voraus
  • Bedienung der Anwendung
  • Bedienung der Testwerkzeuge
• Aufwand
  • langsam
  • Arbeitszeit

Motivation - Qualitätskosten

Motivation - Gründe gegen Automatisiert Tests

Wie kann ich das testen?

• nur User interface
• prettier Code
• Keine Tests Persönliche, technische und Soziale Voraussetzungen
• UnitTests schreiben ist eine Fertigkeit und muss ständig geübt werden.
• Technische Voraussetzungen müssen sichergestellt sein.
• Team und Vorgesetzte müssen automatisiertes Testen unterstützen.

Für jedes Verhalten, das wir bei einer Person beobachten ist deren Umfeld perfekt daraus ausgereichtet, dieses Verhalten zu fördern.

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Grundlagen - Wleche Tests automatisierien?

• häufige Wiederholung
• hohe Anzahl
• hohe Kritikatiltät
• hohe Stabilität
• Unittests
• Modultests
  • Integrationstest
  • Regressionstest
• ApplicationTests
  • Integrationstest
  • Regressionstest
  • Lasttests
  • Acceptance-Tests

Unterschied Application / Module-Tests zu UnitTests Appplication und Module

• werden spät im entwicklungsprozess ausgeführt
• Testwerkzeuge sind Komplex
• sind aufwendig zu warten
• zeigen, das ein Fehler existiert

UnitTest

• laufen früh im Entwikclungsprozess (idealer Weise nach jedem Spiechern)
• Werkzeuge haben einfache API
• sind stabil gegen Änderungen(anderer Units)
• zeigen welche Anforderung nicht erfüllt wird, wo der Fahler existiert und unter welchen Bedigungen er auftritt.

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UnitTests

Was macht ein Unittest?

• Unittests sind ausführbare Dokumentation.
• Unittest testen keinen Code.
• Unittest verifizieren von außen beobachtbares gewünschtes Verhalten von Code. Sie prüfne Rüchgabewerte und kommuikation mit anderen Units des zu testenden Codes als Reacktion auf die übergebenen Parameter und/oder den Reaktionen der anderen Units.
• Ein einzelner Test prüft genau eine Erwartung an die Unit.
• Unittests verhindern ungewollte Änderungen.

Wie schreibt man einen guten Unittest?

Fast - schnell Kann nach jedem speichern ausgeführt werden ohne den Arbeitsablauf zu verzögern.

• primitive Vorbereitung (setup)
• Abhängigkeiten durch Test-Doubles ersetzen

Independent - unabhängig Jeder Test kann einzeln ausgeführt werden.

• kein Test schafft Voraussetzungen für nachfolgende
• Test können in beliebiger Reihenfolge laufen

Repeatable - wiederholbar Jede Ausführung (ohne Änderung des getesteten Codes) führt zum selben Ergebnis.

• nicht von zufälligen Größen abhängig
• kein Einfluß durch Änderungen an anderen Units
• kein Einfluß durch Testumgebung (Netzwerk, Festplatte, Position in der Verzeichnisstruktur)

Selfevaluating - selbstauswertend Das Testergebnis ist eindeutig und binär.

• Erfolg oder Mißerfolg sind eindeutig erkennbar
• Ergebnis muss nicht in Logdateien o.ä. gesucht werden
• Ergebnis kann automatisiert weiter verarbeitet werden

Timely - zeitnah Unittests entstehen zeitnah zum getesteten Code.

• Code first Tests werden nach dem zu testenden Code geschrieben.
• Test first Tests werden vor dem zu testenden Code geschrieben.
• Test Driven Developement Test und verifizierter Code entstehen gleichzeitig

Readable - was bedeutet lesbar?

• was wird getestet Name des Test drückt Vorbedingungen und erwartetes Ergebnis aus.
• Kurz wiederkehrende Vorbereitungen im Methoden auslagern
• Welche Eigenschaften der Parameter sind wichtig? Explizit Variablen für Parameterwerte anlegen Variablennamen sorgsam wählen
• Welche Eigenschaften der Ergebnisse sind wichtig? Explizit Variablen für Ergebnisse anlegen Variablennamen sorgsam wählen verifizierungsmethoden mit sprechenden Namen.

Trustworthy - Was bedeutet vertrauenswürdig?

• Geschäftsanforderungen erfüllt Wurde tatsächlich implementiert, was der Kunde wollte?
• technisch Wird der Produktivcode tatsächlich ausgefühtrt?
  • "test first" Schlägt der Test aus dem richtigen Grund fehl?
  • Ersetzten von Abhängigkeiten(Mocking)
  • (weitestgehend) keine Logik in Tests

Fast (schone erklärt)

Maintainable - Was bedeutet wartbar?

• Stabilität gegenüber Anderungen in anderen Units Abhängigkeiten ersetzen
• stabil gegen Änderungen in der Unit selbst eine einzelne Anforderung (nicht Codestelle) testen.

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Anforderungen an zu testenden Code

• Was verbessert die Testbarkeit?
• Isolieren einer Unit
• Isolation Ermöglichen

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Testbarkeit von production Code

Qualität des producktivem code (im Sinne von "Clean Code" und dem "S.O.L.I.D" prinzip) beeinflußt die Qualität der Tests (im Sinne der RTFM - Anforderungen)

die wichtigsten "Clean Code" Regeln sind:

• Separation of Concerns / single responsibility Erzeugung von Objekten der Abhängigkeiten ist keine aufgabe der Geschäftslogik!
• Dependency Inversion
• Tell! Don´t ask.
• Law of Demeter (Don´t talk to strangers) vermeide "message chaining" (nicht mit "fluent API" verwechseln)

Arten von Test-Doubles

• Stub
  • leere Implementierung einen Schnittstelle, üblicher Weise generiert
• Fake
  • alternative Implementierung einer Schnittstelle oder Erweiterung einer existerenden Implementierung.
  • exterm vereinfachtes Verhalten(keine Logik)
• Mock
  • "aufgemotztes" Fake
  • konfigurierbares Verhalten
  • Verifizierung vom Methodenaufrufen und der übergebenen Parameter

Was Ermöglicht die Ersetzung von Abhängigkeiten?

• trenne Instanyiierung der Abhängigkeiten von der Geschäftslogik
• vermeide den Aufruf des new Operators
• Bereitstellen von "seams" (Nahtstellen)
  • dependencz injection
  • Getter mit geringer Sichtbarkeit
• keine static (public) Methoden
• keine final (public) Methoden
• vermeide Singelton Pattern (nicht Singelton als Konzept)

Schreibe "Clean Code"

• programmiere gegen Schnittstellen
• SoC/ SRP (Feature envy)
• Law of Demeter
• DRY
• same level of abstraction

kritik

Mitteilung

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SU (21.12.2022)

Lernziel

Test Driven Development

• Relevante Litratur - Growing Object-Oriented Software, Guided by Tests von Steve Freeman, art of unit Testing von Michael Feathers
• Motivation
• Grundlagen

Erkenntnis

Motivation - Qualitaetskosten

Motivation - Welche Tests automatisieren?

• Haeufige Wiederholdung
• hohe Anzahl
• hohe Kritikatiltaet
• hohe Stabilitaet Unittests sind die vorherrschende Testart

Wie schreibt man einen guten UnitTest?

• Fast
• Independent
• Repeatable
• Selfevaluating
• Timely
• Readable
• Trustworthy
• Fast
• Maintainable

Timely - zeitnah

Unittests entstehen zeitnah zum getesteten Code.

• Code First Test werden nach dem zu testenden Code geschreiben.
• Test first Test werden vor dem zu testenden Code geschreiben.
• Test Driven Development Test und verifizierter Code entstehen gleichzeitig.

Motivation - Fazit

Unittests sind die am häfigsten zu erstellenden automatisierten Tests und Test Driven Development ist die geeignetste Vorgehensweise zu deren Erstellung.

Grundlagen - Testabdeckung

• oft als KPI (key performance indicator) missbraucht
• wichtig für ddie Beurteilung der Vertrauenswürdigkeit des Testhareness
• TDD führt zu hoher testabdeckung, aber nicht zu 100% ( realistisch 70% bis 90%)
• TDD führt zu 100% Anforderungsabdeckung

Grundlagen - Vorgehen

• Formalisierung des Entwicklungsprozesses
• inkrementelle Entwickliung des Code in "Baby-steps"
• verhindert Flow

Grundlagen - TDD micro cycle

• Schreiben einen neuen Test, gerade so viel dass er fehl schlägt ( nicht kompilieren ist Fehlschlagen).
• Schreiben gerade so viel Produktivcode, dass der Test erfüllt wird. Zukünftige Anforderungen nicht beachten! (so simpel wie möglich, alles ist erlaubt, Transformations-Prämissen beachten).
• Verbessere den Code (Produktion und Test), ohne einen Test zu brechen und ohne neue Funktionalität (Geschäftslogik) hinzuzufügen.

kritik

Schreibe Code im TDD cycle.

Mitteilung

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SU (19.01.2023)

Lernziel

Continous Integration

• Relavante Literatur
• Bedeutung von CI im Softwareentwicklungsprozess
• Aufbau eines CI/CD-Systems
• Ablauf des CI-Prozesses
• Rolle von automatisierten Tests

Erkenntnise

Bedeutung von CI im Softwareentwicklungsprozess

Größe von Software-Projekten

• steigende Komplexität
• mehrere Entwickler
• Zusammenführen der Einzelleistungen

Zusammenführen der Einzelleistungen

• Widerspruch Kreativität vs. Konformität
• technische Konflikte
• persönliche Konflikte
• Aufwand

Vorteile von CI Systemen

• formale Prozesse verringern
• automatisierte Prozesse verringern Aufwand
• Vorstufe zu Continous Delivery

Aufbau eines CI/CD-Systems

• Entwicklungsumgebung des Programmierers
• Source Code Management System (SCM)
• Abhängigkeitenverwaltung
• build – Werkzeug
• Continous Integration Server
• Erweiterungen für Continous Delivery

Entwicklungsumgebung des Programmierers

Integrated Developement Environment (IDE)

• Syntax highlighting
• Syntax-Vervollständigung
• automatisierte Refactorings
• Navigation
• Compile–Parameter
• Code automatische Formatierung
• Fehler-Lokalisierung

Source Code Management System (SCM)

• Sicherung der Arbeit einzelner Entwickler
• zentrale Verfügbarmachung
• Zusammenführung parallel geänderter Dateien
• parallele Entwicklung verschiedener Features ermöglichen
• Zugriff auf dedizierte Stände (releases)
• wechsel zwischen Entwicklungsständen

Abhängigkeitenverwaltung

• nicht selbst im Build-Lauf erzeugt
• zentrale Bereitstellung (innerhalb der Organisation)
• Zugriff auf einzelne Versionen

build – Werkzeug

• Übersetzen
• Liefer-Artefakte erzeugen
• Abhängigkeiten organisieren
• automatisierte Tests ausführen
• Deploymen

Continous Integration Server

• SCM überwachen
• build-Prozess starten
• Ergebnisse berichteten

Erweiterungen für Continous Delivery

• Staging System
• Produktions System

Ablauf des CI-Prozesses

• Checkin Change
• Fetch Change
• Build
• Test
• Ergebnisauswertung
• Benachrichtigung

Checkin Change

• veröffentlichen der Änderung
• eigener branch
• alle aktuell veröffentlichten Änderungen integriert.
• vollständige Änderung
  • compiliert lokal
  • automatisierte (Unit–)Tests sind ”grün”
  • Lieferobjekt kann lokal gebaut werden

Fetch Change

• Änderungen feststellen
• zeitgesteuert
• ereignisgesteuert

Build

• Änderung mit aktuellem Stand integrieren (merge)
• compile (Produktivcode und Testcode)

Test

• nur nach erfolgreichem compile
• Testframework starten
• Ergebnisse sammeln

Ergebnisauswertung

• Ermittelt Status von merge, compile und Test
• Erfolgsfall: Änderung als neuen aktuellen Stand übernehmen undveröffentlichen
• Ergebnisdarstellung als Webseite

Benachrichtigung

• zeitnah
• Fehlerfall: Committer
• Erfolgsfall: alle
• mögliche Wege:
  • Mail
  • RSS-Feed
  • SMS
  • Twitter
  • WhatsApp

Rolle von automatisierten Tests

• Problem des Continous Integration
• Vorteile automatisierter Tests
• Grenzen automatisierter Tests

Problem des Continous Integration

• compilierbar ! = ausführbar
• CI soll immer lieferbaren Stand bereit halten
• Programm muss im CI Prozess ausgeführt werden

Vorteile automatisierter Tests

• automatisierte Tests führen Programm aus
• dokumentieren gewünschtes Verhalten
• sind wiederholbar
• erkennen Laufzeitfehler (außer UnitTests)
• Ausführungszeit von Arbeitszeit entkoppelt

Grenzen automatisierter Tests

• finden nur Abweichungen von gewünschten/bekanntem Verhalten
• finden keine neuen fachlichen Fehler

Kritik

Mitteilung

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SU (26.01.2023)

Lernziel

Inhalte

• Motivation
• Klassen
• Vererbung
• OOP Algorithmen

Erkenntnise

Motivation

• Wiederverwendung von Code im Fokus
• OOP oft auf Vererbung reduziert
• Anwendung prozeduraler Algorithmen
• Vererbung als Selbstzweck → Unnötige Vererbung

OOP ist ein eigenständiger Ansatz der Problem-lösung der eine andere Denkweise erfordert.

**Klassen **-

• Eigenschaften / Zustand
• private Methoden
  • Strukturierung der Implementierung
  • erleichtern Verständnis
• öffentliche Methoden
  • Manipulation des Zustandes (Änderung von Eigenschaften)
  • spezifisches Verhalten, mit dem sie sich von anderen Klassen unterscheidet unabhängig vom Zustand

Vererbung -

• abgeleitete Klasse erweitert Basisklasse
• modelliert eine ”ist ein” Beziehung
• geändertes Verhalten

OOP Algorithmen -

• Primitive Type Obsession (PTO)
• falsche Verantwortlichkeiten
• Arrays vs. Collections

Vorteile des OO Ansatzes:

• leichter erweiterbar
• Range-Checks nur während Initialisierung → Zeiteinsparung zur Laufzeit.
• nur wenige Zellen werden betrachtet → Geschwindigkeit hängt nur von Anzahl lebender Zellen ab. Nachteile des OO Ansatzes:
• 5 Klassen statt einer, 3 mal mehr Code
• nutzt zahlreiche fortgeschrittene Sprachfeatures

Kritik

Mitteilung