Software-Architekturen - Von Ingenieuren lernen

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1 FZI FORSCHUNGSZENTRUM INFORMATIK Software-Architekturen - Von Ingenieuren lernen Karlsruher Entwicklertag 2013 Benjamin Klatt

2 Entscheidungen bewusst und begründet treffen FZI Forschungszentrum Informatik 2

3 Delays because of poor design in the software FZI Forschungszentrum Informatik 3

4 Simulation statt teurer Tests Automobilindustrie Crashtest Simulation Software Prototyp Simulation FZI Forschungszentrum Informatik 4

5 Handwerk Erfahrungs- und talentgetrieben Kunde & Entwickler oft eine Person Industrialisierung Aufgabenteilung Spezialisten Wiederverwendung Ingenieurswesen Verständnis von Entscheidungen und Änderungen Modell und Analyse Zielgetriebene Optimierung [Shaw&Garlan95] FZI Forschungszentrum Informatik 5

6 Auswirkungen von Entscheidungen kennen Entwurfsalternativen Verfügbarkeit Skalierbarkeit optimierte Ressourcennutzung Konfigurationsoptimierung Erweiterung von Bestandssoftware FZI Forschungszentrum Informatik 6

7 Aufwand zur Fehlervermeidung / -behebung kumulierte Aufwände ingenieurmäßig ad hoc Entwurf Implementierung Test Betrieb Zeit Initiale Aufwände vs. Anpassungen Ad hoc Korrektur: Kill it with iron / Kill it with cloud Kostet und setzt Qualitätsbasis voraus (z.b. Skalierbarkeit) FZI Forschungszentrum Informatik 7

8 Beispiel: Komponentenverbindung Remote-fähiges Interface sinnvoll? Content Management Search Engine Pro: - Getrenntes Deployment - Load Balancing - Skalierbarkeit Kontra: - Implementierungsaufwand - Monitoring / Profiling - Management Nicht allgemein entscheidbar FZI Forschungszentrum Informatik 8

9 Einflussfaktoren Implementierung Benutzung Externe Dienste Ressourcen FZI Forschungszentrum Informatik 9

10 Fragestellungen sind phasenabhängig Sizing: Wie viele Server? Betrieb Entwurf Entwurfsentscheidung: Remote Interface? Content Management Search Engine Test Implementierung Dimensionierung: Last für Komponententest? Technologieauswahl: Middleware A oder B? FZI Forschungszentrum Informatik 10

11 Benötigte Präzision abhängig von der Fragestellung Ressourcenbedarf 3 Server 2 Server 1 Server Entwurf Implementierung Test Betrieb Remote Interface? Ja oder nein Middleware A oder B? Komponente X: Wieviel Testlast? Wieviele Server? 1, 2 oder 3 Best-Case Worst-Case FZI Forschungszentrum Informatik 11

12 Ingenieurmäßig = Modell + Analyse Ergebnisse Software- Modell Analyse/ Simulation Werkzeug d Analysemodell Transformation I 1.0 A 1 1 fp i (A 1 ) 1 fp i (A n ) A n S fp 1 (A 1) fp 2 (A fp m ( 1) A 1 ) fp 1 (A n) d fp 2 (A n) fp m ( A n ) F 1 F 2 F m FZI Forschungszentrum Informatik 12

13 Not having all the information you need is never a satisfactory excuse for not starting the analysis. David Akin (NASA) FZI Forschungszentrum Informatik 13

14 Informationsquellen Abschätzungen Datenquellen Businessplan Erfahrung / Interviews Prozessanalysen Logfiles Vermessung Monitoring SLAs Anwendungsfallabhängig Beispiel E-Commerce System: Bisheriges Nutzungsprofil plus Geschäftsprognose FZI Forschungszentrum Informatik 14

15 Informationsquellen je Einflussfaktor Businessplan Prozessanalyse Erfahrung / Interviews Access Logs Logfiles Vermessung Anzahl der Mitarbeiter und Ihrer Aufrufe Aufrufe eines Webservices Zugesicherte Leistung des Rechenzentrums Monitoring SLA Software-Entwurf FZI Forschungszentrum Informatik 15

16 Informationsquellen in den Phasen Nutzungsprofil bereits früh aus Geschäftsprozessen Entwurf Implementierung Test Betrieb Businessplan Prozessanalyse Logfiles Erfahrung / Interviews aussagekräftiger je Phase Access Logs Logfiles Access Logs erst im Betrieb Vermessung durch Profiling Vermessung Monitoring SLAs Monitoring der Betriebsplattform Software-Entwurf Aussagekraft: mittel hoch sehr hoch FZI Forschungszentrum Informatik 16

17 Analysewerkzeuge (Beispiele) Klassische Helfer Papier und Bleistift Excel Allgemeine Analysen QPME Layered Queueing Network Solver und Simulatoren Spezialisiert auf Software SPE ED Palladio FZI Forschungszentrum Informatik 17

18 Excel FZI Forschungszentrum Informatik 18

19 Palladio FZI Forschungszentrum Informatik 19

20 Teure Nachbesserungen Fehlervermeidung durch Modell und Analyse FZI Forschungszentrum Informatik 20

21 Entscheidungen bewusst und begründet treffen FZI Forschungszentrum Informatik 21

22 Danke für Ihre Aufmerksamkeit! Benjamin Klatt FZI Forschungszentrum Informatik Software Engineering Haid-und-Neu-Str Karlsruhe FZI Forschungszentrum Informatik 22

23 Bildquellen Crashtest smjb Simon Yeo Auto Simulation Wikipedia.org FZI Forschungszentrum Informatik 23