Stand der Technik der zu integrierender Kerntechnologien

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1 Prjektergebnis Stand der Technik der zu integrierender Kerntechnlgien Prjektidentifikatin: Ergebnis ID: Arbeitspaket(e): Autr(en): Krdinatr: WAVES Wissensaustausch bei der verteilten Entwicklung vn Sftware E9 AP2, AP4-AP8 Hans-Jörg-Happel, Vlker Kuttruff, Tim Rmberg, Peter Szulman, Max Völkel FZI Frschungszentrum Infrmatik 2007 WAVES-Verbund Seite 1

2 1 Überblick Wissensprzesse im Sftware Engineering Sftware-Engineering in verteilten Umgebungen Metadaten-Speicher Versinierte Metadaten-Speicher Knwledge Desktps und Semantische Wikis Knwledge Desktp Semantische Wikis Technische Randbedingungen Brwser als Plattfrm Brwser-Plugins im Scial Sftware / Semantic Web Bereich Sharing Engine Werkzeugintegratin Untersuchung bestehender Entwicklungsdatenbanken Bugtracking-Systeme Versinsverwaltungssysteme Build-Systeme Anfrderungsverwaltungssysteme Ressurcenplanungssysteme/Enterprise-Resurce-Planning-Systeme Teststeuerung Plarin [pl] Extraktin vn Metadaten aus Quellcde SiSSy (Structural Investigatin f Sftware Systems) [sissy] Eclipse-basierte Werkzeugintegratin Ontlgien zum Sftware-Lifecycle-Management Einführung Ontlgien Ontlgien für den Sftware-Lebenszyklus Bewertungsrahmen Ontlgien für Sftwarestrukturen Welty COHSE IEEE SiSSy-Metamdell FAMOOS Infrmatin Exchange Mdel (FAMIX) Ontlgien für Sftware Lebenszyklen Cre Ontlgy f Sftware Dhruv Falb Plarin Zusammenfassung Literatur WAVES-Verbund Seite 2

3 1 Überblick Das vrliegende Dkument fasst den im Rahmen vn WAVES ermittelten Stand der Technik zusammen. Das Dkument ist hierbei lediglich ein Snapsht des im WAVES- Wiki zu findenden Inhalts. Da im Laufe des Prjekts der Stand der Technik permanent aktualisiert wird, stellt das Wiki die zu bevrzugende Infrmatinsquelle dar. Der Aufbau des Dkuments rientiert sich (im Gegensatz zu den querverlinkten Wiki- Seiten) an den einzelnen Arbeitspaketen, zu denen jeweils der Stand der Technik zusammengetragen wurde. Dies sind im Einzelnen: Wissensprzesse im Sftware Engineering (AP2) Metadaten-Speicher (AP4) Knwledge Desktps und Semantische Wikis (AP5) Sharing Engine (AP 7) Werkzeugintegratin (AP 8) Ontlgien zum Sftware-Lifecycle-Management (AP2, übergreifend) 2 Wissensprzesse im Sftware Engineering Bei agilen Ansätzen nach Cckburn sind Kmmunikatinsbarrieren swie Zeit- und Energieksten für Ideentransfer ein grßes Mank der verteilten Arbeit. Mit dem Aufbau vn Vertrauen durch überzeugende Kmpetenz (Paul & McDaniel, 2004) könne diese Hürde überwunden werden. Sftware-Cmmunites, wie in der Open-Surce- Gemeinde ansatzweise etabliert (z.b: GNU enterprise (Ellit & Scacchi, 2003)), bieten Entwicklern die Möglichkeit, ihr Wissen zielrientiert aufzustcken und ihr Können unter Beweis zu stellen. Bereits (Gibbs et al., 1990) stellen fest, dass sg. "Sftware Infrmatin Systems" Vrreiter der Sftware Cmmunities - für "large scale class reuse" erst nützlich werden, wenn man sie öffentlich, als unternehmensübergreifend, nutzt. Insgesamt können als Cmmunities f Practice (CP, Wenger et al., 2002) und Cmmunities f Interest (CI) eine enrme Rlle in der Erzeugung, Verbreitung und Aktualisierung vn Spitzenqualifikatinen im Sftware Engineering spielen. Dieses Ptenzial wird mntan aber nur in ersten Experimenten und Überlegungen untersucht (vgl. (Fægri et al., 2005; Dingsøyr et al., 2004)). Tatsächlich tragen agile Methden der Sftwareentwicklung dieser Tatsache insfern Rechnung, als sie in ihren Vrgehensmdellen intensiv die Kmmunikatin und das systematische Kmbinieren der Erfahrungen verschiedener Knw-Hw-Träger umsetzen, s dass bige Lernmethden indirekt zum Tragen kmmen. Sie bewirken als lkal, prjektbezgen, ähnliche Effekte, wie wir sie hier insgesamt als Ziel verflgen. Allerdings sind slche Ansätze nicht auf räumlich, zeitlich der rganisatrisch entkppelte Kperatinen abgestellt, sie nutzen Kperatin nur punktuell, statt die cmmu WAVES-Verbund Seite 3

4 nity-weite Wissensbasis weiterzuentwickeln, und sie binden nicht systematisch externe Wissensquellen ein (vgl. auch (Kähkönen, 2005)). Web-basierte Cmmunity Prtale. Auf der anderen Seite sind CPs / CIs im Wissensmanagement (Davenprt, 1998; Prbst et al., 1999; Mentzas et al., 2002) etablierte Ansätze, die aber wenig kntext- und prjektspezifisch rientiert sind. Semantische Cmmunity Web Prtale (Hartmann & Sure, 2004; Davies et al., 2004) realisieren ähnliche Funktinalitäten, jedch mit verfeinerten Infrmatinsintegratinsmechanismen aufgrund ntlgiebasierter Metadaten, und mit frtgeschrittenen, ntlgiebasierten Infrmatinssuch-, -auswertungs- und -visualisierungsmöglichkeiten. Aufbauend auf dem Experience Factry Knzept vn Basili und Rmbach (Basili et al., 1994; Althff et al, 2001) sind die wichtigsten Arbeiten in diesem Kntext sicher im Umfeld des Fraunhfer IESE und der drt initiierten Wrkshp-Reihe Learning Sftware Organizatins entstanden. Drt werden Lessns Learned und Przessverbesserungen entlang frmaler Przessmdelle gesammelt. Verfeinerte ntlgiebasierte Beschreibungen vn Artefakten und Kntexten sind die Basis fallbasierter Retrieval-Verfahren (vgl. z.b. (Decker et al., 2002)). Der Ansatz ist primär unternehmensintern gedacht, während einer unserer Frschungsschwerpunkte gerade das Zusammenspiel vn internen und externen Wissensquellen und Austauschmechanismen sein wird. Im indig Prjekt (Decker et al., 2004) werden mderne Grupware-Instrumente zur kllabrativen Wissenserzeugung eingesetzt. Auch hier geht es allerdings nur um Lernen über Sftware-Entwicklungsprzesse, nicht um allgemeine Themen und nicht um externe Quellen, s dass auch Kntextbegriffe hier a priri schn enger eingegrenzt sind. Im Gegensatz zu indig sind wir auch mit Wikis und Blgs, aktiven Wissensinhalten, Werkzeuganbindung, Cde-Analyse zur Kntextbestimmung und Scial Netwrking Sftware zur Kperatinsunterstützung, vielseitiger und aktueller hinsichtlich der Lern- Instrumentierung. Weiterführende Infrmatinen hierzu sind zum Beispiel auf Wikipedia zu finden: Persnal Knwledge Management (PKM) Organizatinal Learning Cmmunity f Practice 2.1 Sftware-Engineering in verteilten Umgebungen Autren zur diesem Thema sind (lt. Jan Rmberg): Stacy Hibin Becky Grinter James Herbsleb Audris Mckus Dave Weiss Stichwrte: "Gegraphy f crdinatin", "Dealing with Distance" 2007 WAVES-Verbund Seite 4

5 3 Metadaten-Speicher Metadaten-Speicher sind spezialisierte Datenbanken. Klassische Datenbanken weisen ein fixes Schema (Tabellen, Datentypen vn Spalten) auf, nach dem die Daten rganisiert sind. Metadaten sind ft durch eine unregelmässigere Struktur gekennzeichnit, die sich vr allem zur Laufzeit ändern kann. Daher müssen Metadaten-Speicher mit sich verändernden Datenschemas zurechtkmmen. Das Schema der Daten wird dabei gemeinsam mit den Daten gespeichert. Ein weiterer unterschied vn Metadaten-Speichern zu klassichen, relatinalen Datenbanken sind die Abfragemöglichkeiten. Metadaten-Speicher erlauben ft mit Hilfe eines eingebauten lgischen Schliessers (aka Reasner, Inferencing) Abfragen zu beantwrten, die nicht explizit in den Daten stehen. Das typische Beispiel dazu: Daten: A ist vm Typ X, X ist eine Spezialisierung vn Y. Abfrage: Ist A vm Typ Y? Anwrt: Ja. Ein vm W3C verabschiedeter Standard für Metadaten ist RDF, das "Resurce Descrptin Framewrk". Es stellt alle Daten als Aussagen (Statements) der Frm "subject, prperty, bject" da. Diese Grundaussagen werden auch "triple" genannt. Ein "Triplestre" ist als eine auf die Speicherung und Abfrage vn RDF spezialisierte Datenbank. Manche Triplestres beschränken sich auf eine reine Datenhaltungsfunktin. Andere unterstützen Reasning. Typischerweise wird RDFS-Reasning unterstützt. RDFS (RDF Schema) ist eine einfache Ontlgiebeschreibungssprache mit den wesentlichen Knstrukten: Klasse, Unterklasse Relatin, Unterrelatin Label und Kmmentar Definitins- und Wertebereich vn Relatinen Die Semantik vn RDFS ist teilweise kntra-intuitiv, erzeugt dafür aber keine lgischen Widersprüche. Da sich für manche Anwendungen das Knzept der Triples als zu beschränkt der umständlich erwies, um beispielsweise die Herkunft der Daten (prvenance) mitzuspeichern, wurde das Mdell auf "Quads" erweitert. Dieses Knzept ist auch unter den Namen "Named Graphs" und "Cntexts" bekannt. Manche Triplestres ermöglichen eine Abfrage über die vm W3C nrmierte Sprache "SPARQL". SPARQL selbst macht bist jetzt keine Aussage, über die vm Triplestre verwendete Semantik. Die meisten Metadaten-Speicher sind in Java geschrieben, es gibt aber auch für fast jede andere Sprache Prdukte. Obwhl der Markt nch überweigend vn pen-surce 2007 WAVES-Verbund Seite 5

6 Prdukten geprägt ist, gib es mittlerweile auch kmmerzielle Anbieter wie Oracle, Aduna (supprt für Sesame), Nkia. Unterscheiden lassen sich Triplestres weiterhin nach Datenhaltungskmpnente einteilen: In-memry, relatinal data base der native triple stre Implementierung. Die handhabbare Datenmenge variiert stark zwischen den Prdukten, die meisten Prdukte haben ein Skalirungsprblem, vr allem wenn Reasning genutzt wird. Im Java-Bereich besnders bekannt sind die beiden pen-surce Prjekte Jena (http://jena.sf.net) und Sesame (http://penrdf.rg). In C ist Redland die führende pensurce Implementierung. Bei Triplestres hat man drei Ebenen vn APIs, vn denen eine jeweils auf der anderen aufsetzt. Auf der untersten Ebene ist die triple-rientierte Schicht mit Befehlen wir "füge triple hinzu", "lösche triple" und "suche triple". Darauf aufbauend sind Resurcerientierte APIs mit Befehlen wie: "füge Klasse hinzu", "lies Kmmentar der Resurce", "setze Wertebereich der Relatn x auf y". Auf der bersten Ebene werden manchmal bjektrientierte APIs verwendet mit Befehlen wie "erzeuge Persn", "setze Vrname" und weiteren Bereichs-spezifischen Befehlen. Im Kntext des WAVES-Prjekts werden sllten bei der Auswahl eines geeigneten Metadatenspeichers flgende Anfrderungen berücksichtigt werden: Wichtig ist vr allem die Art der benötigten Inferenzmöglichkeiten, das zu erwartende Datenvlumen und benötigte Schnittstellen. Sllen Daten z. B. über HTTP abgefragt werden, s ist SPARQL-Unterstüzung wichtig. Triplestres verhalten sich zudem unterschiedlich, wenn Daten häufig der selten (nie?) gelöscht werden. Wir sind die Einsatzzwecke zu klären. Im Java-Bereich kann zur Entkpplung vn einer spezifischen API das pensurce Prjekt RDF2G (http://rdf2g.ntware.rg) verwendet werden. Es unterstützt Triple- und Quadmdelle und hat Adapter für Jena, Sesame und YARS. Darauf aufbauend kann RDFReactr (http://rdfreactr.ntware.rg) genutzt werden, um Java-Entwicklern einen möglichst einfachen Zugang zur RDF- Welt zu geben, hne das Einzelheiten des Triple-Mdells bekannt sein müssen. 3.1 Versinierte Metadaten-Speicher Aus Sicht vn Plarin sllte die gesamte Persistenz in Subversin erflgen. Die bisher am FZI (und auch bei Emplis) realisierten Technlgien zur Erfassung vn semantischen Relatinen, zur Speicherung und Suche nach Metadaten (und Vlltexten?) basieren dagegen auf Datenbanktechnlgien. Auf beiden Seiten sind spiegelbildliche Lücken zu erkennen: Plarin muss im Subversin Daten redundant halten, z.b. vn Hand eigene Indizes auf die Metadaten verwalten Die metadatenbasierten Anwendungen des FZI (und Emplis) würden eigentlich eine rbuste Versinierung benötigen, wie Subversin sie liefert. (In Mediawiki wird Versinierung vn Hand auf der Datenbank realisiert). Im Hinblick auf Offline-Zugriff und zwischen mehreren Organisatinen gesharete Wissens-Speicher werden zumindest mächtige Transaktins-Funktinen verlangt, Subver WAVES-Verbund Seite 6

7 sin würde schn ein gutes Mdell für die nötige Interaktin liefern (Einchecken vn Änderungen, Knfliktlösung). 4 Knwledge Desktps und Semantische Wikis Im Mment werden abwechselnd Wikis und der Desktp als "führendes" UI-Paradigma vn Waves angeführt. Dies erscheint zunächst als Widerspruch. Allerdings besteht hier gerade eines der Ziele des Prjekts - nämlich einen Plattfrm zu schaffen, die die individuelle Prduktivität des Desktps mit der flexiblen Kllabratin vn Wikis und anderer brwserbasierter Scial Sftware vereinigt. Heutige Wikis sind nur ein Ntnagel, um mit die Beschränkungen vn HTTP und HTML zu umgehen. Ziel der zukünftigen Plattfrm ist es, dass keine Medienbrüche der snstigen Barrieren mehr bestehen zwischen der persönlichen Wissenssphäre (heutiger Desktp) und denen des Teams und der Öffentlichkeit Knwledge Desktp "Knwledge Desktp" bezeichnet weniger ein knkretes Prdukt, als vielmehr die Absicht, Wissensarbeit am Cmputer zu verbessern. Dabei sind vr allem zwei Schnittstellen im Blickfeld: Die Schnittstelle vm Mensch zu Wissenseingabe- und Strukturierung am Cmputer. Dabei stehen Bemühungen, Inhalte auch zu frmalisieren im Mittelpunkt. Die Schnittstellen zwischen verschiedenen Applikatinen auf dem Desktp. Beim Knvertieren gehen ft unnötigerweise Strukturinfrmatinen verlren. Im Bereich Knwledge Desktps (auch als "semantische Desktps" bekannt, lassen sich in zwei Grundansätze einteilen: Die einen wllen den Desktp mit all seinen Anwendungen ersetzen, und eine integrierte Anwendung für s, Termine, Ntizen, Adressen und Bkmarks erstellen (Haystack, DeepaMehta?, OpenIRIS?, Chandler,...) Ein anderer Ansatz besteht in der Anreicherung und Vernetzung vn Anwendungen (z.b. über Plugins). Dieser Ansatz wird beispielsweise vn Gnwsis und NEPOMUK verflgt. Keines der semantischen Desktp-Prjekte hat eine Stabilität erreicht, s dass man neue Prdukte darauf aufbauen könnte. 4.2 Semantische Wikis Wikis sind entstanden als kllabrative, webbbasierte Infrmatinssysteme mit flgenden Characteristika: Es ist einfach, neue Inhalte hinzuzufügen Es ist einfach, Inhalte zu strukturieren (mit Hilfe der Wiki-Syntax) Es ist einfach, Inhalte zu vernetzen (mit Hilfe der Seitentitel). Diese Eigenschaft ist vermutlich das Merkmal mit der grössten Unterscheidungskraft im Vergleich mit anderen Editren. Semantische Wikis sind dann Wikis, bei denen man Inhalte nicht nur strukturieren, sndern auch einfach frmalisieren kann. In der 2007 WAVES-Verbund Seite 7

8 Praxis bedeutet dies Mmentan, das Seiten getypt werden können, und das die Wiki-Links (Verweise auf andere Wiki-Seiten) ebenfalls einen Typ bekmmen können. Es existieren eine Reihe vn semantischen Wikis (siehe Es gibt auch Wikis hne kllabrative Aspekte (Persönliche Wikis) und Wikis hne Wiki-Syntax (WYSIWYG-Wikis). Damit verwischt die Grenze zwischen Wikis und z.b. Wrd immer stärker. Es bleibt das Kriterium der einfachen Vernetzung übrig. Ein Wiki ist im Herzen als ein Werkzeug, um vernetztes Wissen zu erstellen, zu pflegen und zu nutzen. 4.3 Technische Randbedingungen Die meisten Implementierungen bieten Java- der HTTP-basierte APIs über die RDF- Daten ausgetauscht werden. Auch eine zentrale Busarchitektur zur Kmmunikatin ist meist vrhanden. Die zentrale Datenhalten erflgt meist in RDF, hier sllte vrhande Inrastruktur wiederverwendet werden. Dabei ist zu beachten, das RDF allein wenig aussagt. Wichtig ist auch die Struktur der RDF-Daten, welche mit Ontlgien beschrieben werden kann. 4.4 Brwser als Plattfrm Der Brwser bietet uns auf zwei Arten eine Plattfrm zur Auslieferung vn Technlgie: Über AJAX, d.h. entweder Dynamisches HTML mit Java Script der Flash mit Java Script Über Plugins, im Falle vn Firefx: XUL + Java Script (schlecht dkumentiert, schlecht zu debuggen, teilweise instabil und schwer vrhersagbares Verhalten) XPCOM-Erweiterungen, üblicherweise mit C++ (recht kmplex, schlecht dkumentiert, eventuell schwer mit Firefx-Weiterentwicklung zu synchrnisieren, dafür sehr perfrmant) In vielen anderen Bereichen des Prjekts wird Java verwendet, mit Java kennen sich alle Partner auch ffenbar am Besten aus. Java-Applikatinen und Plugins lassen sich relativ gut über Eclipse an die Entwickler-Zielgruppe ausliefern (siehe Abschnitt hierzu), andere Zielgruppen kann man über Java-GUIs weniger gut erreichen als über den Brwser Brwser-Plugins im Scial Sftware / Semantic Web Bereich Outfxed - Resultat einer Diplmarbeit an der Uni Osnabrück. Reichert Webseiten mit szialer Infrmatin an, beispielweise durch die Benutzer hch bewertete Ggle-Resultate. Piggy-Bank - Flgeprjekt vn Haystack (MIT) als Firefx-Plugin. Auf den ersten Blick eine interessante Lösung des ben angesprchenen Java/JavaScript- Prblems, da grße Teile des Cdes in Java geschrieben sind. Kann man per XPCOM als auf Java zugreifen? Der zweite Blick zeigt: Kann man nicht. Es handelt sich um eine relativ typische Client-Server-Lösung mit Server (RDF WAVES-Verbund Seite 8

9 Backend) in Java und Client in Javascript, nur dass der Server auf dem gleichen Rechner läuft. 5 Sharing Engine Die Aufgabe der Sharing-Engine kann allgemein s frmuliert werden: Gegeben ist ein räumlich verteiltes Infrmatinssystem mit vielen, grundsätzlich gleichberechtigten Teilnehmern (man könnte auch "Datenbank" sagen). Ein Teil der darin enthaltenen Infrmatinen gehört räumlich/netzmäßig eng knzentrierten Teams, manche nur einzelnen Teilnehmern, andere wiederum größeren Gruppen vn Teilnehmern, bis hin zu öffentlichen Infrmatinen. Öffentliche bzw. weit verbreitete Infrmatinen können vn einzelnen Teilnehmern - der Kleingruppen anntiert werden. Anfangs private Infrmatin kann in größere Gruppen hinein publiziert werden. Gesucht sind möglichst einfache Mechanismen, Architekturprinzipien, Prtklle, Rechteknzepte, um gute Antwrtzeiten, hhe Datensicherheit (gegen Ausfall und unerlaubten Zugriff), gerechte Lastverteilung auf Netzknten, geringe Netzlast usw. zu gewährleisten. Ein Abfallprdukt sll letztlich die Möglichkeit zum Offline-Arbeiten auf Laptps sein. Wir vermuten, dass es im Bereich verteilte Datenbanken, Peer2Peer-Systeme schn Antwrten darauf gibt. Auch bei Prdukten wie Ltus Ntes der Grve lässt sich vielleicht etwas finden. Infrmatinsquellen: Wrkshp-Serie Databases, Infrmatin Systems and Peer-t- Peer Cmputing (DBISP2P): Hmepage und Prgramm 2005, 2006, DBLP- Prceedings 2004, 2003 Eventuell könnte Subversin für unsere Implementierung eine zentrale Rlle spielen. 6 Werkzeugintegratin Ziel dieses Abschnitt ist es, einen Überblick über bestehende Entwicklungsdatenbanken wie Bugtracking-Systeme, Anfrderungsverwaltungssysteme, Versinsverwaltungssysteme, Buildsystemen, Ressurcenplanungssysteme, Teststeuerungssysteme zu geben. Manche vn diesen Werkzeugen kmmen als ptentielle Bestandteile für die in Waves entstehende Werkzeuginfrastruktur in Frage. Einen separaten Abschnitt widmen wir slchen Werkzeugen, die es ermöglich en, Metadaten aus Quelltext zu extrahieren. Zum Schluss wird Eclipse als ein mögliches Integratinsplattfrm für die Waves-Tls vrgestellt. 6.1 Untersuchung bestehender Entwicklungsdatenbanken Bugtracking-Systeme Bugtracking-Systeme dienen zur Erfassung und Dkumentatin vn Prgrammfehlern. Mit ihnen werden, ft interaktiv und im Internet, auch Status- der Feature-Berichte geschrieben. Daneben nehmen sie auch Verbesserungsvrschläge und Wünsche der Nutzer der allgemeine Vrgänge auf. Bei manchen Prjekten spricht man dann zum Beispiel vn Metabugs, w ein Bug ein Element einer Aufgabenliste darstellt. Bei ande WAVES-Verbund Seite 9

10 ren Prjekten spricht man stattdessen vn Issues (Angelegenheiten), da sich dieser Ausdruck nicht auf Prgrammfehler beschränkt Werkzeuge Bugzilla: Bugzilla ist ein in Perl geschriebenes Open-Surce-Prgramm, das unter der Mzilla Public License steht und damit kstenls erhältlich ist. Es setzt auf die CGI-Schnittstelle eines Webservers auf; die Benutzung erflgt ü- ber eine HTML-Oberfläche. Als Datenbank dient standardmäßig MySQL?. Es ist unter Linux, Mac OS X und Windws lauffähig. Mantis: Mantis ist eine in PHP geschriebene Open-Surce-Sftware, die unter der GNU General Public License steht und damit kstenls erhältlich ist. Sie basiert auf PHP und benötigt daher einen Webserver. Der Benutzer bedient Mantis über eine HTML-Oberfläche. Als unterlagerte Datenbank dient MySQL?. Es ist unter Linux, Mac OS X, Windws, OS/2 und Unix lauffähig. (http://www.mantisbt.rg/) Trac: Trac ist ein freies, webbasiertes Prjektmanagement-Werkzeug. Es enthält eine webbasierte Oberfläche zum Betrachten vn Subversin-Repsitries, ein Wiki zum kllabrativen Erstellen und Pflegen vn (z.b.) Dkumentatin, und einen Bug-Tracker zum Erfassen und Verwalten vn Prgrammfehlern und Erweiterungswünschen. Trac ist in Pythn implementiert, und kann via CGI, FastCGI? der md_pythn betrieben werden. Trac ist mdular geschrieben und kann damit durch Plugins erweitert werden. (http://trac.edgewall.rg/) Track+: Track+ ist ein Werkzeug für das Prjektmanagement. Da Track+ webbasiert und unter einer Open Surce-Lizenz verfügbar ist, wird es in vielen Prjekten für Aufgabenmanagement und als Bugtracker eingesetzt. Track+ nutzt einen Webserver der Applikatinsserver, wie z.b. Tmcat der JBss, und einen Datenbankserver, wie z.b. MySQL? der PstgreSQL?. Vrgänge (Issues) können vn jedem mit entsprechenden Rechten ausgestatteten Benutzer eingegeben werden, und können dann einem Bearbeiter zugerdnet werden. Jeder Vrgang durchläuft einen Lebenszyklus, der gekennzeichnet ist durch einen Status und einen Verantwrtlichen. Jeder Vrgang kann mit Beschreibungen, Dkumenten jeder Art und Verweisen auf andere Vrgänge verknüpft werden. Vrgänge können hierarchisch rganisiert werden. Track+'s Interpretatin eines Vrgangs ist recht allgemein gehalten; z.b. kann ein Vrgang eine Anfrderung, ein Fehler (Bug), eine Prblemmeldung, ein Meilenstein, ein Risik usw. sein. Vrgangstypen können vm Benutzer definiert werden und lassen sich jeweils mit eigenen Arbeitsabläufen (Wrkflws) verknüpfen. Übersichten lassen sich in textueller Frm und grafisch, z.b. als Gantt-Diagramme darstellen. (http://www.trackplus.cm/) Jira: Jira ist ein Bug-Tracking, Issue-Tracking und Prjekt-Management Werkzeug. Über ein Dashbard bietet es eine einheitliche Sicht für alle Benutzer an. Zur Verwaltung der Bugs/Issues gehört auch ein mächtiges Filter bzw. Srtierungsmechanismus und -Benachrichtigung dazu. (http://www.atlassian.cm/sftware/jira/tur/) Bugzer: Bugzer ist ein Web-basiertes Bug/Defekt/Issue/Änderungsverflgungssystem, das in einer verteilten Teambasierten Sftware-Entwicklung eingesetzt werden kann. Es kann auch Helpdesks unterstützen, indem es erleichtert Kunden-Feedbacks, Änderungs/Erweiterungsvrschläge zu verwalten. Das Werkzeug ist pur in Java imp WAVES-Verbund Seite 10

11 lementiert, benutzt eine SQL-Datenbank und ist kmpatibel mit gängigen Brwsern. (http://www.websina.cm/bugzer/) Versinsverwaltungssysteme Unter einer Versinsverwaltung versteht man ein System, welches typischerweise in der Sftwareentwicklung zur Versinierung und um den gemeinsamen Zugriff auf Quelltexte zu kntrllieren, eingesetzt wird. Hierzu werden alle laufenden Änderungen erfasst und alle Versinsstände der Dateien in einem Archiv mit Zeitstempel und Benutzerkennung gesichert. Es wird sichergestellt, dass jeder Benutzer mit dem aktuellen Stand arbeitet der auf Wunsch auf die archivierten Stände zugreifen kann. Dadurch ist eine Versinsverwaltung nicht nur für prfessinelle Entwickler in grßen Teams, sndern auch für einzelne Entwickler interessant. Es kann jederzeit eine ältere Versin aufgerufen werden, falls eine Änderung nicht funktiniert und man sich nicht mehr sicher ist, was nun alles geändert wurde Werkzeuge CVS: Cncurrent Versins System (CVS, nicht zu verwechseln mit CSV) ist ein Sftware-System zur Versinsverwaltung vn Dateien, hauptsächlich Sftware- Quelltext. Das ursprüngliche CVS ist ein reines Kmmandzeilen-Prgramm, aber es wurde für alle gängigen Betriebssysteme mindestens eine grafische Oberfläche entwickelt, zum Beispiel TrtiseCVS und WinCVS für Windws, MacCVS für den Apple Macintsh und Cervisia für KDE unter Linux. LinCVS und SmartCVS funktinieren auf Windws, Linux und Mac OS X. CVS erfreute sich besnders in der Open-Surce-Gemeinde grßer Beliebtheit. S wurde es bei den meisten grßen Open-Surce-Prjekten verwendet. Allmählich wird CVS durch andere Entwicklungen wie Subversin ersetzt. PVCS: PVCS ist ein Sftware Cnfiguratin Management System der Firma Merant. PVCS eignet sich für Prjekte jeder Größenrdnung: PVCS deckt vm intelligenten Versinieren vn Surce-Dateien über umfassende Kmmunikatin im Team bis hin zum przess-gesteuerten Sftware Cnfiguratin Management alle Anfrderungen, insbesndere hchkmplexer Prjekte ab. VSS (Visual Surce Safe): Visual SurceSafe (VSS) ist ein Prgramm vn Micrsft zum Verwalten vn Sftware- Entwicklungen (Quellcde), wie z. B. VisualBasic-, C++ der C-Prgramme, in einer Datenbank. Micrsft Visual SurceSafe besitzt außerdem eine Versinsverwaltung, welche beim "Auschecken" (Laden des Quellcdes aus der Datenbank) autmatisch die Versinsnummer im Quellcde hchzählt, wenn die entsprechenden Felder vrhanden sind. SubVersin: Subversin (SVN) ist eine Open-Surce-Sftware zur Versinsverwaltung. Da es viele Schwächen des in Entwicklerkreisen sehr beliebten Prgramms CVS behebt, wird Subversin ft als dessen Nachflger bezeichnet, bwhl es sich um ein eigenständiges Prjekt handelt. Es ist jedch absichtlich vn der Bedienung sehr ähnlich gehalten. Zusätzlich zu vielen neuen Features werden fast alle Funktinen vn CVS unterstützt. Verschiedene kstenfreie Imprt-Werkzeuge (CVS, PVCS, VSS, ClearCase, MKS) sind ebenfalls erhältlich. Subversin wurde unter einer Lizenz im Stil der Apache-Lizenz veröffentlicht. Ratinal ClearCase: ClearCase ist ein System zur Versinsverwaltung vn Quellcde und anderen Sftwareentwicklungsdaten. Der ClearCase Client in WAVES-Verbund Seite 11

12 tegriert sich transparent in die entsprechenden Dateimanager (Explrer, Ttal- Cmmander? etc.), s dass der Zugriff auf die entsprechenden Dateien ganz nrmal über gewhnte Tls möglich ist Build-Systeme make: ist ein Cmputerprgramm, das Shellskript-ähnlich Kmmands in Abhängigkeit vn Bedingungen ausführt. Es wird hauptsächlich im Unixbereich bei der Sftwareentwicklung eingesetzt. Genutzt wird es beispielsweise, um in einem Prjekt, das aus vielen verschiedenen Dateien mit Quellcde besteht, autmatisiert alle Arbeitsschritte (Übersetzung, Linken, Dateien kpieren etc.) zu steuern, bis hin zum fertigen ausführbaren Prgramm. ANT: Im Gegensatz zu make ist Ant plattfrmunabhängig - zumindest slange auf der Zielplattfrm eine Java-Laufzeitumgebung (JRE) verfügbar ist. Gesteuert wird Ant durch eine XML-Datei, die s genannte Build-Datei. In dieser wird zunächst ein Prjekt definiert, welches Targets (deutsch Ziele ) enthält. Diese sind vergleichbar mit Funktinen in Prgrammiersprachen und enthalten u. a. Aufrufe vn Tasks (deutsch Aufgaben ). Ein Task ist ein untrennbarer Arbeitsschritt. Zwischen den Targets sllten Abhängigkeiten definiert werden. Beim Aufrufen eines Targets löst Ant diese Abhängigkeiten auf und arbeitet die Targets entsprechend ab. Wenn man ein einzelnes Target definiert hat, welches direkt der indirekt Abhängigkeiten zu allen anderen Targets hat, s genügt es, dieses aufzurufen und Ant führt dann alle ntwendigen Arbeitsschritte in der richtigen Reihenflge aus. Beim Prjekt kann dieses Target als default angegeben werden. Ant ist ein ffenes System mit exakt definierten Schnittstellen, was bedeutet, dass es z. B. durch selbst erstellte Tasks beliebig erweitert werden kann. Viele Java-Werkzeuge bieten Unterstützung für Ant, wdurch die Einbindung ftmals sehr einfach ist. Außerdem lässt es sich auch in eigene Anwendungen z. B. Installatinsprgramme einbinden, um die verschiedensten, meist Batch-artigen, Aufgaben zu übernehmen. Maven: Maven ist eine Weiterentwicklung des Apache-Ant-Prjekts, welches auch weiterhin den Kern vn Maven ausmacht. Maven basiert auf Java und ist ein Build-Management-Tl, welches die Erzeugung und Verteilung vn Java- Prgrammen managen sll. Maven basiert auf einer Plugin-Architektur, die es ermöglicht, Plugins für verschiedenste Anwendungen (cmpile, test, build, deply, checkstyle, pmd, scp-transfer) auf das Prjekt anzuwenden, hne diese explizit installieren zu müssen Anfrderungsverwaltungssysteme Die Anfrderungsanalyse ist ein Teil des Sftware- und Systementwicklungsprzesses. Sie dient dazu, die Anfrderungen des Auftraggebers an das zu entwickelnde System (vielfach ein Anwendungsprgramm) zu ermitteln. Diese Anfrderungen werden dabei in einem Dkument, dem sgenannten Anfrderungskatalg, schriftlich fixiert. Hierbei kann die Sftware Requirements Specificatin zum Einsatz kmmen Werkzeuge Auf dem Markt sind eine Vielzahl vn Anfrderungsverwaltungssystemen vrzufinden. Die bekanntesten sind: Acept WAVES-Verbund Seite 12

13 Active Fcus vn Xapware Agility vn Agile Edge AnalystPr vn Gda Sftware Caliber-RM vn Brland C.A.R.E. vn Sphist Grup Cradle vn 3SL Clear Requirements Wrkbench (CRW) vn LiveSpecs Sftware DcuBurst vn Teledyne Brwn Engineering Drs vn Telelgic Fcal Pint Gatherspace GMARC vn Cmputer System Architects irise vn irise.cm IRqA vn TCP Sistemas e Ingeniería Jalsft vn Jalsft Leap SE vn Leap Systems MKS Requirements 2005 vn MKS MckupScreens vn Igr Jese Objectiver vn Cediti OPEN Prcess Framewrk (OPF) vn Firesmith Cnsulting Rally vn Rally Sftware Develpment RDT vn IgaTech Systems Recncile vn Cmpuware Reqtify vn TNI-Valisys Requisite Pr vn IBM Ratinal Rhapsdy vn Telelgic (frmerly I-Lgix) ScenariPlus Serena RTM vn Serena SpeeDEV vn SpeeDEV Statestep vn Statestep Steeltrace (frmerly Catalyze) vn SteelTrace 2007 WAVES-Verbund Seite 13

14 Teamcenter vn UGS Team-Trace vn WA Systems Truereq vn Truereq Inc. Vital-Link vn Cmpliance Autmatin The Vlere Template vn The Atlantic Systems Guild WIBNI vn Prject Tlbx XTie-RT vn Teledyne Brwn Engineering (TBE) Es würde die Rahmen dieses Dkumentes sprengen jedes Werkzeug einzeln vrzustellen. Deshalb verweisen wir hier auf eine sehr gute Zusammenfassung vn den wichtigsten Merkmalen dieser Werkzeuge. Hier ist außerdem ein sehr guter Vergleich vn existierenden Anfrderungs-Management-Werkzeugen zu lesen. Zum Vergleich werden die Werkzeuge anhand einer Vielzahl vn Kriterien untersucht Ressurcenplanungssysteme/Enterprise-Resurce-Planning-Systeme Der Begriff Enterprise Resurce Planning bezeichnet die unternehmerische Aufgabe, die in einem Unternehmen vrhandenen Ressurcen (wie zum Beispiel Kapital, Betriebsmittel der Persnal) möglichst effizient für den betrieblichen Ablauf einzuplanen. Der ERP-Przess wird in Unternehmen heute häufig durch Sftware-ERP-Systeme unterstützt Werkzeuge Ein grßer Teil des weltweiten ERP Marktes ist zwischen den Anbietern SAP (R/3, mysap), Oracle (E-Business Suite), PepleSft (vn Oracle gekauft), Sage (in Deutschland Office Line und Classic Line), und Micrsft (Axapta und Navisin) aufgeteilt. Alle grßen Anbieter bieten zu den ben genannten Funktinsbereichen (z. B. Finanzwesen und Materialwirtschaft) Mdule an, die vn den Kunden auf ihre individuellen Bedürfnisse angepasst werden können (durch sgenanntes Custmizing). Seit einiger Zeit gibt es auch freie Sftware für ERP, zum Teil auch unter lizenzgebührenfreien Open Surce Lizenzen. Freie ERP-Sftware wird vn ERP-Anbietern angebten, die auf Basis dieser Sftware kstenpflichtige Dienstleistungen erbringen. Einige verfügbare ERP-Sftware Systeme mit ffengelegtem Quellcde sind zurzeit: AvERP, Cmpiere, IntarS, Lx-Office, SQL-Ledger, und weberp Teststeuerung Als Sftware-Test bezeichnet man in der Infrmatik ein mögliches Verfahren zur teilweisen Verifikatin und Validierung eines Prgramms. Ein Sftware-Test dient der Qualitätssicherung einer neu erstellten der geänderten Sftware. Dabei geht es prinzipiell darum, das tatsächliche Verhalten mittels Testfällen und gemäß eines Testplans zu untersuchen und die Ergebnisse mit den erwarteten Ergebnissen (Anfrderungskatalg, Nrmen usw.) zu vergleichen und zu dkumentieren WAVES-Verbund Seite 14

15 Werkzeuge Die einzelnen Test-Verfahren vrzustellen würde die Rahmen dieses Dkumentes sicherlich sprengen. Da der Fkus dieses Arbeitspaketes stark auf Werkzeugen liegt, fkussieren wir uns jetzt auf die Autmatisierung vn Tests, bzw. welche Tls entwicklungsbegleitend, im Rahmen einer kllabrativen Sftwareentwicklung eingesetzt werden können. Die Liste ist sicherlich nicht vllständig. JUnit: JUnit ist ein Framewrk zum Testen vn Java-Prgrammen, das besnders für autmatisierte Unit-Tests einzelner Units (meist Klassen der Methden) geeignet ist. Es basiert auf Knzepten, die ursprünglich unter dem Namen SUnit für Smalltalk entwickelt wurden. NUnit: NUnit ist ein Unit-Test-Framewrk für die.net-sprachen. Die Knzepte sind die gleichen, die bei JUnit benutzt werden. CppUnit: CppUnit ist ein C++-Unit-Test-Framewrk. Es ist dem Java-Tl JUnit nachempfunden. Hyades: Hyades ist ein freies (Open Surce) Werkzeug, welches die Möglichkeit bietet Sftware autmatisiert auf ihre Qualität zu überprüfen. Dafür dient es mit einer integrierten Test-, Ablaufverflgungs- und Überwachungsumgebung um Interperabilität zwischen den einzelnen Testprzessen zu gewährleisten. Dabei basiert Hyades auf dem Eclipse-Framewrk Plarin [pl] Die Hauptfunktinalitäten des Plarin Applicatin Lifecycle Management Systems sind: Anfrderungsmanagement Prjektplanung, Prjekttracking Change-Management, inklusive Bug-Tracking Knfiguratinsmanagement (entweder auf SubVersin der auf SAP NetWaver basierend) Task-Management Dkumentatin und Reprting Metriken und Audit Zentralisiertes Build-Management Zugang auf sämtliche Plarin-Funktinalitäten aus aller Welt über einen Brwser Plarin enthält ein Tutrial, das die Einarbeitung in die Sftware enrm erleichtert. Nach dem Einlggen in das Plarin-System geht man zu den eigenen Tasks. Die Schritte vm Tutrial sind in der Frm vn Tasks definiert. Die Architektur vn Plarin kann wie flgt charakterisiert werden: Benutzte Technlgien 2007 WAVES-Verbund Seite 15

16 Subversin (siehe ben) Apache Web Server Apache Maven (siehe ben) OpenSymphny? [pensym]: OpenSymphny? bietet eine Vielzahl vn qualitativ hchwertigen J2EE-Kmpnenten. Es beinhaltet eine Vielzahl vn Unterprjekten, wie zum Beispiel Quartz. Quartz [quartz] : Quartz ist ein Jb Scheduling Framewrk, das im Grunde genmmen in beliebigen Java-Anwendung benutzt werden kann. Das Framewrk skaliert sehr gut, kann nicht nur bei den kleinsten Anwendungen sndern auch bei kmplexen E-Cmmerce-Systemen eingesetzt werden. Der Scheduling Algrithmus vn Quartz kann sgar mit mehreren zehntausend Jbs umgehen. Repsitry Das Repsitry ist Subversin Das Repsitry enthält den Sftware-Quelltext (z.b. Java-Dateien), aber auch prjektbezgene Dkumente, die in Plarin gespeichert werden (z.b. Prdukt-Anfrderungen usw.) Die prjektbezgenen Plarin-Metadaten sind in der Frm vn XML- Dateien auch in der Repsitry hinterlegt. In SVN können auch Daten vn anderen Repsitries imprtiert werden. Es sind Imprters für CVS, PVCS, VSS, ClearCase und MKS vrhanden. Vermutlich gibt es entsprechende Java-Klassen, die den Umgang mit den Plarin-Metadaten und der Repsitry erleichtern. (Zugänglichkeit der API?) 6.2 Extraktin vn Metadaten aus Quellcde SiSSy (Structural Investigatin f Sftware Systems) [sissy] SISSy ermittelt autmatisch den aktuellen Zustand der inneren Qualität eines Sftwaresystems. Damit lässt sich eine degenerative Entwicklung des Systems frühzeitig erkennen und verhindern. S kann der laufende Wartungsaufwand minimiert und gleichzeitig die innere Qualität verbessert werden. Dies führt zu einer signifikanten Reduktin der Sftwareksten. SISSy untersucht einen Quelltext auf über 50 verschiedene Prblemmuster, die einen negativen Einfluss auf Eigenschaften wie Analysier- und Mdifizierbarkeit, Prüfbarkeit und Stabilität swie Zeit- und Verbrauchsverhalten haben. Die Prblemmuster sind als Verletzungen anerkannter Entwurfsprinzipien definiert und damit durch knkrete Verbesserungsvrschläge gezielt behebbar. Während der Analyse erstellt SISSy ein abstraktes Mdell des Quellcdes und legt es in einer relatinalen Datenbank ab. Dieses Mdell ist dabei eine Instanz des SISSy- Systemmdells, welches als eine Ontlgie für Sftwarestrukturen aufgefasst werden 2007 WAVES-Verbund Seite 16

17 kann. Die Prblemmuster sind als SQL-Anfragen implementiert, welche auf die Datenbank zugreifen. Diese Vrgehensweise ermöglicht eine einfache Erweiterung des Prblemmuster-Katalgs. SISSy ist während des kmpletten Lebenszyklus eines Sftwaresystems einsetzbar. Mit Hilfe vn SISSy kann schn während des Prgrammierens des Quellcdes überwacht werden, b die vrgegebene Architektur auch durchgehend eingehalten wird. Nach der Implementierung des Systems überwacht SISSy kntinuierlich sämtliche Änderungen und Erweiterungen. Auf Basis eines Referenz-Checks lassen sich während der gesamten Sftware-Evlutin Qualitätsänderungen im Quelltext aufzeigen: Bei flgenden Qualitätsanalysen werden die neu gewnnenen Systemdaten mit den Sll-Werten verglichen. Durch ein Visualisierungs-Tl wird ersichtlich, welche Prblemmuster im Vergleichszeitraum verstärkt auftraten bzw. welche Prbleme behben wurden. Weiterhin können die aus der Analyse gewnnenen Daten mit bereits gesammelten Werten aus früheren Analysen verglichen werden. Eine annymisierte Datenbank erlaubt es dem Kunden, sein Sftwaresystem mit anderen auf dem deutschen Markt eingesetzten Systemen zu vergleichen. Dies ermöglicht eine umfassende Einschätzung des Sachverhalts durch den Kunden und zeigt ihm die Knkurrenzfähigkeit des eigenen Systems auf. SISSy ist branchenübergreifend einsetzbar und kann Quellcdes unterschiedlicher Sprachen (Java, C/C++, Delphi) und beliebiger Länge analysieren. 6.3 Eclipse-basierte Werkzeugintegratin Eclipse ist ein Open-Surce-Framewrk, das meist als Entwicklungsumgebung (IDE) genutzt wird. Bis einschließlich zur Versin 2.1 war Eclipse als erweiterbare IDE knzipiert. Seit Versin 3.0 ist Eclipse selbst nur der Kern, der die einzelnen Plugins lädt, die dann die eigentliche Funktinalität zur Verfügung stellen. Diese Funktinalität nennt sich Rich Client Platfrm (kurz RCP) und basiert auf dem OSGi-Standard. Swhl Eclipse als auch die Plugins sind vllständig in Java implementiert. Als GUI-Framewrk zur Erstellung der grafischen Oberfläche wurde SWT verwendet. Zur Darstellung der GUI-Kmpnenten basiert SWT ähnlich wie AWT auf den nativen GUI-Kmpnenten des jeweiligen Betriebssystems. Eclipse ist daher nicht plattfrmunabhängig, wird aber für 11 verschiedene Systeme und Architekturen bereitgestellt. Die Plugins lassen sich durch den Dwnlad direkt in Eclipse vn einem Update-Server der durch einfaches Entpacken installieren. Falls in Waves Eclipse als Integratinsplattfrm gewählt wird, bietet sich der Plugin-Mechanismus als ein mögliches Kandidat an. 7 Ontlgien zum Sftware-Lifecycle-Management 7.1 Einführung Ontlgien Ontlgien sind frmale Knzeptualisierungen, die in einer bestimmten Dmäne gemeinsam genutzt werden. Ontlgien beschreiben die Dmäne üblicherweise anhand vn Knzepten und ihren Beziehungen untereinander. Typische Anwendungsfelder 2007 WAVES-Verbund Seite 17

18 sind Infrmatinsintegratin, Medizininfrmatik und in zunehmenden Maße auch Sftware Engineering (vgl. z.b. [h1]). Im Sftware Engineering bieten sich wiederum eine Vielzahl knkreter Anwendungszwecke für Ontlgien. Beispielsweise wird unter dem Stichwrt "Ontlgy-driven Architecture" der Einsatz vn Ontlgien als Artefakte im Sftware-Design diskutiert, aus dem entsprechend dem Paradigma der mdellgetriebenen Entwicklung weitere Artefakte wie z.b. Quellcde abgeleitet werden (vgl. [w3c]) Ontlgien für den Sftware-Lebenszyklus In WAVES sllen Ontlgien vrnehmlich dazu dienen, den Wissensaustausch zwischen Werkzeugen und Entwicklern zu verbessern. Smit ist das Ziel der in WAVES zu benutzenden Ontlgien, die Beschreibung der Dmäne Sftware Engineering selbst. Im Flgenden unterscheiden wir dabei Ontlgien die den Aufbau vn Artefakten - d.h. Sftware-Strukturen beschreiben, und slche, die den Entwicklungsprzess bzw. Lebenszyklus vn Sftware erfassen. Der Zweck dieser Ontlgien ist zunächst eine frmale Beschreibung der Dmäne, mit dem Ziel eine nachvllziehbare Beschreibung davn zu bekmmen, was etwa eine "Kmpnente" ist. Dies hilft zum einen der Kmmunikatin vn Entwicklern, aber auch für den Datenaustausch über Werkzeuggrenzen hinweg. Schliesslich ermöglicht es eine leichtere Wartung vn Sftwaresystemen, da ein einheitliches Mdell zur Verfügung steht, um Infrmatinen aus unterschiedlichen Quellen unabhängig vm ursprünglichen Frmat zu Verknüpfen. Dieses Dkument sll einen Überblick über vrhandene Arbeiten über Ontlgien zur Beschreibung vn Sftwarestrukturen und des Sftware-Lebenszyklus geben. Vn besnderem Interesse ist dabei zum einen die Existenz vn Standards zur Beschreibung, swie die Arbeiten der Knsrtialpartner in diesem Bereich. Dabei handelt es sich um das Mdell zur Beschreibung des Sftwarelebenszyklus vn Plarin swie diverse Vrarbeiten am FZI. Im Kntext dieser Einführung ist es zunächst nicht vn Belang, b diese Knzeptualisierungen technisch anhand einer Ontlgiesprache, anhand vn relatinalen Schemata, UML der einfach durch harte Cdierungen repräsentiert werden Bewertungsrahmen Im Flgenden wird ein grbes Raster zur Charakterisierung der Ontlgien vrgestellt. Aufgrund der Hetergenität der untersuchten Mdelle wird dabei eine qualitative Beschreibung dem Einsatz exakter Metriken vrgezgen. Teile des Bewertungsrahmens rientieren sich an der Arbeit vn Oberle ([db1], S. 43ff). Flgende Kategrien werden verwendet: Anwendungsdmäne/Zweck der Ontlgie (applicatin/reference) Gegenstand/Hauptelemente/Knzepte: In dieser Dimensin wird kurz skizziert, was die Ontlgie beschreibt. Dazu werden jeweils einige charakteristische Beispiel-Knzepte aufgefährt. Spezifizität: Die Spezifität vn Ontlgien richtet sich nach der Abstraktinsebene der beschriebenen Knzepte. "Generic" Ontlgies beinhalten eher allgemeingültige Knzepte wie "Kmpnente", "Ereignis" der "Przess", "cre" Ontlgies definieren Knzepte die in einer Menge vn Dmänen gültig sind 2007 WAVES-Verbund Seite 18

19 (z.b. "Sftware-Kmpnente", während "dmain" Ontlgies für eine Dmäne spezifische Knzepte definieren (z.b. "EJB-Kmpnente"). Die Abgrenzung zwischen den drei Ebenen ist häufig nicht eindeutig möglich. In gut gestalteten Ontlgien, sllte jedch eine Zurdnung erkennbar sein, die sich auch darin äussert, das Knzepte der niedrigeren Schichten vn generischen Knzepten abgeleitet sind. Struktur und Abhängigkeiten: Hier wird beschrieben, b die Ontlgie in mehrere Teilntlgien mdularisiert ist, der andere Ontlgien imprtiert. Standards/Interperabilität/Erweiterbarkeit: Falls die Ontlgie internatinale Standards berücksichtigt der spezifische Erweiterungsmechanismen vrsieht, wird dies hier erwähnt. Beschreibungsprache: Hier wird das Frmat beschrieben, in dem die Ontlgie vrliegt. Beispiele sind z.b. Sprachen zur Wissensrepräsentatin wie OWL der RDF. Expressiveness: Mit der Ausdrucksmächtigkeit der Ontlgie wird die Detailliertheit der Aximatisierung der Knzepte bezeichnet. Während "schwergewichtige" (heavyweiht) Ontlgien eine möglichst präzise Aximatisierung anstreben, ähneln "leichtgewichtige" (lightweight) Ontlgien häufiger Taxmmien, benötigen werniger Ausdrucksstarke Beschreibungssprachen und erlauben effizieteres Schlussflgern (reasning). Dieser Bewertungsrahmen dient als Struktur für die flgenden Beschreibungen. Eine detaillierte Auflistung in Tabellenfrm findet sich in Abbildung Ontlgien für Sftwarestrukturen In diesem Abschnitt werden verschiedene Metamdelle bzw. Ontlgien für Sftwarestrukturen vrgestellt. Diese lassen sich ebenfalls grb in zwei Gruppen bündeln: Ontlgien zur Beschreibung vn Quelltextstrukturen rientieren sich stark an prgrammierspezifischen Knzepten Ontlgien zur Beschreibung vn Sftwarearchitekturen beschreiben Kmpnenten und Knnektren eines Systems auf einer abstrakteren Ebene - unabhängig vn knkreten Prgrammiersprachen Welty Chris Welty hat sich als einer der ersten Frscher mit der Anwendung vn Beschreibungslgiken auf Prbleme im Sftware Engineering befasst. Seine Ziel war dabei, die Wartbarkeit grsser Sftwaresysteme mit Hilfe s genannter "Sftware Infrmatin Systems" (SIS; [dev1], [wel2]) zu steigern. Seine Hauptthese ist, dass Prgrammiersprachen als Standardrepräsentatin vn Wissen im Sftware Engineering für typische Wartenungsaufgaben schlecht geeignet sind. Sie beschreiben Wissen przedural und richten sich eher auf die Ausführung vn Cde als auf die Abfrage vn Wissen hin aus. Daher hat er, aufbauend auf der LaSSIE Ontlgie [dev1]), eine Ontlgie zur prgrammiersprachen-unabhängigen Beschreibung vn Sftwarestrukturen [wel3] entwrfen. Diese Vernetzt die Elemente des Quellcdes explizit und bietet smit eine Gesamtsicht auf das Wissen über die Zusammenänge vn Klassen, Methden und Variablen WAVES-Verbund Seite 19

20 7.2.2 COHSE Das COHSE Prjekt (http://chse.semanticweb.rg/sftware.html) beschäftigt sich mit einer verbesserten Verlinkung vn Internetseiten mit Hilfe vn Semantic Web Technlgien. Ein Anwendungsfall war dabei die Java API Dkumentatin. Ziel war ein höherer Verlinkungsgrad des Wissens innerhalb der Webseiten, die die API beschreiben. Aus diesem Grunde wurde eine COHSE Java Ontlgie entwickelt, mit deren Hilfe Knzepte auf Webseiten entdecket, anntiert und verlinkt werden. Die Ontlgie hat drei Grundknzepte Prgramming cncept (Generelles Knzept der Prgrammierung - unabhängig vn einer knkreten Prgrammiersprache), Java Cncept (Javaspezifische Knzepte) und Technical Cncept (Technische Knzepte, die keine Prgrammierknzepte sind). Allerdings erfasst sie nicht sämtliche Knzepte vn Java, da sie auf den knkreten Anwendungsfall eines Teils der API Dkumentatin zugeschnitten ist IEEE 1471 Im IEEE Standard 1471 [ieee1] wird ein knzeptueller Rahmen für die Beschreibung vn Sftwarearchitekturen definiert. Ziel ist eine Methden-neutrale, Frmatunabhängige Knzeptualisierung der Kernelemente vn Sftwarearchitekturen, um einen einheitlichen Rahmen für die Kmmunikatin über Sftwarearchitekturen bereitszustellen. Das Mdell spezifiziert zwölf Kernelemente wie "System", "Stakehlder", "View" der "Cncern" und ihre Beziehungen untereinander. Da es als Referenzmdell gedacht ist, und nicht zur direkten Anwendung, liegt es nicht in einer frmalen Sprache vr SiSSy-Metamdell Im Rahmen eines Frschungsprjektes QBench (http://www.qbench.de) wurde maßgeblich vm FZI (Frschungszentrum Infrmatik an der Universität Karlsruhe) ein Metamdell zur Beschreibung vn bjekt-rientierter Sftware entwickelt. Mittels Faktenextraktren werden aus dem Quelltext des Sftwaresystems, das in einer der Sprachen Java, C++ der Delphi implementiert ist, ein Systemmdell aufgebaut. Das Systemmdell wird persistent in einer SQL-Datenbank abgespeichert und dient als Grundlage für weitere Analysen wie Sftware-Qualitätsanalyse und - Verbesserungsmassnahmen, Visualisierungen der extrahierten Sftware-Strukturen, usw. Das SiSSY-Metamdell (Structural Imprvement f Sftware Systems) vereinigt eine Vielzahl vn Eigenschaften vn den Prgrammiersprachen C++, Java, Delphi und C#. Es werden zum Beispiel Pakete, Dateien, Klassen, Members (Methden und Attribute), glbale Funktinen, glbale Variablen, Referenzen u.a. Aufrufe, Read-/Write-Zugriffe, Vererbungsbeziehungen, Aggregatinen, Typzugriffe und Anweisungen (Statement) unterschieden. Das Metamdell definiert die Syntax und Semantik deren möglichen Instanzen, vn den s genannten Systemmdellen. Ein Systemmdell enthält zum Beispiel alle Pakete, Klassen, Methden, Attribute usw. die in dem jeweiligen Sftwaresystem vrzufinden sind WAVES-Verbund Seite 20

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