Anforderungen in Open Source Projekten Edna Rosen Institut für Informatik FU Berlin Anforderungen in Open Source Projekten 1

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1 Anforderungen in Open Source Projekten Edna Rosen Institut für Informatik FU Berlin Anforderungen in Open Source Projekten 1

2 Inhalt Open Source Definition Der klassische SW-Prozess klassischer Anforderungsprozess Anforderungen in OSP wichtige Aspekte in OSP Werkzeuge (Multi-Modal Modeling) Beispiele für Open Source Projekte Netbeans Apache Mozzila Anforderungen in Open Source Projekten 2

3 Open Source Projekte (OSP) öffentliche Projekte ab Zeilen Code mindestens 20 Entwickler beteiligt verschiedene Entwicklungsarten über die ganze Welt verteilt Anforderungen in Open Source Projekten 3

4 Open Source Definition nach OSI Zugänglichkeit der SW Zusammengesetzt aus Programmen von unterschiedlichen Quellen Lizenz ohne Gebühr Lizenz muss Modifikationen erlauben Keine Beschränkung/Diskriminierung anderer Bemühungen und weiteres Anforderungen in Open Source Projekten 4

5 OS-Projekte Linux Apache Netscape Mozilla Netbeans GNU Anforderungen in Open Source Projekten 5

6 Klassischer Software-Prozess Spezifikation Planungsphase (beinhalted Lastenheft) Definitionsphase (beinhalted Anfoderungsprozess) Entwurf Implementierung Integration und Test bzw. Abnahme- und Einführungsphase Wartung bzw. Wartung und Pflege Anforderungen in Open Source Projekten 6

7 Allgemeine Methode organisierte und strukturierte Vorgehensweise um SW herzustellen [1] Vorschläge zum Prozessablauf spezielle Notation Regeln für die Systembeschreibung Entwurfsrichtlinien Anforderungen in Open Source Projekten 7

8 Vorgehensmodelle Wasserfallmodell für große Projekte gut geeignet Anforderungen müssen aber vor Beginn feststehen Evolutionäres Entwicklung mit Prototypen, erforschende/explorative Entwicklung keine Transparenz und wenig Struktur Anforderungen ergeben sich im Prozess Komponentenbasiertes Modell Entwicklung unter Wiederverwendung mit COTS Formale Systementwicklung Anforderungen in Open Source Projekten 8

9 Prozess-Schritte Inkrementelle Entwicklung modulweises Bauen frühe Auslieferung Spiralförmige Entwicklung Eine Kreisumwanderung entspricht einem Schritt im Prozess Sektoren im Kreis: Zielsetzung, Risikominimierung, Entwicklung und Validation Anforderungen in Open Source Projekten 9

10 Spezifikation nach Sommerville Welche Funktionen verlangt werden und welchen Beschränkungen der Betrieb und die Entwicklung unterliegen. wichtigster Teil ist die Anforderungsanalyse (Requirements Engineering) Machbarkeitsstudie Anforderungserhebung Interviews, Szenarios, Use-cases und empirische Betrachtung Anforderungsvallidation Reviews, Prototypen, Tests Anforderungsmanagment Verfolgbarkeit von Anforderungen nachträgliche Änderungen Anforderungen in Open Source Projekten 10

11 Anforderungsphase nach Balzert Beteiligte: Auftraggeber, Projektleiter, Anwendungsspezialist, Systemanalytiker Glossar und Lastenheft Pflichtenheft Produktmodell Prototyp Benutzerhandbuch Anforderungen in Open Source Projekten 11

12 Anforderungsarten Funktionale Anforderungen Dienste des Systems Domainanforderungen Standards, Lizenzen Nichtfunktionale Anforderungen Produktanforderung (Effizienz) Unternehmensanforderungen (Lieferanforderungen) Externe Anforderungen (rechtliche Anforderungen) Benutzeranforderungen (Lastenheft) Systemanforderungen (Pflichtenheft) Dauerhafte- vs. Veränderlicheanforderungen Anforderungen in Open Source Projekten 12

13 Klassisches Projektmanagement Erstellung eines Angebots Projekt und Zeitplanung Meilensteine, Lieferschritte Projektkostenkalkulation Projektüberwachung Auswahl und Beurteilung des Personals Präsentation und Erstellung von Berichten Risikomanagement (Projekt-,Produkt- und wirtschaftliches Risiko) Anforderungen in Open Source Projekten 13

14 Klassische Eigenschaften von SW-Prozessen Dokumentation Wartbarkeit Zuverlässigkeit Effizienz Benutzerfreundlichkeit Anforderungen in Open Source Projekten 14

15 Anforderungsprozess in OSP [S1] Anforderungserhebung: Anforderungen ergeben sich aus der Implementierung oft nur implizite Anforderungen Anforderungsanalyse: Komplexe Strukturen erfordern viel (Detail-)Wissen Anforderungs-Spezifikation und Modellierung: über Diskussionen per Web Anforderungsvalidation: implizites Nebenprodukt, statt explizites Ziel [S1] Anforderungsverbreitung: globaler Zugriff auf Open Software Webs Anforderungen in Open Source Projekten 15

16 Alternativer Anforderungsprozess in OSP Software-Informalismen [S1]: Kommunikation innerhalb der Community Benutzerszenarien als verlinkte Web-Seiten Benutzer Leitlinien externe Publikationen Andere OSS Web-Seiten und Source Webs (MMPM) SW-Bugreports und Issue-Tracking Traditionelle Dokumentation SW-Erweiterungen und Architekturen Anforderungen in Open Source Projekten 16

17 Soziale Komponenten der OSP I [8] Grundsätzlich kein Zeit- oder Kostendruck, Freiwilligkeit Entscheidungsfindung: wer entwickelt entscheidet auch, keine Hierarchie meistens Aktivste oder Beginner Arbeitszuteilung: nach Mitarbeiterkompetenz, erfolgreiche Projekte ziehen gute Mitarbeiter an logische Denkweise aller Beteiligten hält Konflikte ab. Forking: bei evolutionärer Entwicklung können verschiedene Wege parallel verfolgt werden. Selbstorganisation: die Rollen ergeben sich automatisch durch die menschliche Natur SW besteht aus modularen Teilprojekten Anforderungen in Open Source Projekten 17

18 Soziale Komponenten der OSP II [8] Verwendung von Meilensteinen, SW einfrieren Auseinanderdriften der Entwicklungen wird verhindert: aktuellste Versionen verwenden Änderungen sofort übermitteln Benutzerfreundlichkeit, da Entwickler = User Beteiligte auch Graphiker, Tester, etc. Verwendung von freien Werkzeugen Mailinglisten IRC (Internet Relay Chat, Instant Messaging) Internet FTP SCM (Source Code Management, CVS) Infrastruktur Service d.h. Bereitstellung von Ressourcen Anforderungen in Open Source Projekten 18

19 Projektmanagement in OSP Wiederverwendung hängt von Kompetenz der Entwickler ab weniger wirtschaftliches- und Produktrisiko mehr persönliches Risiko des Imageverlusts keine Kostenverteilung nötig Entwicklungskosten tragen die Entwickler Zeitplanung kaum möglich Meilensteine vom Maintainer koordiniert Anforderungen in Open Source Projekten 19

20 Werkzeuge des Anforderungsprozesses Multi-Modal Process Modeling (MMPM): ein Menge von formalen und nichtformalen Modellen zur Analyse des Anforderungsprozesses [S2] aus verschiedenen Perspektiven (Viewpoints) ursprüngliche Annahme: es existieren nur emergente Anforderungen oder Anforderungen, die sich aus der Implementierung ergebenden neue nicht-funktionale Anforderungen Entwicklung einer Projekt Community Verwirklichungs- und Wahlfreiheit Anforderungen in Open Source Projekten 20

21 MMPM - Komponenten MMPM verwendet ethnographische Hypermedia Definition: Ein Hypertext, der die Vergleichbarkeit und quer-verlinkte Analyse von verschiedenen qualitativen Ethnographischen Daten unterstützt Erzeugte ethnographische Aufzeichnungen: Diskussionsforen der Entwickler informeller graphischer Entwurf Beteiligte-Interessen z.b. Use-Case gerichteter Ressourcen-Flowgraph Prozess-Metamodell formales Prozessmodell und Verordnungen Benutzerplattform Anforderungen in Open Source Projekten 21

22 MMPM - Beispiel: Netbeans Abbildung: Rich picture image Quelle: [S2] Anforderungen in Open Source Projekten 22

23 MMPM - Hyperlinkauswahl Abbildung: Hyperlink Auswahl Quelle:[S2] Anforderungen in Open Source Projekten 23

24 MMPM - Gerichteter Ressourcengraph periodisches Workflow-Muster ordnet die Aktivitäten nach Abhängigkeiten Quelle: [S2] Abbildung: Ausschnitt aus Directed Resource Workflow Graph Anforderungen in Open Source Projekten 24

25 MMPM Prozess-Metamodell Zeigt die Zusammenhänge in der gesamten Domain Abbildung: Process Domain Ontology Quelle:[S2] Anforderungen in Open Source Projekten 25

26 MMPM Formales Prozessmodell/Verordnung Organizational Process Hypertext d.h. syntaktisch präzise und semantisch ausgearbeitete Spezifikation aus den vorher vorgestellten Ressourcen PML-basierte Modell-Spezifikation ermöglicht: automatischen Konsistenzcheck zur Compile-Zeit Aufspüren von Inkonsistenzen zur Compile-Zeit oder zur Laufzeit. Abbildung: Formal Process Model Quelle: [S2] Anforderungen in Open Source Projekten 26

27 Ethnograph. Hypermedia Narrative Anforderungen in Open Source Projekten 27

28 MMPM Benutzerplattform Ethnograph. Hypermedia Narrative Abbildung: Ethnograph. Hypermedia Narrative Quelle: [S2] Anforderungen in Open Source Projekten 28

29 Beispiel: OSP-Prozessablauf bei Netbeans Anforderungen in Open Source Projekten 29

30 Beispiele von OSP [9] Manche Projekte starten kommerziell und wandeln sich zu OSP, dann stehen die Anforderungen schon fest (Netscape, Mozzilla). Kommunikation ausschließlich in elektronischer Form [9] Bilboards, , Mailinglisten, Foren Maintainer für das Teilmodul entscheidet über neue Features (Mozzila, Code-Ownership) die Hauptgruppe von festen Entwicklern stimmt über Anforderungsänderungen ab (Apache) Apache arbeitet mit Core-group, für kleine Projekte geeignet mit Schnittstelle Mozzilla arbeitet mit großen Modulen die abhängig voneinander sind, für große Projekte geeignet Anforderungen in Open Source Projekten 30

31 Zusammenfassung I Der Anforderungsprozess in OSP ist ein soziotechnischer Prozess [S1] Entwickelt sich aus dem Gemeinschaftsbildungsprozess [S1] Anderer Anforderungsprozess als der klassische erforderlich (aufgrund der geographischen Entfernung, der kulturellen Unterschiede und der hauptsächlich elektronischen Kommunikation) Anforderungen in Open Source Projekten 31

32 Zusammenfassung II Projekte wie Apache sind von der Fähigkeit des inneren Kreises von Entwicklern abhängig weniger Risiko von Abhängigkeiten im Code (Schnittstellen) höheres Risiko der vorhandenen Kompetenzen Projekte wie Mozzila profitieren von der Vielzahl an Beiträgen weniger Risiko nicht vorhandener Kompetenzen höheres Risiko von Abhängigkeiten die das Projekt belasten Multi-Modal Modeling ist ein sinnvolles Werkzeug der Einsatz ist mit hohem Aufwand verbunden automatischer Update notwendig, aufgrund von sich ständig ändernden Anforderungen Anforderungen in Open Source Projekten 32

33 Quellen [1] [So] Software Engineering, Ian Sommerville, 6. Auflage, Pearson Studium, 2001 [2] [B] Lehrbuch der Software Technik, Helmut Balzert, 2. Auflage, Spektrum Verlag 2001 [3] [S1] Understanding the Requirements for Developing Open Source Software Systems, Walt Scacchie, Dezember 2001 [4] [S2] Noll-Elliott-MKIDS04.pdf [5] [OSI] OSI, [6] [Wiki] Wikipedia, [7] Netbeans, [8] Koordination und Kommunikation in Open-Source-Projekten, Open Source Jahrbuch 2004 [9] Two Case Studies of Open Source Software Development: Apache and Mozilla, Audris Mochus, 2002 [10] The Cathedral and the Bazaar, Eric S. Raymond, 1998 [11] [12] Anforderungen in Open Source Projekten 33