Wertstoff Software Wissenssicherung in (Legacy-) Systemen

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1 Wertstoff Software Wissenssicherung in (Legacy-) Systemen Mag. Michael Moser Software Competence Center Hagenberg Software Analytics and Evolution SCCH is an initiative of SCCH is located in

2 Fortran-Entwickler gesucht! Jahre Softwareentwicklung Fachwissen in Software abgelegt Physikalische Berechnungen Kundenanforderungen Fehlende Dokumentation Millionen von Fortran-Codezeilen Pensionierungswelle in 5 Jahren! 2

3 Problemkontext DK*! programs DK build / deploy build / deploy Domain Experts read / writes describes Software developer programs?? DK Code DK DK Software Software Software DK Code DK DK Software Software Software Specifications Documentation Change Management Uses / Requires? request changes!??? DK = Domain Knowledge Stakeholders IMPLEMENTATION SOFTWARE MAINTENANCE REENGINEERING 3

4 Legacy Systeme Aussagen aus der Literatur Schwer zu ändern und warten Entscheidend für Unternehmenserfolg Schwer zu erweitern Unstrukturiert Lange Lebensdauer Integration mit anderen System schwierig Großes Risiko bei Migration oder Austausch Spezifisch für eine Organisation Benötigt veraltete Hardware Fehlende Dokumentation Fehlendes Verständnis 4

5 Legacy Systeme How Legacy Systems are Perceived by IT Professionals Ravi Khadka et al., How Do Professionals Perceive Legacy Systems and Software Modernization? In 36 th International Conference on Software Engineering. ACM, Nutzen Unternehmenskritisch Bewährte Technologie Verlässliches System Performant Gründe für Modernisierung Auf Änderung rasch zu reagieren Hohe Wartungskosten Fehlendes Wissen Fehleranfällig Herausforderungen bei Modernisierung Zeitdruck Daten Migration Komplexe Architektur Fehlendes Wissen Schwierig Business Logic zu extrahieren Widerstand innerhalb der Organisation 5

6 Legacy Systeme How Legacy Systems are Perceived by IT Professionals Ravi Khadka et al., How Do Professionals Perceive Legacy Systems and Software Modernization? In 36 th International Conference on Software Engineering. ACM, Nutzen Unternehmenskritisch Bewährte Technologie Verlässliches System Performant Gründe für Modernisierung Auf Änderung rasch zu reagieren Hohe Wartungskosten Fehlendes Wissen Fehleranfällig Herausforderungen bei Modernisierung Zeitdruck Daten Migration Komplexe Architektur Fehlendes Wissen Schwierig Business Logic zu extrahieren Widerstand innerhalb der Organisation 6

7 Legacy Systeme Aus unserer Projekterfahrung Technische u. wissenschaftliche Software Fortran, C/C++, PL/SQL Komplexe Berechnungen Umfangreiche Berechnungen Individueller Code Langlebig (über Jahrzehnte) Fehlende Dokumentation Optimiert (Laufzeit, Speicher) Funktionale Spezifikation gefordert 7

8 Ziele Lokalisierung von Fachwissen in Programmcode Rekonstruktion von Fachwissen aus Programmcode Fachwissen in für Fachexperten geeigneter Notation ablegen Fachliche Spezifikation für bestehende/neue Software Extraktion Transformation FW Code Fachwissen Spezifikation 8

9 Beispiele für Fachwissen Finanzprodukte Klimamodelle Spritzgießverfahren Auslegung elekt. Maschinen 9

10 Ansätze zur Wissenssicherung aus Software Business Rule Extraction, Business Processes Extraction Methoden Program Slicing, Pattern Matching, Variable Classification, Control flow Analysis, Dependency Mining, Process Mining, Program Trace Generation, Execution Pattern Generation, User-System Interaction Analysis, Feature Location,... End User Data Business Rule When Employee On Leave is not true, Total Salary = Total Salary + Union Fees NOT A Calculate C = C + B Automatisierungsgrad Manuell, halbautomatisch, automatisch Repäsentationen Abstract Syntax Tree IF NOT A THEN COMPUTE C = C + B ENDIF Intern: Abstract Syntax Trees, Control Flow Graphs, Program Dependency Graphs Source Code Ausgabe: Code, Snippets, Text, Snippets, Business Rule Languages, Business Process Models, Business Processes Extraction, Entity Relationship Diagrams IF NOT A COMPUTE C = C + B 10

11 Unser Ansatz zur Wissenssicherung aus Software Fokus auf technische u. wissenschaftliche Software Statische Analyse von Source Code Generische Repräsentation der Programmstruktur (GAST) Transformation in domänenspezifische Modelle Ausgabe in Notation der Domäne Mathematische Notation End User Data When Employee On Leave is not true, Total Salary = Total Salary + Union Fees A = N B i 1 Business Rule NOT A Calculate C = C + B A = SUM(B, 1, N) Abstract Syntax Tree IF NOT A COMPUTE C = C + B DO I 1 BODY N A = A + B(I) Source Code IF NOT A THEN COMPUTE C = C + B ENDIF DO 100 I = 1, N A = A + B(I) 100 CONTINUE 11

12 Unser Ansatz zur Wissenssicherung aus Software 12

13 Einsatzszenarien und Beispiele Reverse Engineering mit Fokus auf Redokumentation Forward Engineering 13

14 Szenario Redokumentation Program Programmcode Documentation Technische Dokumentation High writing effort because of redundant data in code and Keine documentation Dokumenation (formula, verfügbar diagrams) Hoher Source Aufwand code zur and (Re)Dokumentation documentation are out-of-sync over time Documentation not consistent (not formal) Programmcode und Dokumenation sind nicht synchronisiert 14

15 Szenario Redokumentation Program Programmcode Documentation Technische Dokumentation Single Source of Truth 1. Annotation 2. Generierung High writing effort because of redundant data in code and Keine documentation Dokumenation (formula, verfügbar diagrams) Hoher Source Aufwand code zur and (Re)Dokumentation documentation are out-of-sync over time Documentation not consistent (not formal) Programmcode und Dokumenation sind nicht synchronisiert 15

16 Szenario Short text REAL :: Nominal.. REAL :: kv Struktur von Dokumenation Einbinden von Text Einbinden von Bildern Symbole (explicit in LaTeX style) double precision AZ2 double precision AZ4 1:1 Zuweisungen von Variablen... AZ2 = (ALPHA*Z)**2 AZ4 = AZ2 * AZ2 FP = (0.0083*AZ /(1.+AZ2) )*AZ2 FM = (0.0020*AZ ) * AZ4 GFCOUL = FP FM 16

17 Szenario Short text REAL :: Nominal.. REAL :: kv Struktur von Dokumenation Einbinden von Text Einbinden von Bildern Symbole (explicit in LaTeX style) double double Unterdrücken von Zuweisungen... AZ2 = (ALPHA*Z)**2 AZ4 = AZ2 * AZ2 FP = (0.0083*AZ /(1.+AZ2) )*AZ2 FM = (0.0020*AZ ) * AZ4 GFCOUL = FP FM 17

18 Szenario Redokumentation geschlossene Formeln 18

19 Szenario Redokumentation Entscheidungstabelle 19

20 Szenario Redokumentation Diagramme 20

21 Szenario Redokumentation Werkzeugunterstützung 21

22 Szenario Forward Engineering Spezifikation (handgeschrieben) Programmcode 22

23 Szenario Forward Engineering Spezifikation (handgeschrieben) Programmcode Implementiert Code, diese Formel? 23

24 Szenario Forward Engineering Platzhalter für Symbole / Variablen {var Q_w_flk} Symbol definintions Normal The The normal v Verwendung von Symbolersetztungsdatei Platzhalter für Gleichungen Annotation von Gleichungen

25 Szenario Forward Engineering.docx.sources.pdf Parser / Analyzer / Documentation Generator 25

26 Evolution von Software Analyse von Programmcode Spezifikation und Modellierung Generierung von Dokumentation 26

27 Take Aways 27

28 Danke. Mag. Michael Moser Software Competence Center Hagenberg Software Analytics and Evolution