Praxisnahe Grundlagenforschung zur Industrialisierung der Softwareentwicklung

Transkript

1 Praxisnahe Grundlagenforschung zur Industrialisierung der Softwareentwicklung doit.software-forschungstag 2007 Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. Peter C. Lockemann

2 Software-Lieferkette Zulieferer... Softwarekomponenten Dienstbeschreibungen Systemintegrator SOA-System Pflichtenheft Endkunde Dienste Bedürfnisse, Wünsche, Anregungen... Sachbearbeiter

3 Highlights Zulieferer... Komponentenproduktlinien Softwarekomponenten Systemintegrator Dienstbeschreibungen Ontobrowse Semantic Wiki SOA-System Pflichtenheft Endkunde Dienste Verteilte internetbasierte Anforderungsanalyse Bedürfnisse, Wünsche, Anregungen... Sachbearbeiter OpenProposal

4 Entwicklungsplattform Geschäftsmodell, Partner, Forschungsfelder, Werkzeuge Intland CoCoSy Entwicklung generischer Komponenten OMEGA KSE Cellent AG Kommunikations-Tool struktur AG Entwicklungsplattform MDSD Entwicklungsumgebung spreed.com Code Beamer Kollaborative Entwicklungsplattform Markt (4) Systemhaus (3) Lieferkette Markt (1) Endkunde Systemintegrator Repository Zulieferer Open Proposal (2) Betriebliches Vorschlagswesen für SE-Projekte KBSE TraVis Tracebility-Tool LBBW DisIRE RE mit Kosten-/ Nutzen-Analyse Kontor Ontobrowse Semantic Wiki Repository SBSE entory AG

5 Entwicklungsplattform Entwicklungsplattform Intland CoCoSy Entwicklung generischer Komponenten OMEGA KSE Cellent AG Kommunikations-Tool struktur AG Entwicklungsplattform MDSD Entwicklungsumgebung spreed.com Code Beamer Kollaborative Entwicklungsplattform Markt (4) Systemhaus (3) Lieferkette Markt (1) Endkunde Systemintegrator Repository Zulieferer Open Proposal (2) Betriebliches Vorschlagswesen für SE-Projekte KBSE TraVis Tracebility-Tool LBBW DisIRE RE mit Kosten-/ Nutzen-Analyse Kontor Ontobrowse Semantic Wiki Repository SBSE entory AG

6 Verteilte internetbasierte Anforderungsanalyse DisIRE Anforderungsauswahl Aufwand/Nutzen-Analyse Aufwandsschätzungen Nutzen: Analytic Hierarchy Process Go/nogo/postpone Anforderungserhebung und analyse Iterativ und moderiert Nachfragen und Kommentare Glossar für Fachtermini Versioniert Wiki-basiert

7 Verteilte internetbasierte Anforderungsanalyse DisIRE Anforderungsauswahl Aufwand/Nutzen-Analyse Aufwandsschätzungen Nutzen: Analytic Hierarchy Process Go/nogo/postpone Anforderungserhebung und -analyse Anforderungssets bilden Anforderungserhebung und analyse (absolut) Iterativ und moderiert Nutzen schätzen Nachfragen (AHP) und Kommentare Glossar für Fachtermini Versioniert Wiki-basiert Kosten abschätzen grafische Analyse Entscheidung über die Auswahl

8 Verteilte internetbasierte Anforderungsanalyse DisIRE Werkzeugseitige Unterstützung durch Wikis, CodeBeamer sowie einer Eigenentwicklung (IBERE) Evaluation mit Hilfe kontrollierter Experimente im studentischen Kontext Ergebnis: Sowohl Effizienz- als auch Effektivitätssteigerungen gegenüber dokumentenbasiertem Requirements Engineering

9 OpenProposal OpenProposal Vorschlagswesen über Annotation von Mockups Assistenzfunktionen zur Formulierung und Visualisierung Kollaborationsplattform für Diskussion und Bewertung Nutzenbewertung als Teil der Anforderungsanalyse

10 OpenProposal OpenProposal + Metadaten (z.b.: Username, Version, Date, Modul, etc.)

11 Integration in Anforderungsanalyse Anno tatio n (Visue lle r Vo rschlag ) Erw e ite rbare Date nbank Anfo rde rung spo rtal We ite re Applikatio ne n Strategieplanung Budgetierung Portfolio- Managem. Projektmanagement ReleaseManagement...

12 OpenProposal OpenProposal Anstoß zur Entwicklung gab ein Vorhaben mit der LBBW. Evaluation unter realen Bedingungen bei Bayer AG und Universität Karlsruhe.

13 Bedeutung von Komponentenproduktlinien Realisierung von Komponentenproduktlinien In CollaBaWue entwickelter Ansatz: Grundlagen sind Techniken aus dem generischen und aspektorientierten Programmieren Anpassungen an Produktlinienentwicklung: Verallgemeinerung von Typgenerizität Parametrisierung von Aspekten (AOP) Endkunde Systemintegrator Zulieferer Repository Kundenwunsch: Speziell an Anforderungen angepasste Komponenten Herstellerwunsch: Codewiederverwendung, hohe Modularität

14 Realisierung von Komponentenproduktlinien Modell zur Beschreibung modularer Belangimplementierungen 0..n Parameter 0..n Parameter Vertrag Obertypen Vertrag Obertypen Kompositionsschnittstelle Kompositionsschnittstelle Kompositionsplan / Kompositionsplan / Konnektor Konnektor Unterbelang Unterbelang Unterbelang Unterbelang Unterbelang Unterbelang

15 CoCoSy (Concern Composition System) Realisierung von Komponentenproduktlinien Basiert auf dem Quelltextadaptionswerkzeug Inject/J 0..n Parameter 0..n Parameter Vertrag Obertypen Vertrag Obertypen Kompositionsschnittstelle Kompositionsschnittstelle Sprache zur modularen Beschreibung von Belangimplementierungen Sprache zur deklarativen Beschreibung einer konkreten Konfiguration Kompositionsplan / Kompositionsplan / Konnektor Konnektor Unterbelang Unterbelang Unterbelang Unterbelang Unterbelang Unterbelang Eingesetzte Technik: statische invasive Codefragmentkomposition Integration mit Feature- Modellierungswerkzeug pure::variants Grafische Auswahl der benötigten Features einer Komponente Bau einer konkreten Komponente ausgehend von dieser Auswahl

16 Verbindung mit modellzentrierter Entwicklung Realisierung von Komponentenproduktlinien Gemeinsames Komponenten- Metamodell für codezentrierte und modellzentrierte Entwicklung Project 1 * Komponentenausprägung mit gewünschten Features Kundenauftrag Variant -Name -Description * * 1 Component 1 * * Feature 1 isrelatedto * 1 1 Alle konstruierbaren Komponentenausprägungen (Repository) Entwickler Codestücke für Features Modellanreicherung * * * * * * Codeanreicherung Attribute CodeSnippet Template DynamicModel Program Fragment Metaoperator Modellzentrierte Sicht Codezentrierte Sicht

17 Ontobrowse Semantic Service Wiki Ontobrowse Semantic Wiki Hoher Koordinationsaufwand, weil alle Artefakte für das Verständnis wichtig sind, ihr Zusammenhang aber meist nur implizit gegeben ist! Lösungsansatz: Wissensstrukturierung mittels Ontologien (Konzepte, Beziehungen) Integration von Softwarewissen in eine gemeinsame Wissensbasis Web-basierte Benutzeroberfläche zur Dokumentation und Suche Begleitdokumentation (z.b. Diagramme, Word-, Excel-Dateien) Formale Beschreibungen (z.b. Service-Definitionen, Code)

18 Ontobrowse Semantic Service Wiki Ontobrowse Semantic Wiki Web-Browser (User, Administrator) Integration Layer Architectural Knowledge Base Ontobrowse Web Interface Ontobrowse Wiki Manager Ontology API & Reasoner Ontologies Instance data Plugin Manager Storage Artifact Layer Import data Documents (from file system, SVN, CVS) Component / Service descriptions

19 Ontobrowse Semantic Service Wiki Ontobrowse Semantic Wiki Konzepte und Beziehungen im Problembereich Entität vom Typ Service

20 Ontobrowse Semantic Service Wiki Nutzenpotenziale für die Praxis Anwendungsszenario mit Praxispartner: Architekturdokumentation am Beispiel von serviceorientierten Architekturen (SOA) Zentraler Informationspunkt ( Single point of information ) mit integrierter Sicht Verknüpfung von technischen Modellen und Begleitdokumentation Strukturierte Suche ermöglicht schnelleres Auffinden relevanter Informationen Flexibel erweiterbare Dokumentationslösung Erweiterung der Wissensstruktur (Ontologien) jederzeit möglich Plugins zur Extraktion von Metadaten aus beliebigen Formaten/Quellen Basis für höherwertige Funktionalitäten, z.b. grafische Übersicht von Abhängigkeiten, Release-Management oder Verknüpfung mit Geschäftsprozessen

21 Demonstrator ökonomische und juristisch Rahmenbedingungen Kollaboratives RE Traceability Matching von Teilfunktionen Granularität Repository Prozessunterstützung KSE Betriebliches Vorschlagswesen für SE-Projekte Kosten-/ Nutzen-Analyse im RE Traceability-Tool modellzentrierte Entwicklung KBSE codezentrierte Entwicklung MDSD Entwicklungsumgebung Inject J Entwicklung generischer Komponenten SBSE Geschäftsmodelle Repository Demonstrator Open Proposal ibere TraVis OMEGA Semantic Wiki Kontor Ontobrowse Entwicklungsplattform Code Beamer spreed.com LBBW Intland Struktur Cellent entory Kommunikations-Tool Excelsis Anwendungsszenario: kollaboratives RE Kollaborative Entwicklungsplattform stellt Basis für Entwicklungsplattform Integration der Conferencing-Tools Einführungsstrategie für MDSD-Ansätze Interesse an Komponenten Repository Beispiel für Systemintegrator BBBank Beispiel für Endkunde

22 Backup

23 Konzeption Die aktuelle Konzeption von CollaBaWue setzt drei Schwerpunkte: Erarbeiten eines wissenschaftlich fundierten Instrumentariums zum kollaborativen Entwurf, Erstellung und Absatz komponentenorientierter Software Austausch mit Praxispartnern zum Zwecke der Evaluation der erzielten Ergebnisse im Hinblick auf Praxistauglichkeit und Nutzung der dort gewonnenen Erfahrungen und Produkte für die wissenschaftliche Arbeit Nachweis der praktischen Einsatzfähigkeit des Instrumentariums an einer Entwicklungsplattform unter Zugrundelegen eines geeigneten Szenarios, dem Demonstrator, unter Beteiligung von Forschung und Praxis

24 Demonstrator Kollaborationsplattform im Intland/struktur/EXCELSIS-Szenario EXCELSIS Show Case Kollaborations- Plattform Uni Mannheim Integration Erweiterung Methodik Wiki CodeBeamer spreed.com Open Source Community Intland GmbH struktur AG

25 KOntoR-Architektur Ergonomische Schnittstellen zur Unterstützung komponentenorientierter Entwicklungsprozesse Lizenzontologie Domänenontologie Schlüssel-/XML- Abfrage Metaschema (Informationsontologie) zur Beschreibung von Softwareartefakten Web-Client SimpleClient API Repository Metadaten Syntax SemanticWiki Wissensbasis SPARQL- Interface API Reasoner Wrapper Semantik Anbindung externer Repositories Wissensabfrage Erstellung geeigneter Domänenontologien KOntoR Meta-Ont.

26 Praxiskooperation Kollaborative Anforderungsanalyse Stakeholderbasiertes, kollaboratives Anforderungsmanagement bei der Landesbank Baden-Württemberg (LBBW) Orientierung an Sachbearbeitern und Unternehmensorganisation Entwicklung einer Plattform für das kollaborative Verwalten der Anforderungen und Lösungskomponenten zum bankübergreifenden Einbezug von Mitarbeitern in neue Entwicklungsvorhaben Methoden und Werkzeuge für die kollaborative Erfassung und Analyse von Anforderungen Webbasierte Anforderungsanalyse direkt bei den Anwendern Werkzeuggestützte Kosten-Nutzen-Analyse zur Bestimmung der Relevanz von Anforderungen Anwendungsszenario mit Intland Deutschland GmbH Orientierung an professionellen IT-Entwicklern Erweiterung der kollaborativen Entwicklungsplattform CodeBeamer der Intland GmbH um synchrone Kollaborationsfunktionen ( Screen Sharing ) des Produkts spreed.com der Struktur AG sowie um Wiki-basierte Requirements-Engineering-Funktionalität

27 Praxiskooperation Komponentenrepository Anwendungsszenario mit der Entory AG Management der Komplexität bei der Entwicklung und Pflege von Service-orientierten Architekturen Abbildung der Abhängigkeiten zwischen Services und den geschäftlichen Abläufen bzw. Aufgaben Stärkere Wiederverwendung bereits vorhandener Services Erleichterung der Einarbeitung in bestehende System- und Service-Landschaften Semantic Wiki als Frontend für das KOntoR-Repository geplant Privatkunde (Geschäftsobjekt) Ein PrivatKunde ist eine Person, die in Geschäftsbeziehung mit einer Firma steht. Relationen zu Geschäftsobjekten - PrivatKunde ist Unterkonzept von Person - PrivatKunde ist Unterkonzept von Kunde - PrivatKunde ist Dienstnehmer von Firma Relationen zu Geschäftsprozessen - PrivatKunde ist Akteur von KontoAnlegen - PrivatKunde ist Akteur von KontostandAnfragen - PrivatKunde ist Akteur von KontoAuflösen Relationen zu Services Semantic ServiceWiki - PrivatKunde ist Eingabeparameter für Kontoauszug - PrivatKunde ist Eingabeparameter für Kontoverwaltung Attribute von Privatkunde - Name (geerbt von Person) - Kundennummer (geerbt von Kunde)

28 Praxiskooperation Modellgetriebe Komponentenentwicklung Kooperation mit der Cellent AG Analyse modellgetriebener Softwareentwicklung bei Cellent Einführung eines metamodellbasierten Ansatzes zur Modellierung der SMARAGD/Monitor-Komponente aus dem Produktportfolio der Cellent AG Umsetzung der modellgetriebenen Entwicklung basierend auf dem Werkzeug Open ArchitectureWare Prüfung der werkzeuggestützten Methode OMEGA zur mehrstufigen modellgetriebenen Softwareentwicklung für einzelne Anwendungsdomänen Kooperation mit der Firma Objective Partner GmbH Workshop zum Thema: Modellgetriebene Entwicklung in Theorie und Praxis