MDSD UMFRAGE 2009 Ergebnisse und Trends IF-ModE

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1 MDSD UMFRAGE 2009 Ergebnisse und Trends IF-ModE Interoperabilität und Feature-Tracing für Werkzeugketten in der modellgetriebenen Entwicklung Niels Streekmann Steffen Kruse OFFIS - Institut für Informatik 10. Dezember

2 Das Projekt IF-ModE wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen der Maßnahme KMUinnovativ unter dem Förderkennzeichen 01IS08033 gefördert. Projektträger ist das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V. (DLR). c 2009 OFFIS - Institut für Informatik. Alle Rechte vorbehalten.

3 Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung MDSD - Modellgetriebene Softwareentwicklung und Werkzeuge Über das Projekt IF-ModE Delta Software Technology GmbH (DSTG) OFFIS - Institut für Informatik Partner für die Umfrage Umfrage Gestaltung der Fragen Fragenkatalog Einzelergebnisse Frage Frage Frage Frage Frage Frage Frage Frage Frage Frage Frage Frage Frage Frage Frage Fragen 16 und Frage Trends Zielgruppen und Domänen Werkzeuge und Sprachen Methoden Kooperatives Arbeiten Werkzeuggrenzen Reengineering iii

4 Inhaltsverzeichnis 4.7 Herausforderungen Modell-Repositories Partitionierung von Modellen Allgemeine Reife MDSD in Lehre und Bildung Zusammenfassung

5 1 Einleitung 1.1 MDSD - Modellgetriebene Softwareentwicklung und Werkzeuge Die modellgetriebene Softwareentwicklung (model-driven software development - MDSD) erfreut sich ungebrochen hoher Aufmerksamkeit sowohl in der Forschung als auch in der Industrie. Dies zeigt sich nicht zuletzt in der hohen Dichte an Schlagworten und Akronymen (wie MDA, MDD, MDSE, DSL, Metamodellierung, u.v.m.), die sich in Fachzeitschriften und Broschüren zu Entwicklungs- und Modellierungswerkzeugen finden. Meist sind solche Beschreibungen aber wenig informativ, wenn man sich aus einem konkreten Projektkontext heraus der Frage widmet, ob ein gegebenes Werkzeug einen echten Gewinn für das Projekt darstellt oder welche Werkzeuge für welche Aufgaben überhaupt verfügbar sind. Aus diesem Grund wird im Projekt IF-ModE ein Katalog von modellgetriebenen Werkzeugen, die für den praktischen Einsatz geeignet erscheinen, erstellt und laufend aktualisiert. Dieser Katalog umfasst zurzeit 43 Werkzeuge (Modellierungswerkzeuge, Generatoren, Transformatoren, LanguageWorkbenches und Reengineeringwerkzeuge) und wird fortlaufend ergänzt. Gemeinsam mit dieser Liste von Werkzeugen dient die in diesem Bericht beschriebene Umfrage dazu, den aktuellen Stand der Praxis modellgetriebener Softwareentwicklung darzustellen. Die Resultate der Umfrage bieten weiterhin eine Grundlage für einen Kriterienkatalog, anhand dessen die betrachteten Werkzeuge verglichen werden sollen. Die Ergebnisse dieses Vergleichs sollen Unternehmen, die MDSD einsetzen bzw. den Einsatz planen, dabei unterstützen, geeignete Werkzeuge für einen bestimmten Anwendungsfall auszuwählen und entsprechende Werkzeugketten aufzubauen. 1.2 Über das Projekt IF-ModE Das Projekt IF-ModE (Interoperabilität und Feature-Tracing für Werkzeugketten in der modellgetriebenen Entwicklung) beschäftigt sich mit der Zusammenarbeit bestehender Werkzeuge in Werkzeugketten eines MDSD-Entwicklungsprozesses. Die Schwerpunkte liegen dabei auf der Interoperabilität heterogener Werkzeuge und der Nachvollziehbarkeit von Modellartefakten über die Elemente einer Werkzeugkette hinweg. 2

6 1 Einleitung IF-ModE wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen der Fördermaßnahme KMU-innovativ gefördert. Projektträger ist das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V. (DLR). Das Projekt wird durchgeführt von der Delta Software Technology GmbH und dem OFFIS - Institut für Informatik Delta Software Technology GmbH (DSTG) Die Delta Software Technology GmbH (DSTG) ist ein deutsches mittelständisches Privatunternehmen, das sich auf die Herstellung fortschrittlicher generativer Werkzeuge zur Automation der Software-Entwicklung, Anwendungsmodernisierung und Architekturintegration spezialisiert hat. Der Schwerpunkt liegt dabei darauf, Komponenten aus unterschiedlichen Entwicklungskulturen, Paradigmen, Abstraktionsebenen, Plattformen, Sprachen, etc. harmonisch miteinander zu verbinden. Die DSTG besitzt mehr als 30 Jahre Erfahrung in der Erstellung von Entwicklungs- und Integrationstechnologie für Enterprise-Class-Applikationen OFFIS - Institut für Informatik Das 1991 gegründete Oldenburger OFFIS - Institut für Informatik erforscht als An-Institut der Universität Oldenburg neue Formen computergestützter Informationsverarbeitung in Hard- und Software-Systemen und setzt die Ergebnisse in anwendungsnahe Entwicklungen um. Im am OFFIS angesiedelten Technologiecluster Enterprise Application Integration befasst man sich mit Fragen der Integration im Kontext organisatorischer und betrieblicher Informationssysteme. Dabei steht die Flexibilisierung von Software-Landschaften im Vordergrund, die es Unternehmen ermöglichen soll, ihre IT-Systeme den raschen Veränderungen im Geschäft anzupassen. Hierfür stellt neben der Einführung serviceorientierter Architekturen und einem ganzheitlichen Enterprise Architecture Management die modellgetriebene Software-Entwicklung und -Modernisierung einen wichtigen Stützpfeiler dar. 1.3 Partner für die Umfrage Die Fragen der Umfrage wurden in Zusammenarbeit mit dem niederländischen Forschungsinstitut Novay (ehemals Telematica) entwickelt. Novay hat jahrelange Erfahrung in der Anwendung modellgetriebener Methoden und führt in den Niederlanden Symposien zum Austausch von Erfahrungen mit diesen Methoden zwischen Anwendern durch. 3

7 2 Umfrage 2009 Die MDSD-Umfrage 2009 wurde als Online-Umfrage bestehend aus 18 Fragen zur Verwendung und Verbreitung von modellgetriebenen Methoden und Werkzeugen durchgeführt. Prinzipiell stand die Beantwortung der Umfrage jedem Internetnutzer offen und es wurden keine Mechanismen zur Einschränkung der Zielgruppe angewendet. Jedoch setzt die Fokussierung auf modellgetriebene Themen und die Verwendung entsprechender Begriffen und Abkürzungen gewisse Grundkenntnisse dieser Domäne voraus. Die Umfrage war sowohl in deutscher als auch in englischer Sprache verfügbar. Die Erhebung der Daten wurde anonym durchgeführt, insbesondere wurden keine Daten zur Person oder Firmenzugehörigkeit der Antwortenden erfasst. Zwar gehen Fragen 2 und 3 näher auf die Rolle der Organisation und die Position des Antwortenden in der Organisation ein, die weiteren Antworten wurden aber nicht den Arten von Organisationen oder den Rollen zugeordnet. Die Umfrage wurde am 01. Juni 2009 freigeschaltet. Für die Auswertung wurden alle Antworten bis zum 10. September 2009 berücksichtigt. In dem Umfragezeitraum von 102 Tagen wurden insgesamt 139 Besucher der deutschen Umfrage und 42 der englischen Version verzeichnet. Von diesen wurden nur solche Besuche für die Auswertung berücksichtigt, bei denen zumindest alle Fragen angesehen wurden und somit die Beantwortung nicht frühzeitig abgebrochen wurde. So entstanden 72 vollständige Beantwortungen der deutschen Version und 20 der englischen, was jeweils einer Absprungrate von 48% und 52% entspricht. Zur Auswertung wurden die gegebenen Antworten der beiden Versionen vereint. Grundlage der Auswertung bilden also insgesamt 92 Datensätze die aus vollständigen Beantwortungen der Umfrage resultieren. 2.1 Gestaltung der Fragen Die insgesamt 18 Fragen decken grob gegliedert die Bereiche Organisation, MDSD- Methoden, MDSD-Werkzeuge, Integration und Interoperabilität der Werkzeuge und Zukunftsaussichten ab. Bis auf Fragen 6 und 7 lassen alle Fragen Freitextantworten zu, die meisten Fragen bieten zusätzlich vorformulierte Antworten zum Ankreuzen an (siehe Abbildung 2.1). Die ersten drei Fragen beziehen sich auf Rolle des Befragten und der Organisation und das Einsatzgebiet von modellgetriebenen Methoden. Des Weiteren werden genutzte Modellierungswerkzeuge und -sprachen und die genutzten Bereiche der MDSD abgefragt. 4

8 2 Umfrage 2009 Fragen 7 bis 9 decken die Bereiche Code-Generierung und Template-Sprachen ab. Frage 10 bezieht sich auf Modelltransformationen. Ab Frage 11 werden Kooperations- und Integrationsmechanismen beleuchtet, so z.b. genutzte Austauschformate zwischen Werkzeugen. Frage 14 und 15 erfragen genutzte modellgetriebene Reengineering-Methoden während die letzten drei Fragen Anforderungen, Verbesserungen und Schulungsbedarf in der Domäne abdecken. Abbildung 2.1: Darstellung der Umfrage 2.2 Fragenkatalog 1. Welche Position haben Sie in Ihrer Organisation? 2. Welche Rolle würden Sie Ihrer Organisation zuschreiben? 3. In welchen Domänen setzen Sie MDSD-Technologien ein? 4. Welche MDSD-Werkzeuge nutzen Sie? 5. Welche Modellierungssprachen nutzen Sie? 5

9 2 Umfrage Welche Ebenen von MDSD benutzen Sie? 7. Wie stark setzen Sie Code-Generierung ein? 8. Welche Template-Sprachen verwenden Sie für die Code-Generierung? 9. Welche Arten von Artefakten generieren Sie? 10. Welche Sprachen nutzen Sie für Modell-zu-Modell-Transformationen? 11. Welche Kooperationswerkzeuge nutzen Sie für Modelle (z.b. CVS, Modell- Repository,...)? 12. Welche Arten von Artefakten tauschen Sie zwischen Werkzeugen im Rahmen von MDSD aus (z.b. Modelle zwischen Modellierungswerkzeug und Code-Generator)? 13. In welchen Formaten tauschen Sie Artefakte zwischen Werkzeugen aus? 14. Auf welchen Software-Ebenen wenden Sie MDSD-basiertes Reengineering an? 15. Welche Standards für MDSD-basiertes Reengineering nutzen Sie? 16. Welche Anforderungen haben Sie, die nicht von den von Ihnen eingesetzten MDSD- Werkzeugen erfüllt werden? 17. Welche Verbesserungsmöglichkeiten sehen Sie für MDSD-Werkzeuge? 18. In welchen Gebieten von MDSD sehen Sie Schulungsbedarf? 6

10 3 Einzelergebnisse Die nachfolgenden Einzelergebnisse geben die am häufigsten gegebenen Antworten und die Häufigkeit als Balkendiagramm wieder. Bei Fragen, die eine rein textuelle Antwortmöglichkeit bieten, werden die häufigsten Antworten in absteigender Häufigkeit aufgeführt. In Fällen, in denen bei Fragen mit Auswahlmöglichkeit zusätzliche Antworten mit relevanter Häufigkeit gegeben wurden, wurden diese in die Diagramme mit aufgenommen. Auswahlmöglichkeiten ohne oder mit geringem Auftreten erscheinen nicht in den Diagrammen. Die Antworten für Frage 16 und 17 wurden zusammengefasst, da kaum Abweichungen festzustellen sind und die Prioritäten bei der Verbesserung von Werkzeugen deutlich werden. 3.1 Frage 1 Welche Position haben Sie in Ihrer Organisation? 1. Software-Architekt 2. Entwickler 3. Wissenschaftler 4. Projektleiter 5. Geschäftsführer 6. Abteilungsleiter 7. Berater 8. Student 7

11 .$&/0$123$&4+$55$& 6' D<&4931"24E:::::<&2*"84*+8<" 67,&'-'.!"#$%&#'"./01 "893+4:;<":*55$%$= 3 Einzelergebnisse >?@?:A;*"2$584+ F"4$&:D</14:58$2+:*1G:!"4HI+0$"J:%8$:"893+:=$3&:;<":4+*+8493$":B<<54:GHK&:>??:*142$3$"L:.8&:M$493&HI"/$":1"4:*193:"893+:=$3&:*1G:&$8 B$4+:!1+<=*+848$&1"2:1"%:@C4+$=:!"*5C4$ 3.2 Frage 2 /$8"$4 DHK3&$:$8"$:O&1PP$J:%8$:*"2$P*44+$":.$&/0$12$:GHK&:>?@?:M*1$"L Welche Rolle würden Sie Ihrer Organisation zuschreiben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rage 3 /%94F%E$%#';"L43E#$ In welchen Domänen setzen Sie MDSD-Technologien ein? VS US 7S TS <S S =S -. <= -= <= S!"#$%&%''%'%( )*+'%,% -%&./00. 1"23'"4#%# 5#'%$63. '"4#++47' 836% 94,01%:%( 3;,"#"+'63'. "<%()*+'%,% =%6'%"1'%( )*+'%,% >#. '%6#%?,%#+ +47'836% 8

12 3 Einzelergebnisse 3.4 Frage 4 Welche MDSD-Werkzeuge nutzen Sie?!"#$%"&'()(*!"+,-"./"&0.1-"0&)2"3 b` "0 40-7%#!"#$" &` % 08G#H7":01I &' 08G#H7":J1I (& )*+ ', '` *$3D):1B* - K)="F9"D ' 1"F5:03#FL ' (` 15FG5M &', 15=#8:BD5; & ',./* ( %` 3'+4*'.5%6'++-'&7"899:&)4*'"."7#('".;-'< NF"OF: (& %!"#$%&#'" a`!"()*+ 8+"2"& "0&9:;<!"#$%&' %( 01P2/:0$F"DHD#7":1)3"G:2H"D5F#)$:/"DQ#8"7:R:;;;C7H9"$)$C3"!"#$(&) -*), I<S5M5 012/ ` % ' ' &!"#+,-#. /% ( % >@A87+,-#. NF"OF!"#$" %&'#()"* %&'#()"*./0 /$12.* '* 4.5 +"79* +97'9; +96#&* =>/?7"@7* 01"2 %+, -+, +3/ %* 6"78"2 %1#7: 329< NF"OF 6"3#$#:TUKV:765DF:TUKV:08G#H7":TUKR2V:K>/.5F#)$5G:/)WF;5D":*D89#F"8F,&'-'.!"#$%&#'"./012 34$56#789":*$;"$3<$= 333 2H"$*6")7,-#$ :$5;<$="#.5F#)$5GR?D)3<EF"V:HD#6XYD:.5F#)$5G:/)WF;5D":*D89#F"8F >6?797$,-#.$I6B$=B7JBK$="#L=-, 3.5 Frage 5 Z[1:.5F#)$5G:/)WF;5D":*D89#F"8F >6?797$,-#.$ :$5;<$"6@8A.A<B$C"C 3/?*>0:/47F"6B"7E:\*]K2/*.^ =B7JB$MB7JB;7NN7$,-#.O *D=)]1@V:08)D"V:_"FRK"6HG5F"7V:K"$")V::?)G5D#)$V:CCC Welche Modellierungssprachen nutzen Sie? -;P78$-B8;@B;87$)&QR 15=#8BD5;V:_"$"D5F"ZK Q) S!TU-SVK$-H."# 65=#8:3D5; >6?797$,-#.$ :$5;<$D5E5 1ZB:Z$$)Q5F)D F"G />2?0@*AB *) -BA8H$,65?85I..5F#)$5G:/)WF;5D":*D89#F"8FP1)3"G"DV:Z$W)7H9"D":B5F5:*D89#F"8FV:+"M7H9"D":[<7#$"77:1)3"G"DV:*.Z/:[<7#$"77:*D89#F"8F <C5C:"#="$"7:?D)3<EF W) U#7<5G:.<G"7 *K@V:01IK"OFV:0H7#G)$ 15=#8BD5;V:_"$"D5F"ZK ') 0#="$"7:ID56";)DE I<S5M5 /) *) () /% '* %) %( %* )!"#$%&'!"#$(&)!"#*+,#-./012*+,#- 34"5 9

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14 !"#$" %& '() %* 340$5 +& B?5"2/6#8C, D"7?>#8E %, 3.8 Frage 8 3 Einzelergebnisse Welche Template-Sprachen verwenden Sie für die Code- Generierung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rage 9 6("1"&'*)4,()"*&7889 J--".234"*()#234"$.K+,"($)"#-".L+*M-"N";.J$O"$,/$P"$ '+L/*"$)()#+$U.V"M+;)2U.W+,"--"U.E"2)6X#N)/;"2U.")3> G";H";6!+$0#P/;()#+$ Welche Arten von Artefakten generieren Sie? G#*/-()#+$23+,"U.Y/(-#)Z[)2M;+)+)\M"$U.W#,,-"6E#";6!+*M+$"$)"$2L"-"))" 8^ Q","2.";,"$L-#34"2.!+$<"M).,(2.2#34.(/2.'+*(#$*+,"--"$.";2)"--"$.-Z[22)>.?"#./$2.P#7)."2.L"#$".@#$234;Z[$L/$P.,";.'+*(#$2./$,.J$O"$,/ ''A.</;.@;<"/P/$P.,";.'? _^ '()"$7($L#$4(-) '()"$*+,"--#*M-"*"$)#";/$P"$U.E;($20+;*()#+$2#*M-"*"$)#";/$P"$ E;($20+;*()#+$23+," %^ Q",".J;).H+$.J;)"0(L)"$ GL;#M)".0Z];.'?6G34"*(U.S$)";2)Z])</$P.0Z];.'?6G34"*(6W#P;()#+$ 9^ F^ %& %8 C^ I^ 98 CD F% 9I ^ %!"#$" %&'( ( )*+,#--.'(./0#/01 %21"$34' 5"66(2*-( 7"./08-1.'( "9"$" &"'($*1' :*$+.'( 49",-68/0"( ;7<=>?,4:"..'( "9"$"(;:@&@( &?AB> C"/0$#./0"(?,4:"..'( "9"$" D",E#/"' A9"$" 11

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17 !"#$" %& %' 8& 9' 99 D"45$#345"/:;,<"33=/"7"$" 9' E";F#4"=A7"$" 9G 3 Einzelergebnisse 3.14 Frage 14 </&4&$!*-%,/-&*$=>? 7#35";/H"#$/I""$J#$"";#$J E";F";=!,$1#J0;)*#,$ Auf welchen Software-Ebenen wenden Sie Reengineering an? K#;/F";Q"$-"$/I"1)4*,;#$J/:)**";$3/)01/-";/H,$<"R*#,$".."$/A7"$"?/(0;45/"$*3R;"45"$-"3/S5)$J"/T)$)J"+"$*/Q";-"$/-#"/U;*"1)H*"/)0*,+)*#345/)$J"R) 'V K)3/7"-"0*"*/LI""$J#$"";#$JLM %& %V 8& 8V %& %' 9& 8& 9V 9G 9' 9' & 99 2'+3*'.4#)"5)& :+;&.<=4=>?)6-'&#'6.@''"A-"''&-"A."9#('".4-'B!"#$%&#'" V!"()*+!"#$"!"#$" %&'( ( %21"$' %& &"'( '()*+,( )*+,#--.'( 345"66(2*-( - $*1:*$+.'(./0#/01 7"./08-1' 49",-68/0"(."9"$" ;7<=>?,4:"..'( "9"$"(;:@&@( &?AB> C"/0$#./0"(?,4:"..'( "9"$" D",E#/"' A9"$",&'-'.!"#$%&#'"./01."/0*1234#0#4"/ 5#2*63."$*782*9*:362"$*"#$"*+;0"2$30#7"*<=>*'()*+,(*+$/30<*"$0?#4@";0A*?"#;*=$/*B#"/"2*$#460*<#";CDE62"$B*"2/46"#$0F*,3/*G2H".$#/*#/0*B#"*G$?#4@;=$H*B"2 +.6DJ$H#H*78>*."230"$B"$*!=$B"$ 3.15 Frage 15 Welche Standards für MDSD-basiertes Reengineering nutzen Sie? OK &K %K 9K -K NK %& MK LK K!"#$" %&'()*& - 14

18 3 Einzelergebnisse 3.16 Fragen 16 und 17 Welche Anforderungen haben Sie, die nicht von den von Ihnen eingesetzten MDSD-Werkzeugen erfüllt werden? Welche Verbesserungsmöglichkeiten sehen Sie für MDSD- Werkzeuge? 1. Modell-Repositories / Diff und Merge von Modellen 2. Verwebung verschiedener Sprachen (Insbesondere auch graphischer und textueller Sprachen) 3. Reife und Dokumentation der Werkzeuge und Transformationssprachen 4. Integration von Werkzeugen (Traceability, Modellaustausch,...) 5. Skalierbarkeit 3.17 Frage 18 In welchen Gebieten von MDSD sehen Sie Schulungsbedarf? 1. Modellierung a) Metamodellierung b) Domänenmodellierung c) DSL-Erstellung d) Abstraktion e) Konzeptuelles Denken 2. Modell-zu-Modell-Transformationen 15

19 4 Trends 2009 Aus den Ergebnissen der Umfrage 2009 wird deutlich, dass modellgetriebene Ansätze diverse Beiträge zur modernen Softwareentwicklung beitragen, jedoch auch noch vielfältiger Verbesserungsbedarf besteht. Im Weiteren werden die unterschiedlichen Trends der modellgetriebenen Entwicklung genauer beleuchtet. Bei der Beurteilung der Ergebnisse muss in jedem Fall der Rahmen berücksichtigt werden, in dem die Umfrage beworben wurde. Die Umfrage wurde über Mailinglisten diverser Fachgruppen der Gesellschaft für Informatik und in einschlägigen Foren, die sich mit MDSD befassen, bekannt gemacht. Des Weiteren wurden Kunden der Delta Software Technology GmbH direkt adressiert. Auch wenn die Umfrage zweisprachig durchgeführt wurde, bezog sich ein Großteil der Werbung auf den deutschsprachigen Raum, was sich auch in den Teilnehmerzahlen widerspiegelt. 4.1 Zielgruppen und Domänen Aus den Fragen zum organisatorischen Hintergrund der Teilnehmer (Frage 1 und 2) geht hervor, dass MDSD in der Praxis angenommen wird und dort nicht nur für Entwickler interessant ist, sondern auch in leitenden Positionen wahrgenommen wird. Zudem lässt sich erkennen, dass ein Großteil der Teilnehmer nicht nur reine Anwender sind, sondern sich auch als Werkzeughersteller oder Forscher mit der Umsetzung und Weiterentwicklung von MDSD beschäftigen. Dieses lässt sich sicherlich auf das Profil der beworbenen Teilnehmer zurückführen, kann aber auch als ein Indiz für den momentanen Verbreitungsgrad von MDSD gedeutet werden. Die Frage nach den Domänen, in denen MDSD eingesetzt wird, zeigt einen Schwerpunkt der Teilnehmer im Bereich Web-Applikationen und Unternehmenssoftware. Allerdings zeigen über die Umfrage hinausgehende Erfahrungen, dass auch im Bereich der eingebetteten Systeme, die in der Umfrage weitaus seltener genannt werden, MDSD Verwendung findet. Hier sind Methoden, die sich im Bereich mathematischer Modellierung bewegen, bereits seit langem verbreitet und werden nun durch aufkommende Trends der modellgetriebenen Entwicklung weiter verstärkt. Das führt aber auch dazu, dass Arbeiten in diesem Bereich nicht unbedingt unter dem Begriff Modellgetriebene Softwareentwicklung geführt werden. 16

20 4 Trends Werkzeuge und Sprachen Bei der Betrachtung der verwendeten MDSD-Werkzeuge lässt sich ein klarer Trend hin zu den Werkzeugen, die im Eclipse Modeling Project zur Verfügung gestellt werden, erkennen (Frage 4). Die im EMF-Projekt entwickelte MOF-Implementierung Ecore ist darüber hinaus auch als Standardsprache für den Austausch von Modellen etabliert (Frage 13). Das gilt sowohl für domänenspezifische Sprachen (DSLs), die mit Eclipse-Werkzeugen entwickelt wurden, als auch für den Austausch von UML-Modellen, vor allem den Austausch zwischen Modellierungswerkzeugen und Transformations- bzw. Codegenerierungswerkzeugen, mit Hilfe des Ecore-UML-Metamodells. Das zeigt sich auch daran, dass immer mehr UML-Modellierungswerkzeuge das Format direkt als Exportmöglichkeit anbieten. Im Bereich der verwendeten Modellierungssprachen ist UML führend. Dabei wird vor allem UML 2.0 und auch deren Möglichkeiten zur Definition eigener DSLs durch z.b. Profile verwendet. Ältere Versionen der UML finden nur noch selten Verwendung. Einen ebenfalls hohen Anteil haben hingegen DSLs auf der Basis von Ecore, was die bereits festgestellte wichtige Rolle des Eclipse Modeling Projects nochmals unterstreicht. BPMN als spezielle Notation für (Geschäfts-)Prozessmodelle hat angesichts der speziellen Domäne ebenfalls einen hohen Anteil, was unter anderem durch den hohen Anteil der Unternehmenssoftware bei der Angabe der Domänen zu erklären ist. 4.3 Methoden An den Antworten zu Frage 6 (Ebenen der MDSD) lässt sich erkennen, dass Software- Modellierung und Code-Generierung von einem Großteil der Teilnehmer genutzt werden. Ein möglicher Grund ist, dass sich durch die Kombination von technischer Modellierung eines Softwaresystems und Codegenerierung schnell große Effizienzsteigerungen in der Softwareentwicklung erreichen lassen. Das Ziel, die Abstraktionsebene bei der Modellierung zu erhöhen und spezielle Modellierungssprachen, die sehr nah an der Sprache von Fachexperten orientiert sind, als Basis für die Codegenerierung zu nutzen, scheint hingegen noch nicht vollständig erreicht zu sein. Des Weiteren sind auch Modell-zu- Modell-Transformationen zwar stark vertreten, z.b. um die Codegenerierung modularer zu gestalten, aber noch nicht bei allen Teilnehmern im Einsatz. Dieses zeigt sich auch bei der Frage nach den verwendeten Modell-zu-Modell-Transformationssprachen (Frage 10). Hier fällt mit allgemeinen Programmiersprachen und Xtend der größte Anteil auf Sprachen, die nicht speziell für diesen Einsatzzweck entwickelt wurden. Spezialsprachen wie ATL und die QVT-Sprachfamilie haben noch einen vergleichsweise geringen Anteil. Zumindest im Fall von QVT lässt sich das auch damit erklären, dass der Standard noch relativ jung ist und bisher nur von wenigen Werkzeugen unterstützt wird. Bei den Fragen zur Codegenerierung (Frage 7-9) zeigt sich wiederum die Reife von 17

21 4 Trends 2009 MDSD. Ein Großteil der Teilnehmer setzt Code-Generierung bereits produktiv in Projekten ein. Allerdings können an dieser Stelle keine Aussagen zum Umfang der Codegenerierung und zum Verhältnis zwischen modellgetriebener und traditioneller Softwareentwicklung gemacht werden. Bei den verwendeten Template-Sprachen hat Xpand aus dem Eclipse Modeling Project den größten Anteil. Kleinere Anteile können zudem noch JET und Velocity verbuchen. Die Arten der Artefakte, die generiert werden, verteilt sich relativ gleichmäßig über die verschiedenen Ebenen der Softwareentwicklung. Ein Schwerpunkt lässt sich bei der Generierung von Datenmodellen und Datenbankzugriffsschichten erkennen. 4.4 Kooperatives Arbeiten Bei den Kooperationswerkzeugen, die im Rahmen von MDSD für die Versionierung und den Vergleich von Modellen genutzt werden (Frage 11), dominieren mit Subversion und CVS die Werkzeuge, die auch aus der traditionellen Softwareentwicklung bekannt sind. Werkzeuge, die im Gegensatz zu diesen textbasierten Werkzeugen speziell auf die Verwendung von Modellen abgestimmt sind, sind unter den Teilnehmern nur vereinzelt im Einsatz. Ein Grund wird sein, dass die Entwicklung solcher Modell-Repositories noch relativ jung ist und wie im Falle der hier genannten häufig an bestimmte Modellierungswerkzeuge gebunden ist. Ein anderer möglicher Grund ist der, dass Modelle oft gemeinsam mit dem manuell ergänzten Code im gleichen Repository gehalten werden, um die gemeinsame Versionierung zu vereinfachen. Eine Möglichkeit auch mit textbasierten Repositories komfortabel Modelle im Team bearbeiten zu können, ist, diese Repositories durch spezielle Diff- und Merge-Werkzeuge wie z.b. EMF-Compare zu ergänzen. Inwieweit dieses jedoch in der Praxis verbreitet ist, lässt sich aus den Umfrageergebnissen nicht ableiten. 4.5 Werkzeuggrenzen Die Frage nach Artefakten, die zwischen Werkzeugen ausgetauscht werden (Frage 12) zeigt deutlich, dass der Austausch von Modellen der Standardfall ist. Der Austausch von Metamodellen ist für ca. 50% der Teilnehmer relevant, während der Austausch von Transformationen noch einen sehr geringen Anteil einnimmt. Ein möglicher Grund dafür ist, dass es sowohl für Template-Sprachen als auch für die spezialisierten Transformationssprachen häufig nur ein Werkzeug gibt, das die entsprechende Sprache unterstützt. Bei der genaueren Betrachtung der Artefakte, die zwischen den Werkzeugen ausgetauscht werden, fällt auf, dass hier vor allem Ecore-basierte Formate, wie z.b. die bereits genannte UML-Implementierung, verwendet werden. Dahinter folgen werkzeugspezifische und werkzeugunabhängige MOF-Repräsentationen, wobei letztere im allgemeinen wie auch die Ecore-Formate nur die reinen Modellinformationen und keine Informationen über die graphische Darstellung enthalten. Graphische und textuelle Repräsentationen 18

22 4 Trends 2009 werden relativ selten ausgetauscht. Der Anteil der textuellen Repräsentationen ist dabei wahrscheinlich auf die sich stark verbreitenden textuellen DSLs zurückzuführen. In den letzten Jahren wurden mehrere Frameworks entwickelt, mit denen sich textuelle DSLs definieren lassen. Diese finden sich auch in der im Projekt IF-ModE 1 aufgestellten Werkzeugliste. 4.6 Reengineering Die beiden Fragen zu MDSD-basiertem Reengineering (Frage 14 und 15) fanden relativ geringe Resonanz unter den Teilnehmern. Für die Frage nach den Software-Ebenen, auf denen MDSD-basiertes Reengineering angewendet wird, zeigen sich geringe absolute Werte für die meisten Antwortmöglichkeiten, allerdings wiederum mit den größten Anteilen für Datenmodelle und Datenbankzugriffsschichten. Standardisierungsbemühungen wie z.b. Architecture-Driven Modernization (ADM) der Object Management Group (OMG) werden zumindest im aktuellen Teilnehmerkreis so gut wie gar nicht verwendet. 4.7 Herausforderungen Modell-Repositories Die Fragen nach nicht erfüllten Anforderungen an MDSD-Werkzeuge und daraus resultierenden Verbesserungsmöglichkeiten zeigen deutlich einige Herausforderungen auf, die noch bewältigt werden müssen, um die breite Verwendung von MDSD zu ermöglichen. Dazu gehört als häufigst genannte Anforderung die Einführung von Modell-Repositories und geeigneten Diff- und Merge-Werkzeugen für Modelle. Diese Werkzeuge bieten den Vorteil, dass man Modelle nicht nur in ihrer textuellen Darstellung (in den meisten Fällen eine XMI-Serialisierung) sondern auch in einer für Modelle geeigneteren Weise verwalten und vergleichen kann. Somit werden Modellevolution und eine parallele Bearbeitung von Modellen handhabbarer. Ein neues Problem würde sich dann allerdings ergeben, wenn generierter durch manuell geschriebenen Code ergänzt wird und Modelle und Code in verschiedenen Repositories verwaltet werden. Hier müssten z.b. Mechanismen gefunden werden, mit denen sich zusammengehörige Versionen von Modellen und Code beschreiben lassen Partitionierung von Modellen Ein weiterer häufig genannter Punkt ist die Verwebung von Modellen in unterschiedlichen Sprachen. Dabei ist insbesondere die Verknüpfung von graphischen und textuellen Syntaxen eine besondere Anforderung. Durch die zunehmende Werkzeugunterstützung

23 4 Trends 2009 für sowohl graphische als auch textuelle DSLs verbreitet sich die Entwicklung von spezialisierten Sprachen unter Verwendung eines der beiden Paradigmen. So haben textuelle Beschreibungen Vorteile bei Details wie z.b. den Attributen von Entitäten oder von Regel-basierten Sprachen, während sich mit graphischen Mitteln z.b. Zusammenhänge zwischen unterschiedlichen Entitäten gut darstellen lassen. Die Konsequenz daraus ist die partitionierte Abbildung des Systems in verschiedene Modelle und Teilmodelle, die jeweils eigene Bereiche abbilden. Für jeden Bereich wird dabei eine möglichst spezialisierte Modellierungsprache gewählt. Daraus resultiert dann aber auch, dass unterschiedliche Modelle wieder miteinander integriert werden müssen Allgemeine Reife Auch bei der Reife und Dokumentation von Werkzeugen und Transformationssprachen sehen die Teilnehmer der Umfrage noch Verbesserungsbedarf. Die Dokumentation ist essentiell, um den Einstieg in den Bereich MDSD zu vereinfachen und die Einarbeitungszeit zu verkürzen. Ein weiterer Aspekt ist dabei auch die Auswahl geeigneter Werkzeuge für den MDSD-Einstieg. Eine Entscheidung zugunsten eines Werkzeugs oder einer Werkzeugkette ist nur schwer zu treffen, wenn eine Dokumentation zu Eigenschaften und zur Verwendungsweise fehlt. Des Weiteren wird der Reifegrad der Werkzeuge und der umfassenden Werkzeugunterstützung einzelner Methoden und Sprachen bemängelt, so z.b. das Fehlen eines Debuggers für Transformationssprachen. Einige Teilnehmer bemängeln zudem die fehlende Interoperabilität von MDSD-Werkzeugen. Diese Kritik bezieht sich vor allen Dingen auf den Austausch von Modellen. Hauptkritikpunkte sind die Probleme beim Austausch von UML-Modellen mit XMI und die Nachvollziehbarkeit von Änderungen über verschiedene Modellebenen, Transformationen und Codegenerierungsschritte hinweg. Auch die Skalierbarkeit wird noch als Problem angesehen. Je mehr MDSD Einzug in produktive Umgebungen findet, desto mehr steigt auch der Bedarf für die Verarbeitung großer Modelle. Das führt aber schon bei den Modellierungswerkzeugen zu Problemen mit dem Speicherplatz, der für die Modelle benötigt wird. Das gleiche Problem ergibt sich dann auch bei Transformationswerkzeugen und Generatoren, die Abfragen auf den Modellen ausführen müssen, die je nach Implementierung sehr langwierig sein können, was die Dauer von Transformationen und Generierung erhöht. Gerade im produktiven Einsatz kann die Dauer der Ausführung von Transformationen und Generierung aber von entscheidender Bedeutung sein MDSD in Lehre und Bildung Beim Thema Schulungsbedarf für MDSD werden von den Teilnehmern hauptsächlich zwei Themen genannt: Modell-zu-Modell-Transformationen und Konzepte für eine gu- 20

24 4 Trends 2009 te Modellierung. Modell-zu-Modell-Transformationen sind für den praktischen Einsatz von MDSD ein wenig verbreitetes Thema, das aber, vor allem durch die aufkommende Werkzeugunterstützung von spezialisierten Modell-zu-Modell-Transformationssprachen zunehmend Interesse weckt. Daraus ergibt sich ein Bedarf an Fachkenntnissen in Sprachen und Werkzeugen, die bisher wenige Entwickler beherrschen. Eine weitere Hürde ist, dass Modell-zu-Modell-Transformationssprachen häufig auf Konzepten aus der logischen und der funktionalen Programmierung basieren und diese im Informatikstudium mehr und mehr in den Hintergrund getreten sind. An der häufigen Nennung von Modellierungsthemen lässt sich erkennen, dass mit dem Paradigmenwechsel von Programmierung zu Modellierung auch ein großer Schulungsaufwand einhergeht. Im Fokus stehen dabei sowohl die Modellierung selbst als auch die Einführung von Aufgaben auf abstrakterer Ebene, wie z.b. die Metamodellierung oder das Schreiben von Templates und Transformationen auf Metamodellebene. Diese Erhöhung der Abstraktionsebene stellt für Einsteiger in die modellgetriebene Softwareentwicklung häufig eine große Herausforderung dar und es stellt sich oft die Frage, wo die Grenze zwischen Modell und Metamodell zu ziehen ist. Dieses Problem stellt sich insbesondere auch bei der Einführung domänenspezifischer Sprachen, die Fachexperten stärker in die Softwareentwicklung einbinden sollen, da entschieden werden muss, welche Domänenkonzepte Teil einer solchen Sprache sein können. 4.8 Zusammenfassung Zusammenfassend lassen sich aus der Umfrage die folgenden Trends für MDSD ablesen: MDSD wird in Projekten produktiv eingesetzt. Die Verwendung von Ecore als Grundlage für den Modellaustausch nimmt zu. Ecore wird inzwischen von vielen Werkzeugen verwendet, um Metamodelle für DSLs zu beschreiben. Vor allem setzt sich aber auch die auf Ecore basierende UML2- Implementierung des Eclipse Modeling Projects als Grundlage für den Austausch von UML-Diagrammen zwischen Modellierungswerkzeugen und Transformationsbzw. Generierungswerkzeugen durch. UML ist die verbreiteteste Sprache für die Softwaremodellierung, DSLs haben aber ebenfalls einen hohen Anteil. Spezialisierte Modell-zu-Modell-Transformationssprachen haben noch einen geringen Anteil bei der Definition von Modelltransformationen. Spezielle Modell-Repositories für die Verwaltung und den Vergleich von Modellen werden bisher kaum verwendet, aber von vielen Praktikern gewünscht. MDSD-Methoden werden eher im Bereich Forward-Engineering verwendet. 21

25 4 Trends 2009 Die Verwebung verschiedener Sprachen, insbesondere auch graphischer und textueller Syntaxen, ist für viele Praktiker ein wichtiger, noch offener Punkt. Die Einstiegshürde für MDSD aufgrund nicht ausreichender Dokumentation der Funktionen und der Verwendungsweise von Werkzeugen ist relativ hoch. Zum weitreichenden Einsatz von MDSD müssen Entwickler umfangreicher in den Gebieten (Meta-)Modellierung und Modelltransformation ausgebildet werden. 22