Di 4.1. Variabilitätsmanagement in der Software-Produktlinienentwicklung. Kim Lauenroth

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1 Di 4.1 January 26-30, 2009, Munich, Germany ICM - International Congress Centre Munich ariabilitätsmanagement in der Software-Produktlinienentwicklung Kim Lauenroth

2 ariabilitätsmanagement in der The key to successful projects ariabilitätsmanagement in der Kim Lauenroth Institute for Computer Science and Business Information Systems (ICB) University of Duisburg Essen, Germany due.de; 1 Agenda SSE@Uni DuE Motivation für das ariantenmanagement Modellierung von ariabilität Aktivitäten des ariantenmanagements Integrationsstrategien für ariantenmanagement Weitere Entwicklungsschritte und ariantenmanagemen 2 The key to successful projects 1

3 ariabilitätsmanagement in der Arbeitsgruppe (SSE) Team Prof. Dr. Klaus Pohl (Leitung) 30 Mitarbeiter (davon 14 SHK) Tätigkeitsspektrum Angewandte Forschung Anwendungsinformierte Grundlagenforschung Beratung & Technologietransfer 3 Forschungsschwerpunkte Software Product Line Eng. Requirements Engineering ariability Modelling & Management RE for SPLs Analysis of SPL Models Goal & SPL Testing Feature Scenariobased RE Interactions Requirements based RE/Architecture Risk based Testing Co Development Testing Service Engineering Reference Architectures Service Technologies Quality Assurance Service based Systems Eng. 4 The key to successful projects 2

4 ariabilitätsmanagement in der Motivation für das ariantenmanagement 5 Entwicklung durchwiederverwendung Produkt 3 Produkt 1 Produkt 2 Produkt 5 Produkt 4 Entwicklung mit Wiederverwendung Gemeinsames Artefakt Wählbares Artefakt Produkt 1 Produkt 2 Produkt 3 6 The key to successful projects 3

5 ariabilitätsmanagement in der Herausforderung Entwicklung von Artefakten zur Wiederverwendung strategisch, geplant, systematisch proaktive Wiederverwendung 7 Lösungsansatz zwei Entwicklungsprozesse Domain Engineering Entwicklung für die Wiederverwendung Application Engineering Entwicklung durch Wiederverwendung 8 The key to successful projects 4

6 P ariabilitätsmanagement in der Herausforderung Spezifikation und Management von ariabilität Für das Autoradio kann gewählt werden, ob mp3, DD und CD-RWs abgepielt werden können. Für die Funktionalität Navigationssystem wird ein DD-fähiges Abspielgerät benötigt. Problem: Für das Autoradio kann optional eine Freisprechfunktion über Bluetooth gewählt werden. Information über ariabilität ist verstreut und mehrdeutig 9 Lösungsansatz eigenständiges Modell für die ariabilität Beziehung zu Anforderungen OM Bluetooth [1..1] Sprache P Bildschirmauflösung [1..1] P Routenführung Bildschirm Entwicklungsartefakte ersion 1.1 ersion x x x600 Entwicklungsartefakte Modell der ariabilität 10 The key to successful projects 5

7 ariabilitätsmanagement in der Modellierung von ariabilität 11 ariabilität P Farbe ariationspunkt Was variiert? Farbe Rot Schwarz Weiss ariante Wie variiert? 12 The key to successful projects 6

8 ariabilitätsmanagement in der Auswahlmöglichkeit von ariabilität P ariationspunkt ariabilität für die Audiowiedergabe eines Radio-CD-Spielers in einem PKW CD CD-RW MP3 AAC OGG Obligatorische ariante Diese ariante muss gewählt werden Optionale ariante Diese ariante kann gewählt werden Alternative Gruppe Eine oder zwei aus drei arianten sind zu wählen 13 Sichtbarkeit von ariabilität Extern ariabilität, die Kunden entscheiden Sprache P Wiedergabe Routenführung Bildschirm P Intern ariabilitäten, die Entwickler entscheiden 320x240 Bildschirmauflösung 640x480 [1..1] 800x The key to successful projects 7

9 ariabilitätsmanagement in der Ausprägungen von ariabilität P Obligatorische ariabilität muss entschieden werden Freisprecheinrichtung Kabelverbindung Bluetooth P Bluetooth Optionale ariabilität kann entschieden werden ersion 1.1 [1..1] ersion Abhängigkeiten von ariabilität Erfordern Eine ariabilität erfordert ein andere P Freisprecheinrichtung erfordert P Bluetooth [1..1] Kabelverbindung Bluetooth ersion 1.1 ersion 2.0 Ausschließen ariabilitäten schließen einander aus Limousine P Cabriolet P Navisystem Sonderausstattung Fahrzeugaufbau schließt aus [1..1] Sonnendach 16 The key to successful projects 8

10 ariabilitätsmanagement in der Dokumentation von ariabilität in Anforderungen NA-R332: Das Navigationssystem soll entweder eine Routenführung durch Bildschirmanzeige, durch Spracheausgabe oder kombiniert anbieten. P Routenführung Sprache Bildschirm NA-R332: Die Routenführung des Navigationssystems erfolgt durch Bildschirmausgabe. NA-R333: Die Routenführung des Navigationssystems erfolgt durch Sprachausgabe. 17 Aktivitäten im ariantenmanagement 18 The key to successful projects 9

11 ariabilitätsmanagement in der Aktivitäten im Requirements Engineering Gewinnung Dokumentation Übereinstimmung alidierung Management 19 Aktivitäten im ariantenmanagement Domain Engineering Gewinnung Dokumentation Übereinstimmung alidierung Management Application Engineering Gewinnung Dokumentation Übereinstimmung alidierung Management der angebotenen ariabilität der gewählten ariabilität 20 The key to successful projects 10

12 ariabilitätsmanagement in der Domain Engineering Gewinnung von ariabilität (1) Ermittlung der notwendigen ariabilität zukünftig relevanter ariabilität orgehensweisen Dokumentenanalyse Workshops, Interviews Marktanalysen Fokussierung ariationspunkte arianten Abhängigkeiten 21 Domain Engineering Gewinnung von ariabilität (2) erwendung des OM bei der Gewinnung Was variiert im Produkt? ariationspunkte P Wie variiert das Produkt? arianten Welche Abhängigkeiten? schließt aus erfordert 22 The key to successful projects 11

13 ariabilitätsmanagement in der Domain Engineering Dokumentation von ariabilität (1) Nachvollziehbare Dokumentation ariabilität Zusammenhang mit Entwicklungsartefakten orgehen orthogonales ariabilitätsmodell textuelle Dokumentation der Beziehungen 23 Domain Engineering Dokumentation von ariabilität (2) Nummerierung von ariationspunkten ariationspunkt ID: P<Nr> z.b. P1, P2, P99 P P1 Routenführung Nummerierung von arianten Beziehung zum ariationspunkt über Prefix ariante ID: <P Nr>.<Nr> z.b. 1.3 (ariante 3 von ariationspunkt P1) 1.1 Sprache 1.2 Bildschirm 24 The key to successful projects 12

14 ariabilitätsmanagement in der Domain Engineering Dokumentation von ariabilität (3) P Beziehung zwischen ariabilitätsmodell und Anforderungen P1 Routenführung Tabellarische Dokumentation P/ Anforderungen 1.1 Sprache 1.2 Bildschirm P1 1.1 NA R319 NA R333; NA R340; AUD R NA R332; NA R380; ID R15 Dokumentation durch Attribute NA-R332 (ariante 1.2) Die Routenführung des Navigationssystems erfolgt durch Bildschirmausgabe. 25 Domain Engineering Übereinstimmung von ariabilität ariabilität muss mit den relevanten Stakeholdern abgestimmt werden ariabilitätsmodell als konkrete Entscheidungsgrundlage P P Freisprecheinrichtung erfordert Bluetooth [1..1] Kabelverbindung Bluetooth ersion 1.1 ersion The key to successful projects 13

15 ariabilitätsmanagement in der Domain Engineering alidierung von ariabilität (1) Prüfung der dokumentierten ariabilität richtige Abbildung korrekte Dokumentation orgehensweise Reviews Inspektionen 27 Domain Engineering alidierung von ariabilität (2) Typische Fehler in ariabilitätsmodellen Widersprüchliche Abhängigkeiten erfordert erfordert schließt aus Pseudovariabilität P Routenführung P Steuerung Sprache Bildschirm Lenkrad Bedienfeld erfordert 28 The key to successful projects 14

16 ariabilitätsmanagement in der Domain Engineering Management von ariabilität (1) erwaltung von Änderungen in den ariabilitätsmodellen Beziehungen zu Anforderungen Kommunikation von Änderungen in das Application Engineering Gründe für Änderungen Technologieänderungen Feedback aus existierenden Produkten 29 Domain Engineering Management von ariabilität (2) P Routenführung Sprache Bildschirm Änderung der Anforderung NA-R332 von Bildschirmausgabe in Headup-Display. NA-R332: Die Routenführung des Navigationssystems erfolgt durch Bildschirmausgabe. NA-R333: Die Routenführung des Navigationssystems erfolgt durch Sprachausgabe. Eine unmittelbare Änderung würde zum erlust von Nachvollziehbarkeitsinformation führen. 30 The key to successful projects 15

17 ariabilitätsmanagement in der Domain Engineering Management von ariabilität (3) P Routenführung Sprache Bildschirm Headup NA-R399: Die Routenführung des Navigationssystems erfolgt durch Headup-Display. NA-R332: Die Routenführung des Navigationssystems erfolgt durch Bildschirmausgabe. NA-R333: Die Routenführung des Navigationssystems erfolgt durch Sprachausgabe. Erhalt der Nachvollziehbarkeitsinformation durch Erweiterung des ariabilitätsmodells 31 Application Engineering Gewinnung der Auswahl (1) Ziel: Auswahl von ariabilität durch Stakeholder orgehensweise Kommunikation der ariabilität Erfassung von Änderungen und Ergänzungen Ermittlung von Anpassungskosten (Impactanalyse) 32 The key to successful projects 16

18 ariabilitätsmanagement in der Application Engineering Gewinnung der Auswahl (2) Kommunikationsprinzip für ariabilität: 1. Erst ariationspunkte dann arianten 2. Obligatorisch vor Optional 3. Abhängigkeiten transparent machen 33 Application Engineering Gewinnung der Auswahl (3) ariante erfüllen Kundenwünsche teilweise oder gar nicht P P1 Routenführung Analyse der Auswirkungen Fokus ariabilitätsmodell Kommunikation Trade Off Entscheidung (siehe Übereinstimmungsaktivität) 1.1 Sprache 1.2 Bildschirm Erfassung von Änderungen siehe Dokumentationsaktivität 34 The key to successful projects 17

19 ariabilitätsmanagement in der Application Engineering Dokumentation der Auswahl (1) Nachvollziehbare Dokumentation der gewählten ariabilität orgehensweise Textuelle Dokumentation Auswahlmodell Der Kunde XY hat folgende arianten gewählt: Sprache Headup-Display Bluetooth mp3-spieler (Ergänzung AAC) 35 Application Engineering Dokumentation der Auswahl (2) erwendung eines Auswahlmodells P P Routenführung Musikwiedergabe Sprache Bildschirm Headup mp3 wmv aac NA-R734: Das Navigationssystem soll Musik aus aac-dateien (Apple-Codec) wiedergeben. (Kunde S. Jobs) 36 The key to successful projects 18

20 ariabilitätsmanagement in der Application Engineering Übereinstimmung der Auswahl Einigung über Auswahl der ariabilität Anpassungskosten Trade Off Entscheidung Unternehmensstrategie Wichtigkeit des Kunden 37 Application Engineering alidierung der Auswahl Überprüfung der Auswahl des Kunden Dokumentation aller Entscheidungen Einhaltung der Abhängigkeiten Überprüfung der Anpassungskosten orgehensweise Reviews Inspektionen 38 The key to successful projects 19

21 ariabilitätsmanagement in der Application Engineering Management der Auswahl erwaltung der Auswahlinformation Kommunikation von Anpassungen zum Domain Engineering Entscheidung über Realisierung im Domain Engineering (globale Lösung) Application Engineering (lokale Lösung) gemeinsam mit dem Domain Engineering 39 Integrationsstrategien für ariantenmanagement Implizit Inkrementell Big-Bang 40 The key to successful projects 20

22 ariabilitätsmanagement in der Implizites ariantenmanagement Dokumentation in Anforderungen Für das Autoradio kann gewählt werden, ob mp3, DD und CD-RWs abgepielt werden können. Für die Funktionalität Navigationssystem wird ein DD-fähiges Abspielgerät benötigt. Entwicklungsartefakte Für das Autoradio kann optional eine Freisprechfunktion über Bluetooth gewählt werden. Dokumentation durch Aufzählung CD-Spieler CD-Spieler mit mp3-funktion CD-Spieler (CD-RW-fähig) CD-Spieler (CD-RW-fähig) mit mp3-funktion 41 ariantenmanagement Inkrementelle Strategie (1) Ausbau eines Kundenprojektes möglichst zu Begin möglichst ein Kunde mit Referenzcharakter Potentielle ariationspunkte identifizieren umgesetzte ariante dokumentieren weitere potentielle arianten dokumentieren 42 The key to successful projects 21

23 ariabilitätsmanagement in der ariantenmanagement Inkrementelle Strategie (2) Potentielle ariationspunkte und arianten an die Entwickler kommunizieren. orteile ariabilität wird in Anforderungen, Design, Implementierung und Test berücksichtigt zielgerichtete Flexibilisierung Erleichterung der Wiederverwendung im Folgeprojekt konkreter Projektbezug 43 Weitere Entwicklungsschritte und ariantenmanagement 44 The key to successful projects 22

24 ariabilitätsmanagement in der Aktivitäten im Software Engineering Requirements Engineering Design Implementierung Test ariantenmanagement ariantenmanagement ist eine Querschnittsaktivität mit Beziehungen zu allen Aktivitäten 45 ariantenmanagement und Design Berücksichtigung in der Architektur, z.b. ariabilität in der Systemstruktur ariabilität innerhalb von Komponenten Gezieltes Design durch ariabilitätsmodellierung Zusätzliche ariabilität durch Designalternativen 46 The key to successful projects 23

25 ariabilitätsmanagement in der ariantenmanagement und Implementierung Berücksichtigung in der Umsetzung, z.b. Parametrisierung der Software Austausch von Quellcodebestandteilen Gezielte Realisierung durch ariabilitätsmodellierung 47 ariantenmanagement und Test Erweitert des Fokus durch ariabilität geplante Produkte Abwesenheit von arianten P Zusätzliche ariabilität durch Realisierungsalternativen Routenführung P Steuerung Sprache Bildschirm Lenkrad Bedienfeld 48 The key to successful projects 24

26 ariabilitätsmanagement in der Zusammenfassung (1) ariantenmanagement unterstützt Fokussierung des laufenden Projektes Berücksichtigung zukünftiger Entwicklungen Planung von zukünftigen Projekten Trennung von Domain und Application Engineering Modellierung von ariabilität durch ariationspunkte arianten Abhängigkeiten Einfluss auf alle Entwicklungsaktivitäten 49 Zusammenfassung (2) Das ariabilitätsmodell ermöglicht eigenständige Dokumentation von ariabilität Kommunikation von und über ariabilität explizite Entscheidungen für Kunden und Entwickler Nachvollziehbarkeit zwischen ariabilität und Entwicklungsartefakten 50 The key to successful projects 25

27 ariabilitätsmanagement in der ielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Kim Lauenroth Institute for Computer Science and Business Information Systems (ICB) University of Duisburg Essen, Germany due.de; 51 Notationselemente des orthogonalen ariabilitätsmodells ariationspunkte Externer ariationspunkt Interner ariationspunkt ariante Bedingungsabhängigkeiten P P P schließt aus P Obligatorischer ariations punkt P P <<Bezeichner zweizeilig>> P P verlangt P P Optionaler ariations punkt P P <<Bezeichner Drei zeilig>> schließt aus P P ariabilitätsabhängigkeiten P P P P verlangt P P [min max] [min max] schließt aus verlangt Obligatorisch Optional Alternative Gruppe Alternative Gruppe (alternative Darstellung) P: ariationspunkt : ariante 52 The key to successful projects 26