Strategische Flexibilität durch komponentenbasierte Software-Entwicklung Prof. Dr. Frank Thiesing

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1 Strategische Flexibilität durch komponentenbasierte Software-Entwicklung Prof. Dr. Frank Thiesing

2 Das Forschungsprojekt Das Forschungsprojekt Strategische t Flexibilität durch komponentenbasierte t Software-Entwicklung t ist ein Gemeinschaftsprojekt der Fachhochschule Osnabrück in Zusammenarbeit mit der ROSEN Technology and Research Center GmbH. Zeitraum: , Mitarbeiterstelle in Vollzeit

3 Komponentenbasierte Software- Entwicklung Wiederverwendung d standardisierter di i Komponenten wie in anderen Ingenieur-Disziplinen Ziel: Kostenreduktion und bessere Time-to-Market Flexibilität bei Wiederverwendung in verschiedenen Fachdömanen und Architekturumgebungen Zielgruppe: KMU

4 Ausgewählte Arbeitspakete t Arbeitspaket 1: Konzeption Arbeitspaket t 2: Flexibilität durch domänenübergreifende Wiederverwendung Arbeitspaket 3: Flexibilität durch architekturübergreifende Wiederverwendung Arbeitspaket 6: Applikationen aus Komponenten

5 Erfahrungswerte der komponentenbasierten t SWE Bestehende Komponentenmodelle sind sehr umfangreich Großer Funktionsumfang macht Modelle kompliziert Aus dieser Tatsache resultieren folgende Probleme: Kleine & Mittelständische tä Unternehmen können sich so komplexe Modelle nicht leisten Relativ hoher Investitionsaufwand bevor sich komponentenbasierte SWE rentiert Entwicklung eines leichtgewichtigen Komponentenmodells

6 Compass Compass (Component-based and Architecture centric development of Software Systems) COMPASS soll den Entwickler unterstützen und dabei die Ziele der komponentenbasierten Softwareentwicklung umsetzen

7 Konzepte von COMPASS Im Einzelnen heißt das: keine vollständige Neuentwicklung, sondern Nutzung vorhandener Ideen &Ek Erkenntnissen gegenwärtiger äti Modelle Besondere Anforderung durch Kooperation mit RTRC Lingen (ROSEN) Reduzierung des Funktionsumfangs auf das Nötigste (Vermeidung von zu vielen Funktionen) Neue Möglichkeiten durch Einsatz neuer Technologien (Spring.NET, MEF, etc.)

8 Komponenten von Compass Definition einer Komponente Funktionales, wiederverwendbares, hoch-qualitatives Stück Software Black-Box-Prinzip Funktionalitäten und Abhängigkeiten it werden über Schnittstellen t spezifiziert importierende Schnittstellen (benötigte Schnittstellen) exportierende Schnittstellen (angebotene Schnittstelle)

9 Domänenübergreifende Wiederverwendung d Drei Arten von Komponenten Leaf-Komponenten Makro-Komponenten Applikations-Komponenten t

10 Komponenten von Compass- Komponenten Leaf Komponente unterste Ebene der Compass Hierarchie kleinste Baustein Sammlung von Klassen nicht eigenständig ausführbar

11 Komponenten von Compass- Komponenten Makro Komponente Kombination von Leaf und/oder Makro Komponenten ergibt neue Komponente auf höherer Ebene nicht eigenständig ausführbar Zusammenfassen einer Menge von gelösten Teilproblemen

12 Komponenten von Compass- Komponenten Applikations-Komponente Setzt t Leaf- und dmakro- Komponenten zusammen höchste Komponentenebene ergibt lauffähiges Programm

13 Komponenten von Compass- Interfaces Grafische Darstellung im Compass-Modell Interfaces dienen zur Kopplung von Komponenten Komponenten bieten Dienste über Interfaces an Komponenten verlangen nur Interfaces Darstellung durch das C#-Sprachkonstrukt interface

14 Architekturübergreifende Wiederverwendung d Ziele der komponentenbasierten Software-Entwicklung (KBSE) Wiederverwendung von Software-Teilen Qualitativ hochwertige Software Wiederverwendung nur begrenzt möglich Spezifische Anforderungen Technologieunterschiede durch vielfältige Software-Architekturen

15 Grundlegende Software-Architekturen Desktop Applications Client Server Presentation layer Domain layer Data source layer Technologien: Windows Forms (.NET-Framework)

16 Grundlegende Software-Architekturen Rich Client Applications (RCAs) Client Server Presentation layer Domain layer Data source layer (O/R mapping) Data source layer (database) Technologien: Windows Forms (.NET-Framework), NHibernate

17 Grundlegende Software-Architekturen Rich Internet Applications (RIAs) Client Server Presentation layer (UI execution) Presentation layer (UI definition) Domain layer Data source layer Technologien: Windows Presentation Foundation (WPF), Silverlight

18 Migration von Software-Architekturen Von einer Desktop Application zu einer RCA Unterteilung des Data source layers Asynchrone Kommunikation Von einer RCA zu einer RIA Unterteilung des Presentation layers Asynchrone Kommunikation Technologieunterschiede (WPF, SL, statt WF) Verwendung gemeinsamer Technologien möglich?

19 Wechsel von Software-Architekturen Beispiel der Technologieunterschiede (RCA zu RIA) Vorhanden: RCA-Komponente zur Korrosionsberechnung Oberfläche in Windows Forms Portierungsaufwand Neuimplementierung der Oberfläche in WPF Lösungsmöglichkeit Initiale (direkte) Verwendung von WPF oder SL Keine Reimplementierung notwendig!

20 Aggregation und Komposition Bezeichnet das Zusammenfassen von Komponenten zu einer neuen Komponente Die neue Komponente wird nach außen als Black Box präsentiert Vorgehen: 1. Auswahl der einzelnen Komponenten 2. Kapseln zu neuer Komponente / Festlegen der Schnittstellen 3. Erstellen der Spring.Net Konfigurationsdatei Einsatz von Dependency Injection um Abhängigkeiten zu minimieren

21 Compass Komponentenmodell - Dependency Injection Minimierung der Abhängigkeit zwischen Klassen bzw. Komponenten in objektbasierten Systemen erzeugen Objekte ihre Ressourcen selbst dafür benötigen Komponenten Kenntnisse ihrer Umgebung Dependency Injection (DI) - übertragt das Erzeugen und Verknüpfen an ein externes Framework (Spring.NET) Konfiguration über XML-Konfigurationsdateien Komponenten können erst kompiliert und anschließend verbunden werden

22 Compass Komponentenmodell - Aggregation Bezeichnet das Zusammenfassen von Komponenten zu einer neuen Komponente Die neue Komponente wird nach außen als Black Box präsentiert Vorgehen: 1. Auswahl der einzelnen Komponenten Beispiel: 2. Verbinden der Komponenten, Kapseln zu neuer Komponente 3. Festlegen der Schnittstellen nach außen FRD_GUI Komponente im CFRD hier mit einer Klasse und einer Komponente

23 Compass Komponentenmodell - Komposition Bezeichnet das Verbinden einer Menge von Komponenten, die eine neue Anwendung oder Komponente ergeben Erstellen einer Komposition benötigt t Wissen über die Struktur der Komponenten Wissen über Komponenten kann mittels Introspektion erlangt werden Koppeln geeigneter Schnittstellen Komponente 1 bietet eine Schnittstelle an Komponente 2 benötigte eine Schnittstelle Wählen von Komponenten aus Repositorys (Sammlung von Komponenten) Beispiel einer Komposition: CFRD COMPASS Feature Rectangle Display

24 FRD - Clustering Clustering Zusammenfassen von Schadstellen Reparaturaufträge Darstellung Zugriff auf Feature-Komponente Berechnen von Clustern anhand eines Algorithmus

25 Aufbau CFRD im Compass Komponentenmodell Compass Begriffe Komponenten Interfaces Introspektion Komposition Aggregation Dependency Injection

26 Vorstellung des CFRD Komponenten des CFRD DAL: Data Access Layer

27 Vorstellung des CFRD Komponenten des CFRD Algorithmen Estimated Repair Factor Clustering

28 Algorithmen - ERF ERF (Estimated Repair Factor) Stellt das Gefährdungspotenzial einer Schadstelle da Darstellung Berechnung des ERF anhand verschiedener Faktoren Farbliche Darstellung je nach Einstufung

29 Vorstellung des CFRD Komponenten des CFRD DAL Algorithmen Datenhaltung Benutzeroberfläche

30 Vorstellung des CFRD Komponenten des CFRD DAL Algorithmen Datenhaltung Benutzeroberfläche

31 Leichtgewichtig i hti Die Anwendung CFRD konnte von 7 Studierenden des 5. Semesters innerhalb von 10 Wochen erstellt werden mit COMPASS in C#.NET erstellt werden. Die Ergebnisse wurden auf der CeBIT 2009 präsentiert.

32 Integration von COMPASS in eine MEF-Umgebung MEF: Managed Extensibility Framework (.NET 4.0) Kopplung mit anderen Modellen

33 Strategische Flexibilität durch KbSE - Zusammenfassung Entwicklung eines leichtgewichtigen Modells: COMPASS Konzepte und Spezifikationen zur Flexibilisierung i der dömanen- und architekturübergreifenden Wiederverwendung d An ROSEN-Beispielen in C#.NET (Für die Lehre in Java) Anbindung vorhandener Komponentenmodelle möglich Bis : Übergabe der Spezifikation Weiterentwicklung in Folgeprojekt geplant

34 COMPASS Compass (Component-based and Architecture centric development of Software Systems) COMPASS soll den Entwickler unterstützen und dabei die Ziele der komponentenbasierten Softwareentwicklung umsetzen

35 Das Forschungsprojekt Das Forschungsprojekt Strategische t Flexibilität durch komponentenbasierte t Software-Entwicklung t ist ein Gemeinschaftsprojekt der Fachhochschule Osnabrück in Zusammenarbeit mit der ROSEN Technology and Research Center GmbH. Zeitraum: , Mitarbeiterstelle in Vollzeit