Evolution und Komposition von Softwaresystemen: Software-Produktlinien als Beitrag zu Flexibilität und Langlebigkeit

Software systems are today bigger, more complex and of higher importance for products and services than a decade before. At the same time changes are required many more frequently and of a larger size. Furthermore, they have to be implemented faster. Additionally, the software must achieve a higher life span, particularly because of the cost of its development. In the past, Object-Oriented Programming and Reuse techniques did not provide the expected success. The introduction of software product lines respectively system families makes possible it to reach a degree of prefabrication similar to the one of serial production. At the same time they facilitate the delivery of product variants with a short time to market. In this work methods of the methods of domain analysis are integrated with Reuse approaches and techniques of Generative Programming, and a methodology for product line development is presented. Feature models are used as means expressing variability and product configurations, so that the prefabrication be planned and the production of customer-specific products can be controlled. By enforcing the formalization in terms of syntax and semantics, feature models are made accessible to tools and automation. Object-oriented design models and architecture are separated into fine-granular components in such a way that new products can easily be developed as combinations of those components. The implementation of such products is automated by the composition of source code components. The composition of object models separated similarly enables a uninterrupted automation for the product development, which is controlled by a customer by means of a feature selection. To facilitate such a composition, the Hyperspace approach is applied to UML to Hyper/UML, which makes possible a feature-driven separation and composition of object models. In this way slim products can be developed, containing only the actually needed functionality. For the evolution of product lines and for the integration of existing solutions and components into the evolution, Reverse Engineering and Refactoring techniques are integrated. Requirements, models and implementation are connected by Traceability links to perform changes consistently. As a consequence, the loss of architectural quality - so-called Architectural Decay - can be avoided during the iterative development process. Measures for the improvement of the project and quality management are regarded briefly, as far as they are of importance for the effectiveness of the developed methods. The applicability and suitability of the results of the work were examined in several industrial projects.Softwaresysteme sind heute umfangreicher, komplexer und von entscheidenderer Bedeutung für Produkte und Dienstleistungen als eine Dekade zuvor. Gleichzeitig sind Änderungen viel häufiger und in größerem Umfang erforderlich. Sie müssen auch schneller realisierbar sein. Zudem muss die Software eine höhere Lebensdauer erreichen, vor allem wegen des Aufwandes zu ihrer Entwicklung. Objektorientierte Programmierung und Wiederverwendungstechniken haben dabei nicht den erwarteten Erfolg gebracht. Die Einführung von Software-Produktlinien beziehungsweise Systemfamilien ermöglichen es, einen der Serienfertigung ähnlichen Vorfertigungsgrad zu erreichen und erlauben es gleichzeitig, kurzfristig Produktvarianten zu erstellen. In dieser Arbeit werden Methoden der Domänenanalyse mit Wiederverwendungsansätzen und Generativen Programmiertechniken verknüpft und eine Methodik zur Produktlinien-Entwicklung vorgestellt. Featuremodelle werden als Ausdrucksmittel für Variabilität und Produktkonfigurationen eingesetzt, damit die Vorfertigung geplant und die Erstellung von kundenspezifischen Produkten gesteuert werden kann. Durch Präzisierung ihrer Syntax und Erweiterung ihrer Semantik werden Featuremodelle einer Nutzung in Werkzeugen zugänglich gemacht. Objektorientierte Entwurfsmodelle und Architektur werden so in feingranulare Komponenten zerlegt, dass Varianten als neue Produkte mit geringem Aufwand erstellbar sind. Die Erstellung der Implementierung solcher Produkte wird durch die Komposition von Quelltext-Komponenten automatisiert. Die Komposition von ebenfalls zerlegten Objektmodellen ermöglicht eine durchgehende Automatisierung der Produkterstellung, die durch einen Kunden mittels der Feature-Auswahl gesteuert wird. Dafür wird mit Hyper/UML eine Umsetzung des Hyperspace-Ansatzes auf die Modellierungssprache UML entwickelt, die eine Feature-gesteuerte Zerlegung und Komposition von Objektmodellen ermöglicht. Damit lassen sich schlanke Produkte entwickeln, die nur die tatsächlich benötigte Funktionalität enthalten. Zur Evolution von Produktlinien und zur Einbindung existierender Lösungen und Komponenten in die Evolution werden Reverse-Engineering- und Refactoring-Techniken integriert. Anforderungen, Modelle und Implementierung werden durch Traceability-Links verbunden, damit Änderungen konsistent durchgeführt werden können. Diese Mittel tragen dazu bei, dass während einer iterativen Entwicklung der Verlust an Architektur-Qualität, das sogenannte Architectural Decay, vermieden werden kann. Maßnahmen zur Verbesserung des Projekt- und Qualitätsmanagements werden kurz betrachtet, soweit sie wichtige Randbedingungen für die Wirksamkeit der Methoden schaffen müssen. Die Anwendbarkeit und Eignung der Ergebnisse der Arbeiten wurde in mehreren industriellen Projekten überprüft.Ilmenau, Techn. Univ., Habil.-Schr., 200

Die Komplexität der Datafizierung: zur Herausforderung, digitale Spuren in ihrem Kontext zu analysieren

Ziel des Kapitels ist es zu diskutieren, wie sich online hinterlassene digitale Spuren in ihrer Komplexität auf eine Weise kontextualisieren lassen, dass man sie in ihrem sozialen Bedeutungsgehalt analysieren kann. Hierzu werden nach einer allgemeinen Diskussion der dabei bestehenden Herausforderungen am Beispiel von Schulinformationssystemen mögliche Strategien der sozialen Kontextualisierung von automatisch generierten Daten herausgearbeitet. Kernargument ist, dass für eine solche Kontextualisierung qualitative Daten notwendig sind und damit eine Triangulation von Analysen großer Datenmengen mit qualitativen Verfahren. Ausgehend von solchen Analysen werden im Fazit des Beitrags hieraus Linien zukünftiger methodischer Entwicklungen im Bereich der Forschung zu digitaler Datenspuren aufgezeigt

Ecological analysis of manufacturing systems focusing on the identification of variety-induced non value adding emissions

Part of: Seliger, Günther (Ed.): Innovative solutions : proceedings / 11th Global Conference on Sustainable Manufacturing, Berlin, Germany, 23rd - 25th September, 2013. - Berlin: Universitätsverlag der TU Berlin, 2013. - ISBN 978-3-7983-2609-5 (online). - http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:83-opus4-40276. - pp. 66-71Today manufacturing companies need to raise their awareness about emissions (e.g. CO2 equivalents) and their origins within a manufacturing system. The identification of origins of emissions becomes progressively difficult because of the customer and competition driven increase in product and process variants and the corresponding high level of complexity. Therefore, it is necessary to enhance the ecological transparency in manufacturing systems. This paper introduces an assessment methodology which increases the ecological transparency through the identification of variety-induced ecological effects. Furthermore, the developed methodology enables the user to detect starting points for an ecological optimization of a manufacturing system by the use of organizational measures. The effects of influencing variables are presented on the basis of a case study. The obtained results allow manufacturing companies to reveal and reduce variety-induced non value adding emissions

Sichere Werkzeugketten und werkzeugunterstütztes Assessment - Verwendung komplexer Werkzeugketten für die Entwicklung und Bewertung sicherheitsrelevanter Software

Eine stark wachsende Zahl eingebetteter elektronischer Systeme implementiert sicherheitsrelevante Funktionen. Diese Funktionen werden zunehmend in Software implementiert. Die einschlägigen Normen zur Funktionalen Sicherheit erfordern den Einsatz von „vertrauenswürdigen“ Softwareentwicklungswerkzeugen und Werkzeugketten. Diese Arbeit leitet einen generischen, projektunabhängigen Ansatz für die Qualifizie-rung von Softwarewerkzeugen her, die bei der Entwicklung sicherheitsrelevanter Systeme eingesetzt werden. Auf Basis dieser Methodik wird in einem zweiten Schritt ein Vorgehen entwickelt, dass es ermöglicht, die Bewertung der Funktionalen Sicherheit (Safety Assessment) werkzeugunterstützt durchzuführen. Dies führt zu einer signifikanten Effizienzsteigerung bei der Begutachtung sicherheitstechnischer Systeme

Unterstützung der Koexistenz von agilen und traditionellen Anforderungsartefakten

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