Eine Methode zur kollaborativen Anforderungserhebung und entscheidungsunterstützenden Anforderungsanalyse

Gegenstand dieses Beitrags ist die Entwicklung einer theoretisch fundierten Methode für eine kollaborative Anforderungserhebung mitsamt entscheidungsunterstützender Anforderungsanalyse

Family-oriented requirements engineering

Abstract Modern software products shall be developed within a short time and at the same time they should be of a high quality. Software engineering is able to fulfill these requirements by prefabricating components. Within a domain, planned and comprehensive reuse of components is supported by the concept of system family development. A system family is based on a reference architecture made of assets, which are common to all family members and assets, which are variable. Commonalities and variabilities have to be considered in all phases of the system family development and they have to be elaborated correctly. Mistakes made in the requirements engineering phase, as the beginning of a development, will cause the most damage to the overall development. The analysis of the requirements engineering phase of system family development in this paper shows, that most of the current scientific solutions in this field are based on feature modeling, although it is inconsistent and cannot be automatically processed. The proposed solution of this paper – Family-Oriented Requirements Engineering (FORE) – extends feature modeling and integrates it into a new data model, capable of holding all the information acquired within the requirements engineering phase. Dependencies within feature models and between features and further model elements can be modeled with the new FORE Feature Constraint Language (FCL). FCL offers 30 predefined dependencies for verifiable system family models. Extended feature models of FORE allow the automated verification of a subset of features. Thus, only valid family members can be derived of the system family. The development of a system family model as well as the derivation of family members are supported by the FORE development process. The FORE-process integrates current processes and the extended feature modeling of FORE into a requirements engineering process for system families. The proposed solution was prototypically realized by implementing the FORE-Data Model as XML-Schema. The usage of the prototype is aimed at the FORE-Development Process. FORE was tested within a University project as well as in several student works with industry partners. The results of this paper have shown the applicability of FORE, improved its process and data model and revealed its limits.Heutige Softwareprodukte sollen in kurzer Zeit bei gleichzeitig hoher Qualität entwickelt werden, wobei die Software-Technik dieser Forderung durch die Vorfertigung einzelner Komponenten gerecht wird. Die geplante und umfassende Wiederverwendung von Komponenten innerhalb einer Anwendungsdomäne wird durch das Konzept der Systemfamilienentwicklung unterstützt. Eine Systemfamilie basiert auf einer Referenzarchitektur, die aus Anteilen besteht, die allen Familienmitgliedern gemein sind und Anteilen, die optional sind. In allen Phasen der Systemfamilienentwicklung müssen gemeinsame und optionale Anteile berücksichtigt und korrekt verarbeitet werden, wobei Fehler in der Requirements-Engineering-Phase, dem Beginn der Entwicklung, den größten wirtschaftlichen Schaden nach sich ziehen. In dieser Arbeit zeigt die Analyse der Requirements-Engineering-Phase der Systemfamilienentwicklung, dass die Systemfamilienmodelle der meisten, existierenden Ansätze auf der Merkmalmodellierung basieren, die jedoch inkonsistent und nicht automatisiert verarbeitbar ist. Der hier beschriebene Lösungsansatz ? Family-Oriented Requirements Engineering (FORE) ? erweitert Merkmalmodelle und integriert sie in ein neues Datenmodell, das alle im Verlauf der Requirements-Engineering-Phase erarbeiteten Informationen enthält. Zur Modellierung aller Abhängigkeiten innerhalb von Merkmalmodellen und von Merkmalen zu weiteren Modellelementen bietet FORE die neue Feature Constraint Language (FCL) mit 30 vordefinierten Beziehungen an, wodurch Systemfamilienmodelle überprüfbar sind. Durch die kundenspezifische Auswahl von Merkmalen wird ein Familienmitglied basierend auf der Systemfamilie abgeleitet. Die erweiterten Merkmalmodelle von FORE ermöglichen die automatisierte Überprüfung einer Merkmalauswahl, sodass nur gültige Familienmitglieder abgeleitet werden können. Sowohl die Entwicklung eines Systemfamilienmodells als auch die Ableitung von Familienmitgliedern werden durch den FORE-Entwicklungsprozess unterstützt, der existierende Ansätze und die erweiterte Merkmalmodellierung in einem Requirements-Engineering-Prozess für Systemfamilien integriert. Anhand eines Prototyps wird die Realisierbarkeit des Lösungsansatzes gezeigt, indem das FORE-Datenmodell in eine XML-Struktur umgesetzt und die Benutzung des Prototyps dem FORE-Entwicklungsprozess folgt. FORE wurde im Rahmen eines universitären Projektes, wie auch durch diverse studentische Arbeiten mit Industriepartnern überprüft. Die Ergebnisse dieser Arbeiten haben die Praxistauglichkeit von FORE gezeigt, den Prozess und das Datenmodell verbessert und dessen Grenzen aufgezeigt

Entwicklung einer multimedialen Lehr- und Lernhilfe für Badmintonanfänger/innen

Das vorliegende Projekt wurde für Badmintonspieler/innen, speziell für Studentinnen und Studenten und Personen mit einem Hochschulabschluss, die an organisierten Badmintonkursen an der Universität teilnehmen, entwickelt. Die Grundidee war es, eine multimediale CD mit Videos, Fotos und Grafiken der relevanten Aspekte des Badmintonsports zu entwickeln. Einerseits sollten sich die Inhalte auf der CD mit den praktizierten Übungen auf dem Badmintonfeld decken, auf der anderen Seite sollte die Zielgruppe mehr Hintergrundwissen über die Sportart Badminton erlangen.The current project was created for badminton beginners, especially students and university graduates who are taking badminton courses organized by the university. The fundamental idea was to develop a CD with videos, photos and graphics of relevant aspects of badminton. On the one hand the contents of the CD should cover mostly the exercises practiced on the badminton court and on the other hand the target audience should get more background information about badminton as a sport

Wiki-Systeme im eLearning

Wiki-Systeme lassen sich in den verschiedensten Anwendungsgebieten auf angenehme Weise, aufgrund ihrer Open-Source Lizenz, durch die Anreicherung entsprechender Zusatzmodule anpassen. An dieser Stelle muss jedoch bedacht werden, dass durch die Integration vermehrter Funktionen, das charakteristische Merkmal der Wiki-Systeme 'Einfachheit' an Präsenz verlieren kann. Dieses, für Wikis typische Charakteristikum ist eine nicht zu unterschätzende Stärke, da sowohl die Expansion der Enzyklopädie Wikipedia, als auch die zunehmende Anzahl bestehender Wikis im Internet geradezu Beweis dafür sind, dass keine anderen Anwendungen in diesem Verhältnis existiert haben. Würde somit das Wiki, aufgrund der Anpassung an ein vorliegendes Konzept an Einfachheit verlieren, so müssten die Beweggründe des Wiki-Einsatzes noch mal überdacht werden. Ebenso könnte in den Bereichen, in denen die Stärken von Wikis unbrauchbar sind, ein anderes System womöglich bessere Ergebnisse liefern als ein Wiki. Aus diesen Gründen sollte vor einem Wiki-Einsatz überprüft werden, ob die vorhandenen Merkmale und Funktionen eines Wikis mit den eigenen Anforderungen übereinstimmen. Die im Rahmen dieser Arbeit durchgeführte Befragung hat gezeigt, das Wikis größtenteils als Präsentationsmedium, zur gemeinsamen Texterstellung und als Informationsplattform genutzt werden. Es ist deutlich geworden, dass die Integration von Wikis im Lehrbereich geeignete Anwendung findet. Auffallend war, dass zwar bei (fast) allen Befragten Schwierigkeiten aufgetreten sind und sogar erhoffte Erwartungen teilweise nicht erfüllt wurden, dennoch war der größte Teil der Befragten mit dem Wiki-Einsatz zufrieden und bewertete diesen als positiv. Die Art der aufgetretenen Schwierigkeiten und Schwachstellen zeigt, dass den Lehrenden gewisse Anleitungen und Richtlinien für einen erfolgreichen Wiki-Einsatz fehlten. Denn Informationen zum didaktischen Rahmen - in denen Wikis eingesetzt werden können - und wie Wikis eingesetzt werden sollen, waren nicht vorhanden. Somit sollen die - in dieser Arbeit - erarbeiteten Empfehlungen und Kriterien, Lehrende zu einem optimierten Wiki-Einsatz in Lehrveranstaltungen verhelfen. Außerdem sind in dieser Arbeit Vorgaben enthalten, wie Wiki-Einsätze von Lehrenden gestaltet werden können, so dass die häufig auftretenden Probleme vermieden werden können. Die erarbeiteten Empfehlungen und Kriterien sind gleichermaßen aus den positiven, wie auch aus den negativen Erfahrungen der Befragten entstanden. Insbesondere sollen die Empfehlungen und Kriterien, die von den Befragten permanent beklagten auftretenden Schwierigkeiten und Probleme verhindern. Eine Garantie jedoch, dass die Einhaltung dieser Empfehlungen und Kriterien zu einem erfolgreichen Wiki-Einsatz führen und ob keine relevanten Kriterien unbeachtet gelassen sind, kann an dieser Stelle nicht gegeben werden. Ob sich nun die Probleme, die sich mit Wiki-Einsätzen wiederholt ergeben haben, durch die Befolgung dieser Kriterien und Empfehlungen vermeiden lassen, könnte im Rahmen einer nachfolgenden Diplomarbeit untersucht werden, in der Wiki- Einsätze, begleitet werden. Weiterhin sollte im Rahmen einer weiteren Arbeit die Situation der Lernenden und die Auswirkung auf das Lernverhalten in Verbindung mit Wiki-Systemen evaluiert werden, so dass einige Thesen dieser Arbeit belegt oder gar widerlegt werden können

Aufbau eines Dokumentationsmodells zur effizienten Erstellung vonE-Commerce-Softwarespezifikationen aus strukturiert erfasstenAnforderungen

Die Anforderungen an ein E-Commerce-Projekt sollten strukturiert dokumentiert werden, um daraus technische Lösungskonzepte abzuleiten. Eine solche Planungsphase erhöht die Chancen auf ein erfolgreiches Projekt und minimiert Projektrisiken, ist jedoch mit Zeitaufwand und Kosten verbunden. Viele Webshop-Betreiber möchten diese Aufwände minimieren, da eine kurze Projektdauer als kritischer Erfolgsfaktor am Markt angesehen wird. Diese Arbeit zeigt ein Dokumentationsmodell für Software- und Infrastrukturanforderungen auf, das die Branchenspezifika berücksichtigt und die Dokumentation von Anforderungen und Lösungskonzept erheblich beschleunigen soll. Dazu setzt es auf Wiederverwendung und die visuelle Modellierung mit einem CASE-Tool der aktuellen Generation. Sie reflektiert den Nutzen anhand eines Tests des Dokumentationsmodells im Projekteinsatz.The requirements of an e-commerce project should be documented in a structured way in order to derive technical concepts from them. Such an analysis phase increases the chance for a successful project and mitigates project risks, yet it costs both time and effort. Many webshop operators strive to minimize the analysis efforts as a brief project duration is considered a critical factor to success in the market. This thesis develops a documentation model for software and infrastructure requirements that takes industry specifics into account and aims to greatly accelerate the documentation of requirements and corresponding solution concepts. For that purpose it proposes requirements reuse and visual requirement modeling with a current-generation CASE tool. The thesis reflects on the benefits based on a test of the documentation model in an actual project

On Interdisciplinary Development of Safety-Critical Automotive Assistance and Automation Systems

Assistenz- und Automationssysteme im Automobil zeichnen sich verstärkt durch eine große Komplexität und einen hohen Vernetzungsgrad aus. Weiterhin existiert eine Vielzahl von Anforderungen anderer Fachdisziplinen an die Funktionsentwicklung, beispielsweise im Bereich der funktionalen Sicherheit. Somit ergibt sich für Entwickler nicht nur eine gestiegene Komplexität der Systeme, sondern auch der einzuhaltenden Entwicklungsprozesse. Die vorliegende Arbeit liefert eine neue Methode, die Entwickler bei der Bewältigung dieser Komplexität unterstützt. Dabei wird ihnen problemorientiert und zielgerichtet relevantes Wissen anderer Fachdisziplinen aufbereitet und zur Verfügung gestellt. Somit können Entwurfsalternativen früher als bisher im Kontext der Gesamtentwicklung bewertet werden, was sich positiv auf Produktqualität und Entwicklungszeit auswirkt. Die Basis dieser Methode ist die offen und flexibel gestaltete Formalisierung des Entwicklungsprozesses unter Verwendung der Web Ontology Language (OWL). Darauf aufbauend werden interdisziplinäre Entwicklungsaktivitäten verknüpft und die Analysierbarkeit des formalisierten Wissens wird für automatische Schlussfolgerungen genutzt. So werden insbesondere Einflussanalysen möglich, um über die eigene Domäne hinaus Änderungen bezüglich des Gesamtentwicklungsprozesses zu bewerten. Im Rahmen dieser Arbeit wurde eine prototypische Werkzeugkette implementiert, die die beschriebene Methode umsetzt und deren technische Realisierbarkeit demonstriert. Als Anwendungsbeispiel dient die angedeutete Weiterentwicklung eines radarbasierten Abstandsregeltempomaten zu einem Notbremssystem. Dabei wird insbesondere der Einfluss der funktionalen Sicherheit auf die Funktionsentwicklung beleuchtet, indem aus einem formalisierten Wissensmodell des Standards ISO 26262 notwendige Anforderungen und Methoden für den Gesamtentwicklungsprozess abgeleitet werden.Automotive assistance and automation systems increasingly present high levels of complexity and connectivity. In addition, more and more specific requirements in disciplines like functional safety have to be considered during functional development. Thus, developers have to cope with increasing levels of product complexity, but also complexity of the development process. This thesis presents a new method which supports developers in handling these dimensions of complexity. Therefore relevant knowledge of other disciplines is presented to them in a solution-oriented way. Thus, design alternatives can be assessed much earlier in the overall development process which has a positive impact on product quality and development cycles. The method’s base is an open and flexible formalization of the development process using the Web Ontology Language (OWL). OWL is used to link different interdisciplinary development activities whereas the analyzability of formalized knowledge enables automated reasoning. This especially introduces an impact analysis to assess major cross-cutting changes to the product in the context of the overall development process. For this thesis a prototype toolchain has been developed which implements the described method and demonstrates its technical feasibility. The extension of a radar-based adaptive cruise control system towards an emergency braking system is sketched as an example for the prototype toolchain. In this example, the impact of functional safety on the functional development is focused, involving a formalized model of requirements and methods from ISO 26262

IT-Forschung 2006

Investitionen in Bildung und Forschung sind Grundlage für Wachstum, Beschäftigung und gesellschaftlichen Fortschritt. Besonders in zentralen Innovationsfeldern des 21. Jahrhunderts, wie der Informations- und Kommunikationstechnik, die hohe Markt- und Beschäftigungspotenziale aufweisen, zunehmend alle gesellschaftlichen Bereiche durchdringen und den wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Strukturwandel vorantreiben, ist Forschung Voraussetzung für die internationale Wettbewerbsfähigkeit Deutschlands. Die Bundesregierung hat mit dem Aktionsprogramm „Innovation und Arbeitsplätze in der Informationsgesellschaft des 21. Jahrhunderts“ den Grundstein für Deutschlands Weg in die Wissensgesellschaft gelegt. Dabei wurde der Informations- und Kommunikationstechnik in Bildung und Forschung Priorität eingeräumt. Mit dem Handlungskonzept „Anschluss statt Ausschluss – IT in der Bildung“ hat das Bundesministerium für Bildung und Forschung im Jahr 2000 die notwendigen bildungspolitischen Schwerpunkte gesetzt. Mit dem vorliegenden Förderprogramm „IT-Forschung 2006“ stellt das Bundesministerium für Bildung und Forschung die programmatischen Weichen für die Forschungförderung im Bereich der Informations- und Kommunikationstechnik für den Zeitraum 2002–2006