A holistic method for improving software product and process quality

The concept of quality in general is elusive, multi-faceted and is perceived differently by different stakeholders. Quality is difficult to define and extremely difficult to measure. Deficient software systems regularly result in failures which often lead to significant financial losses but more importantly to loss of human lives. Such systems need to be either scrapped and replaced by new ones or corrected/improved through maintenance. One of the most serious challenges is how to deal with legacy systems which, even when not failing, inevitably require upgrades, maintenance and improvement because of malfunctioning or changing requirements, or because of changing technologies, languages, or platforms. In such cases, the dilemma is whether to develop solutions from scratch or to re-engineer a legacy system. This research addresses this dilemma and seeks to establish a rigorous method for the derivation of indicators which, together with management criteria, can help decide whether restructuring of legacy systems is advisable. At the same time as the software engineering community has been moving from corrective methods to preventive methods, concentrating not only on both product quality improvement and process quality improvement has become imperative. This research investigation combines Product Quality Improvement, primarily through the re-engineering of legacy systems; and Process Improvement methods, models and practices, and uses a holistic approach to study the interplay of Product and Process Improvement. The re-engineering factor rho, a composite metric was proposed and validated. The design and execution of formal experiments tested hypotheses on the relationship of internal (code-based) and external (behavioural) metrics. In addition to proving the hypotheses, the insights gained on logistics challenges resulted in the development of a framework for the design and execution of controlled experiments in Software Engineering. The next part of the research resulted in the development of the novel, generic and, hence, customisable Quality Model GEQUAMO, which observes the principle of orthogonality, and combines a top-down analysis of the identification, classification and visualisation of software quality characteristics, and a bottom-up method for measurement and evaluation. GEQUAMO II addressed weaknesses that were identified during various GEQUAMO implementations and expert validation by academics and practitioners. Further work on Process Improvement investigated the Process Maturity and its relationship to Knowledge Sharing, resulted in the development of the I5P Visualisation Framework for Performance Estimation through the Alignment of Process Maturity and Knowledge Sharing. I5P was used in industry and was validated by experts from academia and industry. Using the principles that guided the creation of the GEQUAMO model, the CoFeD visualisation framework, was developed for comparative quality evaluation and selection of methods, tools, models and other software artifacts. CoFeD is very useful as the selection of wrong methods, tools or even personnel is detrimental to the survival and success of projects and organisations, and even to individuals. Finally, throughout the many years of research and teaching Software Engineering, Information Systems, Methodologies, I observed the ambiguities of terminology and the use of one term to mean different concepts and one concept to be expressed in different terms. These practices result in lack of clarity. Thus my final contribution comes in my reflections on terminology disambiguation for the achievement of clarity, and the development of a framework for achieving disambiguation of terms as a necessary step towards gaining maturity and justifying the use of the term “Engineering” 50 years since the term Software Engineering was coined. This research resulted in the creation of new knowledge in the form of novel indicators, models and frameworks which can aid quantification and decision making primarily on re-engineering of legacy code and on the management of process and its improvement. The thesis also contributes to the broader debate and understanding of problems relating to Software Quality, and establishes the need for a holistic approach to software quality improvement from both the product and the process perspectives

Relevant Research Areas in IT Service Management: An Examination of Academic and Practitioner Literatures

Practitioners and academics alike have highlighted that information systems (IS) research may currently have limited use and value to practitioners. Further, research provides examples of positive links between management practices prevalent in the media and their influence on societal views. We focus on increasing relevance of future academic research to practitioners by identifying sources of misalignment between practitioner and academic literatures on the topic of information technology service management (ITSM) and by developing a possible research agenda to address these misalignments. We employ an entity annotator and keyword analysis to compare the main topics evident in academic and practitioner literatures on ITSM and focus on those salient in practitioner literature. Our results suggest that the topics of framework co-implementation, regulations, ITSM tools, gamification, and cloud computing all present fertile grounds for relevant research in ITSM and IS more broadly. Thus, our paper offers a unique way for academics to understand how they can best assist practitioners while increasing the relevance of academic research

Data Profiling to Reveal Meaningful Structures for Standardization

Today many organisations and enterprises are using data from several sources either for strategic decision making or other business goals such as data integration. Data quality problems are always a hindrance to effective and efficient utilization of such data. Tools have been built to clean and standardize data, however, there is a need to pre-process this data by applying techniques and processes from statistical semantics, NLP, and lexical analysis. Data profiling employed these techniques to discover, reveal commonalties and differences in the inherent data structures, present ideas for creation of unified data model, and provide metrics for data standardization and verification. The IBM WebSphere tool was used to pre-process dataset/records by design and implementation of rule sets which were developed in QualityStage and tasks which were created in DataStage. Data profiling process generated set of statistics (frequencies), token/phrase relationships (RFDs, GRFDs), and other findings in the dataset that provided an overall view of the data source's inherent properties and structures. The examination of data ( identifying violations of the normal forms and other data commonalities) from a dataset and collecting the desired information provided useful statistics for data standardization and verification by enable disambiguation and classification of data.Master i Informatikk - programutviklingMAMN-INFPRINFP

Towards reducing communication gaps in multicultural and global requirements elicitation

This paper focuses on the collaborative aspects of requirements elicitation, in the context of software, systems and service development. The aim is to identify and understand challenges of requirements elicitation in general and in distributed environments. We focus on human, social, and cultural factors that have an impact on communication in the requirements elicitation process. More specifically we aim to i) unfold potential cultural impediments that hamper the requirements elicitation process; ii) highlight cultural factors that should be taken into account in the requirements elicitation process in order to avoid incomplete and inconsistent requirements; and iii) make recommendations for alleviating the problems. In this paper our first step is to report on the findings of a review of the literature regarding culture in RE. The results suggest that the cultural studies in the field of RE are insufficient and thus more empirical studies are required. Secondly, we look at current solutions that are being adopted to assist in improving the cultural aspect of the requirements elicitation process. In the following step we map the identified communication gaps to the SPI Manifesto Values revealing the manifestations of the problems and finally we prescribe a set of recommendations that could be exercised and fulfilled by actors in the requirements elicitation process in order for them to improve cultural considerations in the RE process. These recommendations address the shortcomings that were identified in the literature review and mapped the Values of the SPI Manifesto. The proposals regard technologies, platforms, methods, and frameworks that are readily available. A requirements elicitation process that adopts one or a number of these proposals can help alleviate the challenges invoked by stakeholders’ cultural diversity in the RE process, thus leading to systems development and deployment that much better reflects the requirements/needs of diverse stakeholders and users

Extensible Languages for Flexible and Principled Domain Abstraction

Die meisten Programmiersprachen werden als Universalsprachen entworfen. Unabhängig von der zu entwickelnden Anwendung, stellen sie die gleichen Sprachfeatures und Sprachkonstrukte zur Verfügung. Solch universelle Sprachfeatures ignorieren jedoch die spezifischen Anforderungen, die viele Softwareprojekte mit sich bringen. Als Gegenkraft zu Universalsprachen fördern domänenspezifische Programmiersprachen, modellgetriebene Softwareentwicklung und sprachorientierte Programmierung die Verwendung von Domänenabstraktion, welche den Einsatz von domänenspezifischen Sprachfeatures und Sprachkonstrukten ermöglicht. Insbesondere erlaubt Domänenabstraktion Programmieren auf dem selben Abstraktionsniveau zu programmieren wie zu denken und vermeidet dadurch die Notwendigkeit Domänenkonzepte mit universalsprachlichen Features zu kodieren. Leider ermöglichen aktuelle Ansätze zur Domänenabstraktion nicht die Entfaltung ihres ganzen Potentials. Einerseits mangelt es den Ansätzen für interne domänenspezifische Sprachen an Flexibilität bezüglich der Syntax, statischer Analysen, und Werkzeugunterstützung, was das tatsächlich erreichte Abstraktionsniveau beschränkt. Andererseits mangelt es den Ansätzen für externe domänenspezifische Sprachen an wichtigen Prinzipien, wie beispielsweise modularem Schließen oder Komposition von Domänenabstraktionen, was die Anwendbarkeit dieser Ansätze in der Entwicklung größerer Softwaresysteme einschränkt. Wir verfolgen in der vorliegenden Doktorarbeit einen neuartigen Ansatz, welcher die Vorteile von internen und externen domänenspezifischen Sprachen vereint um flexible und prinzipientreue Domänenabstraktion zu unterstützen. Wir schlagen bibliotheksbasierte erweiterbare Programmiersprachen als Grundlage für Domänenabstraktion vor. In einer erweiterbaren Sprache kann Domänenabstraktion durch die Erweiterung der Sprache mit domänenspezifischer Syntax, statischer Analyse, und Werkzeugunterstützung erreicht werden . Dies ermöglicht Domänenabstraktionen die selbe Flexibilität wie externe domänenspezifische Sprachen. Um die Einhaltung üblicher Prinzipien zu gewährleisten, organisieren wir Spracherweiterungen als Bibliotheken und verwenden einfache Import-Anweisungen zur Aktivierung von Erweiterungen. Dies erlaubt modulares Schließen (durch die Inspektion der Import-Anweisungen), unterstützt die Komposition von Domänenabstraktionen (durch das Importieren mehrerer Erweiterungen), und ermöglicht die uniforme Selbstanwendbarkeit von Spracherweiterungen in der Entwicklung zukünftiger Erweiterungen (durch das Importieren von Erweiterungen in einer Erweiterungsdefinition). Die Organisation von Erweiterungen in Form von Bibliotheken ermöglicht Domänenabstraktionen die selbe Prinzipientreue wie interne domänenspezifische Sprachen. Wir haben die bibliotheksbasierte erweiterbare Programmiersprache SugarJ entworfen und implementiert. SugarJ Bibliotheken können Erweiterungen der Syntax, der statischen Analyse, und der Werkzeugunterstützung von SugarJ deklarieren. Eine syntaktische Erweiterung besteht dabei aus einer erweiterten Syntax und einer Transformation der erweiterten Syntax in die Basissyntax von SugarJ. Eine Erweiterung der Analyse testet Teile des abstrakten Syntaxbaums der aktuellen Datei und produziert eine Liste von Fehlern. Eine Erweiterung der Werkzeugunterstützung deklariert Dienste wie Syntaxfärbung oder Codevervollständigung für bestimmte Sprachkonstrukte. SugarJ Erweiterungen sind vollkommen selbstanwendbar: Eine erweiterte Syntax kann in eine Erweiterungsdefinition transformiert werden, eine erweiterte Analyse kann Erweiterungsdefinitionen testen, und eine erweiterte Werkzeugunterstützung kann Entwicklern beim Definieren von Erweiterungen assistieren. Um eine Quelldatei mit Erweiterungen zu verarbeiten, inspizieren der SugarJ Compiler und die SugarJ IDE die importierten Bibliotheken um die aktiven Erweiterungen zu bestimmen. Der Compiler und die IDE adaptieren den Parser, den Codegenerator, die Analyseroutine und die Werkzeugunterstützung der Quelldatei entsprechend der aktiven Erweiterungen. Wir beschreiben in der vorliegenden Doktorarbeit nicht nur das Design und die Implementierung von SugarJ, sondern berichten darüber hinaus über Erweiterungen unseres ursprünglich Designs. Insbesondere haben wir eine Generalisierung des SugarJ Compilers entworfen und implementiert, die neben Java alternative Basissprachen unterstützt. Wir haben diese Generalisierung verwendet um die bibliotheksbasierten erweiterbaren Programmiersprachen SugarHaskell, SugarProlog, und SugarFomega zu entwickeln. Weiterhin haben wir SugarJ ergänzt um polymorphe Domänenabstraktion und Kommunikationsintegrität zu unterstützen. Polymorphe Domänenabstraktion ermöglicht Programmierern mehrere Transformationen für die selbe domänenspezifische Syntax bereitzustellen. Dies erhöht die Flexibilität von SugarJ und unterstützt bekannte Szenarien aus der modellgetriebenen Entwicklung. Kommunikationsintegrität spezifiziert, dass die Komponenten eines Softwaresystems nur über explizite Kanäle kommunizieren dürfen. Im Kontext von Codegenerierung stellt dies eine interessante Eigenschaft dar, welche die Generierung von impliziten Modulabhängigkeiten untersagt. Wir haben Kommunikationsintegrität als weiteres Prinzip zu SugarJ hinzugefügt. Basierend auf SugarJ und zahlreicher Fallstudien argumentieren wir, dass flexible und prinzipientreue Domänenabstraktion ein skalierbares Programmiermodell für die Entwicklung komplexer Softwaresysteme darstellt

The Generation of Compound Nominals to Represent the Essence of Text The COMMIX System

This thesis concerns the COMMIX system, which automatically extracts information on what a text is about, and generates that information in the highly compacted form of compound nominal expressions. The expressions generated are complex and may include novel terms which do not appear themselves in the input text. From the practical point of view, the work is driven by the need for better representations of content: for representations which are shorter and more concise than would appear in an abstract, yet more informative and representative of the actual aboutness than commonly occurs in indexing expressions and key terms. This additional layer of representation is referred to in this work as pertaining to the essence of a particular text. From a theoretical standpoint, the thesis shows how the compound nominal as a construct can be successfully employed in these highly informative representations. It involves an exploration of the claim that there is sufficient semantic information contained within the standard dictionary glosses for individual words to enable the construction of useful and highly representative novel compound nominal expressions, without recourse to standard syntactic and statistical methods. It shows how a shallow semantic approach to content identification which is based on lexical overlap can produce some very encouraging results. The methodology employed, and described herein, is domain-independent, and does not require the specification of templates with which the input text must comply. In these two respects, the methodology developed in this work avoids two of the most common problems associated with information extraction. As regards the evaluation of this type of work, the thesis introduces and utilises the notion of percentage attainment value, which is used in conjunction with subjects' opinions about the degree to which the aboutness terms succeed in indicating the subject matter of the texts for which they were generated

Una aproximación a la conciencia lingüística de los profesores CLIL usando el Language Triptych

CLIL teacher training is one of the main challenging concerns of both CLIL theorists and practitioners. This paper aims to contribute to the field by providing an example of a needs analysis for CLIL teacher training regarding linguistic requirements of teaching content subjects through English. The theoretical framework underlying this proposal is the Language Triptych (Coyle et al., 2010) and the dichotomy BICS/CALP (Cummins, 1984). Open questionnaires were administered to six teachers involved in a bilingual degree at Universidad de Valladolid. Data were also gathered from informal interviews. The references to linguistic issues present in their responses are classified according to the three elements of the Language Triptych (language of /for/ through learning) or the BICS/CALP distinction. Teachers show some basic language awareness which can be perceived in their reflections. The paper concludes with a proposal of linguistic contents which, according to the data analysed, seem to be appropriate for language upskilling of those who are considering commencing CLIL.La formación del Profesorado para CLIL es una de los mayores retos a los que se enfrentan la teoría y la práctica CLIL. Este trabajo intenta contribuir a este ámbito por medio de un ejemplo de análisis de necesidades de formación de profesorado en lo que respecta a requisitos lingüísticos para la enseñanza de contenidos en inglés. El marco teórico que subyace en esta propuesta es el Language Triptych (Coyle et al., 2010) y la dicotomía BICS/CALP (Cummins, 1984). Se administraron cuestionarios de preguntas abiertas a seis de los profesores participantes en una titulación bilingüe de la Universidad de Valladolid y se realizaron entrevistas informales. Las referencias a aspectos lingüísticos que aparecen en sus respuestas se clasifican según los tres elementos del Language Triptych (la lengua del /para / a través del aprendizaje) o la distinción BICS /CALP. Los profesores muestran una conciencia lingüística básica que puede percibirse en sus reflexiones. El trabajo concluye con una propuesta de contenidos lingüísticos que, según los datos analizados, parece ser adecuada para una actualización lingüística de los que van a iniciarse en docencia CLIL

Linked Data Supported Information Retrieval

Um Inhalte im World Wide Web ausfindig zu machen, sind Suchmaschienen nicht mehr wegzudenken. Semantic Web und Linked Data Technologien ermöglichen ein detaillierteres und eindeutiges Strukturieren der Inhalte und erlauben vollkommen neue Herangehensweisen an die Lösung von Information Retrieval Problemen. Diese Arbeit befasst sich mit den Möglichkeiten, wie Information Retrieval Anwendungen von der Einbeziehung von Linked Data profitieren können. Neue Methoden der computer-gestützten semantischen Textanalyse, semantischen Suche, Informationspriorisierung und -visualisierung werden vorgestellt und umfassend evaluiert. Dabei werden Linked Data Ressourcen und ihre Beziehungen in die Verfahren integriert, um eine Steigerung der Effektivität der Verfahren bzw. ihrer Benutzerfreundlichkeit zu erzielen. Zunächst wird eine Einführung in die Grundlagen des Information Retrieval und Linked Data gegeben. Anschließend werden neue manuelle und automatisierte Verfahren zum semantischen Annotieren von Dokumenten durch deren Verknüpfung mit Linked Data Ressourcen vorgestellt (Entity Linking). Eine umfassende Evaluation der Verfahren wird durchgeführt und das zu Grunde liegende Evaluationssystem umfangreich verbessert. Aufbauend auf den Annotationsverfahren werden zwei neue Retrievalmodelle zur semantischen Suche vorgestellt und evaluiert. Die Verfahren basieren auf dem generalisierten Vektorraummodell und beziehen die semantische Ähnlichkeit anhand von taxonomie-basierten Beziehungen der Linked Data Ressourcen in Dokumenten und Suchanfragen in die Berechnung der Suchergebnisrangfolge ein. Mit dem Ziel die Berechnung von semantischer Ähnlichkeit weiter zu verfeinern, wird ein Verfahren zur Priorisierung von Linked Data Ressourcen vorgestellt und evaluiert. Darauf aufbauend werden Visualisierungstechniken aufgezeigt mit dem Ziel, die Explorierbarkeit und Navigierbarkeit innerhalb eines semantisch annotierten Dokumentenkorpus zu verbessern. Hierfür werden zwei Anwendungen präsentiert. Zum einen eine Linked Data basierte explorative Erweiterung als Ergänzung zu einer traditionellen schlüsselwort-basierten Suchmaschine, zum anderen ein Linked Data basiertes Empfehlungssystem