Systematic construction of goal-oriented COTS taxonomies

El proceso de construir software a partir del ensamblaje e integración de soluciones de software pre-fabricadas, conocidas como componentes COTS (Comercial-Off-The-Shelf) se ha convertido en una necesidad estratégica en una amplia variedad de áreas de aplicación. En general, los componentes COTS son componentes de software que proveen una funcionalidad específica, que están disponibles en el mercado para ser adquiridos e integrados dentro de otros sistemas de software. Los beneficios potenciales de esta tecnología son principalmente la reducción de costes y el acortamiento del tiempo de desarrollo, a la vez que fomenta la calidad. Sin embargo, numerosos retos que van desde problemas técnicos y legales deben ser afrontados para adaptar las actividades tradicionales de ingeniería de software para explotar los beneficios del uso de COTS para el desarrollo de sistemas.Actualmente, existe un incrementalmente enorme mercado de componentes COTS; así, una de las actividades más críticas en el desarrollo de sistemas basados en COTS es la selección de componentes que deben ser integrados en el sistema a desarrollar. La selección está básicamente compuesta de dos procesos principales: La búsqueda de componentes candidatos en el mercado y su posterior evaluación con respecto a los requisitos del sistema. Desafortunadamente, la mayoría de los métodos existentes para seleccionar COTS, se enfocan en el proceso de evaluación, dejando de lado el problema de buscar los componentes en el mercado. La búsqueda de componentes en el mercado no es una tarea trivial, teniendo que afrontar varias características del mercado de COTS, tales como su naturaleza dispersa y siempre creciente, cambio y evolución constante; en este contexto, la obtención de información de calidad acerca de los componentes no es una tarea fácil. Como consecuencia, el proceso de selección de COTS se ve seriamente dañado. Además, las alternativas tradicionales de reuso también carecen de soluciones apropiadas para reusar componentes COTS y el conocimiento adquirido en cada proceso de selección. Esta carencia de propuestas es un problema muy serio que incrementa los riesgos de los proyectos de selección de COTS, además de hacerlos ineficientes y altamente costosos. Esta disertación presenta el método GOThIC (Goal- Oriented Taxonomy and reuse Infrastructure Construction) enfocado a la construcción de infraestructuras de reuso para facilitar la búsqueda y reuso de componentes COTS. El método está basado en el uso de objetivos para construir taxonomías abstractas, bien fundamentadas y estables para lidiar con las características del mercado de COTS. Los nodos de las taxonomías son caracterizados por objetivos, sus relaciones son declaradas como dependencias y varios artefactos son construidos y gestionados para promover la reusabilidad y lidiar con la evolución constante.El método GOThIC ha sido elaborado a través de un proceso iterativo de investigación-acción para identificar los retos reales relacionados con el proceso de búsqueda de COTS. Posteriormente, las soluciones posibles fueron evaluadas e implementadas en varios casos de estudio en el ámbito industrial y académico en diversos dominios. Los resultados más relevantes fueron registrados y articulados en el método GOThIC. La evaluación industrial preliminar del método se ha llevado a cabo en algunas compañías en Noruega.The process of building software systems by assembling and integrating pre-packaged solutions in the form of Commercial-Off-The-Shelf (COTS) software components has become a strategic need in a wide variety of application areas. In general, COTS components are software components that provide a specific functionality, available in the market to be purchased, interfaced and integrated into other software systems. The potential benefits of this technology are mainly its reduced costs and shorter development time, while maintaining the quality. Nevertheless, many challenges ranging form technical to legal issues must be faced for adapting the traditional software engineering activities in order to exploit these benefits.Nowadays there is an increasingly huge marketplace of COTS components; therefore, one of the most critical activities in COTS-based development is the selection of the components to be integrated into the system under development. Selection is basically composed of two main processes, namely: searching of candidates from the marketplace and their evaluation with respect to the system requirements. Unfortunately, most of the different existing methods for COTS selection focus their efforts on evaluation, letting aside the problem of searching components in the marketplace. Searching candidate COTS is not an easy task, having to cope with some challenging marketplace characteristics related to its widespread, evolvable and growing nature; and the lack of available and well-suited information to obtain a quality-assured search. Indeed, traditional reuse approaches also lack of appropriate solutions to reuse COTS components and the knowledge gained in each selection process. This lack of proposals is a serious drawback that makes the whole selection process highly risky, and often expensive and inefficient. This dissertation introduces the GOThIC (Goal- Oriented Taxonomy and reuse Infrastructure Construction) method aimed at building a domain reuse infrastructure for facilitating COTS components searching and reuse. It is based on goal-oriented approaches for building abstract, well-founded and stable taxonomies capable of dealing with the COTS marketplace characteristics. Thus, the nodes of these taxonomies are characterized by means of goals, their relationships declared as dependencies among them and several artifacts are constructed and managed for reusability and evolution purposes. The GOThIC method has been elaborated following an iterative process based on action research premises to identify the actual challenges related to COTS components searching. Then, possible solutions were envisaged and implemented by several industrial and academic case studies in different domains. Successful results were recorded to articulate the synergic GOThIC method solution, followed by its preliminary industrial evaluation in some Norwegian companies

Extensibility of Enterprise Modelling Languages

Die Arbeit adressiert insgesamt drei Forschungsschwerpunkte. Der erste Schwerpunkt setzt sich mit zu entwickelnden BPMN-Erweiterungen auseinander und stellt deren methodische Implikationen im Rahmen der bestehenden Sprachstandards dar. Dies umfasst zum einen ganz konkrete Spracherweiterungen wie z. B. BPMN4CP, eine BPMN-Erweiterung zur multi-perspektivischen Modellierung von klinischen Behandlungspfaden. Zum anderen betrifft dieser Teil auch modellierungsmethodische Konsequenzen, um parallel sowohl die zugrunde liegende Sprache (d. h. das BPMN-Metamodell) als auch die Methode zur Erweiterungsentwicklung zu verbessern und somit den festgestellten Unzulänglichkeiten zu begegnen. Der zweite Schwerpunkt adressiert die Untersuchung von sprachunabhängigen Fragen der Erweiterbarkeit, welche sich entweder während der Bearbeitung des ersten Teils ergeben haben oder aus dessen Ergebnissen induktiv geschlossen wurden. Der Forschungsschwerpunkt fokussiert dabei insbesondere eine Konsolidierung bestehender Terminologien, die Beschreibung generisch anwendbarer Erweiterungsmechanismen sowie die nutzerorientierte Analyse eines potentiellen Erweiterungsbedarfs. Dieser Teil bereitet somit die Entwicklung einer generischen Erweiterungsmethode grundlegend vor. Hierzu zählt auch die fundamentale Auseinandersetzung mit Unternehmensmodellierungssprachen generell, da nur eine ganzheitliche, widerspruchsfreie und integrierte Sprachdefinition Erweiterungen überhaupt ermöglichen und gelingen lassen kann. Dies betrifft beispielsweise die Spezifikation der intendierten Semantik einer Sprache

Combining SOA and BPM Technologies for Cross-System Process Automation

This paper summarizes the results of an industry case study that introduced a cross-system business process automation solution based on a combination of SOA and BPM standard technologies (i.e., BPMN, BPEL, WSDL). Besides discussing major weaknesses of the existing, custom-built, solution and comparing them against experiences with the developed prototype, the paper presents a course of action for transforming the current solution into the proposed solution. This includes a general approach, consisting of four distinct steps, as well as specific action items that are to be performed for every step. The discussion also covers language and tool support and challenges arising from the transformation

Modellbasiertes Regressionstesten von Varianten und Variantenversionen

The quality assurance of software product lines (SPL) achieved via testing is a crucial and challenging activity of SPL engineering. In general, the application of single-software testing techniques for SPL testing is not practical as it leads to the individual testing of a potentially vast number of variants. Testing each variant in isolation further results in redundant testing processes by means of redundant test-case executions due to the shared commonality. Existing techniques for SPL testing cope with those challenges, e.g., by identifying samples of variants to be tested. However, each variant is still tested separately without taking the explicit knowledge about the shared commonality and variability into account to reduce the overall testing effort. Furthermore, due to the increasing longevity of software systems, their development has to face software evolution. Hence, quality assurance has also to be ensured after SPL evolution by testing respective versions of variants. In this thesis, we tackle the challenges of testing redundancy as well as evolution by proposing a framework for model-based regression testing of evolving SPLs. The framework facilitates efficient incremental testing of variants and versions of variants by exploiting the commonality and reuse potential of test artifacts and test results. Our contribution is divided into three parts. First, we propose a test-modeling formalism capturing the variability and version information of evolving SPLs in an integrated fashion. The formalism builds the basis for automatic derivation of reusable test cases and for the application of change impact analysis to guide retest test selection. Second, we introduce two techniques for incremental change impact analysis to identify (1) changing execution dependencies to be retested between subsequently tested variants and versions of variants, and (2) the impact of an evolution step to the variant set in terms of modified, new and unchanged versions of variants. Third, we define a coverage-driven retest test selection based on a new retest coverage criterion that incorporates the results of the change impact analysis. The retest test selection facilitates the reduction of redundantly executed test cases during incremental testing of variants and versions of variants. The framework is prototypically implemented and evaluated by means of three evolving SPLs showing that it achieves a reduction of the overall effort for testing evolving SPLs.Testen ist ein wichtiger Bestandteil der Entwicklung von Softwareproduktlinien (SPL). Aufgrund der potentiell sehr großen Anzahl an Varianten einer SPL ist deren individueller Test im Allgemeinen nicht praktikabel und resultiert zudem in redundanten Testfallausführungen, die durch die Gemeinsamkeiten zwischen Varianten entstehen. Existierende SPL-Testansätze adressieren diese Herausforderungen z.B. durch die Reduktion der Anzahl an zu testenden Varianten. Jedoch wird weiterhin jede Variante unabhängig getestet, ohne dabei das Wissen über Gemeinsamkeiten und Variabilität auszunutzen, um den Testaufwand zu reduzieren. Des Weiteren muss sich die SPL-Entwicklung mit der Evolution von Software auseinandersetzen. Dies birgt weitere Herausforderungen für das SPL-Testen, da nicht nur für Varianten sondern auch für ihre Versionen die Qualität sichergestellt werden muss. In dieser Arbeit stellen wir ein Framework für das modellbasierte Regressionstesten von evolvierenden SPL vor, das die Herausforderungen des redundanten Testens und der Software-Evolution adressiert. Das Framework vereint Testmodellierung, Änderungsauswirkungsanalyse und automatische Testfallselektion, um einen inkrementellen Testprozess zu definieren, der Varianten und Variantenversionen unter Ausnutzung des Wissens über gemeinsame Funktionalität und dem Wiederverwendungspotential von Testartefakten und -resultaten effizient testet. Für die Testmodellierung entwickeln wir einen Ansatz, der Variabilitäts- sowie Versionsinformation von evolvierenden SPL gleichermaßen für die Modellierung einbezieht. Für die Änderungsauswirkungsanalyse definieren wir zwei Techniken, um zum einen Änderungen in Ausführungsabhängigkeiten zwischen zu testenden Varianten und ihren Versionen zu identifizieren und zum anderen die Auswirkungen eines Evolutionsschrittes auf die Variantenmenge zu bestimmen und zu klassifizieren. Für die Testfallselektion schlagen wir ein Abdeckungskriterium vor, das die Resultate der Auswirkungsanalyse einbezieht, um automatisierte Entscheidungen über einen Wiederholungstest von wiederverwendbaren Testfällen durchzuführen. Die abdeckungsgetriebene Testfallselektion ermöglicht somit die Reduktion der redundanten Testfallausführungen während des inkrementellen Testens von Varianten und Variantenversionen. Das Framework ist prototypisch implementiert und anhand von drei evolvierenden SPL evaluiert. Die Resultate zeigen, dass eine Aufwandsreduktion für das Testen evolvierender SPL erreicht wird

Une modélisation de la variabilité multidimensionnelle pour une évolution incrémentale des lignes de produits

Le doctorat s'inscrit dans le cadre d'une bourse CIFRE et d'un partenariat entre l'ENSTA Bretagne, l'IRISA et Thales Air Systems. Les préoccupations de ce dernier, et plus particulièrement de l'équipe de rattachement, sont de réaliser des systèmes à logiciels prépondérants embarqués. La complexité de ces systèmes et les besoins de compétitivité associés font émerger la notion de "Model-Based Product Lines(MBPLs)". Celles-ci tendent à réaliser une synergie de l'abstraction de l'Ingénierie Dirigée par les Modèles (IDM) et de la capacité de gestion de la capitalisation et réutilisation des Lignes de Produits (LdPs). La nature irrévocablement dynamique des systèmes réels induit une évolution permanente des LdPs afin de répondre aux nouvelles exigences des clients et pour refléter les changements des artefacts internes de la LdP. L'objectif de cette thèse est unique, maîtriser des incréments d'évolution d'une ligne de produits de systèmes complexes, les contributions pour y parvenir sont duales. La thèse est que 1) une variabilité multidimensionnelle ainsi qu'une modélisation relationnelle est requise dans le cadre de lignes de produits de systèmes complexes pour en améliorer la compréhension et en faciliter l'évolution (proposition d'un cadre générique de décomposition de la modélisation et d'un langage (DSML) nommé PLiMoS, dédié à l'expression relationnelle et intentionnelle dans les MBPLs), et que 2) les efforts de spécialisation lors de la dérivation d'un produit ainsi que l'évolution de la LdP doivent être guidé par une architecture conceptuelle (introduction de motifs architecturaux autour de PLiMoS et du patron ABCDE) et capitalisés dans un processus outillé semi-automatisé d'évolution incrémentale des lignes de produits par extension.The PhD (CIFRE fundings) was supported by a partnership between three actors: ENSTA Bretagne, IRISA and Thales Air Systems. The latter's concerns, and more precisely the ones from the affiliation team, are to build embedded software-intensive systems. The complexity of these systems, combined to the need of competitivity, reveal the notion of Model-Based Product Lines (MBPLs). They make a synergy of the capabilities of modeling and product line approaches, and enable more efficient solutions for modularization with the distinction of abstraction levels and separation of concerns. Besides, the dynamic nature of real-world systems induces that product line models need to evolve continually to meet new customer requirements and to reflect changes in product line artifacts. The aim of the thesis is to handle the increments of evolution of complex systems product lines, the contributions to achieve it are twofolds. The thesis claims that i) a multidimensional variability and a relational modeling are required within a complex system product line in order to enhance comprehension and ease the PL evolution (Conceptual model modularization framework and PliMoS Domain Specific Modeling Language proposition; the language is dedicated to relational and intentional expressions in MBPLs), and that ii) specialization efforts during product derivation have to be guided by a conceptual architecture (architectural patterns on top of PLiMoS, e.g.~ABCDE) and capitalized within a semi-automatic tooled process allowing the incremental PL evolution by extension.RENNES1-Bibl. électronique (352382106) / SudocSudocFranceF

Forschungsbericht Universität Mannheim 2006 / 2007

Sie erhalten darin zum einen zusammenfassende Darstellungen zu den Forschungsschwerpunkten und Forschungsprofilen der Universität und deren Entwicklung in der Forschung. Zum anderen gibt der Forschungsbericht einen Überblick über die Publikationen und Forschungsprojekte der Lehrstühle, Professuren und zentralen Forschungseinrichtungen. Diese werden ergänzt um Angaben zur Organisation von Forschungsveranstaltungen, der Mitwirkung in Forschungsausschüssen, einer Übersicht zu den für Forschungszwecke eingeworbenen Drittmitteln, zu den Promotionen und Habilitationen, zu Preisen und Ehrungen und zu Förderern der Universität Mannheim. Darin zeigt sich die Bandbreite und Vielseitigkeit der Forschungsaktivitäten und deren Erfolg auf nationaler und internationaler Ebene