Rektoratsbericht 2015

Rektoratsbericht für das Jahr 201

Forschungsbericht Universität Mannheim, 2004 / 2005

Die Universität Mannheim gibt in dem vorliegenden Forschungsbericht 2004/2005 Rechenschaft über ihre Leistungen auf dem Gebiet der Forschung. Erstmals folgt diese Dokumentation einer neuen Gliederung, die auf einen Beschluss des Forschungsrates der Universität Mannheim zurückgeht. Wie gewohnt erhalten Sie 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. Abgerundet werden diese Daten durch zusammenfassende Darstellungen der Forschungsschwerpunkte und des Forschungsprofils der Fakultäten

A Framework for Model-Driven Development of Mobile Applications with Context Support

Model-driven development (MDD) of software systems has been a serious trend in different application domains over the last 15 years. While technologies, platforms, and architectural paradigms have changed several times since model-driven development processes were first introduced, their applicability and usefulness are discussed every time a new technological trend appears. Looking at the rapid market penetration of smartphones, software engineers are curious about how model-driven development technologies can deal with this novel and emergent domain of software engineering (SE). Indeed, software engineering of mobile applications provides many challenges that model-driven development can address. Model-driven development uses a platform independent model as a crucial artifact. Such a model usually follows a domain-specific modeling language and separates the business concerns from the technical concerns. These platform-independent models can be reused for generating native program code for several mobile software platforms. However, a major drawback of model-driven development is that infrastructure developers must provide a fairly sophisticated model-driven development infrastructure before mobile application developers can create mobile applications in a model-driven way. Hence, the first part of this thesis deals with designing a model-driven development infrastructure for mobile applications. We will follow a rigorous design process comprising a domain analysis, the design of a domain-specific modeling language, and the development of the corresponding model editors. To ensure that the code generators produce high-quality application code and the resulting mobile applications follow a proper architectural design, we will analyze several representative reference applications beforehand. Thus, the reader will get an insight into both the features of mobile applications and the steps that are required to design and implement a model-driven development infrastructure. As a result of the domain analysis and the analysis of the reference applications, we identified context-awareness as a further important feature of mobile applications. Current software engineering tools do not sufficiently support designing and implementing of context-aware mobile applications. Although these tools (e.g., middleware approaches) support the definition and the collection of contextual information, the adaptation of the mobile application must often be implemented by hand at a low abstraction level by the mobile application developers. Thus, the second part of this thesis demonstrates how context-aware mobile applications can be designed more easily by using a model-driven development approach. Techniques such as model transformation and model interpretation are used to adapt mobile applications to different contexts at design time or runtime. Moreover, model analysis and model-based simulation help mobile application developers to evaluate a designed mobile application (i.e., app model) prior to its generation and deployment with respected to certain contexts. We demonstrate the usefulness and applicability of the model-driven development infrastructure we developed by seven case examples. These showcases demonstrate the designing of mobile applications in different domains. We demonstrate the scalability of our model-driven development infrastructure with several performance tests, focusing on the generation time of mobile applications, as well as their runtime performance. Moreover, the usability was successfully evaluated during several hands-on training sessions by real mobile application developers with different skill levels

Produktportfolio-übergreifendes Spezifizieren von Produktfunktionen der Sportwagenentwicklung im Modell der PGE – Produktgenerationsentwicklung = Product Portfolio-spanning Specifying of Product Functions within Sports Car Development in the Model of PGE – Product Generation Engineering

Das Funktionsspektrum heutiger Generationen hochentwickelter Fahrzeuge hat sich im letzten Jahrzehnt, aufgrund steigender Kunden- und Anwenderanforderungen u.a. an Fahrerassistenz, Digitalisierung und Elektromobilität, mehr als vervierfacht. Empirische Untersuchungen dieser Arbeit zeigen, dass der Fokus auf den für Kunden oder Anwender wahrnehmbaren Funktionen liegt, die einen direkt greifbaren Wert oder Nutzen des Gesamtproduktes schaffen. In der automobilen Entwicklungspraxis zeigt sich zudem, dass solche, mitunter komplexe, Funktionen nicht mehr nur für einzelne, automobile Produktgenerationen, sondern übergreifend für das gesamte Produktportfolio eines Anbieters entwickelt werden müssen. Produktentwickelnde stehen daher vor der Herausforderung, teils diametrale Anforderungen sowie Wechselwirkungen vielfältiger Produktgenerationen aus verschiedenartigen Produktlinien bereits beim Spezifizieren der Funktionen zu berücksichtigen. Da es an geeigneter prozessualer und methodischer Unterstützung fehlt, stellt sich die Frage, wie eine transparente und durchgängige Funktionsentwicklung in diversifizierten Produktportfolios zukünftig im Rahmen der Produktspezifikation in der Frühen Phase synergistisch gestaltet werden kann? In der vorliegenden Arbeit wird daher, auf Grundlage des modelltheoretischen und methodischen Gefüges der KaSPro – Karlsruher Schule für Produktentwicklung, die prozessuale und methodische Unterstützung des Produktentwickelnden beim Produktportfolio-übergreifenden Spezifizieren aus Funktionssicht empirisch analysiert, in einer dreiteiligen Systematik synthetisiert sowie in der Entwicklungspraxis angewandt und evaluiert. Der erste Bestandteil der präskriptiven Systematik fokussiert die Definition eines konsistenten Verständnisses sowie die Abbildung und Variation von (Produkt-)Funktionen auf Basis des Referenzsystems im Modell der PGE – Produktgenerationsentwicklung nach Albers. Zu diesem Zweck wird ein Produktfunktions-Modell aus empirischen Erkenntnissen entwickelt, das den Produktentwickelnden beim effektiven Spezifizieren leitet. Den zweiten Kernbestandteil bildet ein generisches Referenz-Produktmodell, das die komplexe Produktspezifikation durch Verknüpfung mit dem erweiterten Systemtripel Ansatz und dem Referenzsystem in der Frühen Phase strukturiert. Vervollständigt wird die Systematik mit einem Referenzprozess zum Produktportfolio-übergreifenden Spezifizieren von Produktfunktionen im Modell der PGE. Im Zuge dessen wird zwischen den vier iterativen Phasen der Generierung und Priorisierung von Funktionsideen [1], der Spezifikation einer Produktfunktion [2], der Realisierung einer Produktfunktion [3] und der Beendigung des Funktionslebenszyklus [4] differenziert. Eine Produktfunktions-Roadmap fungiert als durchgängiges und konsistentes Planungs- und Steuerungsinstrument. Die Evaluationsergebnisse und -erkenntnisse aus Fallstudien in der Sportwagenentwicklung zu Produktfunktionen der Fahrzeugaerodynamik bestätigen die effektive Anwendbarkeit der Unterstützungswerkzeuge und zeigen im Live-Lab IP – Integrierte Produktentwicklung initial einen Erfolgsbeitrag zur Transparenz und Durchgängigkeit der Produktspezifikation aus Funktionssicht

Supporting the grow-and-prune model for evolving software product lines

207 p.Software Product Lines (SPLs) aim at supporting the development of a whole family of software products through a systematic reuse of shared assets. To this end, SPL development is separated into two interrelated processes: (1) domain engineering (DE), where the scope and variability of the system is defined and reusable core-assets are developed; and (2) application engineering (AE), where products are derived by selecting core assets and resolving variability. Evolution in SPLs is considered to be more challenging than in traditional systems, as both core-assets and products need to co-evolve. The so-called grow-and-prune model has proven great flexibility to incrementally evolve an SPL by letting the products grow, and later prune the product functionalities deemed useful by refactoring and merging them back to the reusable SPL core-asset base. This Thesis aims at supporting the grow-and-prune model as for initiating and enacting the pruning. Initiating the pruning requires SPL engineers to conduct customization analysis, i.e. analyzing how products have changed the core-assets. Customization analysis aims at identifying interesting product customizations to be ported to the core-asset base. However, existing tools do not fulfill engineers needs to conduct this practice. To address this issue, this Thesis elaborates on the SPL engineers' needs when conducting customization analysis, and proposes a data-warehouse approach to help SPL engineers on the analysis. Once the interesting customizations have been identified, the pruning needs to be enacted. This means that product code needs to be ported to the core-asset realm, while products are upgraded with newer functionalities and bug-fixes available in newer core-asset releases. Herein, synchronizing both parties through sync paths is required. However, the state of-the-art tools are not tailored to SPL sync paths, and this hinders synchronizing core-assets and products. To address this issue, this Thesis proposes to leverage existing Version Control Systems (i.e. git/Github) to provide sync operations as first-class construct

Lernen, Lehren und Forschen in einer digital geprägten Welt. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik. Jahrestagung in Aachen 2022

Die Tagung der Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik (GDCP) fand vom 12. bis zum 15. September 2022 an der RWTH Aachen statt. Der vorliegende Band umfasst die ausgearbeiteten Beiträge der Teilnehmenden zum Thema: "Lernen, Lehren und Forschen in der digital geprägten Welt"