Forschungsprojekte 2008

FIN, IVS, AG Softwaretechnik

Qualtätssicherung von SOA-basierten Systemen Use Case Point Method Improvement ITIL-basierte Software-Prozessoptimierung für den KMU-Bereich Statistische Prozesssteuerung im Automotiv-Software-Bereich Agent-Based E-Learning Framework for Test Process Evaluation
eLearning Content eLearning Management Entwicklung effizienter dynamischer Softwarearchitekturen im Automotivbereich Software Measurement Infrastructures Qualitätssicherung bei der Entwicklung verteilter Systeme
Forschungs- Team

Entwicklung effizienter dynamischer Softwarearchitekturen im Automotivbereich:

Projektleiter: Prof. Mottok (FH Regensburg)
Projektbearbeiter: Martin Hobelsberger
Kooperation: Prof. R. Dumke und weitere bayrische Einrichtungen
Förderer: BMBF
Projektlaufzeit: August 2007 - Juli 2010

Softwarearchitekturen für den Automotivbereich zeichnen sich vor allem dadurch aus, dass sie eingebettet sind und zumeist umfangreiche Echtzeitanforderungen erfüllen sollen und dabei einen hohen Grad an Prozess- aber auch Laufzeitdynamik berücksichtigen müssen. Daher werden bei diesem Forschungsvorhaben unterschiedliche Ansätze und Konzepte validierbaren Erfüllung obiger Anforderungen, wie die Architektursprache AADL, dynamische Architekturkonzepte (wie AUTOSAR oder SETTA) sowie Architekturmetriken. Ziele sind dabei vor allem eine performance- und safety-gerechte Architekturlösung zu finden, die die Entwicklung der Automotiv-Software bereits durch einen effektiven Design unterst¨tzt.

Konzeption und Anwendung einer statistischen Software-Prozesssteuerung in der Automobilindustrie:

Projektleiter: Prof. Dr. Reiner Dumke
Projektbearbeiter: Karsten Richter
Kooperation: Bosch Stuttgart
Förderer: Industrie
Projektlaufzeit: 01.09.2005 - 31.08.2008

Dieses Thema wird durch eine Doktorandenstelle bei Bosch Stuttgart gefördert. Inhalt dieses Projektes ist, auf der Grundlage des SPC (Statistical Process Control) eine Prozesssteuerungsform im Bereich der Software-Entwicklung im Automotiv-Bereich zu entwickeln und diese prototypisch anzuwenden. Damit soll eine Prozessgütestufe nach dem Capability Maturity Model Integration (CMMI) von 4 erreicht bzw. erreichbar werden. Dabei werden auch geeignete Quantifizierungsmethoden, wie zum Beispiel das Functional Size Measurement (FSM), hinsichtlich ihrer Eignung untersucht. Insbesondere für die CMMI Stufe 5 ist dabei die Kausalitätsanalyse eine wichtige Prozessqualitätsgrundlage. Erste Kausalitätsmodelle sind inzwischen entwickelt und untersucht worden (siehe Abbildung).

Grundlegende Prozessmodelle und Methodologien sind inzwischen in einem Preprint publiziert worden. Der kausale Ansatz selbst wurde bereits auf internationalen Tagungen vorgestellt (IWSM, MENSURA usw.).

Qalitätssicherung von SOA-basierten Systemen:

Projektleiter: Prof. Dr. Reiner Dumke
Projektbearbeiter: Dmytro Rud, Andreas Schmietendorf, Denis Heinemann, Ayaz Farooq
Kooperation: FHW Berlin, EZ Telekom, Uni Münster
Förderer: Land Sachsen-Anhalt, Industrie
Projektlaufzeit: 01.07.2005 - 30.06.2010

Im Bereich der Web Services (WS) ist eine hohe Dynamik der Technologien und Anwendungsformen zu verzeichnen. Inhalt dieses Projektes, das gemeinsam mit dem Entwicklungszentrum der Deutschen Telekom in Berlin realisiert wird, ist die Analyse von Web Services sowie die prototypische Implementation von (Trust) Center-Diensten für die Auswertung realer Webservice-Anbieter hinsichtlich qualitativer Aspekte. Die folgende Abbildung zeigt ein Beispiel für einen WS Measurement Service. Grundlage dieser Dienste bieten Aufwands- bzw. Kostenschätzungen von Legacy-Projekten für deren WS-Portierung im Rahmen des Telekommunikationsbereiches.
Für den Bereich der Service-orientierten Architekturen (SOA) sind bereits Metriken für die Qualitätsbewertung definiert und international diskutiert worden (IWSM, MENSURA, MDA4SOA).

Darüber hinaus wurde bereits ein BPELmeter implementiert, der die Anwendung der Metriken für den Cheoreographiebereich der SOA unterstützt (s.o.).

Use Case Point Method Improvement:

Projektleiter: Prof. Dr. Reiner Dumke
Projektbearbeiter: Stephan Frohnhoff, Patrick Badent, Olga Dekanenko
Kooperation: sd&m, CRIM (Montreal, Kanada), COSMIC, DASMA
Förderer: Industrie
Projektlaufzeit: 01.09.2007 - 31.08.2010

Die Use Case Point (UCP) Methode ist eine weitere Methode zur Software-Aufwandsschätzung, die insbesondere eine UML-basierte Entwicklung zurgunde legt. Ein wesentlicher Kritikpunkt an der UCP-Methode ist, dass Use Cases in unterschiedlicher Granularität beschrieben werden können und dies unmittelbar Einfluss auf das Schätzergebnis hat. Im vorliegenden Industrieprojektprojekt mit der sd&m werden diese aber vor allem auch messtheoretische Aspekte untersucht, die eine genauer Schätzung und eine bessere Vergleichbarkeit der Schätzungen ermöglichen.

Erste Ergebnisse bestehen in der erfolgreichen Publikation erster konzeptioneller Verbesserungen sowie die weitere Anwendung umfangreicher industrieller Erfahrungen auf internationalen Konferenzen ( siehe . Paper). Darüber hinaus wurde bereits eine Web-Applikation zur Anwendung dieser Methode im Rahmen des e-Learning entwickelt.

Software Measurement Infrastructures:

Projektleiter: Prof. Dr. Reiner Dumke
Projektbearbeiter: Martin Kunz, Fritz Zbrog, Ayaz Farooq, Antje Hansen
Kooperation: DASMA, FHW Berlin, FH Bingen, ETS Montreal
Förderer: Haushalt
Projektlaufzeit: 01.04.2005 - 30.11.2008

Aufbauend auf dem zuvor genannten Projekt zum FSM-eMeasurement geht es hierbei um die Konzeption und prototypische Implementation von Infrastrukturen im Web für die vielfätigste Unterstützung der Software-Messung für unterschiedliche Communities und Anwendungsbereiche. Im Kontext einer pervasiven Softwareanwendung werden die Softwaremessansätze zunehmend autonom bzw. werden immer mehr als vollständige Kontrollzyklen angewandt. Inhalt dieses Projektes ist die Anwendung Web-basierter Technolgien, wie beispielsweise das Service Engineering, für die prototypische Umsetzung von Software-Messinfrastrukturen.

Einzelbeispiele zu Messservices sind zum einen der Telemetrie-Ansatz Hackystat für die Erfassung von File-Zugriffsdaten im aktuellen verteilten Software-Entwicklung sowie die Bereitstellung von Messdaten zu den grundlegenden Java-Technologien als Java-Messservice und Messdatenrepository.

E-Learning Content:

Projektleiter: Prof. Dr. Reiner Dumke
Projektbearbeiter: Martin Kunz, Steffen Mencke, Hashem Yazbek
Kooperation: FHW Berlin, Uni Regensburg, FH Bingen, St. Fisher College (USA)
Förderer: Haushalt
Projektlaufzeit: 01.01.2003 - 30.06.2009

Ausgangspunkt sind die vielfältigen Web-Content-Beispiele für die Lehrveranstaltungen der AG Softwaretechnik, wie z. B. Softwaretechnik I, Verteilte Systementwicklung , Softwarequalitätsmanagement, Einführung/Algorithmen Datenstrukturen und Web Engineering, in denen Web-Animationen mit lokalen Bewertungsformen bereits seit einigen Jahren im Einsatz sind. Die folgenden Bilder zeigen derartige Beispiele:

Softwareentwicklungsbewertung nach CMM

bewertete Abfrage zu phasenbezogenen Testverfahren

Metrikenanwendung nach dem GQM-Paradigma

Inhalt des Projektes ist es

  • einerseits die Tauglichkeit moderner Technologien zum Semantic Web, wie SMIL, RSS und OWL, für den Bereich der traditionell-kognitiven und behavioristischen Lehr- und Lernformen zu überprüfen,

  • andererseits eine spezielle Themenausrichtung vorzunehmen und zwar für

    • den inhaltlichen Bezug zur Softwaretechnik-Ausbildung im Rahmen der internationalen Initiative SWEBOK (Software Engineering Body of Knowledge),

    • zu den Grundlagen der Softwaremessung und -bewertung im Rahmen der Communities, in denen unsere AG aktives Mitglied ist ( GI, DASMA, MAIN, COSMIC und ISBSG).

Erste Ergebnisse hierbei sind folgende:

  • CodGen: ein dynamisches Content-Erweiterungssystem für ausgewählte Faktendarstellungsformen, wie Übersichtslisten zu terminbezogenen Ereignissen, welches das Web nach Erweiterungskomponenten absucht und selbständig eine Erweiterung vornimmt. Das folgende Beispiel deutet die Erweiterung eine Konferenzauflistung an.

  • VisuGraphX3D: Dieses Softwaresystem ermöglicht eine Anwendung der gängigen 3D-Analyseformen (Drehung, Navigation, Ortung) und der 2D-Analyseangaben (Diagramm, Messwertlisten) auf der Grundlage einer XML-basierten Graphbeschreibung. Dabei sind Messreihen jeweils den Knoten oder den Kanten zugeordnet und werden mit diesem Tool in vielfältiger Weise analysierbar gemacht. Besonders geeignet ist dieses Tool für die Web-Analyse bei der die Websites durch Knoten repräsentiert werden und deren Anzahl in einer ausgewählten Domäne sehr umfangreich ist.

E-Learning Management:

Projektleiter: Pro. Dr. Reiner Dumke
Projektbearbeiter: Uwe Blazey, Fritz Zbrog
Kooperation: UBISNET
Förderer: Industrie
Projektlaufzeit: 01.01.2003 - 31.12.2008

Bei diesem Projekt geht es darum, die verschiedenen Lehr- und Lernkonzepte sowie Inhalte mit den jeweils geeigneten Organisationsformen zu verbinden. Hinsichtlich der Einrichtung, Organisation und Führung von Web-Kursen existieren bereits vielfältige Lösungen. Wirklicher Forschungsbedarf besteht hierbei allerdings

  • in der Analyse und Bewertung der Komplexität von E-Learning-Systemen hinsichtlich ihrer Entwicklung und Wartung unter Berücksichtigung der funktionalen (inhaltlichen) Erweiterung aber auch der technologischen Veränderungen,

  • in der speziellen Abschätzung des Entwicklungs- und Wartungsaufwandes unter den Aspekten unterschiedlich intentionierter Architekturformen, wie zum Beispiel dem PLP (Personal Learning Platform), beispielsweise durch die Modifikation existierender Schätzmodelle wie das COCOMO II oder das COSMIC-FFP.

Inhalt dieses Projektes ist es daher vor allem, die Entwicklungskomplexität zu untersuchen, bewertbar und damit beherrschbar zu machen.

Erste Ergebnisse sind hierbei:

  • Online-Voting. Ein System für den Bereich der Architekturpsychologie und dessen technologische Bewertung. Die folgende Abbildung zeigt ein Bewertungsbeispiel und die Möglichkeit der datanbankgestützten Bereitstellung der zu bewertenden Artefakte.

  • WebTomix: Dieses agentenbasierte System analysiert die Web-technologischen Merkmale von Websites bzw. Web-Applikationen. Die folgende Abbildungen zeigen ausgewählte Analysen.

Für die e-Learning-Prozessunterstützung wurden Software-Metriken entwickelt und für ausgewählte e-Learning-Technologien und -system angewandt. Weiterhin wurde inzwischen ein e-Learning-Unterstützungssystem PISA konzipiert und prototypisch implementiert.

Agent-Based E-Learning:

Projektleiter: Prof. Dr. Reiner Dumke
Projektbearbeiter: Steffen Mencke, Martin Kunz
Kooperation: Bosch Stuttgart, CIM Montreal, FHW Berlin
Förderer: Land Sachsen-Anhalt
Projektlaufzeit: 01.01.2006 - 30.06.2008

Die Anwendung moderner Systemtechnologien, wie das Agentenbasierte Software Engineering, für den Bereich des e-Learning für das lebenslange Lernen ist Inhalt dieses Projektes. Es geht dabei um die Bewertung der Agententechnologie als mögliche Implementationsplattform für das e-Learning, die Konzeption und prototypische Realisierung von adaptiven e-Learning-Formen auf der Grundlage der AOSE und um die Anwendung der neuen e-Learning-Systemformen für einen ausgewählten Lehrbereich. Die Bewertung der AOSE verschiedener Agententechnologien bzw. der allgemeine Vergleich zur OOSE zeigte die erwarteten Komplexitätserweiterungen. Die folgende Abbildung zeigt die mögliche Anwendungsform der Software-Agenten für den Bereich des e-Learning.

Framework for Test Process Evaluation:

Projektleiter: Prof. Dr. Reiner Dumke
Projektbearbeiter: Ayaz Farooq, Heike Hegewald
Kooperation: CSC Wiesbaden
Förderer: Industrie
Projektlaufzeit: 01.04.2006 - 31.3.2009

Bei diesem Projekt geht um die Bewertung der Software-Qualität von Software-Releases auf der Grundlage der Testeffizienz. Ausgangspunkt sind die Untersuchungen zu Testgütemodellen (TMM) und deren Kontext im Software-Prozess generell. Dabei werden zunächst die Testmehtoden, Prozesse und deren Software-Prozessintegration betrachtet.

Schwerpunkte des Projektes sind die Zusammenfassung vorhandener Testmethoden als State of the Art mit den jeweils zugrunde liegenden Testprozessen, die Konstruktion empirisch basierter semantischer Netze für die Testprozessadaption bzw. -optimierung sowie die Ableitung komplexer Testbewertungsformen unter Berücksichtigung unterschiedlicher Testprozessgüte-Levels.

Qualitätssicherung bei der Entwicklung verteilter Systeme:

Projektleiter: Prof. Dr. Reiner Dumke
Projektbearbeiter: Detlef Günther, Peter Drechsel, Hans-Edgar Makiola, Gerald Mews, Steffen Paschke, Torsten Woywodt
Kooperation: T-Systems Magdeburg, VW Wolfsburg
Förderer: Industrie
Projektlaufzeit: 01.01.2006- 31.12.2010

Bei diesem Projekt sind mehrere industrielle Partner beteiligt, wie zum Beispiel VW Wolfsburg, T-Systems Magdeburg, BWS Automotiv Cons. Wolfsburg usw.). Schwerpunkte bei der Projektbearbeitung sind vor allem

  • Analyse und Bewertung der Einflussfaktoren der SOA für die Prozessgestaltung der Enterprise Information Systems (EIS),

  • die Security-Prozessanalyse und -optimierung für die EIS,

  • Service-Level-Agreement-basiertes Projektmanagament für die EIS-Entwicklung,

  • formale Modelle einer EIS-Prozessanalyse und -bewertung,

  • Anwendug von Optimierungsverfahren für die EIS-Bewertung,

  • Bewertung und Optimierung der methodischen Grundlagen zu EIS.

Die grundlegenden Zusammenhänge der oben genannten Projektmerkmale sind in der folgenden Abbildung grob skizziert.

ITIL-basierte Software-Prozessoptimierung für den KMU-Bereich:

Projektleiter: Prof. Dr. Reiner Dumke
Projektbearbeiter: Martina Blazey
Kooperation: VW Wolfsburg
Förderer: Industrie
Projektlaufzeit: 01.1.2006 - 30.06.2008

Die IT Infrastructure Library widmet sich insbesondere der Erschließung von Best Practices für den SOA-Bereich. Diese modernen Systemformen sind auch zunehmend im KMU-bezogenen Entwicklungsbereich relevant. Das vorliegende Projekt beschäftigt sich daher

  • mit der Prozessmodellierung für aktuelle Software-Entwicklungen im KMU-Bereich auf der Grundlage der BPMN,

  • Konzeption und Instrumentierung eines Projektmanagement auf dieser Grundlage.

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