Forschungsprojekte 1998

FIN, IVS, AG Softwaretechnik

Measurement Frameworks MDB:
Konzeption und Implementation praxisrelevanter Metrikendatenbanken (Industrieprojekt) 		Konzeption und Implementation leistungs- und anwendungsgerechter Videokonfenerenzen Konzeption und Implementation von metrikengestützten Programm-Design- Sprachen (DAAD)
Forschungs- Team

Measurement Frameworks:

Die Einführung von Softwaremetriken in den gesamten Softwareentwicklungsprozeß erfordert eine klare Strategie und auch Taktik, um die Probleme der Einführung der Softwaremessung (Bewertung von Personen, Kosten für Meßtools usw.) aber auch der Metriken selbst (unzureichende Validation, keine Erfahrungen für neue Paradigmen usw.) zu bewältigen. Inhalt dieses Projektes ist daher die Analyse und Bewertung vorhandener Ansätze zur Softwaremessung hinsichtlich ihrer Tauglichkeit für eine meßbare Prozeß- und Produktverbesserung. Bei der Einführung von Softwaremeßstrategien geht es um

  • die schrittweise Einführung von Softwaremetriken für die Verbesserung der Qualität des Softwareproduktes auf der Grundlage eines verbesserten Softwareprozesses;
  • die systematische Anwendung der Erfahrungen und der vorhandenen Methoden und Techniken auf dem Gebiet der Softwaremetrie;
  • die effektvolle Ausrichtung der ersten Ansatzpunkte, die mouml;glichst rasch zumindest einige wesentliche Ergebnisse liefert und somit das Firmenmanagement vom Nutzen überzeugt.

Dazu müssen sowohl die informalen Ansätze zur Softwaremessung (ISO 9000, Capability-Maturity-Modell, Goal-Question-Metric) als auch die formalen (axiomatisch, algebraisch, regelbasiert usw.) analysiert und bewertet werden. Erste Arbeiten dazu sind bereits von uns publiziert worden. Dabei zeigt sich, daß der zumeist verfolgte ganzheitliche Ansatz in seiner Umsetzung auf eine Reihe von Problemen stößt.
Daher wurde ein objektorientierter Ansatz konzipiert mit den Schritten (siehe CAME Framework):

Measurement Choice:
als Auswahl der Metriken aus einer allgemeinen Metrikenhierarchie für den konkreten Anwendungsfall,
Measurement Adjustment:
als Festlegung der entsprechenden Metriktypen und den Schwellwerten,
Measurement Migration:
als Definition des Metrikenverhaltens über die Entwicklungsphasen und Architekturkomponenten hinweg,
Measurement Efficiency:
als toolbasierte Instrumentierung der Softwaremessung durch CAME-Tools.

Die auf dieser Basis definierten Softwarequalitätsagenten wurden für eine Java-Entwicklungsumgebung definiert und werden derzeit angewandt. Anwendungsformen im Bereich der softwareentwickelnden KMUs sind ebenso Projektschwerpunkt. Weitere Untersuchungen dienen der Eignung formaler Modelle und Paradigmen. Auf diesem Gebiet zeigt sich folgende Situation zu den bisherigen Ansätzen:

formaler Ansatz Vorteile Nachteile
algebraisch wohldefinierte Metrikenalgebra paradigmenabhängig
axiomatisch exakte Definition der Metrikeneigenschaften wenig praktikabel
funktional kompakte Definition von Erfahrungen problematisch für neue Paradigmen
regelbasiert eine wohldefinierte Metrikensprache ungenügende Einbeziehung empirischer Bewertungen

Neue Ansätze, wie beispielsweise mit Prozeßalgebren oder attributierten Kalkülen sollen diese Nachteile abbauen bzw. die Vorteile insgesamt verbinden.

Ergebnisse:

  • auf der Grundlage des vorliegenden Measurement Frameworks wurden bisherige Softwaremeßstrategien bewertet und erweitert; das gründet sich insbesondere auf die im folgenden Bild skizzierte Gesamtsicht des Meßbereiches sowie dem darauf aufbauenden Meßprzeß;

  • Gründung des COSMIC Common Software Measurement International Consortium beim 8. internationalen Softwaremetriken-Workshop in Magdeburg;

  • zahlreiche nationale und internationale Publikationen;

MDB: Konzeption und Installation praxisrelevanter Metrikendatenbanken (Industrieprojekt):

Die effiziente und vor allem anwendungsgerechte Speicherung und Auswertung von Softwaremeßdaten ist ein ernsthaftes Problem bei einer erfolgreichen Einführung der Softwaremessung im industriellen Umfeld. Die Vielschichtigkeit der Meß- bzw. Bewertungsdaten wird untersucht und anwenderbezogene Architekturen konzipiert. In ausgewählten Bereichen sollen Meßdatenbanken prototypisch eingesetzt und deren Berechtigung als Alternative zur Experience Factory nachgewiesen werden.

Im Softwaremeßlabor der Universität Magdeburg existiert bereits ein einfacher Prototyp einer Softwaremeßdatenbank, der Meßdaten der CAME-Tools Cosmos, Logiscope, Datrix und OOM einliest und über eine Java-basierte Anzeige bereits eine WWW-bezogene Anwendung ermöglicht. Ausgehend von den Erfahrungen bei der gegebenenfalls notwendigen Meßtool-Modifikation bis hin zum Multiuser-Anwendungskonzept sollen jetzt vor allem die vielfältigen Meßdatenausprägungen in den verschiedensten Entwicklungsphasen und aus unterschiedlichsten Quellen (manuell, toolgestützt usw.) untersucht und zweckmäßige Architekturen für den Meßdatenbankeneinsatz in der Praxis aber auch für die Forschung untersucht werden. Die in diesem Projekt erarbeiten Konzepte dienen der Untersuchung von firmenbezogenen Meßdatenbanken bis hin zur primären Forschungsorientierung. Dabei werden Standardisierungmöglichkeiten für die im allgemeinen toolgestützte Meßdateneingabe untersucht. Für die Ausgabe gelten Standardschnittstellen zu Statistik-Tools und anderen tool-basierten Formen.
Als erste Plattformorientierung werden Oracle, Java, SPSS und die im Magdeburger Softwaremeßlabor bereits vorhandenen CAME-Tools verwendet.

Dimensionen einer Meßdatenbank
Datencharakteristika
(Werteart, Einheit, Typ, Quelle) 		Datenbankcharakteristika
(Modellart, Architektur, Sicherheit, Qualität usw.) 		Systemcharakteristika
(autonom, eingebettet, verteilt, wissensbasiert)
Eingaben
(manuell, toolbasiert...) 		Softwaremeßdatenbank Ausgaben
(Wert, Report, Input für Tool)
Metrikcharakteristika
(einfacher/hybrider Wert, Skalierung, Berechnungsform) 		Meßstrategieform
(modellbasiert, direkt, Schätzung, Klassifikation) 		Anwendungsform
Assessment, Management, Experiment...)

Ergebnisse:

Analyse und Bewertung leistungs- und anwendungsgerechter Videokonferenzen

Die Anwendung multimedialer Techniken im Bereich des Videoconferencing stellt sich als außerordentlich dynamisch hinsichtlich entwickelter Hardware (ATM-Netze, bewegungssensitive Kameras usw.) und Softwareplattformen (MBone, IVS, Videoserver usw.) dar. In diesem Umfeld galt es, effiziente Lösungen zu ausgewählten Anwendungsformen zu konzipieren und zu installieren.

Ergebnisse:

  • MBone wurde erfolgreich eingesetzt für die weltweite Übertragung der Magdeburger Metriken-Workshops

  • sowie in der Lehre zur Übertragung von Lehrveranstaltungen zwischen der Uni Magdeburg und der TU Braunschweig;

  • ein Preprint zur effizienten Anwendung des MBone Videoconferencing;

Konzeption und Implementation von metrikengestützten Programm-Design-Sprachen (DAAD):

Gemeinsam mit der University of Idaho wurde eine Program Design Language (PDL) entwickelt, die einerseits eine Codegenerierung für C und andererseits die Ableitung von Entwurfsmetriken bzw. deren Werteausprägung gestatten. Das System wurde anhand von praktischen Anwendungsbeispielen validiert und die Relevanz der ausgewählten Metriken mittels Faktorenanalyse nachgewiesen.

Ergebnisse:

  • für die PDL wurde ein Codegenerator implementiert, der einen Rückschluß auf die Design-Qualität durch implizite Codemetriken zuläßt;

  • Publikation in den Metrics News (weitere, in den Empirical Software Engineering vorgesehen)

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