Jahresbericht informatik 2009 - KIT – Fakultät für Informatik

Architecture-based Quality Prediction and Processes
Institut für Programmstrukturen und Datenorganisation
(Ralf Reussner, Viktoria Firus, Klaus Krogmann, Michael Kuperberg, Anne Martens, Zoya
Durdik)
Eines der Hauptkennzeichen einer Ingenieursdisziplin ist die Fähigkeit, die Konsequenzen
von Entwurfsentschiedungen auf die Qualitätseigenschaften eines zu bauenden Artefaktes
vorherzusagen. Das Palladio Komponentenmodell (PCM) wurde entwickelt, um
Performance und andere Qualitätseigenschaften mit Hilfe von komponentenbasierten
Architekturmodellen vorherzusagen. Dabei werden auch neue mathematische
Lösungsverfahren für die entstehenden Performance-Modelle und Verfahren entwickelt,
die durch Modelltransformationen Performance-Modelle aus Architekturmodellen erzeugen.
Die nächste Entwicklungsstufe des PCM strebt eine Erweiterung des modellbasierten
Ansatzes und der dazugehörigen Werkzeuge auf die agilen Entwicklungsmethoden (z.B.
SCRUM) an. Dabei wird an Verfahren gearbeitet, die bei agilen Methoden vorherrschenden
schnellen Änderungszyklen in die Architekturmodellierung einbringen. Mit der
Bewertung von Architekturen durch Palladio wird eine erhöhte Agilität im Vergleich zum
schwergewichtigen Ausimplementieren und Testen erreicht.
Um modellbasierte Analysen auch für bestehenden Code anwendbar zu machen, verwendet
das PCM bei existierenden Komponenten einen monitoringbasierten Ansatz, der
mit Hilfe des maschinellen Lernens parametrische Abhängigkeiten zwischen Eingabedaten
und dem Verhalten der Komponenten extrahiert. Die Performance der Komponenten wird
dabei auch über die Performance der Ausführungsumgebung parametrisiert, sodass verschiedene
Umgebungen effizient verglichen werden können. Dadurch entfällt die
Installation und das Durchmessen der Komponenten auf jeder in Frage kommenden
Umgebung und jede Ausführungsumgebungen muss nur einmal ausgemessen werden.
Um schließlich die Architektur zu bestimmen, die die besten Qualitätseigenschaften für
die aktuellen Anforderungen besitzt, wurde ein Verfahren entwickelt, welches basierend
auf der initial manuell spezifizierten Architektur automatisch Alternativen generiert und
bewertet. Das Ergebnis ist die Menge der Architekturalternativen mit optimalen Trade-
Offs zwischen verschiedenen Qualitätseigenschaften, aus denen der Software-Architekt die
Architektur auswählen kann, die den gegebenen Anforderungen am besten entspricht.
Zertifizierung
(R. Reussner, F. Brosch, E. Burger, H. Groenda, M. Huber, F. ben Nasr Omri)
Die Zertifizierungsgruppe am Lehrstuhl Software-Entwurf und -Qualität ist bestrebt, die
Grenzen der Produktzertifizierung zu überschreiten. Der Fokus liegt unmittelbar auf der
Zertifizierung von Produkteigenschaften. Ziel ist es, weder indirekte Effekte wie die
Weiterbildung oder Erfahrung der Personen, noch die Spezifikation von Prozessen zu
untersuchen. Der Zusammenhang zwischen diesen drei Gebieten ist in Abbildung 1 zu
sehen.
Existierende Methoden des Performance-Engineering können oft nicht garantieren, dass
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