Objektorientierte Entwicklung von Software-Produktlinien zur Serienfertigung von Software-Systemen

Böllert, Kai GND

A software product line comprises a group of software systems that are developed from a common set of reusable components. Due to reusing the components, the time to develop the systems is short, development costs are relatively low, and the systems exhibit a high quality. Advantages that are not achieved on a comparable scale without product lines. Another step forward is the Generative Programming paradigm. It defines how to automatically generate systems from product lines. To accomplish this task, Generative Programming takes concepts from the batch production of cars in the automobile industry and transfers them to the field of software engineering. The automated generation again reduces development time and costs for the systems of a product line. Today's methods for developing product lines do not take the Generative Programming paradigm into account. Instead, they describe how to manually develop systems from product lines. This circumstance is alleviated by the dissertation. The dissertation introduces HyperFeatuRSEB, an object-oriented method to develop product lines, from which systems can be produced automatically. The method uses the Hyperspace approach, a Generative Programming technique. However, before the Hyperspace approach can be used for development, its abstract concepts and terms have to be mapped onto modeling and programming languages. Up to now a mapping for Java exists. To use the approach not only for implementing product lines, but also for modeling them, the dissertation introduces Hyper/UML: a mapping of the Hyperspace approach onto the UML (Unified Modeling Language). Batch production is performed by a generator, which was designed to work with every product line developed with HyperFeatuRSEB. To demonstrate the usefulness of the method in practice, an extensive empirical case study was done in the context of the dissertation. In the case study a product line for the parlor game "Die Siedler von Catan" (Settlers of Catan) was developed.

Eine Software-Produktlinie umfaßt eine Gruppe von Software-Systemen, die auf Basis gemeinsam genutzter Komponenten entwickelt werden. Die Systeme entstehen aufgrund der Wiederverwendung in kurzer Zeit. Ihre Entwicklung verursacht verhältnismäßig geringe Kosten, und das Ergebnis ist von hoher Qualität. Vorteile, die eine an einzelnen Systemen ausgerichtete Softwareentwicklung nicht in vergleichbarem Maßstab erzielt. Noch einen Schritt weiter geht die generative Programmierung. Mit ihr können Systeme automatisiert aus Produktlinien generiert werden. Dazu überträgt die generative Programmierung Konzepte der aus der Automobilindustrie bekannten Serienfertigung in die Welt des Software-Engineerings. Die Automatisierung verkürzt erneut Entwicklungszeit und -kosten für Systeme aus der Produktlinie. Die bisherigen Methoden zur Entwicklung von Produktlinien berücksichtigen die generative Programmierung nicht. Statt dessen werden aus den Produktlinien manuell Systeme entwickelt. Zur Behebung dieses Umstands leistet die vorliegende Arbeit einen Beitrag. Sie stellt HyperFeatuRSEB vor, eine Methode zur objektorientierten Entwicklung von Produktlinien, aus denen Systeme automatisiert in Serie gefertigt werden können. Dazu nutzt die Methode den Hyperspace-Ansatz, eine Technik der generativen Programmierung. Bevor mit diesem Ansatz entwickelt werden kann, müssen seine abstrakten Konzepte und Begriffe auf Modellierungs- und Programmiersprachen abgebildet werden. Bisher existiert eine solche Abbildung für Java. Um mit dem Ansatz Produktlinien nicht nur zu implementieren, sondern auch zu modellieren, entwickelt diese Arbeit Hyper/UML: eine Abbildung des Hyperspace-Ansatzes auf die UML (Unified Modeling Language). Die Serienfertigung übernimmt ein eigens entworfener, für beliebige mit HyperFeatuRSEB entwickelte Produktlinien einsetzbarer Generator. Die Praxistauglichkeit der Methode untermauert eine größere empirische Fallstudie, in der eine Produktlinie für das Gesellschaftsspiel "Die Siedler von Catan" entwickelt worden ist.

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Böllert, Kai: Objektorientierte Entwicklung von Software-Produktlinien zur Serienfertigung von Software-Systemen. 2003.

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