Quality Goal Oriented Architectural Design and Traceability for Evolvable Software Systems

Bode, Stephan GND

Softwaresysteme werden heute z.B. aufgrund sich ändernder Geschäftsprozesse oder Technologien mit häufigen Veränderungen konfrontiert. Die Software und speziell ihre Architektur muss diese Änderungen zur dauerhaften Nutzbarkeit ermöglichen.Während der Software-Evolution können Änderungen zu einer Verschlechterung der Architektur führen, der Architekturerosion. Dies erschwert oder verhindert weitere Änderungen wegen Inkonsistenz oder fehlendem Programmverstehen. Zur Erosionsvermeidung müssen Qualitätsziele wie Weiterentwickelbarkeit, Performanz oder Usability sowie die Nachvollziehbarkeit von Architekturentwurfsentscheidungen berücksichtigt werden. Dies wird jedoch oft vernachlässigt.Existierende Entwurfsmethoden unterstützen den Übergang von Qualitätzielen zu geeigneten Architekturlösungen nur unzureichend aufgrund einer Lücke zwischen Methoden des Requirements Engineering und des Architekturentwurfs. Insbesondere gilt dies für Weiterentwickelbarkeit und die Nachvollziehbarkeit von Entwurfsentscheidungen durch explizite Modellabhängigkeiten.Diese Arbeit präsentiert ein neues Konzept, genannt Goal Solution Scheme, das Qualitätsziele über Architekturprinzipien auf Lösungsinstrumente durch explizite Abhängigkeiten abbildet. Es hilft somit, Architekturlösungen entsprechend ihrem Einfluss auf Qualitätsziele auszuwählen. Das Schema wird speziell hinsichtlich Weiterentwickelbarkeit diskutiert und ist in ein zielorientiertes Vorgehen eingebettet, das etablierte Methoden und Konzepte des Requirements Engineering und Architekturentwurfs verbessert und integriert. Dies wird ergänzt durch ein Traceability-Konzept, welches einen regelbasierten Ansatz mit Techniken des Information Retrieval verbindet. Dies ermöglicht eine (halb-) automatische Erstellung von Traceability Links mit spezifischen Linktypen und Attributen für eine reichhaltige Semantik sowie mit hoher Genauigkeit und Trefferquote.Die Realisierbarkeit des Ansatzes wird an einer Fallstudie einer Software für mobile Serviceroboter gezeigt. Das Werkzeug EMFTrace wurde als eine erweiterbare Plattform basierend auf Eclipse-Technologie implementiert, um die Anwendbarkeit der Konzepte zu zeigen. Es integriert Entwurfsmodelle von externen CASE-Tools mittels XML-Technologie in einem gemeinsamen Modell-Repository, wendet Regeln zur Linkerstellung an und bietet Validierungsfunktionen für Regeln und Links.

Today software systems are frequently faced with demands for changes, for example, due to changing business processes or technologies. The software and especially its architecture has to cope with those frequent changes to permanently remain usable.During software evolution changes can lead to a deterioration of the structure of software architectures called architectural erosion, which hampers or even inhibits further changes because of inconsistencies or lacking program comprehension. To support changes and avoid erosion, especially quality goals, such as evolvability, performance, or usability, and the traceability of design decisions have to be considered during architectural design. This however often is neglected.Existing design methods do not sufficiently support the transition from the quality goals to appropriate architectural solutions because there is still a gap between requirements engineering and architectural design methods. Particularly support is lacking for the goal evolvability and for the traceability of design decisions by explicit model dependencies.This thesis presents a new concept called Goal Solution Scheme, which provides a mapping from goals via architectural principles to solution instruments by explicit dependencies. Thus it helps to select appropriate architectural solutions according to their influence on quality goals. The scheme is discussed especially regarding evolvability, and it is embedded in a goal-oriented architectural design method, which enhances and integrates established methods and concepts from requirements engineering as well as architectural design. This is supplemented by a traceability concept, which combines a rule-based approach with information retrieval techniques for a (semi-) automated establishment of links with specific link types and attributes for rich semantics and a high precision and recall.The feasibility of the design approach has been evaluated in a case study of a software platform for mobile robots. A prototype tool suite called EMFTrace was implemented as an extensible platform based on Eclipse technology to show the practicability of the thesis' concept. It integrates design models from external CASE tools in a joint model repository by means of XML technology, applies rules for link establishment, and provides validation capabilities for rules and links.

Zitieren

Zitierform:

Bode, Stephan: Quality Goal Oriented Architectural Design and Traceability for Evolvable Software Systems. 2011.

Zugriffsstatistik

Gesamt:
Volltextzugriffe:
Metadatenansicht:
12 Monate:
Volltextzugriffe:
Metadatenansicht:

Grafik öffnen

Export