Einführung und Überblick

Seminar: Software-Produktlinien (SPL)

Einführung und Überblick

Christian Kästner, Marko Rosenmüller, Norbert Siegmund, Gunter Saake

Kästner, Rosenmüller, Siegmund, Saake Seminar: Software-Produktlinien (SPL) – Folie 2

Agenda

Überblick Softwareproduktlinien Was sind Produktlinien? Entwicklung von Softwareproduktlinien

Organisatorisches Anforderungen Termine Themen


Zwei Entwicklungen...

Moderne Anwendungssoftwaresysteme Eier-legende Wollmilchsäu Bsp.: Windows Vista, Open Office, Oracle, SAP

myERP, iTunes Nicht so bei eingebetteten Systemen

Maßgeschneiderte Lösungen Bsp.: PDA, Handy, Sensoren, Toaster, Mikrowelle,

Fernseher, Wetterstation, Taschenrechner, Chipkarten, Bordcomputer, Router, Ubiquitious Computing


Softwareproduktlinien

Techniken für die Entwicklung maßgeschneiderte Software, die genau die benötigte Funktionalität enthält Varianten für verschiedene Anwendungsfälle Neue Varianten können leicht hinzugefügt werden,

schnelle Entwicklung, Wiederverwendung bewährter Funktionalität

Kunden-individuelle Fertigung, Spezialisierung Anpassung an verfügbare Ressourcen

Software-Produktlinien: Konfiguration durch Auswahl von Features (deutsch: Merkmale)


Auto-Produktlinie


Schuh-Produktlinie


PC-Produktlinie


Features in MS Office


Softwareproduktlinien

Eine Menge von Programmvarianten (Software-Produkten),

...die auf ein gemeinsames Marktsegment (Domäne) zugeschnitten sind

...mit dem Ziel der Wiederverwendung von gemeinsamen Software-Artefakten

z. B. Tetris Produktlinie 2D / 3D Unterstützte Hardware (PC, Handys, etc.) Multiplayer


Domäne

Die Programme einer Produktlinie sind zugeschnitten auf ein Anwendungsgebiet

Dieses Anwendungsgebiet wird als Domäne bezeichnet

Beispiele: Datenbanken Eingebettete Systeme (z.B. Automobilbau) Lagerverwaltung Netzwerkkommunikation (Netzwerkstack)


Features (deutsch Merkmale)

“first-class domain abstractions” … repräsentieren Anforderungen, Gemeinsamkeiten

bzw. Unterschiede von Programmvarianten … sind Mittel zur Kommunikation zwischen

Stakeholdern … dienen zur Spezifikation von Varianten

Feature-Auswahl als Eingabe für die Programmgenerierung


Features – Beispiele

Computerspiele: Ein- / Mehrspielermodus, Netzwerkmodus, Grafik-Details, Physik Engine

PIM: Mail Unterstützung, Adressverwaltung, Kalender Funktion, Geburtstage, Notizen, Aufgaben

Allgemein: Unterstützte Betriebssysteme (Windows, Linux, etc.), unterstützte Hardware (PC, Spielekonsole, Handy, eingebettetes System)


Entwicklung einer Produktlinie

Entwicklung einer Programmfamilie statt einzelner Anwendung

Programmfamilie erfüllt Anforderungen einer ganzen Domäne

Abweichung vom klassischen Entwicklungsprozess und Lebenszyklus

Unterscheidung in Domain EngineeringApplication Engineering


Application and Domain Engineering


Feature-Modellierung

Darstellung der Features einer Domäne Zur Visualisierung und Kommunikation Ein Feature-Modell beschreibt

die elementaren Abstraktionen einer Domäne und deren Beziehungen

die Menge der Programme einer Produktlinie Ein Feature-Diagramm visualisiert Features und

deren Beziehungen


Beispiel: Graph-Bibliothek

Bibliothek von Graph-Datenstrukturen und –AlgorithmenGewichtete/ungewichtete KantenGerichtete/ungerichtete KantenGefärbte KnotenAlgorithmen: kürzester Pfad, Minimale Spannbäume,

Transitive Hülle, …


Graph-Feature-Modell


Entwurf und Implementierungvon Features

Nach der Feature-Modellierung folgt der Entwurf und die Implementierung...

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Feature-Auswahl

Feature-Modell WiederverwendbareImplementierungs-artefakte

Generator Fertiges Program


SPL Implementierung

Verschiedene Wege SPLs zu implementieren Beispiele:

Komponenten Frameworks/Plugins Präprozessoren (z.B. C/C++ #ifdef) Feature-Orientierte Programmierung

(Kollaborationen, Mixins) Aspekte-Orientierte Programmierung


Agenda

Überblick Softwareproduktlinien Was sind Produktlinien? Entwicklung von Softwareproduktlinien

Organisatorisches Anforderungen Termine Themen


Vorträge / Ausarbeitungen

Vorträge 20 min Vortrag (siehe Infos auf Webseite) 10 min Diskussion

Ausarbeitungen 3-6 Seiten (Format siehe Webseite) Inhalte:

Motivation / Einleitung in das Thema Analyse / Aufarbeitung des Themas Je nach Themengebiet: Vor- / Nachteile, offene

Fragen, Vergleich analysierter Ansätze Zusammenfassung / Schlussfolgerung


Bewertung

Anmeldung heute, Abmeldung bis max. 2 Wochen später

VortragGewichtung 50 %Ausgabe von Bewertungsbögen

AusarbeitungGewichtung 50 %


Presentation

• Know your audience

• Talk to the audience• Talk loud and slow• Don’t hide• Eye contact• Don’t read

• Know your audience


Structure

• Introduce yourself (and your background/affiliation if necessary)

• State target/aim of presentation early• Motivate your work, why should I listen

• Cohesion!

• Summarize main points, take-away message• Emphasize conclusion/consequences

• References if used in the slides


Technical Hints

• 20 min, about 7 to 15 slides• Fontsize >= 18, sans-serife fonts • Name, title and affiliation on every slide• Slides number on every slide• At most one topic per slide• Visualization, colors where necessary• Avoid overfull slides (> 7 objects or > 36 words)• Avoid writing full sencences, instead summarize the

content using only headwords.


Termine

05.11.2008 Details zur Ausarbeitung

19.11.2008 bis 07.01.2009 Je 2 - 3 Vorträge + Diskussion Genaue Termine siehe Webseite

Abgabe der Ausarbeitungen max. 4 Wochen nach Präsentation

Mails an [email protected] UND [email protected]


1 Überblick SPL Engineering

• Überblick nach SEI– Core assets– Produktentwicklung– Etc.

• Einstiegspunkte– http://www.sei.cmu.edu/productlines/index.html– Buch: Clements & Northrop (Part I)


2 Requirementsengineering / Domänenanalyse

• Methoden zur Analyse von Gemeinsamkeiten / Unterschiede von Anforderungen innerhalb einer Domäne

• Einstiegspunkte– Buch: Clements & Northrop (4.6)– Buch: Pohl et al. (Kap. 10)


3 Domänenmodellierung

• Überblick zu existierenden Featuremodellen

• Einstiegspunkte– Buch: Czarnecki & Eisenecker– Kang et al.: Feature-Oriented Domain Analysis

(FODA) Feasibility Study, 1990


4 Beispiele Softwareproduktlinien

• Domänenalyse und Featuremodellierung an konkreten Domänen

• Braucht man SPLs in dieser Domäne?• Mehrere Beispiele je Domäne; Feature Diagramme• Wie sehen diese aus bzw. wie könnten diese

aussehen?– Computerspiele– Betriebssysteme– Datenbanken– Eingebettete Systeme im Automobil– Handy Software– Eigene Vorschläge


5 Metriken in SPLs

• Bewertung von SPLs – z.B. bzgl. Komplexität

• Einstiegspunkte– Lopez-Herrejon & Trujillo: How Complex is my

Product Line? The case for Variation Point Metrics, VAMOS 2008


6 Implementierung von SPLs

• 2 Studenten (Aufteilung der Themen)• Themenauswahl:– Frameworks,– Komponenten,– Präprozessoren (z.B. C/C++ Präproz.)– Programmgeneratoren

• Einstiegspunkte– Buch: Czarnecki & Eisenecker


7 Produktkonfiguration

• Konfigurationsprozess• Staged Configuration

• Einstiegspunkte– Buch: Czarnecki & Eisenecker– Czarnecki et al.: Staged Configuration Using Feature

Models, SPLC 2004


8 Visualisierung im Konfigurationsprozess

• Werkzeuge zur Konfiguration und deren Methoden Visualisierung

• Einstiegspunkte– VISPLE Workshop 2007, 2008:

http://www.lero.ie/visple2007/, http://www.lero.ie/visple2008/


9 Testen von SPLs

• Domänentests• Anwendungstests

• Einstiegspunkte– Buch: Pohl et al. (Kap. 13, 18)– Intl. Workshop on Software Product Line Testing

http://www.biglever.com/split2008/index.html


10 Organisatorische Aspekte

• Team Struktur• Prozesse

• Einstiegspunkte– Buch: Clements & Northrop (6)– Buch: Pohl et al. (19)


11 Wirtschaftliche Aspekte von SPLs

• SPL pricing• Kosten (Entwicklung, Softwaretests, etc.)• Risiken

• Einstiegspunkte– Buch: Pohl et al. (Kap. 20)– Buch: Clements & Northrop (6)


12 SPL Fallstudien

• Überblick zu SPL Fallstudien• Ergebnisse, Erfahrungen, Probleme

• Einstiegspunkte– http://www.sei.cmu.edu/productlines/

spl_case_studies.html– Buch: Pohl et al. (Kap. 21)– Buch: Clements & Northrop (Part III)


13 Open Source SPLs

• Analyse existierender SPLs• Verwendete Implementierungstechniken• Domänen• Etc.

• Einstiegspunkte – Dissertation Sven Apel: http://www.infosun.fim.uni-

passau.de/cl/publications/docs/Dissertation.pdf


14 SPL Adoption

• Aspekte zur Einführung von SPLs in Unternehmen– Techn. Aspekte– Wirtschaftl. Aspekte– Organisatorische Aspekte

• Einstiegspunkte– Buch: Pohl et al. (Kap. 20)– Clements & Krueger: Point/Counterpoint: Being

Proactive Pays Off/Eliminating the Adoption Barrier. IEEE Software, 2002


15 Domänenspezifische Sprachen

• Übersicht• Verwendung im Kontext von SPLs

• Einstiegspunkte– Buch: Czarnecki & Eisenecker


Literatur

• Czarnecki & Eisenecker: Generative Programming, 2000, Addison-Wesley

• Clements & Northrop: Software Product Lines: Practices and Patterns, 2002, Addison-Wesley

• Pohl et al.: Software Product Line Engineering, 2005, Springer (Kopien heute / morgen Vormittag)


Themen

1 Überblick SPL Engineering2 Requirementsengineering / Domänenanalyse3 Domänenmodellierung4 Beispiele Softwareproduktlinien5 Metriken in SPLs6 Implementierung von SPLs (1-2 Stud.)7 Produktkonfiguration8 Visualisierung im Konfigurationsprozess9 Testen von SPLs10 Organisatorische Aspekte11 Wirtschaftliche Aspekte von SPLs12 SPL Adoption13 Domänenspezifische Sprachen14 SPL Fallstudien15 Open Source SPLs


Themen

• 4 Beispiele Softwareproduktlinien– Computerspiele– Betriebssysteme– Datenbanken– Eingebettete Systeme im Automobil– Handy Software– Eigene Vorschläge

Einführung und Überblick

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