Konsistentes Änderungsmanagement in Software Design Modellen

Design Modelle beschreiben verschiedene Ansichten eines Software Systems sie trennen Funktionalität, von Struktur, Verhalten oder deren Verwendung. Obwohl diese Modelle unterschiedliche Aspekte beschreiben, gibt es trotzdem facettenreiche Abhängigkeiten zwischen den einzelnen Modellen. Letzten Endes beschreiben sie ja dasselbe System. Es ist deshalb notwendig das Netzwerk von Abhängigkeiten zu verstehen, um zu wissen wie die einzelnen Modelle miteinander verwoben sind. Noch immer ist dieses Netzwerk von Abhängigkeiten der bedeutendste Grund für Fehlschläge während der Software Modellierung. Es ist der Hauptgrund für die inkonsistente und unvollständige Änderungsweitergabe. Obwohl die konsistente Änderungsweitergabe als Ganzes eine gewaltige Herausforderung ist, schlägt dieser Projektvorschlag eine Lösung für dieses Problem vor, im Bereich von Software Modellen. In solchen Modellen sind inkorrekte und inkomplette Änderungen feststellbar, wenn sie Inkonsistenzen in "verwandten" Modellen verursachen. Dieser Projektvorschlag baut daher auf der Technologie auf, die während eines Vorgängerprojektes entwickelt wurde (FWF Projekt P21321-N15 mit Titel "Inconsistencies and their Impact on Software Design Models"). In diesem Projekt wurde eine Methodik entwickelt um zu verstehen wie Inkonsistenzen zustande kommen und welche Änderungen durchgeführt werden müssen, um sie zu beheben. Dieses Vorgängerprojekt ist jetzt in der Endphase und dieser Projektvorschlag wird auf dessen Ergebnissen aufbauen, um eine Methodik zu entwickeln um die konsistente Änderungsweitergabe in Software Design Modellen zu ermöglichen. Aufgrund der Tatsache, dass es fast unendlich viele Möglichkeiten zur Behebung einzelner Inkonsistenzen gibt, wird sich dieses Projekt damit beschäftigen Inkonsistenzen in ihrer Gesamtheit zu betrachten und den Effekt von Änderungen über die Zeit zu verstehen. Die wesentliche Beobachtung ist das die Änderungsweitergabe neue zusätzliche Inkonsistenzen verursacht und deren Behebung nicht früheren Änderungen widersprechen sollte. Diese simple Idee bildet die Basis für das Verstehen von Abhängigkeiten zwischen Inkonsistenzen, welches uns unterstützt den rechenintensiven Raum von Änderungskombinationen zu durchsuchen auf Basis einer Idee ähnlich der Triangulierung. Diese Arbeit wird 1) die Methodik für konsistente Änderungsweitergabe über verschiedene Design Modelle auf Basis von Restriktionen innerhalb der Modelle erforschen, 2) ein Tool zur Demonstration des Denkansatzes entwickeln, und 3) die Methodik und das Tool mit Hilfe von Modellen aus der Industrie, die uns zugänglich sind, evaluieren. Wie auch im Vorgängerprojekt werden wir weiter in hochkarätigen Journalen und Konferenzen publizieren, und die Rahmenbedingungen dafür schaffen, dass unsere Technologie von der Industrie übernommen wird.

Softwaremodelle ermöglichen es Ingenieuren, Systeme aus verschiedenen Blickwinkeln zu beschreiben. Dies hat den Vorteil, dass Ingenieure die Modellierungen verschiedener Systemteile, unterschiedlicher Domänen oder sogar unterschiedlicher Funktionalitäten voneinander trennen können. Letztendlich müssen diese verschiedenen Modelle jedoch zusammenpassen. Konsistenzregeln für Softwaremodelle sind Stand der Technik. Sie erlauben es Ingenieuren, Beziehungen zwischen Modellen zu definieren. Konsistentes Änderungsmanagement (Consistent Change Propagation) ist dann einfach die Fähigkeit, Änderungen zwischen diesen Softwaremodellen zu propagieren ohne (weitere) Inkonsistenzen zu verursachen. Wenn ein Ingenieur ein Modell ändert, kann diese Änderung zu Inkonsistenzen mit anderen Modellen führen, wenn die Änderung nicht korrekt und vollständig durchgeführt wurde. Eine Inkonsistenz ist in diesem Fall kein Fehler, sondern ein Symptom für unvollständiges Änderungsmanagement. Das Auflösen solcher Inkonsistenzen (durch Reparieren) ist dann gleichbedeutend mit dem Fortsetzen der Änderungspropagation. Das Problem des unvollständigen Änderungsmanagement hat wesentlich zu vielen sichtbaren, technischen Fehlern beigetragen. Dieses Projekt hat gezeigt, dass konsistentes Änderungsmanagement machbar ist und auf eine Vielzahl von technischen Domänen anwendbar ist. Wir demonstrierten dies an der Co-Evolution von Modellen / Metamodellen, der konsistenten Vereinigung (Merging) von Modellen und der Evolution von Software / Systemen in anderen Domänen.