Patrick Plieth, [email protected] 1 Seminar Software aus Komponenten Software comprehension Patrick Plieth Freie Universität Berlin, Institut für.

Patrick Plieth, [email protected] 1

Seminar „Software aus Komponenten“

Software comprehension Patrick Plieth

Freie Universität Berlin, Institut für Informatikhttp://www.inf.fu-berlin.de/inst/ag-se/

• Motivation

• Kognitives Modell

• Verstehensmodelle

• Experimentelle Ergebnisse

• Fazit


Motivation

• 75.000 Anwendungen laufen auf Großcomputern, davon sind mehr als 80% in Cobol programmiert. Mehr als drei Viertel davon sind unstrukturiert, monolithisch und vor 1980 entstanden.

• Deutsche Cobol-Programme sind zu 77% unstrukturiert, zu 80% monolithisch und enthalten zu 93% überflüssige, redundante Daten.

• Ein Wartungsprogrammierer benötigt 47% seiner Zeit für die Programmanalyse, 15% für die Programmierung, 28% für den Test und 9% für die Dokumentation.

• Bei der US Air Force kostet die Änderung einer einzelnen Quellcodezeile zwischen 2.500 und 3.000 Dollar (1990).

• Softwareverständnis zentrale Aufgabe bei Wartung, Weiterentwicklung und

Wiederverwendung


Motivation (2)

• Probleme: Software-Altlasten ungenügend fachkundiges Personal Wartungskosten mangelnde oder fehlende Dokumentationen

• Ziele: Schaffung besserer Software durch bessere

• Werkzeuge• Richtlinien• Dokumentationen

• Notwendigkeit: Erkenntnisse über Codeverstehensprozess


Elemente des kognitiven Modells

• „Programmverständnis ist ein Prozess, der bestehendes Wissen verwendet, um neues Wissen zu erlangen, das schließlich zum Ziel einer Codeverständnisaufgabe führt.“

• Wissen allgemeines spezifisches Verstehensprozess:

• Abgleich von allg. Wissen mit spez. Wissen• Menge der Übereinstimmungen ist mentales Modell

• Mentales Modell gegenwärtige interne Repräsentation besteht aus

• statischen Elementen• dynamischen Elementen


mentales Modell

• statische Elemente (Entitäten) Textstrukturen Chunks Pläne Hypothesen Beacons Stilregeln

• dynamische Elemente (Verhaltensweisen) Strategien Aktionen Episoden Prozesse


Letovsky-Modell


Shneiderman-Modell


Brooks-Modell


Top-Down-Modell (Soloway und Ehrlich)


Bottom-Up-Modell (Pennington)


Integrated Metamodel


Experimentelle Ergebnisse

• Stilregeln Layout mnemonische Namensvergabe Verwendung üblicher

• Daten- und Kontrollstrukturen• Algorithmen• Muster

Konsistenz Kommentare!! und Dokumentationen GOTO ist tabu!



• Werkzeuge IDEs

• „syntaxhighlighting“• „pretty prints“• ausblenden einzelner Programmteile• browsing im Programmcode• strukturelle Programmdarstellungen

Analyse• aufspüren von Duplikaten• lokalisieren von „totem“ Code• erkennen kritischer Funktionsaufrufe oder Laufzeitbedingungen• Regenerierung und Visualisierung des Entwurfs



• Experten erkennen mehr Probleme finden mehr Lösungen kennen spezialisierte (effizientere) Problemlösungen besitzen ausgeprägteres Bewusstsein über Neben-

bedingungen, Konsequenzen und Zusammenhänge greifen auf früher konstruierte Lösungen ähnlicher

Probleme zurück sind konsequenter im Umgang mit fraglichen Hypothesen

und „aufgeschobener“ Arbeitsschritte beschaffen sich groben Gesamtüberblick bevor Problem

weiter zerlegt wird


Verständisprobleme

• Dokumentation entspricht nicht der aktuellen Implementierung

• Muster Umsetzung unterliegt keinem explizitem Standard

• Diskrepanz zwischen Bezeichnung und Funktionalität


Fazit

• bisherige Erfahrungen: noch nicht vielfältig genug beziehen sich auf statische Eigenschaften weitere Untersuchungen nötig

• Was hilft? Einhalten von Konventionen Verwenden von Werkzeugen ausreichend dokumentieren Erfahrung!


Quellen

• Advances in Computers, M. Yovitz, M. Zelkowitz, 1995, Vol.40, p. 1-38: A. v. Mayrhauser, A. M. Vans, Program Understanding: Models and Experiments

• IEEE Transactions on Software Engineering, 1999, Vol.25, No.4: A. v. Mayrhauser, S. Lang, A Coding Scheme to Support Systematic Analysis of Software Comprehension

• VSEK/025/D, 2004, M. Bennicke, H. Rust, Programmverstehen und statische Analysetechniken im Kontext des Reverse Engineering und der Qualitätssicherung

• Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg, Berlin, 1998, Prof. Dr.-Ing. habil. H. Balzert, Lehrbuch der Software-Technik, Software-Management, Software-Qualitätssicherung, Unternehmensmodellierung


Danke!

Patrick Plieth, [email protected] 1 Seminar Software aus Komponenten Software comprehension Patrick Plieth Freie Universität Berlin, Institut für.

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