2004-01-19 SummIT05

Kvaliteter i software

• Kvalitet på højt niveau– Lektor Klaus Marius Hansen

ISIS KatrinebjergAarhus Universitet

• CISS-projekter relateret til modeldrevet softwareudvikling– Lektor Arne Skou

CISSAalborg Universitet

2004-01-19 SummIT05

Kvalitet på Højt Niveau

Klaus Marius HansenAarhus Universitet

2004-01-19 SummIT05

Plan

• To budskaber – Software-arkitektur er kritisk for

mange kvalitets-egenskaber– Software-arkitektur kan designes så

mange kvalitets-egenskaber kan opfyldes

• Eksempler fra ISIS-projekter– LIWAS– EPCiR/eu-DOMAIN

2004-01-19 SummIT05

Arkitekturer for kommunikation mellem stationære og mobile

enheder (LIWAS)• Formål

– Udvikle pålidelige systemer til måling og klassifikation af vejforhold: is, våd, tør, …

– Udvikle protokoller og infrastrukturer til kommunikation af resultater

• Ad hoc-netværk mellem biler og til stationære enheder

• Deltagere– LIWAS A/S– Aarhus Universitet– ISIS Katrinebjerg

• Resultater– Proofs-of-concepts

• Måling og klassifikation• Ad hoc-kommunikation• Hybrid infrastruktur

– Prototyper af Ex Hoc-infrastrukturen oven på OSVM-platformen

– Design, modellering og analyse af geocast-baserede protokoller

Vej

Reference

Diffus

Retro

Refleksion

Beamsplitter

2004-01-19 SummIT05

Enabling Pervasive Computing in Reality (EPCiR)

• Formål– Undersøge nuværende

teknologier til pervasive computing

– Prototyper af gateway-baserede løsninger

• Deltagere– TDC Totalløsninger A/S– InJet ApS– Innovation Lab– Aarhus Universitet– Center for It-sikkerhed,

Alexandra Instituttet• Resultater

– Prototyper plus forretnings-, arkitektur- og sikkerhedsevalueringer

– “eu-DOMAIN” EU STREP-projekt integration i ambient intelligence-anvendelser

2004-01-19 SummIT05

Objekt-Orienteret Software Safety (OOSafety)

• Formål– Undersøge snittet mellem objekt-

orientering og software safety– Pilot-projekt omkring udvikling af en

“safe frekvensomformer”• Deltagere

– Danfoss Drives A/S– Systematic Software Engineering A/S – Aarhus Universitet– ISIS Katrinebjerg

• Resultater– Objekt-orienterede versioner af

traditionelle safety-teknikker– Udforskende prototyper af

værktøjsunderstøttelse

2004-01-19 SummIT05

Software-arkitektur• Software-arkitektur

– “structures of the system, which comprise software elements, the externally visible properties of those elements, and the relationships among them”

– “Software Architecture = {Elements, Form, Rationale}”• Arkitektur -> implementation

– En implementation har en arkitektur hvis den opfylder dennes strukturelle designbeslutninger

– Arkitektur dikterer organisatorisk struktur• Arkitektur -> kvaliteter

– Muliggør eller forhindrer ønskede kvaliteter• Fx

– Performance– Modificerbarhed– Sikkerhed– Skalerbarhed

– Strategier for mange kvaliteter er i natur arkitektoniske

2004-01-19 SummIT05

Kvalitet?

• Funktionalitet– Et systems evne til at udføre de opgaver som det var

bestemt til• Kvalitet

– “The totality of characteristics of an entity that bear on its ability to satisfy stated and implied needs” (ISO 9126-1/ISO 8402)

• (Kvalitets)attributter– “A measurable physical or abstract property of an

entity” (ISO 9126-1)

• (Funktionalitet og kvalitetsattributter er ikke-ortogonale…)

2004-01-19 SummIT05

En simplificeret udviklingsproces

• Kvalitetsattributter– Hvordan defineres ønsket kvalitet?– Hvordan designes en softwarearkitektur, så den ønskede kvalitet

opnås?– Hvordan evalueres om en softwarearkitektur har en ønsket

kvalitet?

• (I virkeligheden iterativ, inkrementel, eksperimentel)

FunctionalRequirements

QualityRequirements

SoftwareArchitecture

ArchitecturalRequirements

Implementation

2004-01-19 SummIT05

Eksempler – Systemkvalitetsattributter

• Kvalitet(sattributter) ved et system– Performance, testability, modifiability,

reliability, availability, …– I modsætning til

• forretningsmæssige kvaliteter (time to market, cost/benefit, …)

• arkitektoniske kvaliteter (con)ceptual integrity, buildability, …

• Hvordan beskrives?– Operationelt– Overlappende– Forskellige begreber

2004-01-19 SummIT05

Kvalitetsscenarier

2004-01-19 SummIT05

Eksempel

Scenario Refinement for Scenario PaC.2

Scenario(s): The device is brought home and automatically configures itself without interfering with the rest of the system

Relevant Quality Attributes:

Modifiability, usability, security,

Stimulus: An end-user brings home a new device

Stimulus Source: End-user

Environment: Normal operation

Artefact (If Known): Gateway, eu-DOMAIN installation

Response: The device is associated with the gateway and is registered as a device in the eu-DOMAIN

Response Measure: The physician is notified when the device is readyThe physician can set up a monitoring scheme based on the

device

2004-01-19 SummIT05

LIWAS

• Central kvalitetsattribut– Modificerbarhed

• Arkitektoniske konsekvenser– OSVM-platform– Protokoller til opdatering– Autonome, forbundne enheder

:Mobile Unit

:OSVM

:Communication System

:Sensor System

RS232

WLAN

SMSBackend: Server

Laptop :PC

:OSVM ProgrammingEnvironment

WLAN

:iPAQ

2004-01-19 SummIT05

EPCiR/eu-DOMAIN

• Central kvalitetsattribut– Interoperabilitet

• Arkitektoniske konsekvenser– OSGi-platform– Web services

• Også semantiske– Meta-modeller

• Regel-baseret beregning

Residential Equipment

Pylix:Residential Gateway

:Operating System

:Gateway Operator :Service Provider

WAN

WAN

RS232, USB, X10, EIB,LAN, ...

*

:Framework Services

:Bundles

*

*

*

:Service*:mPower Remote

Manager

:OSGi

WAN

2004-01-19 SummIT05

OOSafety

• Kritisk kvalitetsattribut– Safety– IEC-61508

• Arkitektoniske konsekvenser– Safe kernel– Modellering af

abstraktioner– Høj pålidelighed

PLC

Safe Board

Control BoardPower Board

IGBT

PC

uP1uP2

PWMAOC

?

Motor

digiral signal (reset)

digital signal (saf e f eedback)

Prof ibus

Prof ibus

dual port RAM

digital signal (saf e f eedback)

digital signal (reset)CAN

USB/RS 232

digital signal digital signal

digital signal (f requency ) digital signal (f requency )

sensor input

SourceSafeInverter

Control

SafetyFunctionsDiagnosis

External State

2004-01-19 SummIT05

Opsummering

• Kvalitet <-> software-arkitektur• Tre eksempler

– LIWAS– EPCiR/eu-DOMAIN– OOSafety

2004-01-19 SummIT05

For yderligere information

• http://www.isis.alexandra.dk/software

• http://www.ooss.dk