Eine Methode für das Co-Design von Anforderungs- und Entwurfsartefakten Klaus Pohl, Ernst Sikora Software Systems Engineering Universität Duisburg-Essen 45117 Essen [email protected]; [email protected] Die Entwicklung innovativer Anforderungen und die Entwicklung innovativer Lösungsstrukturen (Architektur) sind zwei zentrale Aspekte der Entwicklung eines innovativen, softwareintensiven Systems (siehe z.B. [LR05]). Entscheidungen bzgl. der Anforderungen oder der Architektur, die in frühen Entwicklungsphasen getroffen werden, können später oft nur unter hohem Aufwand revidiert werden. Umso wichtiger ist es, dass die Anforderungen und die Architektur frühzeitig aufeinander abgestimmt werden. Einerseits muss die Architektur zu den Anforderungen konform sein. Ebenso wichtig ist die Berücksichtigung der von einer innovativen Lösungsstruktur dargebotenen Möglichkeiten in den Anforderungsdefinitionen. Die Abstimmung von Anforderungen und Entwurf bedingt die enge Verzahnung der Entwicklung beider Entwurfsartefakte. Für die enge Verzahnung spricht auch ein weiteres wesentliches Argument. Detaillierte Anforderungen können nur in Bezug auf eine (zumindest grob bekannte) Lösungsstruktur (Architektur) aufgeschrieben werden. Wird die Lösungsstruktur nicht gemeinsam mit den Anforderungen entwickelt, gehen die Stakeholder von impliziten Annahmen über eine Lösungsstruktur aus. Nach unserer Erfahrung werden solche Annahmen (meist unbemerkt) in die Anforderungsdefinitionen übernommen. In der Folge wird die Entwicklung innovativer Lösungsstrukturen (und innovativer Anforderungen) beeinträchtigt. Wir bezeichnen die enge Verzahnung der Entwicklung von Anforderungs- und Entwurfsartefakten als Co-Design von Anforderungen und Entwurf. Die Notwendigkeit eines Co-Designs von Anforderungen und Entwurf ist zwar allgemein anerkannt (siehe z.B. [Nu01]), eine Methode zur systematischen Unterstützung des Co-Designs existiert jedoch derzeit nicht. Ziel der von uns entwickelten, ziel- und szenariobasierten CoDesign Methode ist es, diese Lücke zu schließen. Im Folgenden geben wir einen Überblick über die Kernkonzepte unserer Methode.

Kernkonzepte unserer Co-Design Methode Zur Strukturierung des Co-Designs basiert unsere Methode auf vier Abstraktionsebenen (siehe Abbildung 1). Auf der ersten Abstraktionsebene wird das Gesamtsystem betrachtet. Auf der zweiten und dritten Abstraktionsebene erfolgt eine Dekomposition des Systems, zunächst in funktionale und anschließend in Hardware- und SoftwareKomponenten. Die vierte Abstraktionsebene betrachtet die Zuordnung von Softwarekomponenten zu programmierbaren Hardwarekomponenten.

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Abbildung 1: Vier Abstraktionsebenen

In jeder Ebene wird zwischen der Anforderungs- und der Entwurfsperspektive unterschieden. Die Entwicklung von Artefakten der beiden Perspektiven erfolgt anhand der in Abbildung 2 gezeigten Teilprozesse, die in jeder der vier Ebenen ausgeführt werden. Die Teilprozesse beinhalten die zunächst voneinander unabhängige Entwicklung der Anforderungsperspektive (TP1) und der Entwurfsperspektive (TP2). Die aus TP1 resultierenden Szenarien und Ziele (Ziele und Szenarien werden z.B. in [Po07] erläutert) werden anschließend zu der in TP2 entwickelten Lösungsstruktur in Beziehung gesetzt, um den Vergleich (TP3) und die Konsolidierung (TP4) der beiden Perspektiven zu unterstützen. Die Definition detaillierter Anforderungen (TP5) erfolgt aufgrund dieses Vorgehens bereits auf der Grundlage von konsolidierten Szenarien, Zielen und Entwurfsartefakten. TP1 Entwicklung der An forderungsperspektive Ziele und Szenarien

TP2 Entwicklung der Entwurfsperspektive

Ziele und Szenarien

TP3 Vergleich der An forderungs- und der Entwurfsperspektive

Inkonsistenzen

TP4 Konsolidierung der An forderungsund der Entwu rfsperspektive

konsolidierte Ziele, Szenarien und Entwurfsartefakte

TP5 Entwicklung detaillierter An forderungen

Lösungsstruktur

Abbildung 2: Fünf Teilprozesse zur Unterstützung des Co-Design

Unsere Erfahrungen in der industriellen Anwendung der Methode zeigen u.a. die Notwendigkeit einer geeigneten Werkzeugunterstützung. Wir arbeiten derzeit an der Formalisierung der Methode als Grundlage für eine Werkzeugunterstützung.

Literaturverzeichnis [LR05] Liggesmeyer, P.; Rombach, D. Hrsg.: Software Engineering eingebetteter Systeme Grundlagen, Methodik, Anwendungen. Elsevier, 2005. [Nu01] Nuseibeh, B.: Weaving Together Requirements and Architectures. IEEE Computer; Vol. 34, Nr. 3, 2001, S. 115-117. [Po07] Pohl, K.: Requirements Engineering - Grundlagen, Prinzipien, Techniken. dpunkt.verlag, Heidelberg, 2007.

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