Die Zukunft in der Softwareentwicklung

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Modellgetriebene Softwareentwicklung (MDD, Model Driven Development) ist ein Entwicklungsparadigma, das sich in der Welt der eingebetteten Systeme durchsetzt. Während klassische Techniken den Quelltext einer Applikation in das Zentrum der Entwicklungsaktivitäten rücken, ist dies bei MDD-Ansätzen die ganzheitliche Beschreibung des zu entwickelnden Systems.

Entwickeln auf einer höheren Abstraktionsebene

Dies birgt einen signifikanten Unterschied: Der Quelltext eines Systems definiert dessen Verhalten auf einer sehr niedrigen Abstraktionsebene. Entwickler, die später ein System anpassen, müssen aus dem Quelltext zuerst das Verhalten des Systems rekonstruieren. Hierfür ist die niedrige Abstraktionsebene hinderlich, da zu viele Details den Blick auf das komplette Systemverhalten erschweren. Zusätzlich definiert der Quelltext eines Systems ausschließlich dessen funktionales Verhalten.

In der Domäne der eingebetteten Systeme sind nichtfunktionale Eigenschaften, die Attribute wie Wartbarkeit, Echtzeitfähigkeit und Sicherheit definieren, ebenfalls von hoher Relevanz. Nichtfunktionale Eigenschaften sind nur indirekt im Quelltext repräsentiert. MDD-Ansätze erlauben es, sie explizit auszudrücken. Ebenfalls lassen sich Systeme auf einem höheren Abstraktionslevel modellieren und Quelltext automatisch aus den Modellen erzeugen.

Eingebettete Systeme sind eine Kombination aus Hard- und Software. Die modellgetriebene Entwicklung trägt dem Rechnung indem nicht nur Software modelliert wird, sondern alle relevanten Aspekte berücksichtigt werden. Ein Beispiel sind die Anforderungen an das System und die verfügbare Hardware. Automatische Transformationen und Bewertungen ermöglichen es, bestimmte Eigenschaften wie das Einhalten definierter Zeitgrenzen zu evaluieren. Auch bei neuen Plattformtypen wie z.B. Mehrkernplattformen lässt sich von der modellbasierten Entwicklung profitieren, da generierter Code mit Informationen aus den Modellen (z.B. einer Beschreibung der Nebenläufigkeit) besser optimiert werden kann.

Staatlich geförderte Forschungsprojekte

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung fördert die Entwicklung von Lösungen im Kontext modellbasierter Entwicklung für eingebettete System im Rahmen der Innovationsallianz „Software Plattform Embedded Systems 2020“ (SPES). Ein Beispiel ist die Integration der Entwicklung funktionaler Eigenschaften und nicht funktionaler Eigenschaften. Nichtfunktionale Eigenschaften modellieren hier sicherheitskritische Aspekte und Einschränkungen. Ebenfalls ein wichtiges Forschungsthema von SPES 2020 ist die gemeinsame Zertifizierung von Applikationssoftware und Hardware-Plattformen, die durch Plattformmodelle im Sinne des MDD beschrieben werden.

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