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Kostenbasierte Konfigurierung für Programme und SW-Architekturen

Horst Moldenhauer

ISBN 978-3-89722-035-5
175 Seiten, Erscheinungsjahr: 1998
Preis: 40.00 €
Die wesentlichen Schritte bei der Konstruktion komplexer Systeme sind der Entwurf von Systemstrukturen und die Verfeinerung der Einzelelemente dieser Strukturen. Jeder Verfeinerungsschritt beinhaltet dabei einen Auswahlprozeß, weil die Möglichkeiten zur Verfeinerung nur selten eindeutig sind. Die Auswahl erfolgt nach funktionalen Kriterien und, im Rahmen der dann noch verbleibenden Freiheitsgrade, nach nicht funktionalen Kriterien. Die Berücksichtigung der nichtfunktionalen Kriterien dient der Optimierung von Leistung und Kosten des Systems.

Während für die Auswahl nach funktionalen Kriterien mit der rechnerunterstützten Katalogauswahl und den Techniken des Konfigurationsmanagement systematische Ansätze existieren, ist die Auswahl nach nichtfunktionalen Kriterien kaum unterstützt. Existierende Ansätze für spezielle Aufgaben beruhen auf der vollständigen Evaluation des gesamten Lösungsraums oder auf Heuristiken, die weder gerechtfertigt werden können noch einen Anhaltspunkt für die Qualität der berechneten Lösung bieten.

In der vorliegenden Arbeit stellen wir eine algorithmische und breit einsetzbare Lösung zur automatischen Durchführung der Auswahl nach nichtfunktionalen Kriterien vor.

Um eine breite Anwendbarkeit unserer Lösung zu gewährleisten entwickeln wir ein abstraktes Problemmodell, das es uns ermöglicht die Konfigurierung als Optimierungsproblem anzugehen. Als grundlegendes Berechnungsverfahren schlagen wir nichtserielles dynamisches Programmieren (NDP) vor. Wir entwickeln die Grundtechniken zum Einsatz dieses Verfahrens und spezialisieren diese für die Konfigurierung von Programmstrukturen und Architekturen.

Unsere Lösung vereinigt die Möglichkeit zur Berechnung einer optimalen Lösung und die heuristische Berechnung einer suboptimalen Lösung in einem einzigen Konzept. Zu einer suboptimalen Lösung wird jeweils eine maximale Abweichung bestimmt, so daß eine Einschätzung der Ergebnisqualität möglich ist. Der Aufwand zur Berechnung einer Lösung kann für jedes konkrete Problem vorausgesagt werden, so daß die Praktikabilität der Optimierung vorher überprüft werden kann. Bestimmte, leicht überprüfbare Eigenschaften eines Systems garantieren die effiziente Konfigurierbarkeit.

Insgesamt ergibt sich aus dieser Arbeit, daß NDP eine geeignete Grundlage ist, um die Auswahl nach nichtfunktionalen Kriterien zu automatisieren. Aufwandsobergrenzen, die für bestimmte Systeme angegeben werden können, und die Möglichkeit das Berechnungsverfahrens um Heuristiken zu ergänzen, ermöglichen in den meisten Fällen eine praktikable Durchführung der Konfigurierung. Einzelfälle, in denen aufgrund der Systemeigenschaften eine effiziente Konfigurierung nicht möglich ist, können durch die Voraussage des Konfigurierungsaufwands im voraus erkannt werden. Damit sind wesentliche Voraussetzungen für einen praktischen Einsatz des Verfahrens erfüllt.

Keywords:
  • Software-Entwicklung
  • Kostenoptimierung
  • dynamisches Programmieren

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