Introducing performance awareness in an integrated specification environment

Abstract

With an increase in software complexity and modularization to create large software systems and software product lines it is increasingly difficult to ensure all requirements are met by the built system. Performance requirements are an important concern to software systems and research has developed approaches being capable of predicting software performance from annotated software architecture descriptions, such as the Palladio tool suite. However, the tooling when moving between specification, implementation and verification phase has a gap as the tools are commonly not linked, leading to inconsistencies and ambiguities in the produced artifacts. This thesis introduces performance awareness into the Integrated Specification Environment for the Specification of Technical Software Systems (IETS3), which is a specification environment aiming to close the tooling gap between the different lifecycle phases. Performance awareness is introduced by integrating existing approaches for software performance prediction from the Palladio tool suite and extending them to cope with variability-aware system models for software product lines. The thesis includes an experimental evaluation showing that the developed approach is able to provide performance predictions to users of the specification environment within 2000 ms for systems of up to 20 components and within 8000 ms for systems of up to 30 components.

Mit zunehmender Software-Komplexität und Modularisierung zur Entwicklung großer Softwaresysteme und Software-Produktlinien ist es zunehmend schwierig, alle Anforderungen des eingebauten Systems zu erfüllen. Performanz ist eine wichtige Anforderung für Software-Systeme und aktuelle Forschungsarbeiten haben Ansätze entwickelt, die in der Lage sind, Software-Performanz von annotierten Software-Architekturen vorherzusagen, wie beispielswiese die Palladio Tool Suite. Jedoch hat beim Wechseln zwischen Spezifikations-, Implementierungs- und Verifikationsphase die bestehende Toolchain eine Lücke, da die eingesetzten Werkzeuge häufig nicht miteinander verknüpft sind. Dies führt zu Inkonsistenzen und Unklarheiten in den erzeugten Artefakten. Diese Arbeit führt Performanz-Bewusstsein in die Integrated Specification Environment for the Specification of Technical Software Systems (IETS3) ein - eine Spezifikationsumgebung, die die Werkzeuglücke zwischen den verschiedenen Phasen des Software-Lebenszyklus zu schließen versucht. Das Bewusstsein wird durch die Integration bestehender Ansätze zur Performanz-Vorhersage aus der Palladio Tool Suite hergestellt und um die Analyse von Produktlinien erweitert. Die experimentelle Evaluierung der Arbeit zeigt, dass der entwickelte Ansatz in der Lage ist, innerhalb von 2000 ms Systeme bestehend aus bis zu 20 Komponenten, und innerhalb von 8000 ms Systeme bestehend aus bis zu 30 Komponenten, zu analysieren.