Modeling patterns and cultures of embedded software development projects

Abstract

Tasarım, geliştirme ve sınanması diğer yazılım sistemlerine göre daha karmaşık olan yazılım-yoğun gömülü sistemlerde, artan karmaşıklıkla başa çıkabilmek için kullanılan en etkin yöntemlerden biri yazılım modellemesidir. Ancak, gömülü yazılım endüstrisinde kullanılan diyagramların geliştirilmesi ve kullanımı sırasındaki öz niteliklerinin (örneğin, amaç, modelleme katılığı, kullanılan medya, modelleme paydaşlarının profilleri, hedef sektör, vb.) farklılaşması, modelleme yaklaşımlarının da hem sektörler hem de sistemler arasında değişiklik göstermesine neden olmaktadır. Uç bir örnek olarak, bir modelleme paydaşı kâğıt üstünde kabataslak diyagram çizip sadece fikir alışverişi yapmak isteyebilir. Diğer uç bir örnekte ise, yazılım modellemesi programlama diline dönüştüğünden yazılım geliştirme yaşam döngüsü (YGYD) çıktılarını (örneğin, kod, doküman, test simülatörü gibi) bu modeller aracılığıyla oluşturabilir. Dahası, aynı şirketteki farklı bölümlerki paydaşlar bile yazılım modelleme yaklaşımlarını farklı amaç ve YGYD evrelerinde kullanabilirler. Gömülü yazılım geliştirme projelerinde gözlemlenen modelleme yaklaşımı kalıpları ve kültürlerini belirleyen bu doktora savunması, öncelikle endüstrideki en son modelleme kullanımlarını ortaya çıkartarak modelleme sırasında kullanılan diyagramların öz niteliklerini ve birbirleriyle olan ilişkilerini karakterize etmiştir. Elde ettiği bu bilgiler ışığında, gömülü yazılım geliştirme projelerinde gözlemlenen modelleme yaklaşımı kalıp ve kültürlerini ortaya çıkaran ve tanımlayan bu çalışma, sonrasında bir model önermiştir. Bu model, gömülü yazılım geliştirme projelerinde kullanılan modelleme yaklaşım kalıpları ve kültürlerini ortaya çıkarmakla kalmamış, modelleme paydaşına etkin bir modelleme yaklaşımı için öneriler de vermiştir. Son olarak, önerilen model yapılan çoklu vaka çalışmaları ile doğrulanmıştır.

Due to their multiple constraints across different dimensions of performance and quality, the analysis, design, implementation and testing of software-intensive embedded systems are not trivial, which makes their development more challenging. To cope with these growing complexities, modeling is a widely used approach in this industry. However, the modeling approaches in embedded software vary since the characteristics of diagram development and usage (e.g., purpose, modeling rigor, medium type used, modeling stakeholder profile, target sector, etc.) differ among systems as well as among sectors. At one extreme, some stakeholders use software modeling informally, where they sketch the diagrams on a paper in order to communicate with other stakeholders. At the other extreme, modeling turns into programming with automated generation of some software development life cycle (SDLC) artifacts (i.e., code, documentation or test driver). Moreover, different stakeholders in the same software development project can use diagrams for different purposes within different SDLC phases. This PhD dissertation identifies and defines the modeling patterns and cultures of embedded software development projects. To achieve this, it firstly figures out the current state-of-practice of modeling to investigate the relations between the characteristics of diagram development and usage and also the significant parameters to identify modeling patterns. After identifying the modeling patterns and cultures, this study proposes a characterization model. This model not only identifies and defines modeling patterns and cultures of the modeling stakeholder in embedded software development projects, but also gives recommendations for commonsense modeling practices. Finally, this proposed model is validated by multiple case studies.