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Ansätze zur Wissenssicherung aus Software 
 Business Rule Extraction, Business Processes Extraction 
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Execution Pattern Generation, User-System Interaction Analysis, 
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 Automatisierungsgrad 
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 Repäsentationen 
When Employee On Leave is not true, 
Total Salary = Total Salary + Union 
Fees 
NOT A Calculate C = C + B 
IF 
NOT A 
COMPUTE C 
= 
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011115 IF NOT A THEN 
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End User 
Data 
Business 
Rule 
Abstract 
Syntax 
Tree 
Source 
Code 
 Intern: Abstract Syntax Trees, Control Flow Graphs, Program Dependency Graphs 
 Ausgabe: Code, Snippets, Text, Snippets, Business Rule Languages, Business 
Process Models, Business Processes Extraction, Entity Relationship Diagrams 
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Unser Ansatz zur Wissenssicherung aus Software 
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When Employee On Leave is not true, 
Total Salary = Total Salary + Union 
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NOT A Calculate C = C + B 
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IF 
NOT A 
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011116 COMPUTE C = C + B 
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I 1 N 
BODY A 
DO 100 I = 1, N 
A = A + B(I) 
100 CONTINUE 
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= 
A + B(I) 
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Ausgabe in Notation der Domäne 
퐴 = 
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End User 
Data 
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! @section The ... 
! @subsection The ... 
! @p Short text goes here 
! @include{Text.odt} 
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REAL :: a ! @symbol alpha @text Nominal .. 
REAL :: b ! @symbol U_{eff} @unit kV 
Struktur von Dokumenation 
Einbinden von Text 
Einbinden von Bildern 
Symbole (explicit in LaTeX style) 
double precision AZ2 
double precision AZ4 1:1 Zuweisungen von Variablen 
... 
AZ2 = (ALPHA*Z)**2 
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GFCOUL = FP – FM 
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Wertstoff Software - Wissenssicherung in Legacy-Systemen

  • 1. Wertstoff Software Wissenssicherung in (Legacy-) Systemen Mag. Michael Moser Software Competence Center Hagenberg Software Analytics and Evolution +43 7236 3343 814 michael.moser@scch.at www.scch.at SCCH is an initiative of SCCH is located in
  • 2. Wertstoff Software Wissenssicherung in Legacysystemen Fortran-Entwickler gesucht! © Software Competence Center Hagenberg GmbH 2
  • 3. Wertstoff Software Wissenssicherung in Legacysystemen Fortran-Entwickler gesucht! 30 – 40 Jahre Softwareentwicklung Fachwissen in Software abgelegt Physikalische Berechnungen Kundenanforderungen Fehlende Dokumentation Millionen von Fortran-Codezeilen Pensionierungswelle in 5 Jahren! © Software Competence Center Hagenberg GmbH 3
  • 4. Wertstoff Software Wissenssicherung in Legacysystemen Software Software Software Problemkontext DK Domain Experts DK = Domain Knowledge IMPLEMENTATION require Stakeholders © Software Competence Center Hagenberg GmbH 4
  • 5. Wertstoff Software Wissenssicherung in Legacysystemen Problemkontext programs DK’ Code DK Domain Experts DK = Domain Knowledge IMPLEMENTATION Software Software Software require Stakeholders DK DK © Software Competence Center Hagenberg GmbH 5
  • 6. Wertstoff Software Wissenssicherung in Legacysystemen Problemkontext programs DK’ Code Software developer programs DK Domain Experts describes Specifications read / writes DK = Domain Knowledge IMPLEMENTATION Software Software Software require Stakeholders DK DK’ DK © Software Competence Center Hagenberg GmbH 6
  • 7. Wertstoff Software Wissenssicherung in Legacysystemen DK’ Code Problemkontext programs Software developer programs DK Domain Experts describes Specifications Software Software Software Uses / Requires Stakeholders DK read / writes DK’ DK build / deploy DK = Domain Knowledge IMPLEMENTATION SOFTWARE MAINTENANCE © Software Competence Center Hagenberg GmbH 7
  • 8. Wertstoff Software Wissenssicherung in Legacysystemen Problemkontext build / deploy ! Code Software developer programs Domain Experts Specifications IMPLEMENTATION SOFTWARE MAINTENANCE © Software Competence Center Hagenberg GmbH Software Software Software Stakeholders DK Uses / Requires Change Management request changes DK describes read / writes programs DK’ DK’ DK ! Documentation DK = Domain Knowledge
  • 9. Wertstoff Software Wissenssicherung in Legacysystemen DK’ Code Problemkontext programs Software developer programs describes ! Specifications Documentation DK Domain Experts Software Software Software Uses / Requires ? ! Stakeholders DK DK Change Management build / deploy request changes read / writes DK’ DK = Domain Knowledge IMPLEMENTATION SOFTWARE MAINTENANCE © Software Competence Center Hagenberg GmbH 9
  • 10. Wertstoff Software Wissenssicherung in Legacysystemen DK’ Code Problemkontext programs Software developer programs describes Specifications Documentation DK ! Domain Experts Software Software Software Uses / Requires ? ! Stakeholders DK DK Change Management build / deploy request changes DK’ ?? read / writes DK = Domain Knowledge IMPLEMENTATION SOFTWARE MAINTENANCE © Software Competence Center Hagenberg GmbH 10
  • 11. Wertstoff Software Wissenssicherung in Legacysystemen DK’ Code Problemkontext programs Software developer programs describes Specifications Documentation DK ! Domain Experts Software Software Software Uses / Requires ? ! Stakeholders DK DK Change Management build / deploy request changes DK’ ?? read / writes DK = Domain Knowledge IMPLEMENTATION SOFTWARE MAINTENANCE © Software Competence Center Hagenberg GmbH 11
  • 12. Wertstoff Software Wissenssicherung in Legacysystemen DK’ Code Problemkontext programs Software developer programs DK ! Domain Experts Software Software Software Uses / Requires ? ! Stakeholders DK DK Change Management build / deploy request changes describes DK’ ?? Specifications Documentation read / writes DK = Domain Knowledge IMPLEMENTATION SOFTWARE MAINTENANCE DK’ Code’ DK DK build / deploy REENGINEERING Software Software Software ? ? © Software Competence Center Hagenberg GmbH 12
  • 13. Wertstoff Software Wissenssicherung in Legacysystemen DK’ Code Problemkontext programs Software developer programs DK* ! Domain Experts Software Software Software Uses / Requires ? ! Stakeholders DK DK Change Management build / deploy request changes describes DK’ ?? Specifications Documentation read / writes DK = Domain Knowledge IMPLEMENTATION SOFTWARE MAINTENANCE DK’ Code’ DK DK build / deploy ? REENGINEERING Software Software Software ? ? © Software Competence Center Hagenberg GmbH 13
  • 14. Wertstoff Software Wissenssicherung in Legacysystemen Legacy Systeme Aussagen aus der Literatur © Software Competence Center Hagenberg GmbH 14
  • 15. Wertstoff Software Wissenssicherung in Legacysystemen Legacy Systeme Aussagen aus der Literatur Schwer zu ändern und warten Schwer zu erweitern Unflexibel Integration mit anderen System schwierig Spezifisch für eine Organisation Benötigt veraltete Hardware © Software Competence Center Hagenberg GmbH 15
  • 16. Wertstoff Software Wissenssicherung in Legacysystemen Legacy Systeme Aussagen aus der Literatur Schwer zu ändern und warten Schwer zu erweitern Unstrukturiert Integration mit anderen System schwierig Spezifisch für eine Organisation Benötigt veraltete Hardware Entscheidend für Unternehmenserfolg Lange Lebensdauer Großes Risiko bei Migration oder Austausch Fehlende Dokumentation Fehlendes Verständnis © Software Competence Center Hagenberg GmbH 16
  • 17. Wertstoff Software Wissenssicherung in Legacysystemen Legacy Systeme How Legacy Systems are Perceived by IT Professionals Ravi Khadka et al., How Do Professionals Perceive Legacy Systems and Software Modernization? In 36th International Conference on Software Engineering. ACM, 2014. Nutzen Unternehmenskritisch Bewährte Technologie Verlässliches System Performant © Software Competence Center Hagenberg GmbH 17
  • 18. Wertstoff Software Wissenssicherung in Legacysystemen Legacy Systeme How Legacy Systems are Perceived by IT Professionals Ravi Khadka et al., How Do Professionals Perceive Legacy Systems and Software Modernization? In 36th International Conference on Software Engineering. ACM, 2014. Nutzen Unternehmenskritisch Bewährte Technologie Verlässliches System Performant Gründe für Modernisierung Auf Änderung rasch zu reagieren Hohe Wartungskosten Fehlendes Wissen Fehleranfällig © Software Competence Center Hagenberg GmbH 18
  • 19. Wertstoff Software Wissenssicherung in Legacysystemen Legacy Systeme How Legacy Systems are Perceived by IT Professionals Ravi Khadka et al., How Do Professionals Perceive Legacy Systems and Software Modernization? In 36th International Conference on Software Engineering. ACM, 2014. Nutzen Unternehmenskritisch Bewährte Technologie Verlässliches System Performant Gründe für Modernisierung Auf Änderung rasch zu reagieren Hohe Wartungskosten Fehlendes Wissen Fehleranfällig Herausforderungen bei Modernisierung Zeitdruck Daten Migration Komplexe Architektur Fehlendes Wissen Schwierig Business Logic zu extrahieren Widerstand innerhalb der Organisation © Software Competence Center Hagenberg GmbH 19
  • 20. Wertstoff Software Wissenssicherung in Legacysystemen Legacy Systeme How Legacy Systems are Perceived by IT Professionals Ravi Khadka et al., How Do Professionals Perceive Legacy Systems and Software Modernization? In 36th International Conference on Software Engineering. ACM, 2014. Nutzen Unternehmenskritisch Bewährte Technologie Verlässliches System Performant Gründe für Modernisierung Auf Änderung rasch zu reagieren Hohe Wartungskosten Fehlendes Wissen Fehleranfällig Herausforderungen bei Modernisierung Zeitdruck Daten Migration Komplexe Architektur Fehlendes Wissen Schwierig Business Logic zu extrahieren Widerstand innerhalb der Organisation © Software Competence Center Hagenberg GmbH 20
  • 21. Wertstoff Software Wissenssicherung in Legacysystemen Legacy Systeme Aus unserer Projekterfahrung © Software Competence Center Hagenberg GmbH 21
  • 22. Wertstoff Software Wissenssicherung in Legacysystemen Legacy Systeme Aus unserer Projekterfahrung Technische u. wissenschaftliche Software Fortran, C/C++, PL/SQL Komplexe Berechnungen Umfangreiche Berechnungen Optimiert (Laufzeit, Speicher) © Software Competence Center Hagenberg GmbH 22
  • 23. Wertstoff Software Wissenssicherung in Legacysystemen Legacy Systeme Aus unserer Projekterfahrung Technische u. wissenschaftliche Software Individueller Code Langlebig (über Jahrzehnte) Fehlende Dokumentation Fortran, C/C++, PL/SQL Komplexe Berechnungen Umfangreiche Berechnungen Optimiert (Laufzeit, Speicher) Funktionale Spezifikation gefordert © Software Competence Center Hagenberg GmbH 23
  • 24. Wertstoff Software Wissenssicherung in Legacysystemen Ziele  Lokalisierung von Fachwissen in Programmcode  Rekonstruktion von Fachwissen aus Programmcode  Fachwissen in für Fachexperten geeigneter Notation ablegen  Fachliche Spezifikation für bestehende/neue Software FW Code Extraktion Transformation Fachwissen Spezifikation © Software Competence Center Hagenberg GmbH 24
  • 25. Wertstoff Software Wissenssicherung in Legacysystemen Beispiele für Fachwissen Finanzprodukte Klimamodelle Spritzgießverfahren Auslegung elekt. Maschinen © Software Competence Center Hagenberg GmbH 25
  • 26. Wertstoff Software Wissenssicherung in Legacysystemen Ansätze zur Wissenssicherung aus Software  Business Rule Extraction, Business Processes Extraction  Methoden Program Slicing, Pattern Matching, Variable Classification, Control flow Analysis, Dependency Mining, Process Mining, Program Trace Generation, Execution Pattern Generation, User-System Interaction Analysis, Feature Location, ...  Automatisierungsgrad Manuell, halbautomatisch, automatisch  Repäsentationen When Employee On Leave is not true, Total Salary = Total Salary + Union Fees NOT A Calculate C = C + B IF NOT A COMPUTE C = C + B 011115 IF NOT A THEN 011116 COMPUTE C = C + B 011117 ENDIF End User Data Business Rule Abstract Syntax Tree Source Code  Intern: Abstract Syntax Trees, Control Flow Graphs, Program Dependency Graphs  Ausgabe: Code, Snippets, Text, Snippets, Business Rule Languages, Business Process Models, Business Processes Extraction, Entity Relationship Diagrams © Software Competence Center Hagenberg GmbH 26
  • 27. Wertstoff Software Wissenssicherung in Legacysystemen Unser Ansatz zur Wissenssicherung aus Software Fokus auf technische u. wissenschaftliche Software When Employee On Leave is not true, Total Salary = Total Salary + Union Fees NOT A Calculate C = C + B IF NOT A COMPUTE C = C + B 011115 IF NOT A THEN 011116 COMPUTE C = C + B 011117 ENDIF DO 100 I = 1, N A = A + B(I) 100 CONTINUE End User Data Business Rule Abstract Syntax Tree Source Code © Software Competence Center Hagenberg GmbH 27
  • 28. Wertstoff Software Wissenssicherung in Legacysystemen Unser Ansatz zur Wissenssicherung aus Software Fokus auf technische u. wissenschaftliche Software Statische Analyse von Source Code Generische Repräsentation der Programmstruktur (GAST) When Employee On Leave is not true, Total Salary = Total Salary + Union Fees NOT A Calculate C = C + B IF NOT A COMPUTE C = C + B 011115 IF NOT A THEN 011116 COMPUTE C = C + B 011117 ENDIF I 1 N BODY A DO 100 I = 1, N A = A + B(I) 100 CONTINUE DO = A + B(I) End User Data Business Rule Abstract Syntax Tree Source Code © Software Competence Center Hagenberg GmbH 28
  • 29. Wertstoff Software Wissenssicherung in Legacysystemen Unser Ansatz zur Wissenssicherung aus Software Fokus auf technische u. wissenschaftliche Software Statische Analyse von Source Code Generische Repräsentation der Programmstruktur (GAST) When Employee On Leave is not true, Total Salary = Total Salary + Union Fees NOT A Calculate C = C + B IF NOT A COMPUTE C = C + B 011115 IF NOT A THEN 011116 COMPUTE C = C + B 011117 ENDIF domänenspezifische Modelle A = SUM(B, 1, N) I 1 N BODY A DO 100 I = 1, N A = A + B(I) 100 CONTINUE DO = A + B(I) End User Data Business Rule Abstract Syntax Tree Source Code Transformation in © Software Competence Center Hagenberg GmbH 29
  • 30. Wertstoff Software Wissenssicherung in Legacysystemen Unser Ansatz zur Wissenssicherung aus Software Fokus auf technische u. wissenschaftliche Software Statische Analyse von Source Code Generische Repräsentation der Programmstruktur (GAST) When Employee On Leave is not true, Total Salary = Total Salary + Union Fees NOT A Calculate C = C + B IF NOT A COMPUTE C = C + B 011115 IF NOT A THEN 011116 COMPUTE C = C + B 011117 ENDIF domänenspezifische Modelle Ausgabe in Notation der Domäne 퐴 = 푁 퐵푖 1 A = SUM(B, 1, N) I 1 N BODY A DO 100 I = 1, N A = A + B(I) 100 CONTINUE DO = Mathematische Notation A + B(I) End User Data Business Rule Abstract Syntax Tree Source Code Transformation in © Software Competence Center Hagenberg GmbH 30
  • 31. Wertstoff Software Wissenssicherung in Legacysystemen Unser Ansatz zur Wissenssicherung aus Software © Software Competence Center Hagenberg GmbH 31
  • 32. Wertstoff Software Wissenssicherung in Legacysystemen Einsatzszenarien und Beispiele Reverse Engineering mit Fokus auf Redokumentation Forward Engineering © Software Competence Center Hagenberg GmbH 32
  • 33. Wertstoff Software Wissenssicherung in Legacysystemen Szenario – Redokumentation Program Documentation Technische Dokumentation Programmcode  High writing effort because of redundant data in code and Keine Dokumenation verfügbar documentation (formula, diagrams)  Source code and documentation are out-of-sync over time  Documentation not consistent (not formal) Hoher Aufwand zur (Re)Dokumentation Programmcode und Dokumenation sind nicht synchronisiert © Software Competence Center Hagenberg GmbH 33
  • 34. Wertstoff Software Wissenssicherung in Legacysystemen Szenario – Redokumentation Program Documentation Programmcode Single Source of Truth 1. Annotation 2. Generierung Technische Dokumentation  High writing effort because of redundant data in code and Keine Dokumenation verfügbar documentation (formula, diagrams)  Source code and documentation are out-of-sync over time  Documentation not consistent (not formal) Hoher Aufwand zur (Re)Dokumentation Programmcode und Dokumenation sind nicht synchronisiert © Software Competence Center Hagenberg GmbH 34
  • 35. Wertstoff Software Wissenssicherung in Legacysystemen Szenario – Redokumentation ! @section The ... ! @subsection The ... ! @p Short text goes here ! @include{Text.odt} ! @includegraphics{data.png} REAL :: a ! @symbol alpha @text Nominal .. REAL :: b ! @symbol U_{eff} @unit kV Struktur von Dokumenation Einbinden von Text Einbinden von Bildern Symbole (explicit in LaTeX style) double precision AZ2 double precision AZ4 1:1 Zuweisungen von Variablen ... AZ2 = (ALPHA*Z)**2 AZ4 = AZ2 * AZ2 FP = (0.0083*AZ4+0.20206+1./(1.+AZ2) )*AZ2 FM = (0.0020*AZ4 + 0.0369 ) * AZ4 GFCOUL = FP – FM © Software Competence Center Hagenberg GmbH 35
  • 36. Wertstoff Software Wissenssicherung in Legacysystemen Szenario – Redokumentation ! @section The ... ! @subsection The ... ! @p Short text goes here ! @include{Text.odt} ! @includegraphics{data.png} REAL :: a ! @symbol alpha @text Nominal .. REAL :: b ! @symbol U_{eff} @unit kV Struktur von Dokumenation Einbinden von Text Einbinden von Bildern Symbole (explicit in LaTeX style) double precision AZ2 ! @substitute @suppress double precision AZ4 ! @substitute @suppress Unterdrücken von Zuweisungen ... AZ2 = (ALPHA*Z)**2 AZ4 = AZ2 * AZ2 FP = (0.0083*AZ4+0.20206+1./(1.+AZ2) )*AZ2 FM = (0.0020*AZ4 + 0.0369 ) * AZ4 GFCOUL = FP – FM © Software Competence Center Hagenberg GmbH 36
  • 37. Wertstoff Software Wissenssicherung in Legacysystemen Szenario – Redokumentation geschlossene Formeln © Software Competence Center Hagenberg GmbH 37
  • 38. Wertstoff Software Wissenssicherung in Legacysystemen Szenario – Redokumentation Entscheidungs-tabelle © Software Competence Center Hagenberg GmbH 38
  • 39. Wertstoff Software Wissenssicherung in Legacysystemen Szenario – Redokumentation Diagramme © Software Competence Center Hagenberg GmbH 39
  • 40. Wertstoff Software Wissenssicherung in Legacysystemen Szenario – Redokumentation Werkzeug-unterstützung © Software Competence Center Hagenberg GmbH 40
  • 41. Wertstoff Software Wissenssicherung in Legacysystemen Spezifikation (handgeschrieben) 41 © Software Competence Center Hagenberg GmbH Programmcode Szenario – Forward Engineering
  • 42. Wertstoff Software Wissenssicherung in Legacysystemen Szenario – Forward Engineering Spezifikation (handgeschrieben) 42 © Software Competence Center Hagenberg GmbH Programmcode Implementiert Code, diese Formel?
  • 43. Wertstoff Software Wissenssicherung in Legacysystemen Szenario – Forward Engineering Platzhalter für Symbole / Variablen {var Q_w_flk} Platzhalter für Gleichungen © Software Competence Center Hagenberg GmbH Symbol definintions symbols.txt @var pi @symbol pi @text pi @var sig_m @symbol sigma{N} @text Normal stress @var Q_w_flk @symbol Q* @text The generali @var n_vec @symbol N @text The normal v Verwendung von Symbolersetztungsdatei Annotation von Gleichungen
  • 44. Wertstoff Software Wissenssicherung in Legacysystemen Szenario – Forward Engineering .docx .sources .pdf Parser / Analyzer / Documentation Generator © Software Competence Center Hagenberg GmbH 44
  • 45. Wertstoff Software Wissenssicherung in Legacysystemen Analyse von Programmcode Evolution von Software Generierung von Dokumentation Spezifikation und Modellierung © Software Competence Center Hagenberg GmbH 45
  • 46. Wertstoff Software Wissenssicherung in Legacysystemen Take Aways © Software Competence Center Hagenberg GmbH 46
  • 47. Wertstoff Software Wissenssicherung in Legacysystemen Danke. Mag. Michael Moser Software Competence Center Hagenberg Software Analytics and Evolution +43 7236 3343 - 814 michael.moser@scch.at www.scch.at © Software Competence Center Hagenberg GmbH 47