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Bibliographic Metadata

Title
Improvement of software requirements quality based on systems engineering / by Jörg Holtmann ; Referees: Prof. Dr.-Ing. Roman Dumitrescu, Prof. Dr. rer. nat. Joel Greenyer
AuthorHoltmann, Jörg
ParticipantsDumitrescu, Roman ; Greenyer, Joel
PublishedPaderborn, 2019
Edition
Elektronische Ressource
Description1 Online-Ressource (XII, 335 Seiten) : Illustrationen, Diagramme
Institutional NoteUniversität Paderborn, Dissertation, 2019
Annotation
Tag der Verteidigung: 22.03.2019
Defended on2019-03-22
LanguageEnglish
Document TypesDissertation (PhD)
URNurn:nbn:de:hbz:466:2-34880 
DOI10.17619/UNIPB/1-730 
Files
Improvement of software requirements quality based on systems engineering [9.93 mb]
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Reference
Classification
Abstract (German)

Software-intensive Systeme durchdringen zunehmend unsere Gesellschaft und Industrie, und ihre Anwendung in sicherheitskritischen Bereichen kann sogar über Leben und Tod entscheiden. Eine hohe Qualität der Anforderungen an die Software dieser Systeme ist unabdingbar, da die Softwareanforderungen die Basis für den Entwurf und die Entwicklung der Software sind. Die Anwendung von Modellen im Requirements Engineering (RE) wird als vorteilhaft angesehen, da Modelle automatische Analysetechniken zur Sicherstellung von hochqualitativen Anforderungen fördern. Jedoch berücksichtigen existierende modellbasierte RE-Ansätze weder den Übergang von multidisziplinären zu disziplinspezifischen RE-Phasen noch plattforminduzierte Zeiteffekte während der Echtzeitanforderungsvalidierung in ausreichender Weise. Dies resultiert zum einen in potentiellen Softwareanforderungsdefekten, die sich während des Übergangs einschleichen. Zum anderen entstehen kostspielige Entwicklungsiterationen durch Zeitanalysen, die erst in späten Entwicklungsphasen durchgeführt werden. Diese Dissertation präsentiert und evaluiert einen modellbasierten RE-Ansatz, der diese Probleme durch zwei Techniken adressiert. Zum einen führt sie eine semiautomatische Technik für den Übergang von multidisziplinären Systemmodellen zu Software-RE-Modellen ein, sodass sich die Wahrscheinlichkeit für die Entstehung von Anforderungsdefekten bei dem Übergang verringert. Zum anderen stellt sie eine Technik zur semiautomatischen Verifikation von Plattformeigenschaften gegenüber Echtzeitanforderungen in den Software-RE-Modellen vor, sodass eine plattforminduzierte Verletzung von Echtzeitanforderungen bereits in frühen Phasen aufgedeckt werden kann. Insgesamt verbessern diese Techniken somit die Qualität der Softwareanforderungen.

Abstract (English)

Software-intensive systems increasingly pervade our society and economy, and their application in safety-critical contexts can even decide about life or death (e.g., driver assistance systems). Such systems are typically developed in a multidisciplinary manner, are often subject to real-time requirements, and are executed on distributed and concurrent platforms influencing their timing behavior. A high quality of the requirements on these systems' software is crucial, because the software requirements are the basis for the software design and development. The application of models in Requirements Engineering (RE) is considered beneficial, because they foster automatic analysis techniques that aim at ensuring high-quality requirements. However, existing model-based RE approaches take neither the transition from multidisciplinary to discipline-specific RE phases nor platform-induced timing effects during real-time requirements validation sufficiently into account. This results in potential software requirements defects introduced during the transition as well as costly development iterations due to timing analyses conducted in late engineering phases. This thesis proposes and evaluates a model-based RE approach that addresses these problems by means of two techniques. First, it presents a semi-automatic technique for the transition from multidisciplinary system models to software RE models. Second, it presents a technique for the semi-automatic verification of timing-relevant platform properties against real-time requirements as part of the software RE models. These contributions improve the quality of software requirements by reducing the likelihood to introduce requirements defects during the transition from multidisciplinary system to software RE models and by early revealing platform-induced real-time requirement violations.

License
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