Joachim Hans Fröhlich Hypothesengesteuerte Analyse von Objektarchitekturen

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Die objektorientierte Programmierung hat das Potential zur Steigerung der Softwarequalität und der Entwicklungsproduktivität. Die Analyse eines objektorientierten Programms ist jedoch auch bei übersichtlicher Klassenhierarchie schwierig. Ein wesentlicher Grund für diese Schwierigkeiten ist der Unterschied zwischen der statistischen Programmstruktur (der Struktur des Quelltexts) und dem Programmverhalten. Dieser Unterschied erschwert die Analyse dynamischer Eigenschaften und damit besonders das Testen und Dokumentieren des Programmverhaltens.

Die Ergebnisse dieser Arbeit unterstützen zielgerichtete Analysen des Verhaltens objektorientierter Programme. Das Analyseziel wird als Hypothese über veränderliche Strukturen kooperierender Objekte formuliert. Als Informationsquelle dient der Quelltext. Nach der Festlegung des Analyseziels wird ein Programmlauf auf Übereinstimmung mit der Hypothese geprüft. Je nach Analyseergebnis wird die Analyse abgebrochen, die Hypothese verfeinert oder ein anderer Programmlauf gegen die gleiche Hypothese geprüft. Durch dieses Verfahren leisten hypothesengesteuerte Verhaltensanalysen einen wichtigen Beitrag zur Sicherung der Programmqualität.

Nach einer kurzen Anforderungsanalyse stellt der Autor ein Modell zur Beschreibung des Verhaltens objektorientierter Programme vor. Das Modell bildet die semantische Grundlage für eine Sprache zur Formulierung von Hypothesen über Ausschnitte aus dem Programmverhalten. Die Ausdrucksstärke der Sprache wird anhand von Hypothesen demonstriert, die Analysen für verschiedene Zwecke unterstützen. Experimente mit einem prototypisch entwickelten Analysewerkzeug zeigen Probleme der automatischen Hypothesenanalyse und Lösungen zur Überwindung der Probleme. Eine Bewertung der Arbeitsergebnisse, ein Vergleich mit ähnlichen Lösungsansätzen und ein Ausblick auf weiterführende Forschung runden diese Arbeit ab.