In general, a common reference architecture can be derived for Software as a Service (SaaS) architecture. However, while designing particular applications one may derive various different application design alternatives from the same reference SaaS architecture specification. To meet the required functional and nonfunctional requirements of different enterprise applications it is important to model the possible design so that a feasible alternative can be defined. In this thesis, we propose a systematic approach and the corresponding tool support for guiding the design of the SaaS application architecture. The approach defines a SaaS reference architecture, a family feature model and a set of reference design rules. Based on the business requirements an application feature model is defined using the family feature model. Selected features are related to design decisions and a SaaS application architecture design is derived. By defining multiple application architectures based on different application feature models we can even compare multiple alternatives and based on this select the most feasible alternative.

Model-driven software development requires techniques to consistently propagate modifications between different related models to realize its full potential. For large-scale models, efficiency is essential in this respect. In this paper, we present an improved model synchronization algorithm based on triple graph grammars that is highly efficient and, therefore, can also synchronize large-scale models sufficiently fast. We can show, that the overall algorithm has optimal complexity if it is dominating the rule matching and further present extensive measurements that show the efficiency of the presented model transformation and synchronization technique. / Die Model-getriebene Softwareentwicklung benötigt Techniken zur Übertragung von Änderungen zwischen verschiedenen zusammenhängenden Modellen, um vollständig nutzbar zu sein. Bei großen Modellen spielt hier die Effizienz eine entscheidende Rolle. In diesem Bericht stellen wir einen verbesserten Modellsynchronisationsalgorithmus vor, der auf Tripel-Graph-Grammatiken basiert. Dieser arbeitet sehr effizient und kann auch sehr große Modelle schnell synchronisieren. Wir können zeigen, dass der Gesamtalgortihmus eine optimale Komplexität aufweist, sofern er die Ausführung dominiert. Die Effizient des Algorithmus' wird durch einige Benchmarkergebnisse belegt.

Die öffentliche Verwaltung setzt seit mehreren Jahren E-Government-Anwendungssysteme ein, um ihre Verwaltungsprozesse intensiver mit moderner Informationstechnik zu unterstützen. Da die öffentliche Verwaltung in ihrem Handeln in besonderem Maße an Recht und Gesetz gebunden ist verstärkt und verbreitet sich der Zusammenhang zwischen den Gesetzen und Rechtsvorschriften einerseits und der zur Aufgabenunterstützung eingesetzten Informationstechnik andererseits. Aus Sicht der Softwaretechnik handelt es sich bei diesem Zusammenhang um eine spezielle Form der Verfolgbarkeit von Anforderungen (engl. Traceability), die so genannte Verfolgbarkeit im Vorfeld der Anforderungsspezifikation (Pre-Requirements Specification Traceability, kurz Pre-RS Traceability), da sie Aspekte betrifft, die relevant sind, bevor die Anforderungen in eine Spezifikation eingeflossen sind (Ursprünge von Anforderungen). Der Ansatz dieser Arbeit leistet einen Beitrag zur Verfolgbarkeit im Vorfeld der Anforderungsspezifikation von E-Government-Anwendungssystemen. Er kombiniert dazu aktuelle Entwicklungen und Standards (insbesondere des World Wide Web Consortium und der Object Management Group) aus den Bereichen Verfolgbarkeit von Anforderungen, Semantic Web, Ontologiesprachen und modellgetriebener Softwareentwicklung. Der Lösungsansatz umfasst eine spezielle Ontologie des Verwaltungshandeln, die mit den Techniken, Methoden und Werkzeugen des Semantic Web eingesetzt wird, um in Texten von Rechtsvorschriften relevante Ursprünge von Anforderungen durch Annotationen mit einer definierten Semantik zu versehen. Darauf aufbauend wird das Ontology Definition Metamodel (ODM) verwendet, um die Annotationen als spezielle Individuen einer Ontologie auf Elemente der Unified Modeling Language (UML) abzubilden. Dadurch entsteht ein neuer Modelltyp Pre-Requirements Model (PRM), der das Vorfeld der Anforderungsspezifikation formalisiert. Modelle diesen Typs können auch verwendet werden, um Aspekte zu formalisieren die sich nicht oder nicht vollständig aus dem Text der Rechtsvorschrift ergeben. Weiterhin bietet das Modell die Möglichkeit zum Anschluss an die modellgetriebene Softwareentwicklung. In der Arbeit wird deshalb eine Erweiterung der Model Driven Architecture (MDA) vorgeschlagen. Zusätzlich zu den etablierten Modelltypen Computation Independent Model (CIM), Platform Independent Model (PIM) und Platform Specific Model (PSM) könnte der Einsatz des PRM Vorteile für die Verfolgbarkeit bringen. Wird die MDA mit dem PRM auf das Vorfeld der Anforderungsspezifikation ausgeweitet, kann eine Transformation des PRM in ein CIM als initiale Anforderungsspezifikation erfolgen, indem der MOF Query View Transformation Standard (QVT) eingesetzt wird. Als Teil des QVT-Standards ist die Aufzeichnung von Verfolgbarkeitsinformationen bei Modelltransformationen verbindlich. Um die semantische Lücke zwischen PRM und CIM zu überbrücken, erfolgt analog zum Einsatz des Plattformmodells (PM) in der PIM nach PSM Transformation der Einsatz spezieller Hilfsmodelle. Es kommen dafür die im Projekt "E-LoGo" an der Universität Potsdam entwickelten Referenzmodelle zum Einsatz. Durch die Aufzeichnung der Abbildung annotierter Textelemente auf Elemente im PRM und der Transformation der Elemente des PRM in Elemente des CIM kann durchgängige Verfolgbarkeit im Vorfeld der Anforderungsspezifikation erreicht werden. Der Ansatz basiert auf einer so genannten Verfolgbarkeitsdokumentation in Form verlinkter Hypertextdokumente, die mittels XSL-Stylesheet erzeugt wurden und eine Verbindung zur graphischen Darstellung des Diagramms (z. B. Anwendungsfall-, Klassendiagramm der UML) haben. Der Ansatz unterstützt die horizontale Verfolgbarkeit zwischen Elementen unterschiedlicher Modelle vorwärts- und rückwärtsgerichtet umfassend. Er bietet außerdem vertikale Verfolgbarkeit, die Elemente des gleichen Modells und verschiedener Modellversionen in Beziehung setzt. Über den offensichtlichen Nutzen einer durchgängigen Verfolgbarkeit im Vorfeld der Anforderungsspezifikation (z. B. Analyse der Auswirkungen einer Gesetzesänderung, Berücksichtigung des vollständigen Kontextes einer Anforderung bei ihrer Priorisierung) hinausgehend, bietet diese Arbeit eine erste Ansatzmöglichkeit für eine Feedback-Schleife im Prozess der Gesetzgebung. Stehen beispielsweise mehrere gleichwertige Gestaltungsoptionen eines Gesetzes zur Auswahl, können die Auswirkungen jeder Option analysiert und der Aufwand ihrer Umsetzung in E-Government-Anwendungen als Auswahlkriterium berücksichtigt werden. Die am 16. März 2011 in Kraft getretene Änderung des NKRG schreibt eine solche Analyse des so genannten „Erfüllungsaufwands“ für Teilbereiche des Verwaltungshandelns bereits heute verbindlich vor. Für diese Analyse kann die vorliegende Arbeit einen Ansatz bieten, um zu fundierten Aussagen über den Änderungsaufwand eingesetzter E-Government-Anwendungssysteme zu kommen. / Public administration is using electronic government (e-government) application systems for several years to support their processes more intensive with modern information and communication technology than ever before. This increases and broadens the relationship between law and legislation executed by the administration on the one hand and requirements to e-government application systems used to support administrative execution on the other hand. This relationship is subject matter of pre-requirements specification traceability (pre-RS traceability). This work introduces an approach to pre-RS traceabiliy for e-government application. It combines research efforts and standards (i.e. of World Wide Web Consortium and Object Management Group) from different fields: traceability, semantic web, ontology engineering and model driven software engineering. Using this approach it is possible to add a semantic to elements of law and legislation texts using annotations. Annotation semantics is based on an ontology of public administration execution developed especially for this approach. A mapping from annotated text elements as a special kind of ontology individuals to elements of Unified Modeling Language (UML) is created using the Ontology Definition Metamodel (ODM). This mapping results in a new model type referred to as Pre-Requirements Model (PRM). This model uses elements that exist before requirements are explicitly documented in a requirements specification. Therefore it can be primary used to formalize elements and their relationships in the pre-requirements scope. Through the mapping rules of ODM it keeps a traceable relationship from each model element to its corresponding annotated text elements. PRM can also be used to model and refine elements that are not or not completely derived directly from text of law and legislation. In this work is argued that Model Driven Architecture (MDA) might profit from extending the existing model types Computation Independent Model (CIM), Platform Independent Model (PIM) and Platform Specific Model (PSM) by using a PRM. This extension leads to an Architecture that starts with a pre-requirements viewpoint before any requirements are formalized and documented in models of type CIM. It offers also the opportunity to use model transformation to create an initial CIM from PRM by allying the MOF Query View Transformation standard (QVT). Using QVT ensures the traceability of model transformation because standard enforces recording of traceability information. A Transformation from PRM to CIM creates an initial requirements specification that can be refined using common techniques, methods and tools. To bridge the semantic gap between PRM and CIM the approach follows the pattern of PIM to PSM transformation which uses the Platform Model (PM). Analogues PRM to CIM transformation uses special reference models for e-government developed in the project "E-LoGo" at university of Potsdam. By recoding traces of mapping annotation to elements in PRM and transforming elements of PRM to elements in CIM using reference models continuous pre-RS traceability can be achieved. The approach uses simple Extensible Stylesheet Language Transformations (XSLT) to create a hypertext documentation that links all relevant elements. Navigating along these links makes it possible for example to start with an annotated element of a law text and follow to all resulting requirements in a CIM. Using the opposite direction it is possible to see for each requirement from which text element of a law it is derived or even if there is no relation to law. By integrating the graphical representation of a model element this navigation can even start directly in a UML diagram. This illustrates that the approach offers vertical and horizontal traceability in forward and backward direction. Besides the obvious use cases continuous pre-requirements specification traceability offers in general (i.e. impact analysis on changes of law and legislation, consider context of a requirements when prioritizing them) is also offers the chance to create a feedback on the consequences of a change in law to existing e-government systems. As long as alternatives and the necessary scope in legislative process are still left, a feedback can be used to choose an alternative with less effort or faster implementation. For federal law it is in Germany since 2011 obligatory to make a similar estimation referred to as achievement effort (“Erfüllungsaufwand”). This work contributes to the first step of making a solid estimation of this kind of effort using pre-RS traceability.

Les travaux présentés dans ce manuscrit ont pour objectif la conception d'une plate-forme de<br />conception de logiciels métiers dérivés des logiciels Flux. Ces recherches ont été menées en<br />partenariat avec la société Cedrat. Les logiciels de simulation sont de plus en plus complexes et donc<br />nécessitent une conception de plus en plus structurée. C'est pourquoi les développeurs s'appuient sur<br />de nouveaux concepts développés dans le domaine du génie logiciel. L'exploration de ces idées a<br />permis d'évaluer les avancées possibles tout en tenant compte de nos contraintes. Ainsi, ce manuscrit<br />présente les trois grandes phases de notre démarche de conception : La modélisation de nos<br />applications grâce à de nouveaux concepts de méta modélisation, la génération du code et l'exécution<br />de l'application grâce à l'interprétation des modèles créés. La présentation d'exemples validant notre<br />démarche fait l'objet de la dernière partie de ce manuscrit. La description dynamique de nos<br />applications via un modèle de données présente une solution en terme de temps de développement et<br />de modularité. Elle nous permet d'offrir rapidement, sur la base du logiciel généraliste Flux, un<br />ensemble de logiciels de simulation numérique spécialisés par métier plus facile d'accès et adapté aux utilisateurs

Für den Visualisierungsgenerator der Forschungsgruppe „Softwarevisualisierung in drei Dimensionen und virtueller Realität“ soll eine Stadtmetapher zur Darstellung von Software implementiert werden. Als Vorlage dient „CodeCity“, dessen Umsetzung der Stadtmetapher auf den Generator übertragen werden soll. Die Anforderungsermittlung basiert auf der Analyse beider Bestandteile, um ein strukturiertes Vorgehen zu gewährleisten. Die Implementierung der Generatorartefakte erfolgt mittels Xtext zur Erstellung eines Metamodells, das die Entitäten der neuen Metapher beschreibt, und Xtend, das genutzt wird um die Datenmodelle zu modifizieren und in Quelltext umzuwandeln. Darauf aufbauend folgt abschließend die Abstraktion zu einem Prozessmodell für die generative und modellgetriebene Softwarevisualisierung, das als Leitfaden für zukünftige Implementierungen dienen soll.

The major problem addressed in this thesis is the definition of a new SPLE methodology that covers both phases of the SPLE process and focuses on the derivation of behavioral models of SPL products. In Chapter 2 three research areas scope context of this thesis: Software Product Lines, Business Processes, and Model-Driven Engineering. Throughout Chapter 3, we propose a new SPLE methodology that focuses on the derivation of product behavior. We first describe the main flow of the methodology, and then detail the individual steps. In chapter 4 we propose a new domain specific language called CBPF created for modeling composable business process fragments. A model driven approach is followed for creating CBPF: definition of the abstract syntax, graphical concrete syntax and translational semantics. In Chapter 5 we propose several types of verifications that can be applied to business processfragments to determine their "correctness". For structural verification we definine a set of fragment consistency rules that should be valid for every business process fragment created with CBPF. To check behavioral correctness we first transform the business process fragment into an equivalent HCPN. We can then check generic properties but also define aset of fragment specific properties. In chapter 6 we exemplify the proposed SPL methodology by applying it to a case study from the crisis management system domain. We also propose a tool suite that supports our methodology. Chapter 7 describes possible improvements and extensions to the contributions of this thesis. We conclude the thesis in Chapter 8 and draw some conclusions.

Le contexte et la problématique De nos jours, le cloud computing est omniprésent dans la recherche et aussi dans l'industrie. Il est considéré comme une nouvelle génération de l'informatique où les ressources informatiques virtuelles à l'échelle dynamique sont fournies comme des services via l'internet. Les utilisateurs peuvent accéder aux systèmes de cloud utilisant différentes interfaces sur leurs différents dis- positifs. Ils ont seulement besoin de payer ce qu'ils utilisent, respectant le l'accord de service (Service-Layer Agreement) établi entre eux et les fournisseurs de services de cloud. Une des caractéristiques principales du cloud computing est la virtualisation grâce à laquelle toutes les ressources deviennent transparentes aux utilisateurs. Les utilisateurs n'ont plus besoin de contrôler et de maintenir les infrastructures informatiques. La virtualisation dans le cloud computing combine des images de machines virtuelles (VMIs) et des machines physiques où ces images seront déployées. Typiquement, le déploiement d'une telle VMI comprend le démarrage de l'image, l'installation et la configuration des packages définis pas la VMI. Dans les approches traditionnelles, les VMIs sont crées par les experts techniques des fournisseurs de services cloud. Il s'agit des VMIs pré-packagés qui viennent avec des composants pré-installés et pré-configurés. Pour répondre à une requête d'un client, le fournisseur sélectionne une VMI appropriée pour cloner et déployer sur un nœud de cloud. Si une telle VMI n'existe pas, une nouvelle VMI va être créée pour cette requête. Cette VMI pourrait être générée à partir de la VMI existante la plus proche ou être entièrement neuve. Le cycle de vie de l'approvisionnement d'une VMI dans l'approche traditionnelle est décrite dans la Figure 1. Une VMI standard contient normalement plusieurs packages parmi lesquels certains qui ne seront jamais utilisés. Cela vient du fait que la VMI est créée au moment de conception pour le but d'être clonée plus tard. Cette approche a des inconvénients tels que la demande de ressources importantes pour stocker des VMIs ou pour les déployer. De plus, elle requiert le démarrage de plusieurs composants, y compris ceux non utilisés. Particulièrement, à partir du point de vue de gestion de services, il est difficile de gérer la complexité des interdépendances entre les différents composants afin de maintenir les VMIs déployées et de les faire évoluer. Pour résoudre les problèmes énumérés ci-dessus, les fournisseurs de services de cloud pourraient automatiser le processus d'approvisionnement et permettre aux utilisateurs de choisir des VMIs d'une manière flexible en gardant les profites des fournisseur en terme de temps, de ressources, et de coût. Dans cette optique, les fournisseurs devraient considérer quelques préoccupations: (1) Quels packages et dépendances seront déployés? (2) Comment optimiser une configuration en terme de coût, de temps, et de consommation de ressources? (3) Comment trouver la VMI la plus ressemblante et comment l'adapter pour obtenir une nouvelle VMI? (4) Comment éviter les erreurs qui viennent souvent des opérations manuelles? (5) Comment gérer l'évolution de la VMI déployée et l'adapter aux besoins de reconfigurer et de passer automatiquement à l'échelle? A cause de ces exigences, la construction d'un systèmes de gestion de plateformes cloud (PaaS-Platform as a Sevice) est difficile, particulièrement dans le processus d'approvisionnement de VMIs. Cette difficulté requiert donc une approche appropriée pour gérer les VMIs dans les systèmes de cloud computing. Cette méthode fournirait des solutions pour la reconfiguration et le passage automatique à l'échelle. Les défis et les problèmes clés A partir de la problématique, nous avons identifié sept défis pour le développement d'un processus d'approvisionnements dans cloud computing. * C1: Modélisation de la variabilité des options de configuration des VMIs afin de gérer les interdépendances entre les packages logiciels Les différents composants logiciels pourraient requérir des packages spécifiques ou des bibliothèques du système d'exploitation pour une configuration correcte. Ces dépendances doivent être arrangées, sélectionnées, et résolues manuellement pour chaque copie de la VMI standard. D'autre part, les VMIs sont créées pour répondre aux exigences d'utilisateurs qui pourraient partager des sous-besoins en commun. La modélisation de la similitude et de la variabilité des VMIs au regard de ces exigences est donc nécessaire. * C2: Réduction des données transférées via les réseaux pendant le processus d'approvisionnement Afin d'être prêt pour répondre aux requêtes de clients, plusieurs packages sont installés sur la machine virtuelle standard , y compris les packages qui ne seront pas utilisé. Ces packages devront être limités afin de minimaliser la taille des VMIs. * C3: Optimisation de la consommation de ressources pendant l'exécution Dans l'approche traditionnelle, les activités de création et de mise à jour des VMIs requièrent des opérations manuelles qui prennent du temps. D'autre part, tous les packages dans les VMIs, y compris ceux qui ne sont pas utilisés, sont démarrés et occupent donc des ressources. Ces consommations de ressources devraient être optimisées. * C4: Mise à disposition d'un outil interactif facilitant les choix de VMIs des utilisateurs Les fournisseurs de services cloud voudraient normalement donner la flexibilité aux utilisateurs clients dans leurs choix de VMIs. Cependant, les utilisateurs n'ont pas de con- naissances techniques approfondies. Pour cette raison, des outils facilitant les choix sont nécessaires. * C5: Automatisation du déploiement des VMIs Plusieurs opérations du processus d'approvisionnement sont très complexes. L'automatisation de ces opérations peut réduire le temps de déploiement et les erreurs. * C6: Support de la reconfiguration de VMIs pendant leurs exécutions Un des caractéristiques importantes de cloud computing est de fournir des services à la demande. Puisque les demandes évoluent pendant l'exécution des VMIs, les systèmes de cloud devraient aussi s'adapter à ces évolutions des demandes. * C7: Gestion de la topologie de déploiement de VMIs Le déploiement de VMIs ne doit pas seulement tenir en compte multiple VMIs avec la même configuration, mais aussi le cas de multiple VMIs ayant différentes configurations. De plus, le déploiement de VMIs pourrait être réalisé sur différentes plateformes de cloud quand le fournisseur de service accepte une infrastructure d'un autre fournisseur Afin d'adresser ces défis, nous considérons trois problèmes clés pour le déploiement du processus d'approvisionnement de VMIs: 1. Besoin d'un niveau d'abstraction pour la gestion de configurations de VMIs: Une approche appropriée devrait fournir un haut niveau d'abstraction pour la modélisation et la gestion des configurations des VMIs avec leurs packages et les dépendances entre ces packages. Cette abstraction permet aux ingénieurs experts des fournisseurs de services de cloud à spécifier la famille de produits de configurations de VMIs. Elle facilite aussi l'analyse et la modélisation de la similitude et de la variabilité des configurations de VMIs, ainsi que la création des VMIs valides et cohérentes. 2. Besoin d'un niveau d'abstraction pour le processus de déploiement de VMIs: Une ap- proche appropriée pour l'approvisionnement de VMIs devrait fournir une abstraction du processus de déploiement. 3. Besoin d'un processus de déploiement et de reconfiguration automatique: Une approche appropriée devrait fournir une abstraction du processus de déploiement et de reconfigura- tion automatique. Cette abstraction facilite la spécification, l'analyse, et la modélisation la modularité du processus. De plus, l'approche devrait supporter l'automatisation afin de réduire les tâches manuelles qui sont couteuses en terme de performance et contiennent potentiellement des erreurs.

The main contribution of this thesis consists on the proposition and development a Model-driven Engineering (MDE) framework, in tandem with a component-based approach, for facilitating the design and implementation of Dynamic Partially Reconfigurable (DPR) Systems-on-Chip. The proposed methodology has been constructed around the Metadata-based Composition Framework paradigm, and based on common standards such as UML MARTE and the IEEE IP-XACT standard, an XML representation used for storing metadata about the IPs to be reused and of the platforms to be obtained at high-levels of abstraction. In fact, a componentizing process enables us to reuse the IP blocks, in UML MARTE, by wrapping them with PLB (static IPs) and proprietary (DPR blocks) interfaces. This is attained by reflecting the associated IP metadata to IP-XACT descriptions, and then to UML MARTE templates (IP reuse). Subsequently, these IP templates are used for composing a DPR model that can be exploited to create a Xilinx Platform Studio FPGA-design, through model transformations. The IP reflection and system generation chains were developed using Sodius MDWorkbench, an MDE tool conceived for the creation and manipulation of models and their meta-models, as well as the definition and execution of the associated transformation rules.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Nowadays, software systems are getting more and more complex. To tackle this challenge most diverse techniques, such as design patterns, service oriented architectures (SOA), software development processes, and model-driven engineering (MDE), are used to improve productivity, while time to market and quality of the products stay stable. Multiple of these techniques are used in parallel to profit from their benefits. While the use of sophisticated software development processes is standard, today, MDE is just adopted in practice. However, research has shown that the application of MDE is not always successful. It is not fully understood when advantages of MDE can be used and to what degree MDE can also be disadvantageous for productivity. Further, when combining different techniques that aim to affect the same factor (e.g. productivity) the question arises whether these techniques really complement each other or, in contrast, compensate their effects. Due to that, there is the concrete question how MDE and other techniques, such as software development process, are interrelated. Both aspects (advantages and disadvantages for productivity as well as the interrelation to other techniques) need to be understood to identify risks relating to the productivity impact of MDE. Before studying MDE's impact on productivity, it is necessary to investigate the range of validity that can be reached for the results. This includes two questions. First, there is the question whether MDE's impact on productivity is similar for all approaches of adopting MDE in practice. Second, there is the question whether MDE's impact on productivity for an approach of using MDE in practice remains stable over time. The answers for both questions are crucial for handling risks of MDE, but also for the design of future studies on MDE success. This thesis addresses these questions with the goal to support adoption of MDE in future. To enable a differentiated discussion about MDE, the term MDE setting'' is introduced. MDE setting refers to the applied technical setting, i.e. the employed manual and automated activities, artifacts, languages, and tools. An MDE setting's possible impact on productivity is studied with a focus on changeability and the interrelation to software development processes. This is done by introducing a taxonomy of changeability concerns that might be affected by an MDE setting. Further, three MDE traits are identified and it is studied for which manifestations of these MDE traits software development processes are impacted. To enable the assessment and evaluation of an MDE setting's impacts, the Software Manufacture Model language is introduced. This is a process modeling language that allows to reason about how relations between (modeling) artifacts (e.g. models or code files) change during application of manual or automated development activities. On that basis, risk analysis techniques are provided. These techniques allow identifying changeability risks and assessing the manifestations of the MDE traits (and with it an MDE setting's impact on software development processes). To address the range of validity, MDE settings from practice and their evolution histories were capture in context of this thesis. First, this data is used to show that MDE settings cover the whole spectrum concerning their impact on changeability or interrelation to software development processes. Neither it is seldom that MDE settings are neutral for processes nor is it seldom that MDE settings have impact on processes. Similarly, the impact on changeability differs relevantly. Second, a taxonomy of evolution of MDE settings is introduced. In that context it is discussed to what extent different types of changes on an MDE setting can influence this MDE setting's impact on changeability and the interrelation to processes. The category of structural evolution, which can change these characteristics of an MDE setting, is identified. The captured MDE settings from practice are used to show that structural evolution exists and is common. In addition, some examples of structural evolution steps are collected that actually led to a change in the characteristics of the respective MDE settings. Two implications are: First, the assessed diversity of MDE settings evaluates the need for the analysis techniques that shall be presented in this thesis. Second, evolution is one explanation for the diversity of MDE settings in practice. To summarize, this thesis studies the nature and evolution of MDE settings in practice. As a result support for the adoption of MDE settings is provided in form of techniques for the identification of risks relating to productivity impacts. / Um die steigende Komplexität von Softwaresystemen beherrschen zu können, werden heutzutage unterschiedlichste Techniken gemeinsam eingesetzt. Beispiele sind, Design Pattern, Serviceorientierte Architekturen, Softwareentwicklungsprozesse oder modellgetriebene Entwicklung (MDE). Ziel dabei ist die Erhöhung der Produktivität, so dass Entwicklungsdauer und Qualität stabil bleiben können. Während hoch entwickelte Softwareentwicklungsprozesse heute schon standardmäßig genutzt werden, fangen Firmen gerade erst an MDE einzusetzen. Jedoch zeigen Studien, dass der erhoffte Erfolg von MDE nicht jedes Mal eintritt. So scheint es, dass noch kein ausreichendes Verständnis dafür existiert, inwiefern MDE auch Nachteile für die Produktivität bergen kann. Zusätzlich ist bei der Kombination von unterschiedlichen Techniken damit zu rechnen, dass die erreichten Effekte sich gegenseitig negieren anstatt sich zu ergänzen. Hier entsteht die Frage wie MDE und andere Techniken, wie Softwareentwicklungsprozesse, zusammenwirken. Beide Aspekte, der direkte Einfluss auf Produktivität und die Wechselwirkung mit anderen Techniken, müssen aber verstanden werden um den Risiken für den Produktivitätseinfluss von MDE zu identifizieren. Außerdem, muss auch die Generalisierbarkeit dieser Aspekte untersucht werden. Das betrifft die Fragen, ob der Produktivitätseinfluss bei jedem Einsatz von MDE gleich ist und ob der Produktivitätseinfluss über die Zeit stabil bleibt. Beide Fragen sind entscheidend, will man geeignete Risikobehandlung ermöglichen oder künftige Studien zum Erfolg von MDE planen. Diese Dissertation widmet sich der genannten Fragen. Dafür wird zuerst der Begriff MDE Setting'' eingeführt um eine differenzierte Betrachtung von MDE-Verwendungen zu ermöglichen. Ein MDE Setting ist dabei der technische Aufbau, inklusive manueller und automatische Aktivitäten, Artefakten, Sprachen und Werkzeugen. Welche Produktivitätseinflüsse von MDE Settings möglich sind, wird in der Dissertation mit Fokus auf Änderbarkeit und die Wechselwirkung mit Softwareentwicklungsprozessen betrachtet. Dafür wird einerseits eine Taxonomie von Changeability Concerns'' (potentiell betroffene Aspekte von Änderbarkeit) vorgestellt. Zusätzlich, werden drei MDE Traits'' (Charakteristika von MDE Settings die unterschiedlich ausgeprägt sein können) identifiziert. Es wird untersucht welche Ausprägungen dieser MDE Traits Einfluss auf Softwareentwicklungsprozesse haben können. Um die Erfassung und Bewertung dieser Einflüsse zu ermöglichen wird die Software Manufaktur Modell Sprache eingeführt. Diese Prozessmodellierungssprache ermöglicht eine Beschreibung, der Veränderungen von Artefaktbeziehungen während der Anwendung von Aktivitäten (z.B. Codegenerierung). Weiter werden auf Basis dieser Modelle, Analysetechniken eingeführt. Diese Analysetechniken erlauben es Risiken für bestimmte Changeability Concerns aufzudecken sowie die Ausprägung von MDE Traits zu erfassen (und damit den Einfluss auf Softwareentwicklungsprozesse). Um die Generalisierbarkeit der Ergebnisse zu studieren, wurden im Rahmen der Arbeit mehrere MDE Settings aus der Praxis sowie teilweise deren Evolutionshistorien erhoben. Daran wird gezeigt, dass MDE Settings sich in einem breiten Spektrum von Einflüssen auf Änderbarkeit und Prozesse bewegen. So ist es weder selten, dass ein MDE Setting neutral für Prozesse ist, noch, dass ein MDE Setting Einschränkungen für einen Prozess impliziert. Ähnlich breit gestreut ist der Einfluss auf die Änderbarkeit.Zusätzlich, wird diskutiert, inwiefern unterschiedliche Evolutionstypen den Einfluss eines MDE Settings auf Änderbarkeit und Prozesse verändern können. Diese Diskussion führt zur Identifikation der strukturellen Evolution'', die sich stark auf die genannten Charakteristika eines MDE Settings auswirken kann. Mithilfe der erfassten MDE Settings, wird gezeigt, dass strukturelle Evolution in der Praxis üblich ist. Schließlich, werden Beispiele aufgedeckt bei denen strukturelle Evolutionsschritte tatsächlich zu einer Änderung der Charakteristika des betreffenden MDE Settings geführt haben. Einerseits bestärkt die ermittelte Vielfalt den Bedarf nach Analysetechniken, wie sie in dieser Dissertation eingeführt werden. Zum Anderen erscheint es nun, dass Evolution zumindest zum Teil die unterschiedlichen Ausprägungen von MDE Settings erklärt. Zusammenfassend wird studiert wie MDE Settings und deren Evolution in der Praxis ausgeprägt sind. Als Ergebnis, werden Techniken zur Identifikation von Risiken für Produktivitätseinflüsse bereitgestellt um den Einsatz von MDE Settings zu unterstützen.