Statische Codemetriken sind wichtige Indikatoren für die Qualität eines Softwaresystems. Sie beleuchten dabei unterschiedliche Aspekte eines Softwaresystems. Deshalb ist es notwendig, mehrere Codemetriken zu nutzen, um die Qualität eines Softwaresystems in seiner Gesamtheit bewerten zu können. Wünschenswert wäre zudem eine Darstellung, die die Struktur des Gesamtsystems und die Bewertung einzelner Elemente eines Softwaresystems in einer Darstellung kombiniert. Die Arbeit untersucht deshalb, welche Metaphern geeignet sind, um eine solche Darstellung zu ermöglichen. Ein zweites Ziel der Arbeit war es, eine solche Visualisierung automatisch erzeugen zu können. Dafür wurde ein Generator entwickelt, der diese Anforderung erfüllt. Zur Konzeption dieses Generators kamen Techniken aus der generativen Softwareentwicklung zum Einsatz. Bei der Umsetzung des Generators wurde auf Techniken aus der modellgetriebenen Softwareentwicklung zurückgegriffen, vor allem auf Techniken aus dem openArchitectureWare-Framework. Der Generator kann in Eclipse eingebunden werden und ist in der Lage, aus einem Java-Projekt die Struktur und die Metrikwerte automatisch zu extrahieren. Diese Werte werden daraufhin in ein dreidimensionales Modell überführt, das auf dem offenen Extensible 3D Standard basiert. Der Generator ermöglichte zudem die Evaluierung zweier unterschiedlicher Metaphern, die im Rahmen der Arbeit durchgeführt wurde.

Statische Codemetriken sind wichtige Indikatoren für die Qualität eines Softwaresystems. Sie beleuchten dabei unterschiedliche Aspekte eines Softwaresystems. Deshalb ist es notwendig, mehrere Codemetriken zu nutzen, um die Qualität eines Softwaresystems in seiner Gesamtheit bewerten zu können. Wünschenswert wäre zudem eine Darstellung, die die Struktur des Gesamtsystems und die Bewertung einzelner Elemente eines Softwaresystems in einer Darstellung kombiniert. Die Arbeit untersucht deshalb, welche Metaphern geeignet sind, um eine solche Darstellung zu ermöglichen. Ein zweites Ziel der Arbeit war es, eine solche Visualisierung automatisch erzeugen zu können. Dafür wurde ein Generator entwickelt, der diese Anforderung erfüllt. Zur Konzeption dieses Generators kamen Techniken aus der generativen Softwareentwicklung zum Einsatz. Bei der Umsetzung des Generators wurde auf Techniken aus der modellgetriebenen Softwareentwicklung zurückgegriffen, vor allem auf Techniken aus dem openArchitectureWare-Framework. Der Generator kann in Eclipse eingebunden werden und ist in der Lage, aus einem Java-Projekt die Struktur und die Metrikwerte automatisch zu extrahieren. Diese Werte werden daraufhin in ein dreidimensionales Modell überführt, das auf dem offenen Extensible 3D Standard basiert. Der Generator ermöglichte zudem die Evaluierung zweier unterschiedlicher Metaphern, die im Rahmen der Arbeit durchgeführt wurde.

Softwaresysteme sind komplexe immaterielle Systeme mit einer Vielzahl von Bestandteilen und Beziehungen. Um den Aufbau, die Funktionsweise und die Entwicklung von Softwaresystemen besser zu verstehen, eignen sich Softwarevisualisierungen, welche die abstrakte Datengrundlage in eine visuelle Repräsentation übertragen. Auf Grund der Masse und der Komplexität der in der Visualisierung enthaltenen Informationen, kommt es schnell zur Unübersichtlichkeit, was sich negativ auf den Prozess des Verstehens auswirkt. Zur Beherrschung der Komplexität muss der Betrachter daher die Gesamtheit zuerst in mehrere Perspektiven unterteilen, um diese anschließend gezielt nach verschiedenen Aspekten untersuchen zu können. Die dafür benötigten Interaktionsmöglichkeiten sind Gegenstand der Untersuchungen in dieser Arbeit, wobei im Wesentlichen Visualisierungen der Struktur von Software als Ausgangspunkt genutzt werden. Insbesondere wird der Frage nachgegangen, wie die Interaktion gestaltet werden kann, damit der Benutzer ein möglichst umfassendes Verständnis der Struktur erlangt. Zur Umsetzung der theoretischen Erkenntnisse wird ein Prototyp vorgestellt, der automatisiert aus den Strukturinformationen eines Ecore-Modells eine interaktive dreidimensionale Softwarevisualisierung der Struktur im freien standardisierten Format Extensible 3D generiert. Der Prozess der Visualisierung wird dabei durch Werkzeuge des openArchitectureWare-Frameworks realisiert. Zur Integration in den Entwicklungsprozess ist der Prototyp in ein Plugin für Eclipse eingebettet.

Softwareentwicklungsprojekte bringen viele verschiedene Artefakte hervor. Artefakte stellen unterschiedliche Aspekte wie Struktur (statische Informationen), Verhalten (dynamische Informationen) oder Evolution (historisierte Informationen) von Softwaresystemen dar. Die Softwarevisualisierung ist darauf ausgelegt, solche Artefakte in eine visuelle Form zu überführen. Externe Umfragen und eine intensive Literaturrecherche zeigen jedoch Defizite dieses Gebietes auf. So sind viele Werkzeuge zur Visualisierung vom Entwicklungsprozess entkoppelt, bieten unzureichenden Im- und Export von Visualisierungen und besitzen teilweise einen geringen Automatisierungsgrad des Visualisierungsprozesses, insbesondere bei Werkzeugen zur dreidimensionalen Visualisierung. In dieser Arbeit wurde durch Adaption und Kombination bestehender Theorien und Werkzeuge der generativen und der modellgetriebenen Softwareentwicklung in Verbindung mit Techniken aus der Softwarevisualisierung ein Konzept entwickelt, das beschreibt, wie dreidimensionale Visualisierungen von Softwaresystemen vollautomatisch generiert werden können. Im Mittelpunkt steht ein Generator, der ausgehend von einer Anforderungsspezifikation vollautomatisiert 3D-Modelle erzeugt. Zur Validierung des entwickelten Konzeptes wurde ein Prototyp implementiert, der auf die Visualisierung der Struktur von Softwaresystemen abzielt. Dieser lässt sich als Plugin in die Entwicklungsumgebung Eclipse integrieren und erzeugt aus Ecore-basierten Modellen nach Benutzeranforderungen mittels Modelltransformationen ein 3D-Modell im freien und standardisierten X3D-Format. Die Transformationen sind dabei mit dem Werkzeug openArchitectureWare realisiert. Schließlich wurde der Prototyp selbst einer Evaluation gemäß etablierten Kriterien aus der Softwarevisualisierung unterzogen.

Softwaresysteme sind komplexe immaterielle Systeme mit einer Vielzahl von Bestandteilen und Beziehungen. Um den Aufbau, die Funktionsweise und die Entwicklung von Softwaresystemen besser zu verstehen, eignen sich Softwarevisualisierungen, welche die abstrakte Datengrundlage in eine visuelle Repräsentation übertragen. Auf Grund der Masse und der Komplexität der in der Visualisierung enthaltenen Informationen, kommt es schnell zur Unübersichtlichkeit, was sich negativ auf den Prozess des Verstehens auswirkt. Zur Beherrschung der Komplexität muss der Betrachter daher die Gesamtheit zuerst in mehrere Perspektiven unterteilen, um diese anschließend gezielt nach verschiedenen Aspekten untersuchen zu können. Die dafür benötigten Interaktionsmöglichkeiten sind Gegenstand der Untersuchungen in dieser Arbeit, wobei im Wesentlichen Visualisierungen der Struktur von Software als Ausgangspunkt genutzt werden. Insbesondere wird der Frage nachgegangen, wie die Interaktion gestaltet werden kann, damit der Benutzer ein möglichst umfassendes Verständnis der Struktur erlangt. Zur Umsetzung der theoretischen Erkenntnisse wird ein Prototyp vorgestellt, der automatisiert aus den Strukturinformationen eines Ecore-Modells eine interaktive dreidimensionale Softwarevisualisierung der Struktur im freien standardisierten Format Extensible 3D generiert. Der Prozess der Visualisierung wird dabei durch Werkzeuge des openArchitectureWare-Frameworks realisiert. Zur Integration in den Entwicklungsprozess ist der Prototyp in ein Plugin für Eclipse eingebettet.:1 Einleitung 1.1 Motivation 1.2 Ziele 1.3 Aufbau 2 Softwarevisualisierung 2.1 Visualisierung 2.1.1 Grundlagen 2.1.2 Aufgaben und Ziele 2.1.3 Teilgebiete 2.2 Definition 2.3 Ziele und Aufgaben 2.4 Visualisierungspipeline 2.5 Visualisierungstechniken 2.5.1 Graphen 2.5.2 Visuelle Metaphern 2.6 Taxonomie für Softwarevisualisierungen 3 Interaktion mit einer Softwarevisualisierung 3.1 Einordnung 3.2 Definition 3.3 Ziele 3.4 Benutzungsschnittstelle 3.5 Aufbau der Benutzungsschnittstelle 3.5.1 Anwendungsschnittstelle 3.5.2 Dialogschnittstelle 3.5.3 Ein-/Ausgabenschnittstelle 3.6 Interaktionstechnik 3.7 Taxonomie der Interaktionstechniken 3.8 Konzept zur Interaktion mit einer Softwarevisualisierung 4 Technische Grundlagen des Prototyps 4.1 Eclipse 4.2 Das openArchitectureWare-Framework 4.2.1 Modellgetriebene Softwareentwicklung 4.2.2 Aufbau des Frameworks 4.2.3 oAW-Workflow 4.2.4 Ecore 4.2.5 Xtend Modell-zu-Modell-Transformationen 4.3 Extensible 3D 4.3.1 Grundlagen 4.3.2 Szenegraph 4.3.3 Ereignismodell 4.3.4 X3D-Prototypen 5 Basisprototyp 5.1 Funktionsweise 5.2 Einordnung 5.3 Visualisierungsprozess des Generators 5.3.1 Modelltransformation von Ecore zu Graph 5.3.2 Modellmodifikation des Graphen 5.3.3 Modelltransformation von Graph zu X3D 5.4 Ansatzpunkte der Erweiterung 6 Erweiterung des Prototyps für die Interaktion 6.1 Benutzungsschnittstelle 6.1.1 Direkte Manipulation 6.1.2 Manipulation nach Elementtyp 6.1.3 Navigation durch Pakethierarchie und Klassengraph 6.1.4 Identifikation nach Bezeichner und Tooltip 6.2 Architektur des interaktiven X3D-Modells 6.3 Erweiterung des Generators 6.3.1 Anpassung der Transformationen des Basisprototyps 6.3.2 Modelltransformation in ein interaktives X3D-Modell 6.4 Integration in das Eclipse-Plugin 7 Fazit und Ausblick