Prof. Dr. Timo Kehrer

Prof. Kehrer erforscht Debugging und Zuverlässigkeit von verteilten Datenanalyseworkflows — also wie man Fehler in komplexen, über mehrere Systeme verteilten Datenverarbeitungsprozessen systematisch aufspürt und behebt. Ein zweiter Schwerpunkt liegt auf der automatisierten Synchronisation von Software-Varianten in Produktlinien, um die Wiederverwendung von Entwicklungsartefakten zu optimieren und Entwicklungszeiten zu verkürzen. Für Unternehmen bedeutet das: schnellere Fehlerdiagnose in Big-Data- und Analytics-Pipelines sowie effizientere Verwaltung von kundenspezifischen Softwarevarianten. Relevant ist das für Datenverarbeitungs-, Cloud-Computing- und Software-Engineering-intensive Branchen.

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• Automatisierte Synchronisation von Software-Varianten

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  Software-Produktlinien sind ein in der Theorie weitgehend gut verstandener Ansatz, die kundenindividuelle Fertigung maßgeschneiderter, Software-intensiver Systeme effektiv zu unterstützen. Hauptziel ist die systematische Wiederverwendung von Entwicklungsartefakten, um somit die Entwicklungszeiten für neue Systemvarianten zu verkürzen. In der Praxis werden neue Varianten einer Softwarefamilie jedoch meist durch Kopieren und Anpassen einer bestehenden Variante erzeugt. Dieses Ad-hoc-Wiederverwendungsprinzip, für gewöhnlich bekannt als Clone-and-Own, zeichnet sich zwar durch seine hohe Flexibilität aus, führt jedoch bei einer steigenden Anzahl an Varianten zu sehr hohen Wartungskosten.Übergeordnetes Ziel des Forschungsprojekts VariantSync ist die Entwicklung einer grundlegend neuen Methode, welche die Flexibilität von Clone-and-Own mit der systematischen Behandlung mit Variabilität von Software-Produktlinien kombiniert. Die Kernidee besteht darin, das zentrale Produktlinienkonzept eines Features transparent mit Variantenverwaltungsfunktionen zu integrieren, die aus Versionskontrollsystemen bekannt sind, um eine Menge parallel evolvierender Varianten automatisch zu synchronisieren und neue Varianten zu generieren. Die Anhebung der zugrundeliegenden Techniken aus dem Versionsmanagement auf die Abstraktionsebene von Features ist ein offenes Problem und die wesentliche Forschungsherausforderung, welche durch VariantSync adressiert wird. Wir glauben, dass unsere Forschungsergebnisse die Entwicklung variantenreicher Softwaresysteme effektiv und nachhaltig verändern werden, insbesondere wenn der Bedarf an zukünftig benötigten Varianten schwer vorherzusagen ist.

• SFB 1404/1: Debugging verteilter Datenanalyseworkflows (TP B03)

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  In der Praxis zeigen DAWs während ihrer Ausführung oft ein unerwartetes Verhalten oder brechen sogar einfach ab. Debugging zielt darauf ab, eine Ursache-Wirkungs-Beziehung zwischen dem beobachtbaren Verhalten und dem tatsächlich vorliegenden Fehler herzustellen. Eine solche Fehlererkennung dient als erster Schritt für eine zuverlässige Problemlösung und ist damit unverzichtbar zur Erhöhung der Zuverlässigkeit von DAW Systemen. Das Debuggen von DAWs ist jedoch aufgrund der Heterogenität der involvierten Verarbeitungsschritte sowie deren verteilten Ausführung besonders herausfordernd und noch wenig untersucht. Zentrale Forschungsfrage in diesem Teilprojekt ist, wie Wissenschaftler eine Debugging-Hypothese im Kontext des wissenschaftlichen Software-Engineerings effizient formulieren, testen und verfeinern können. Entwickelt und experimentell erprobt werden hierzu Methoden und Techniken zur initialen Eingrenzung, näheren Untersuchung und schlussendlichen Lokalisierung von Fehlern. Primäre Kollaborationspartner sind die Teilprojekte A03 und B06, die sich mit verwandten Themen im Umfeld des Testens und Monitoring von DAWs beschäftigen. Geleitet wird das Teilprojekt von Prof. Kehrer, einem Experten für modell- und datenzentrierte Softwareentwicklung, und Prof. Markl, einem Experten für verteilte Datenanalysen.

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