Steffen Becker ist seit 1. März 2017 Professor für zuverlässige Softwaresysteme am Institut für Softwaretechnologie (ISTE)

Neu an der Uni: Prof. Steffen Becker

„Unser Labor ist die Realität“

Steffen Becker ist seit 1. März 2017 Professor für zuverlässige Softwaresysteme am Institut für Softwaretechnologie (ISTE). „Wir analysieren, ob die Strukturen der Software geeignet sind, die Qualität der Software zu gewährleisten“, beschreibt Becker seine Arbeit.

Durch die exponentiell steigende Masse an Daten und dadurch dass Systeme mehr und mehr offen sind für jedermann, müssen aktuelle Systeme ganz anderen Anforderungen standhalten. Genau auf diesem Gebiet ist Becker seit vielen Jahren aktiv.

Hauptakzent: Softwarequalität analysieren

Mit einem Irrglauben räumt der jugendlich wirkende Mann aus Mittelhessen auf: „Wir entwickeln keine Software. Wir beschäftigen uns vielmehr mit Verfahren, in meinem Fall solchen für die Analyse von Softwarequalitäten.“ Im Idealfall arbeiten Forschung und Industriedienstleister Hand in Hand. „In unserer Bewertung gehen wir bis dahin, wo die Konstrukteure die Software haben wollen. Wir analysieren also, ob die Software die geforderten Qualitäten tatsächlich leisten wird.“

Der Name der Stuttgarter Professur beschreibt die umfangreiche Forschungsausrichtung seit seinem Amtsantritt folglich nur in Teilen. Es gehe, so der Wirtschaftsinformatiker, nicht nur um Zuverlässigkeit, sondern um Softwarequalität in verschiedenste Richtungen, insbesondere hinsichtlich der Performance der Software und ihres Verhaltens bei großen Lasten.“ Die Zuverlässigkeit, also dass die Software nicht ausfällt, bleibt einer unter vielen Aspekten seiner Forschungsarbeiten und Vorlesungen. Genauso das Thema Wartbarkeit, also die Eigenschaft, dass sich Software weiterentwickeln lässt oder Fehler leicht beseitigt werden können. Performance, Zuverlässigkeit, Wartbarkeit, Verfügbarkeit, Skalierbarkeit, Elastizität, Effizienz oder Safety – dies sind die wesentlichen Softwarequalitäten, mit denen sich seine Abteilung mehr oder weniger intensiv beschäftigt.

Das Chaos verhindern

Für die Industrie ist die Modellierung, Analyse und Optimierung von Softwarearchitekturen extrem wichtig. Die wertvolle Vorarbeit, die im Optimalfall zu einem einwandfreien Softwaresystem führt, kann Chaos verhindern und hohe nachträgliche Kosten vermeiden, die ein Nachrüsten in aller Regel verursachen würde. „Als Softwaretechniker versuchen wir ein Handbuch zu schreiben, das Anforderungen systematisch auf mögliche Entwürfe abbildet. Wir schauen, ob die Strukturen einer Software geeignet sind, ihre Qualität zu gewährleisten.“

 

Steffen Becker ist seit 1. März 2017 Professor für zuverlässige Softwaresysteme am Institut für Softwaretechnologie (ISTE) (c)
Steffen Becker ist seit 1. März 2017 Professor für zuverlässige Softwaresysteme am Institut für Softwaretechnologie (ISTE)

Methodenentwicklung für Anwender

Methoden für Softwareentwickler erforschen – darum geht es in Beckers Abteilung. Als konkretes Beispiel aus der jüngsten Vergangenheit nennt er das Gesundheitssystem der USA. „Darauf muss die gesamte amerikanische Bevölkerung und damit rund 200 Millionen Menschen zugreifen können.“ Folglich erhielt ein Industriedienstleister den Auftrag, für die Gesundheitsvorsorge ein probates System zu entwickeln. „Jetzt könnten die Entwickler sagen: ‚Das ist ein kompliziertes System. Schauen wir mal nach, welche Verfahren der Kollege Becker entwickelt hat und wenden die an.‘ Dann käme als Ergebnis heraus: ‚So wie Ihr das bauen wollt, wird das System zusammenbrechen.‘ Da sie das Verfahren nicht benutzt haben, ist das System zusammengebrochen“, beschreibt der Softwaretechniker das vorhersehbare Debakel in Amerika.

Vorabanalyse statt Supergau

Mit Industriepartnern wie ABB, Phoenix Contact oder IBM hat Becker erfolgreich zusammengearbeitet. „Die Systeme lagen uns vor und wir haben sie analysiert.“ Es sind meist Individualsysteme, die die Industriepartner für ihre Kunden bauen. ABB zum Beispiel stellt Software her, die Anlagen der BASF steuern könnte. Im Normalfall geht alles gut. Was aber passiert, wenn etwas schiefgeht? „Wenn bei BASF die Pumpe klemmt, blinkt ihre Kontrollleuchte und die Chemikalie fließt nicht weiter. Im Kessel kommt nicht mehr die richtige Chemikalienzusammensetzung an, so dass die Kontrollleuchte des Kessels ebenfalls blinkt. Relativ schnell blinkt dann das gesamte Kontrollpanel.“

Ein Alarm bleibe normalerweise nicht alleine, sondern resultiere in tausenden von Alarmen. Hier setzt die Analysearbeit von Becker an: Es geht darum, das System im Fall eines ‚Alarm Burst‘ so stark zu machen, dass die notwendigen Benutzereingaben gemacht werden können, die gebraucht werden, um die kritische Situation zu beheben. Somit ist also noch genügend Reserve vorhanden, um selbst im Alarmfall das System weiterhin bedienen zu können. In Amerika dagegen hatte der „Alarm Burst“ dazu geführt, dass das System vor lauter blinkender Lampen zur Alarmabarbeitung auf Anfragen nicht mehr reagieren konnte.

Konkrete Forschung

„Unser Labor ist die Realität“, sagt er über seine Forschungsarbeit. Seinen Studierenden bringt Becker eben diese methodischen Verfahren bei, mit denen die Softwarequalität gesichert werden kann. „Damit sie später im Beruf bei unseren Industriepartnern direkt arbeiten können.“ Softwarearchitekturen wie an Beckers Abteilung existierten zwar schon seit rund zwanzig Jahren, doch in der Praxis und damit in der Industrie sei diese Arbeitsweise noch nicht durchschlagend angekommen.

Nachholbedarf der Industriedienstleister

„Wir haben immer mehr Systeme, die an der Qualität scheitern“, unterstreicht der Professor die Relevanz der Arbeit seines Instituts und verweist als Beispiel auf das Internet of Things (IoT): „Milliarden von Daten kommen pro Stunde auf ein System, weil jedes kleine Gerät, das angeschlossen ist ans Netz, seine Daten schickt. So ein System kann ich schlichtweg nicht mehr bauen, indem ich nur die Funktionen teste.“

Während sein Kollege Küsters vom Institut Informationssicherheit ein Überlastszenario nutzt, um ein System in die Knie zu zwingen, versucht Becker zu verhindern, dass das System jemals in die Knie geht. Becker: „Natürlich machen wir Wissenschaftler das nicht im Alleingang, sondern arbeiten mit den jeweiligen Entwicklern zusammen. Denn nur die kennen das System, wir die Verfahren, wie man das System untersuchen kann.“

Die Qualitätsbewertung von Software macht Becker und seine Mitstreiter zu gefragten Partnern der Industrie. Denn nach wie vor gibt es wenige Experten auf diesem Gebiet. Der Softwareflüsterer wiederum braucht für alle seine Arbeiten geeignete Industriepartner, „die die Probleme, die wir behandeln, auch tatsächlich haben, und die gibt es in Stuttgart in Hülle und Fülle.“ Die Chancen stehen also gut, dass Beckers akademisches Nomadendasein seinen Schlusspunkt gefunden hat, zumal der Hesse sich in dieser Gegend sichtlich wohl fühlt.

Dieses Bild zeigt Becker
Prof. Dr.-Ing.

Steffen Becker

Abteilungsleiter Abteilung Zuverlässige Softwaresysteme

[Foto: U. Regenscheit / Universität Stuttgart]

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