Analyse von Entwurfsentscheidungen in natürlichsprachiger Softwarearchitekturdokumentation

Entwurfsentscheidungen bilden das Fundament zur Entwicklung qualitativ hochwertiger Softwaresysteme. Ihre Extraktion aus und Klassifikation in natürlichsprachiger Softwaredokumentation ermöglichen die Informationsgewinnung für Implementierungsund Wartungsprozesse und die Erstellung konsistenter Dokumentationsartefakte. Das in dieser Arbeit entwickelte Klassifikationsschema für Entwurfsentscheidungen erweitert bestehende Ansätze, die zwar in der Lage sind, Entwurfsentscheidungen in ihrer Breite zu klassifizieren, jedoch keine klar umrissenen Klassen für die Klassifikation in der hierarchischen Tiefe festlegen. Die hier entwickelten Klassen versuchen, die verschiedenen Arten von Entwurfsentscheidungen vollständig abzubilden. Die dazwischenliegenden, feingranulareren Trennlinien dienen dazu, die Entwurfsentscheidungen deutlicher voneinander abzugrenzen. Nachdem zunächst ein initiales Klassifikationsschema entworfen wird, wird in einem iterativen Prozess die Passform des Klassifikationsschemas durch die Anwendung auf die reale Softwarearchitekturdokumentation von 17 Fallstudien validiert und verbessert, bis hin zur Konvergenz auf ein ausgereiftes Schema. ... mehrNeben einer Übersicht, welche Entwurfsentscheidungen getroffen und dokumentiert werden, liefert die manuelle Analyse der Fallstudien einen mit Labeln versehenen Textkorpus. In einem zweiten Teil wird eine Anwendungsmöglichkeit des entwickelten Klassifikationsschemas eröffnet, indem in einer Proof-of-Concept-Implementierung untersucht wird, mit welchen Ansätzen des maschinellen Lernens und der natürlichen Sprachverarbeitung Entwurfsentscheidungen in natürlichsprachiger Softwarearchitekturdokumentation identifiziert und klassifiziert werden können. Durch die Evaluation mit statistischen Maßen wird gezeigt, welche Methoden zur Textvorverarbeitung, zur Überführung in Vektorrepräsentationen und welche Lernalgorithmen besonders für diese Klassifikation geeignet sind. Die automatisierte Rückgewinnung von Entwurfsentscheidungen aus der Dokumentation und gleichzeitige Zuordnung zu Kategorien mit gemeinsamen Eigenschaften erleichtert Aspekte im Softwareentwicklungsprozess wie Verständlichkeit, Konsistenz und Wartbarkeit.