Software product lines (SPLs) play an important role in reducing software development times and costs by ensuring the reuse of common components in the different products being developed. However, as the scope of SPLs and the market they address expand, they become increasingly more complex than originally designed. As a solution to this situation, it is recommended that software product lines be converted into software ecosystems (SECOs). In software ecosystems, the leading company opens the SPL platform to developers outside the company and allows developers to create extensions to existing platform. In this paper we will describe the studies and difficulties for the software ecosystem transition of an embedded software product line (IRIS) developed by Aselsan after being used by subcontractors.
Son yıllarda, Aselsan tarafından üretilen sistemlerin hem çeşitliliği hem de karmaşıklığı oldukça artmıştır. Ancak bu duruma zıt bir şekilde sistemlerin geliştirme ve teslimat süreleri her geçen gün azalmaktadır.
Bu gelişmelere paralel olarak, geliştirilen sistemleri yöneten gömülü sistem yazılımları da her yeni projeyle birlikte daha da karmaşıklaşmakta ve de bu yazılımların geliştirilmesi için ayrılan süreler azalmaktadır. Yazılımların geliştirilme süresini ve maliyetini azaltmak için en etkili metotlardan birinin yeniden kullanımı artırmak olduğu bilinmektedir. Yazılım ürün hatları geliştirilen farklı ürünlerdeki ortak bileşenlerin yeniden kullanımını sağlayarak, yazılım geliştirme sürelerinin ve maliyetlerinin azaltılmasında önemli rol oynamaktadır. Ancak, yazılım ürün hatlarının kapsamı genişledikçe başta tasarlandığından çok daha karmaşık hale gelebilmektedir. Aynı zamanda, yazılım ürün hattının sürdürülmesi ve gömülü sistemlere entegrasyonu için ihtiyaç duyulan işçilik miktarı da artmaktadır.
Yazılım ürün hattının, onu geliştiren ana ekibin dışındaki kullanıcılara açılarak;
harici geliştiriciler tarafından kullanılması ve genişletilmesi kavramı yazılım ekosistemi
olarak tanımlanmaktadır [
Burada anlatacağımız çalışmada, Aselsan’da geliştirilen IRIS gömülü yazılım ürün hattının, altyüklenici firmaların kullanımına açılması ve iki farklı seviyede kullanımı anlatılacaktır: IRIS ürün hattı için bileşen geliştirilmesi ve IRIS ürün hattının kullanılmasıyla son ürün geliştirilmesi.
Çalışmanın geri kalanı su şekilde düzenlenmiştir: Bölüm 2’de yazılım ekosistemi kavramı ile ilgili literatür bilgileri özetlenmiştir. Bölüm 3’te IRIS ekosisteminin altyükleniciler tarafından kullanımı ve karşılaşılan zorluklar aktarılmıştır. Bölüm 4’te ise sonuçlar ve gelecek için çalışma önerileri verilmiştir. 2
Son yıllarda, araştırma-geliştirme ve inovasyon sürelerinin azalması ve bunun
sonucunda yeni ürün ortaya çıkarmak için gerekli zamanların kısalması doğrultusunda,
yazılım ürün hatları (YÜH) ilk tasarımlarından uzaklaşmakta ve kapsamları
genişlemektedir [
YÜH ekosistemi yaklaşımı, geniş kapsamlı ürün hatları için bir çözüm olarak
önerilmektedir [
Yazılım geliştirdiği platformu dış geliştiricilere açmak isteyen firmalar için iki
farklı yaklaşım önerilmektedir [
Yazılım ekosistemi kavramı, yazılım endüstrisinde yeni fırsatlar ve beraberinde zorluklar ortaya çıkarmaktadır: Yeni iş yapış şekilleri, açık inovasyon, birlikte geliştirme gibi fırsatlara karşın; sahiplenme konusu, stratejik planlamalar, değişkenlik yönetimi gibi zorluklar.
Bir yazılım ekosisteminde üç ana unsur bulunmaktadır: Bir temel geliştirici (ana
yüklenici), bir yazılım geliştirme platformu (ürün hattı) ve dış geliştiriciler. Çevre
geliştiriciler platformu kullanarak kendileri için değer yaratırlar [
Bosch’a göre bir yazılım ekosisteminde dört seviye geliştirici bulunabilir [
2. Stratejik geliştiriciler: Uzun süreli ortaklık için seçilmiş firmalardır, ürün hattına doğrudan erişimleri vardır.
3. Kısıtlanmış geliştiriciler: Ürün hattına doğrudan erişimleri olmayan dış geliştiricilerdir.
4. Bağımsız geliştiriciler: Platformu kullanarak, ana yüklenici firmadan bağımsız ürün geliştirirler.
Yukarıda belirtilen farklı rollerdeki geliştiriciler, ortak geliştirme platformuna çeşitli erişim noktaları ya da arayüzler üzerinden erişirler. Bir API veya SDK üzerinden, ya da çeşitli seviyede veri paylaşımı ve teknolojinin bir kısmını açık kaynaklı hale getirerek, geliştirme platformuna erişim sağlanabilir.
Ortak platformun yeniden kullanabilir hale getirilmesi ve çeşitli şekillerle dış
erişime açılmasının ardından, ekosistemin gelişebilmesi için dış geliştiricilerin
cesaretlendirilmesi ve ekosistem içerisinde aktif olmaları sağlanmalıdır [
Hanssen tarafından yapılan alan çalışması sonucunda, ana yüklenici firma temelli
yazılım ekosistemleri için kavramsal bir model oluşturulmuştur [
2. Yazılım ekosistemleri kendi kendisini denetlemelidir; hem ana firma hem çevre firmalar birbirine uyum sağlamalıdır.
3. Yazılım ekosistemlerinin, hem müşterilerle, hem üçüncü taraf şirketlerle ve hatta rakiplerle ağ tabanlı bir ilişkisi vardır. 4. Yazılım ekosistemlerinin düzgün işlemesi açısından web toplantıları benzeri teknoloji kullanımları önem arz etmektedir.
5. Yazılım ürün hattı, yazılım ürünleri ve iş alanı tüm ekosistemin ortak değerleridir. Ürün hattı gelişimi de tüm ekosistemin ortak sorumluluğu altındadır. 2.2
Harici paydaşlarla etkileşim ve iletişim halinde olunması ürün hattının birlikte
yaratılmasını sağlamaktadır. Ürün hattının harici kullanıcıları da yazılım süreçlerine
dâhil olmalıdır. Aynı zamanda, uzun vadeli stratejiler ve planlar paylaşılarak, harici
geliştiriciler desteklenmelidir. Ana geliştirici firmanın temel görevi, iş alanının
geliştirilmesi ve daha fazla harici geliştiricinin ekosisteme dâhil olmasını sağlamak
olmalıdır [
Harici geliştiricilerle sağlıklı iletişim kurmanın en iyi yolunun, herkese açık olacak
şekilde ortak platformla (ürün hattı) ilgili uzun dönem yol haritasının paylaşılması
olduğu belirtilmiştir [
Ürün planları ve yol haritalarının paylaşılması yazılım ekosistemlerinin
gelişmesine yol açacağı gibi, aynı zamanda harici partner şirketlerle planlama ve geliştirme
konularında işbirliği yapılması da şirketler-arası inovasyonu güçlendirecektir.
Seichter ve arkadaşlarına göre [
Bir ekosistemi belirleyen temel özellikler, kullanılan araçlar ve teknolojilerdir [
Yazılım ekosistemlerinin var olması ve gelişimi açısından diğer temel iki prensip
ise şeffaflık ve modüler sistem tasarımıdır [
Ekosistemde şeffaflık ilkesinin uygulanması sayesinde, ekosistem aktörleri
ekosistem içerisindeki iş yapış şekillerini, kullanılan teknik altyapıları öğrenebilirler.
Ayrıca, bu sayede ekosistem üyeleri geliştirme aktivitelerinin durumu hakkına bilgi sahibi
olur ve ekosistem içerisinde koordinasyon sağlanmış olur. Ancak, ortaya çıkabilecek
doküman ve bilgi yoğunluğu sebebiyle, ekosistemin işlemez hale gelmesini
engelleyecek ayıklama ve güvenlik, gizlilik gibi sebeplerle paylaşılmaması gerekli bilgiler
için filtreleme mekanizmalarının da kurulması gerekmektedir [
Modüler birimler sayesinde ekosistemde farklı aktörlerin birbirinden etkilenmeden
ürün geliştirmesi sağlanmaktadır; ancak kesişen özellikler söz konusu olduğunda bu
farklı aktörlerin birlikte çalışması gerekliliği gibi sorunların da dikkate alınması
gerekmektedir. Bu probleme Cataldo [
Yazılım ekosistemi yönetimi, ekosistem aktörlerinin ve karşılıklı ilişkilerinin
koordinasyonu ve yönetimi olarak tanımlanmaktadır. Kalite kriterlerini ve yazılım
standartlarını paylaşmak, uzun vadeli planları paylaşmak, ortak bileşen havuzu
oluşturmak, kalite standartlarını uygulatmak gibi yöntemler yönetim tekniklerine örnek
olarak gösterilebilir [
Bir yazılım ekosisteminde sürüm tarihleri, ürün yol haritası, proje hedefleri gibi
temel ürün geliştirme kararları aktörler arası bilgi paylaşımı gerektirdiği için, karar
verme süreci daha zorlayıcıdır. Bir ekosistem yöneticisi, hem aktörler arası, hem de
başka sağlayıcılar, müşteriler vb. arasındaki iletişimin hızlı ve ucuz olmasını
sağlamalıdır [
Brinkkemper [
Seichter [
IRIS, Aselsan’da üretilen sensör ve silah sistemleri için geliştirilmiş bileşen tabanlı
bir yazılım ürün hattıdır [
Geliştirilen sistematik konfigürasyon yaklaşımı [
IRIS kullanılarak hazırlanan sistem yazılımı sayısı arttıkça, sıfırdan geliştirilip ortak bileşenlere eklenmesi gereken bileşen sayısı da artmış ve IRIS geliştiricileri bu ihtiyaca zaman ve kaynak ayıramamaya başlamıştır. Bu soruna çözüm olarak altyüklenici kullanımının artırılması hedeflenmiş ve IRIS altyapılarının uygun olması sayesinde aynı anda birçok altyükleniciyle çalışmaya başlanmıştır.
Altyüklenicinin kullanımına yönelik yazılım ürün hattında bazı altyapıların sağlanmış olması ve geliştirilecek bileşenlerin ve son ürünlerin kalitesine yönelik birtakım kuralların önceden tanımlanmış olması sayesinde, bu çalışmalar Aselsan’ın kendi ekosistemine geçişi yönünde atılmış bir adım olarak değerlendirilebilir.
Bildirinin ilerleyen bölümlerinde, IRIS yazılım ürün hattının altyüklenici firmalar tarafından iki farklı seviyede kullanımı anlatılacaktır: IRIS için bileşen ve IRIS kullanılarak son ürün geliştirilmesi. Ardından, altyüklenici kullanımı konusunda yaşanan sıkıntılar ve çözüm önerileri aktarılacaktır. 3.1
IRIS yazılım ürün hattı, arayüz fonksiyonları ortaklanmış birim bileşenlerinden oluşmaktadır. Yapılan alan analiz çalışmaları ve birçok farklı bileşenin çeşitli projelerde kullanılmış olması sayesinde, bileşen arayüz fonksiyonları belli bir olgunluk seviyesine ulaşmış durumdadır.
IRIS bileşenlerinde, o bileşen tipine ait yapılan alan analizlerinde ortaya çıkan
ortak ve muhtemel yetenekler “Özellikler” matrisinde toplanmıştır. Benzer şekilde,
farklı proje isterlerine göre değişkenlik gösteren yetenekler de “Konfigürasyon”
matrisi ile çözülmüştür [
Aynı zamanda, ekip içerisinde aktif olarak kullanımda olan kodlama stilleri ve
yazılım isimlendirme kuralları rehberleri bulunmaktadır. Ayrıca, MISRA C++ kodlama
standardının da seçilmiş bir altkümesi kullanılmaktadır. Ekip tarafından geliştirilen
programlar sayesinde ise, bileşenlerin kodlama stilleri ve isimlendirme kuralları
rehberlerine ve MISRA altkümesine uygunlukları otomatik olarak ölçülebilmektedir. Bu
ölçümler sonucunda bileşen kalite puanı hesaplanmaktadır [
Bileşen arayüzleri ile birim ve proje seviyesindeki olası değişkenlikler yukarıda anlatıldığı gibi tanımlanmış durumdadır. IRIS ürün hattına eklenecek bileşenlerin uyması gereken kurallar da belirlenmiş ve dokümante edilmiş durumdadır. Bileşen geliştirme yöntemlerinin var olması; ihtiyaç duyulduğunda, Aselsan haricindeki geliştiricilere bileşen geliştirme işinin verilmesinin önünü açmıştır.
Bu sayede Aselsan dışındaki geliştiriciler de, IRIS yazılım ürün hattı için, bileşen geliştirmeye başlamışlardır. Altyüklenicilerle paylaşılan dokümanlar için bkz. Şekil 1.
Bileşen geliştirme süreci boyunca, altyüklenicilerle haftalık düzenli toplantılar yapılmaktadır. Arayüzlerde -eğer varsa- altyükleniciler tarafından tespit edilen eksiklikler, bu toplantılarda değerlendirilmekte, gerekli görülürse arayüz fonksiyonları, konfigürasyon ya da özellik matrisleri güncellenebilmektedir.
Arayüz fonksiyonları Konfigürasyon * Limit açıları = (-5, 80) * Algoritma numarası = 5
Dokümanlar * Arayüz tanımları * Rehberler Özellikler * Özellik_1 = Yok * Özellik_2 = Var Şekil 1. Bileşen geliştirme sürecinde paylaşılan dokümanlar 3.2
Aselsan’da uzun yıllar boyunca edindiğimiz gömülü sistem yazılımı geliştirme deneyimimiz göstermiştir ki, gömülü yazılım bileşenlerinin sistem entegrasyonu için harcanan iş gücü, çoğunlukla bileşenin geliştirilme süresi ile kıyaslanabilir boyutta olmaktadır.
IRIS ekosistemi kapsamında birçok bileşen altyüklenici tarafından geliştirilse dahi, bileşenlerin sistem entegrasyonunun çoğunlukla Aselsan’daki geliştiricilerle beraber yapıldığı gözlenmiştir. Bu durumun nedenleri şu şekilde sıralanabilir: Aselsan dışındaki geliştiricilerin sistem tecrübesinin tek başına çalışmaya yeterli olmaması, sistem entegrasyon aşamasının bileşen geliştirildikten çok sonra başlaması, güvenlik nedenli kaygılar.
Bu sorunların önüne geçmek ve Aselsan dışındaki geliştiricilere daha fazla sorumluluk vermek amacıyla, örnek bir projede ürün sorumluluğunun altyüklenicilere verilmesi kararlaştırılmıştır. Böylelikle, IRIS ekosisteminin bir seviye daha genişlemesi hedeflenmiştir.
Şekil 2’de IRIS ekosistemindeki son ürün mimarisi gösterilmiştir. Ticaret sırları ve güvenlik gibi sebeplerle altyüklenicilerle IRIS ürün hattı kaynak kodu paylaşılmamıştır. Bunun yerine IRIS kütüphane olarak derlenmiş ve altyükleniciyle bu paylaşılmıştır. Altyükleniciyle paylaşılan diğer dokümanlar: Sistem kontrolcüsü dış arayüz fonksiyonları ve IRIS konfigürasyon bilgileridir.
Yeni bileşenler
Projeye
Özel Adaptör
Altyükleniciden IRIS ekosisteminde son ürün geliştirme sürecinde beklenenler: IRIS konfigürasyon altyapılarını kullanarak IRIS ürün hattını geliştirilecek proje ihtiyaçlarına göre ayarlaması, eğer IRIS bileşenleri içerisinde bulunmayan bir bileşen entegrasyonu gerekiyorsa bu bileşeni kodlaması, proje seviyesinde IRIS kontrolcüsünde bulunmayan bir yetenek gerekiyorsa da “projeye özel adaptör” geliştirip isterleri gerçeklemesi şeklinde sıralanabilir.
Şekil 2’de gösterildiği gibi, ihtiyaç halinde geliştirilecek projeye özel adaptör, IRIS
sistem kontrolcüsüyle ULAK [
Bu yöntemle, altyüklenicinin tüm sistem entegrasyon faaliyetlerini, IRIS yazılım ekibinin işçiliğinin minimum harcanmasını sağlayacak şekilde, tek başına yürütmesi hedeflenmektedir. IRIS ekibiyle yapılacak düzenli toplantılarla, IRIS ortak bileşenlerinde ya da arayüzlerde görülen değişiklik ihtiyaçları değerlendirilecek ve gerekli görülen arayüzler güncellenecektir.
Bu bölümde IRIS yazılım ürün hattının, yoğun altyüklenici kullanımıyla beraber ekosisteme geçiş sürecinde karşılaşılan sıkıntılar özetlenecektir.
Öncelikle, karşılaşılan en temel problem “geliştirici seçimi” olmuştur. Aselsan’ın güvenlik ve emniyet gereksinimleri gereği bu süreç beklenenden uzun sürmüştür. IRIS ekosistemi dâhilinde birlikte çalışılan altyüklenici sayısı arttıkça, bu konunun sorun olmaktan çıkacağı değerlendirilmektedir.
Ekosistem kapsamındaki bir diğer sorun da, altyüklenici firmaların yapacağı çalışmalar için yapılan işçilik saati tahminlerinin, ekosistem kapsamındaki bu çalışmaların ilk kez yapılacağı için öngörülemeyişidir. Bu konunun da ekosistem çalışmaları devam ettikçe, ortadan kalkacağı düşünülmektedir.
Ekip olarak görülen bir diğer sıkıntı da, süreç sırasında kullanılan birçok özelliğin dokümantasyonun eksik olmasıdır. Birçok bilginin dokümante edilmediği ekip dışı geliştiricilerin bu altyapıları kullanması sayesinde fark edilmiş ve hızlı bir şekilde bu eksiklerin kapatılması çalışmalarına başlanmıştır.
Yazılım süreçleri konusunda da güncelleme ihtiyacı duyulmuştur. Birçok yazılım geliştirme adımı hem Aselsan tarafında, hem altyükleniciler tarafında yapılmaktadır: Konfigürasyon yönetimi, gereksinim yönetimi vb. Bu gibi durumlar için, altyüklenicilerle ortak erişilen alanlarda tek elden bu işlerin yönetilmesi hedeflenmektedir. 4
Bu çalışmada Aselsan’ın askeri ürünler geliştirmesinden dolayı dış geliştiricilere kapalı bir yazılım ürün hattı olan IRIS’in, çeşitli ve güvenli seviyelerde altyüklenicilere açılması yoluyla IRIS ürün hattının IRIS ekosistemine dönüştürülmesi çalışmaları anlatılmıştır.
Bundan sonraki süreçte, altyüklenici çeşitliliğinin artırılması hedeflenmektedir. IRIS ekosistemi dokümantasyonunun ve ürün geliştirme rehberlerinin iyileştirilmesi ve bu sayede ekosistem kalitesinin yükseltilmesi amaçlanmaktadır.
Teşekkür
Saygıdeğer hocam Prof. Semih Bilgen’e yazılım ekosistemi kavramıyla tanıştırdığı için teşekkürlerimi sunarım.
IRIS yazılım ürün hattını birlikte geliştirdiğimiz ve ekosisteme dönüştürmekte olduğumuz, Aselsan Savunma ve Sistem Teknolojileri (SST) Sektör Başkanlığı Hava Savunma Silah Sistemleri ve Görüntü İşleme (HSSS-Gİ) yazılım ekip arkadaşlarıma özverili çalışmaları ve verdikleri destekten dolayı teşekkür ederim.