Disputation von Christian Hovy am 18.12.2020, 13:00 Uhr
18. Dezember 2020, von Reinhard Zierke
Einladung zur hochschulöffentlichen Disputation von
Herrn Christian Hovy
Titel der Dissertation:
Unittests für die Klimamodellentwicklung
Abstract:
Moderne Klimamodelle werden von interdisziplinären Teams entwickelt und enthalten zahlreiche miteinander gekoppelte Teilmodelle, die unterschiedliche Komponenten und Prozesse des Klimasystems abbilden. Die steigende Komplexität der Modelle sowie die Notwendigkeit, sich an immer leistungsfähigere Rechnerarchitekturen anzupassen, ist mit hohen softwaretechnischen Herausforderungen verbunden. Dies betrifft insbesondere auch das Testen dieser Modelle. Diese Arbeit befasst sich daher aus softwaretechnischer Sicht mit dem Testen von Klimamodellen und der Frage, wie sich die Erstellung von Unittests, d.h. von isolierten Tests kleinerer Codeeinheiten, in diesem Kontext unterstützen lässt.
Im Rahmen einer internationalen Studie wird die Softwaretestpraxis in der Klimamodellierung Unittests an vier Forschungsinstituten untersucht. Ein zentrales Ergebnis der Studie ist, dass die in der industriellen Softwareentwicklungspraxis etablierten Unittests in der Klimamodellierung selten zum Einsatz kommen. Stattdessen werden sowohl für die wissenschaftliche Evaluation der Modelle als auch als Regressionstests im Wesentlichen sog. Ende-zu-Ende-Tests eingesetzt. Dabei wird jedes Mal das Hauptprogramm der Modellsoftware ausgeführt und alle Phasen einer Simulation durchlaufen.
Aufbauend auf den Ergebnissen dieser Studie wird argumentiert, dass Unittests eine sinnvolle Ergänzung dieser Testpraxis darstellen können, um die Produktivität der Entwicklung zu erhöhen. Dies setzt jedoch voraus, dass der Aufwand für die Erstellung der Tests in einem vertretbaren Verhältnis zum Nutzen steht. Um den Aufwand für die Erstellung von Unittests für Klimamodelle mit Hilfe eines anwendungsorientierten Verfahrens zu reduzieren, wird der sog. Capture-&-Replay-Ansatz vorgeschlagen. Dabei werden Testdaten für Unittests einzelner Prozeduren aus existierenden Ende-zu-Ende-Tests gewonnen, indem bei deren Ausführung Ein- und Ausgangsdaten der zu testenden Prozedur aufgezeichnet werden. Zudem wird ein Softwarewerkzeug namens FortranTestGenerator vorgestellt, welches auf Grundlage einer statischen Codeanalyse sowohl Code zum Aufzeichnen der Testdaten generiert als auch ein Testprogramm, in dem die aufgezeichneten Daten geladen, die zu testende Prozedur isoliert ausgeführt und dessen Ergebnisse validiert werden.
Datum und Uhrzeit: Freitag, 18. Dezember 2020 um 13:00 Uhr
Ort: per Videokonferenz in Zoom
Betreuer: Prof. Dr. Thomas Ludwig und Prof. Dr. Heinz Züllighoven
Bei Interesse an der Videokonferenz teilzunehmen, melden Sie sich bitte bei Christian Hovy(hovy"AT"informatik.uni-hamburg.de).
Prof. Dr. Matthias Rarey
Vorsitzender des Fach-Promotionsausschusses Informatik