Intergraduate School "European Green Deal" -- Teilprojekt: "Sustainable Software through Analyzing Sustainability Anti-Patterns in Software Development"

Software-Design-Entscheidungen, insbesondere Anti-Patterns - schlechte Programmiergewohnheiten und architektonische Fehler - können zu Ineffizienzen führen, die die Nachhaltigkeit von Software beeinträchtigen. Es gibt bereits eine Reihe von Studien, die sich mit Nachhaltigkeit in der Softwareentwicklung befassen, aber keine dieser Studien konzentriert sich explizit auf Anti-Patterns auf der Implementierungsebene. Diese Projekt zielt darauf ab, diese Lücke zu schließen, indem Anti-Patterns, die häufig während der Softwareentwicklung auftreten, identifiziert und beseitigt werden. Dabei konzentriert sichdas Projekt auf die Entwicklung eines automatischen Mechanismus zur Erkennung von nachhaltigkeitsbezogenen Anti-Patterns in Softwaresystemen. Zu diesem Zweck setzen wir quf einen kombinierten Ansatz aus Softwaremetriken und ML-basierten Techniken und identifizieren so die primären Codequalitätsattribute, die mit diesen Anti-Patterns verbunden sind. Unser Ziel ist es, die automatische Identifizierung von Codemustern zu erleichtern, die unter bestimmten Gesichtspunkten ineffizient sind und somit zu einem verschwenderischen Umgang mit Ressourcen wie Energie führen. Darüber hinaus erforschen wir indiesem Prjekt auch auch Refactoring-Strategien, um diese Ineffizienzen zu beseitigen und Entwicklern bei der Optimierung von Code zu helfen, um die Nachhaltigkeit von Software zu verbessern.
Ein Hauptziel dieses Projekts ist es, eine praktische Lösung für die Nachhaltigkeit von Software zu finden, indem Techniken und Werkzeuge entwickelt werden, mit denen Softwaresysteme automatisch bewertet und refaktorisiert werden können. Schließlich validieren wir unsere geplanten Techniken durch einen gemischten Methodenansatz, der empirische Analysen, Fallstudien und Software-Profiling-Tools verwendet, um die Energieeinsparungen und Leistungsverbesserungen durch die Abschwächung von Nachhaltigkeits-Anti-Mustern herauszufinden. Wir gehen davon aus, dass dieses Projekt das Thema der nachhaltigen Softwareentwicklung voranbringen wird, indem es Frameworks und Werkzeuge bereitstellt, die Entwicklern bei der Erstellung nachhaltiger Softwaresysteme helfen.

Sustainable Software through Analysing Sustainability Anti-Patterns in Software Development

Software design decisions, particularly anti-patterns - bad coding habits and architectural flaws - can result in inefficiencies that harm software sustainability dimensions. There are already a number of studies addressing sustainability in software engineering, but no such study focuses explicitly on anti- patterns at implementation level. This research project aims to fill this gap by identifying and mitigating sustainability anti-patterns that frequently occur during software development. The project will focus on creating an automated mechanism for detecting sustainability-related anti-patterns in software systems. To this end, we employ a composite metrics approach together with ML-based techniques, and thus, identify the primary code quality attributes that are associated with these anti-patterns. Our goal is to facilitate the automatic identification code patterns that are inefficient from certain viewpoints, and thus, lead to a wasteful use of resources such as energy. Moreover, the proposed framework will also include refactoring strategies to address these inefficiencies, helping developers optimize code to improve software sustainability. A major objective of this research is to provide a practical solution to software sustainability by creating techniques and tools that can automatically assess and refactor software systems. Eventually, we validate our envisioned techniques by a mixed-method approach using empirical analysis, case studies, and software profiling tools to find out the energy savings and performance improvements through the mitigation of sustainability anti-patterns. We assume that this PhD topic will advance the subject of sustainable software engineering by providing frameworks and tools to help developers in creating sustainable software systems.