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Wie Unsichtbares leuchtet

Es ist ein traumhaft schöner Anblick, der sich den Astronauten beim Anflug auf die ferne Galaxis bietet. Große und kleine Sterne leuchten in unterschiedlichen Farben. Sie sind durch einzelne Strahlen, aber auch ganze Lichtbündel vernetzt. Der Kapitän des Raumschiffs steuert freilich in eine virtuelle Welt. Die Galaxis ist in Wirklichkeit eine Veranschaulichung. Sie stellt ein komplexes Computerprogramm in all seinen Verästelungen und Funktionen graphisch dar. Dazu werden in Cottbus Software-Tomographen entwickelt und gebaut. Von Rolf Bartonek

Aufgrund der dreidimensionalen Darstellung, die sie ermöglichen, kann Prof. Dr. Claus Lewerentz durch die Software-Galaxis „fliegen“ . Er hat in Cottbus eine Crew von Spezialisten um sich geschart, die bei der Visualisierung von Programmen schon weit vorangekommen ist. Der Chef des Lehrstuhls für Software-Systemtechnik an der Brandenburgischen Technischen Universität (BTU) leitet in Cottbus zugleich das Software-Qualitätslabor des Berliner Fraunhofer Instituts Rechnerarchitektur und Softwaretechnik. Zur Entwicklung und Vermarktung des Software-Tomographen hat er mit dem Schweizer Dr. Walter Bischofberger vor drei Jahren die Software-Tomography GmbH gegründet, die ihren Sitz in Cottbus hat. Und deren Slogan lautet: „Wir machen Unsichtbares sichtbar.“
Die Experten ermöglichen, was die Natur nicht kann. „Der Mensch hat kein Sinnesorgan für Softwarestrukturen“ , sagt Lewerentz. Dabei könnte er solch ein Organ dringend gebrauchen, denn die Programme werden immer komplexer und verästelter. Das Windows-Betriebsprogramm, erläutert Lewerentz, besteht aus 40 Millionen Zeilen Programmtext (Quellcode). Bankensoftware bringt es auf drei bis fünf Millionen Zeilen. Ein Oberklasse-Pkw hat für Motorsteuerung, Telematik, Fahrwerkanpassung, Brems- und Stabilitätssystem, Airbags, Abstandssensoren und anderes mehr rund zwei Millionen Zeilen Quellcode an Bord.
Als Programmtext oder in Form herkömmlicher Entwurfsdiagramme sind Programmsysteme alles andere als anschaulich. Selbst geübte Informatiker tun sich oft schwer, in ihnen Konstruktionsfehler zu finden und auszumerzen. Einige Elektronikprobleme, die bei verschiedenen Auto-Herstellern zu einer ganzen Serie von Rückrufen führten, sind auch ein Ausdruck dieser Lage.
Hinzu kommt, dass Programme in ihrer Grundsubstanz eine sehr lange Lebensdauer aufweisen. In dieser Zeit werden an ihnen immer wieder Veränderungen und Erweiterungen vorgenommen. Lewerentz vergleicht das mit einem Haus, das bei seiner Errichtung eine solide Statik besitzt, die aber später durch viele Um- und Anbauten Schaden nehmen kann.

Entwicklung von Software ist teuer
Wirtschaftlich verdeutlicht er das Problem durch zwei Zahlen: Etwa 35 Prozent der Entwicklungskosten neuer Automodelle der Oberklasse fließen heute in den Elektronikbereich. Und hier verursacht allein die Softwareentwicklung 90 Prozent der Kosten. Qualitätsprobleme können heute nicht gelöst werden, ohne die Qualität der Software zu sichern. Dazu muss diese anschaulich werden: Die Experten sollen das, worüber sie diskutieren, auch sehen.
Der in Cottbus entwickelte Software-Tomograph ermöglicht dies. Er selbst ist auch wieder „nur“ eine Software - erhältlich auf einer CD. Das Programm durchforstet die Architektur anderer Programme. Das Ergebnis wird dann mit einem Spezialprojektor dreidimensional sichtbar gemacht. Das Programm erlaubt verschiedene räumliche Darstellungsformen, eine ist die Sternenwelt. Mit 3-D-Brillen können sich die Betrachter nun den Programm-Kosmos heranholen und durch den Softwarewelt „fliegen“ .
Große und kleine Sterne verdeutlichen die verschiedenen funktionalen Knotenpunkte einer Software. Ihre räumliche Entfernung zueinander und ihre Kopplung durch ein oder mehrere Lichtstrahlen sagt etwas aus über ihre Abhängigkeit voneinander. „Sichtbar werden dabei auch besonders komplizierte und fehleranfällige Strukturen, die schwer zu verstehen und zu testen sind. Das sind Stellen, die bei einer späteren Weiterentwicklung des Programms besondere Schwierigkeiten bereiten“ , erläutert Lewerentz.
Die Wissenschaftler arbeiten jetzt daran, die Visualisierung in Form einer Landschaft vorzunehmen, wo die unterschiedlich großen Programmelemente durch Dörfer und Städte symbolisiert, die Verbindungen zwischen ihnen als Straßen dargestellt werden. Da lässt sich dann gut erkennen, ob eine „Schnellstraße“ noch aufnahmefähig ist oder ausgebaut werden muss.
Bei der Weiterentwicklung ihrer Visualisierungs-Software arbeiten die Cottbuser nicht nur mit dem Berliner Fraunhofer Institut zusammen, sondern auch mit dem ebenfalls in Berlin angesiedelten Software-Forschungsbereich von DaimlerChrysler.

Namhafte Kunden
Innerhalb von zwei Jahren hat die Software-Tomography GmbH über 100 Lizenzen für ihren Tomographen verkauft. Vor allem große Telekommunikationsfirmen, Autohersteller wie DaimlerChrysler, Geldinstitute und Versicherungen wie die Credit Suisse und die Dresdner Bank gehören zu den Kunden. Derzeit hilft der Tomograph, bei der Deutschen Flugsicherung die Qualität der nächsten Generation von Fluglotsen-Arbeitsplätzen zu verbessern.

Hintergrund Hohes Wachstum der Branche in Südbrandenburg
Die Software-Tomography GmbH als Cottbuser Universitäts-Ausgründung hat mittlerweile zehn Mitarbeiter an drei Standorten. Der Entwicklungsbereich ist in Cottbus angesiedelt, der Vertrieb in München sowie - für die Schweiz und Österreich - in Zug.
In Südbrandenburg verzeichnet die Informationstechnologie- und Softwarebranche ein starkes Wachstum. Nach IHK-Angaben gab es hier Ende 2004 etwa 940 Firmen in diesen Bereichen und damit 39 Prozent mehr als ein Jahr zuvor. Allerdings befinden sich darunter viele Ein-Mann-Betriebe (Ich-AGs).