Nachhaltigkeitskriterien

Mit dem Modell können drei Kategorien von Nachhaltigkeitskriterien und -metriken für Softwareprodukte abgebildet werden:

Allgemeine Kriterien und Metriken

Die allgemeinen Kriterien und Metriken ergeben sich direkt aus den bekannten und standardisierten Qualitätseigenschaften für Software (International Standard ISO/IEC 25000:2005 (E)). So berücksichtigt das Qualitätsmodell explizit die Eigenschaft Effizienz, aber auch Eigenschaften wie Wiederverwendbarkeit, Modifizierbarkeit, Benutzbarkeit können vor dem Hintergrund der Nachhaltigen Entwicklung interpretiert werden (vgl. Albertao et al. 2010). Die explizite Berücksichtigung der Effizienz erfolgt insbesondere wegen des direkten Zusammenhangs zur Energieeffizienz und zur frühzeitigen Veralterung der eingesetzten Hardware durch die Software (Hardware-Obsoleszenz). Die Qualitätsaspekte, die unter der Qualitätseigenschaft Effizienz, mit Metriken und Kriterien quantifiziert werden können, sind die Laufzeiteffizienz, Prozessornutzung, Speichernutzung, Peripherienutzung oder die Idleness.

Unmittelbare Kriterien und Metriken

Im Gegensatz zu den bereits genannten Effizienzkriterien, die als Indikatoren für Energieeffizienz angesehen werden können (vgl. Wang et al. 2011; Kansal et al. 2010), ist es auch direkt möglich, die Energieeffizienz eines Systems im Vergleich zu einem Referenzsystem zu bewerten (vgl. Dick et al. 2011; Standard Specification TPC-Energy 1.2.0). Daher wird der Qualitätsaspekt Energieeffizienz, der zur Qualitätseigenschaft Effizienz gehört, den unmittelbaren Kriterien und Metriken zugerechnet (vgl. Naumann et al. 2011, S. 299).

Ebenfalls zu den unmittelbaren Kriterien und Metriken wird der Aspekt der Hardware-Obsoleszenz gerechnet (vgl. Albertao et al. 2010; Hilty 2008, S. 170; Naumann et al. 2011, S. 299). Sie berücksichtigt die Menge an Hardware, die auf Grund höherer Systemanforderungen der eingesetzten Software ausgetauscht bzw. ersetzt werden muss, noch bevor das Produkt das Ende seiner sinnvollen Lebensdauer im Hinblick auf eine nachhaltige Nutzungszeit erreicht hat.

Die Qualitätseigenschaft Prozessnachhaltigkeit bewertet die Wirkung der Produktentwicklung bzw. des Softwareentwicklungsprozesses auf die Nachhaltige Entwicklung. Die wesentlichen Aspekte dieser Eigenschaft umfassen Reisen (vgl. Albertao et al. 2010), den CO2-Fußabdruck, den Energieverbrauch und die Vergeudung von Ressourcen während der Softwareentwicklung (vgl. (Taina 2011, S. 24; Naumann et al. 2011, S. 296–298). Der Aspekt Reisen umfasst die für ein Softwareprojekt notwendigen Dienstreisen und ggf. auch die täglichen Wege zum Arbeitsort. Mögliche Metriken sind Work from Home Days und Long-Haul Roundtrips (vgl. Albertao et al. 2010). Der CO2-Fußabdruck gibt an, wie viel CO2 durch die Softwareentwicklung emittiert wird. Der Aspekt Energieverbrauch gibt den Energieverbrauch an, der durch die Softwareentwicklung hervorgerufen wurde. Im Gegensatz zum CO2-Fußabdruck bleibt hier die Methode, mit der die Energie erzeugt wird, unbeachtet (vgl. Taina 2011, S. 24), sodass auch die Energie aus erneuerbaren Quellen berücksichtigt wird. Der Aspekt der Vergeudung gibt an, wie viel Ressourcen während der Softwareentwicklung für Aktivitäten verbraucht wurden, die keinen sichtbaren Wert für Kunden bzw. Endanwender generiert haben (vgl. Taina 2011, S. 24).

Mittelbare Kriterien und Metriken

Die Nutzung einer Software kann Energie- und Ressourceneinsparungen in anderen Branchen oder Anwendungsdomänen erzielen. Obwohl es zuweilen schwierig ist, diese Nutzungseffekte und systemischen Effekte zu identifizieren und zu quantifizieren, kann es Effekte geben, die sehr wohl gemessen oder abgeschätzt werden können. Dies trifft insbesondere auf Software zu, die einen speziellen Zweck im Hinblick auf die Nachhaltige Entwicklung erfüllen soll, wie z. B. Software, die die Smart-Technologien (Smart grid, Smart heating, Smart building, Smart automtive, Smart logistics etc.) ermöglicht. Hier können die erwarteten Wirkungen während der Produktentwicklung durchaus mit gängigen Methoden der Lebenszyklusanalyse abgeschätzt werden. Verlässt man jedoch den Bereich der Umweltverträglichkeit und wendet sich der Sozialverträglichkeit zu, so wird eine quantifizierende Betrachtung wesentlich schwieriger und auch methodisch aufwendiger (vgl. Naumann et al. 2011, S. 299).

Der Aspekt der Wahrnehmung versucht den Wert einer Software für die Nachhaltige Entwicklung zu ermitteln. Sorgt eine Software z. B. dafür, dass das Bewusstsein für den Klimawandel um 15% ansteigt, so wird die Wahrnehmung mit 15% bewertet (vgl. Taina 2011, S. 26–27). Die genaue Quantifizierung dieser Aspekte ist zuweilen schwierig, da für die Bewertung ein Referenzsystem als Vergleichswert benötigt wird. Insbesondere bezüglich des Aspekts der Wahrnehmung bleibt zweifelhaft, wie man in einer Anwendungsdomäne zu entsprechenden Bewertungen kommen kann. Die Aspekte wurden aber trotz dieser Problematik als Inspirationsquelle aufgenommen.

Die Qualitätseigenschaft der Reflektivität wurde ursprünglich von Taina (2011, S. 25) als Qualitätsaspekt von Effizienz eingeführt. Sie gibt an, wie die Softwarenutzung indirekt die von anderen Personen oder Systemen benötigten Ressourcen beeinflusst. Da es sich hierbei jedoch nicht um Bereitstellungseffekte oder um Effekte der Effizienz im eigentlichen informationstechnischen Sinne handelt, sondern um Nutzungseffekte, wurde der Aspekt im GREENSOFT-Qualitätsmodell als eigene Qualitätseigenschaft im Bereich der unmittelbaren Kriterien und Metriken verankert. Es bleibt allerdings anzumerken, dass diese Abschätzung zuweilen nicht trivial ist und entsprechende Metriken weitergehende Forschungsarbeiten erfordern, da hier insbesondere auch Erhebungen des Nutzerverhaltens und entsprechender Anwendungsfälle notwendig sind.

Erstere beziehen sich auf allgemeine Qualitätskriterien und Metriken für Software (International Standard ISO/IEC 25000:2005 (E)). Der zweite Teil bezieht sich auf Kriterien und Metriken, die die Effekte erster Ordnung bzw. Bereitstellungseffekte im Blick haben. Letztere beziehen sich auf Kriterien und Metriken, die Effekte zweiter und dritter Ordnung bzw. Nutzungseffekte und systemische Effekte betrachten. Die Kriterien und Metriken sollen zusätzlich entsprechend der Phasen des Lebenszyklus für Software eingeordnet werden.

Literaturverzeichnis
  • Albertao, Felipe; Xiao, Jing; Tian, Chunhua; Lu, Yu; Zhang, Kun Qiu; Liu, Cheng (2010): Measuring the Sustainability Performance of Software Projects. In: IEEE Computer Society (Hg.): 2010 IEEE 7th International Conference on e-Business Engineering (ICEBE 2010), Shanghai, China. Technical Committee on Electronic Commerce (TCEC), S. 369–373. Online verfügbar unter doi.ieeecomputersociety.org, zuletzt geprüft am 04.03.2011.
  • Dick, Markus; Kern, Eva; Drangmeister, Jakob; Naumann, Stefan; Johann, Timo (2011): Measurement and Rating of Software-induced Energy Consumption of Desktop PCs and Servers. In: Werner Pillmann, Sven Schade und Paul Smits (Hg.): Innovations in sharing environmental observations and information. Proceedings of the 25th International Conference EnviroInfo October 5 - 7, 2011, Ispra, Italy. Aachen: Shaker, S. 290–299.
  • Hilty, Lorenz M. (2008): Information technology and sustainability. Essays on the relationship between ICT and sustainable development. Norderstedt: Books on Demand. Online verfügbar unter deposit.d-nb.de.
  • International Standard ISO/IEC 25000:2005 (E), 01.08.2005: Software engineering - Software product Quality Requirements and Evaluation (SQuaRE) - Guide to SQuaRE.
  • Kansal, Aman; Zhao, Feng; Liu, Jie; Kothari, Nupur; Bhattacharya, Arka A. (2010): Virtual machine power metering and provisioning. In: Proceedings of the 1st ACM symposium on Cloud computing. Indianapolis, Indiana, USA: ACM, S. 39–50. Online verfügbar unter doi:10.1145/1807128.1807136 .
  • Naumann, Stefan; Dick, Markus; Kern, Eva; Johann, Timo (2011): The GREENSOFT Model: A Reference Model for Green and Sustainable Software and its Engineering. In: SUSCOM 1 (4), S. 294–304. Online verfügbar unter doi:10.1016/j.suscom.2011.06.004, zuletzt geprüft am 16.11.2011.
  • Taina, Juha (2011): Good, Bad, and Beautiful Software - In Search of Green Software Quality Factors. In: CEPIS UPGRADE XII (4), S. 22–27. Online verfügbar unter www.cepis.org, zuletzt geprüft am 09.01.2012.
  • Standard Specification TPC-Energy 1.2.0, 06-2010: TPC-Energy Specification. Online verfügbar unter www.tpc.org, zuletzt geprüft am 02.09.2011.
  • Wang, Shinan; Chen, Hui; Shi, Weisong (2011): SPAN: A software power analyzer for multicore computer systems. In: SUSCOM 1 (1), S. 23–34. Online verfügbar unter doi:/10.1016/j.suscom.2010.10.002, zuletzt geprüft am 28.02.2011.
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