Automatischer Test der Softwarequalität

«Das Einhalten von Codierungsstandards wird bei wissenschaftlicher Software viel zu selten berücksichtigt, obwohl das sogar zu falschen wissenschaftlichen Ergebnissen führen kann», sagt Professor Alexandros Stamatakis, der sowohl am HITS als auch am Institut für Theoretische Informatik (ITI) des KIT tätig ist. Das Open-Source-Tool SoftWipe bietet einen schnellen, zuverlässigen und kostengünstigen Lösungsansatz, indem es Software-Entwicklungsstandards automatisiert bewertet. Neben dem Tool selbst haben die Informatiker ein Ranking von 48 wissenschaftlichen Softwares aus verschiedenen Forschungsbereichen erstellt und dabei bewertet, ob die Codierungsstandards eingehalten wurden.

«SoftWipe kann auch im Begutachtungsprozess von wissenschaftlicher Software verwendet werden und den Auswahlprozess unterstützen», ergänzt Adrian Zapletal. Der Masterstudent und sein Kommilitone Dimitri Höhler haben massgeblich zur Entwicklung von SoftWipe beigetragen. Bei der Auswahl der Bewertungskriterien orientierten sie sich an bereits bestehenden Standards, die in sicherheitskritischen Bereichen, wie beispielsweise bei der NASA oder am CERN, eingesetzt werden.

«In unseren Untersuchungen haben wir enorme Unterschiede in der Softwarequalität festgestellt», sagt Mitautor Professor Carsten Sinz vom ITI. Viele Programme, wie beispielsweise covid-sim, das in Grossbritannien zur mathematischen Modellierung der Infektionskrankheit COVID-19 eingesetzt wird, wiesen einen sehr niedrigen Qualitätsscore auf und schnitten so im Ranking schlecht ab. Die Wissenschaftler empfehlen, dass Programme wie SoftWipe standardmässig im Auswahl- und Begutachtungsprozess für Software im wissenschaftlichen Bereich eingesetzt werden sollten.

SoftWipe ist eine in der Programmiersprache Python3 geschriebene Pipeline, die mehrere überwiegend frei verfügbare statische und dynamische Code-Analyzer verwendet, um die Codequalität von in C/C++ geschriebener Software zu bewerten. Dabei kompiliert SoftWipe die Software und führt diese aus, um auch Programmierfehler während der Ausführung zu erkennen. Anhand der Ausgabe der verwendeten Tools zur Code-Analyse berechnet SoftWipe einen Qualitätsscore zwischen 0 (schlecht) und 10 (sehr gut) und erstellt daraus eine Gesamtbewertung.

Originalpublikation: Zapletal, A., Höhler, D., Sinz, C. et al.: The SoftWipe tool and benchmark for assessing coding standards adherence of scientific software. Sci Rep 11, 10015 (2021).

https://doi.org/10.1038/s41598-021-89495-8

Auf GitHub finden Sie SoftWipe unter github.com/adrianzap/softwipe.