Hüseyin Kutluca MilSOFT Yazılım Teknolojileri A.Ş., Ankara Uğur Çakır. İzzet Emre Çetin MilSOFT Yazılım Teknolojileri

Transkript

1 GEMKOMSİS Savaş Yönetim Sistemi Yazılımının AR-GE Projesi Olarak Geliştirilmesi, Deniz Platformları için Sunduğu Ortak Altyapı ve Sahil Güvenlik Arama Kurtarma Gemisi Uygulaması Developing GEMKOMSİS Combat Management System Software as an R&D Project, its Common Infrastructure for Naval Platforms Use, and Coast Guard Search and Rescue Ship Application Hüseyin Kutluca MilSOFT Yazılım Teknolojileri A.Ş., Ankara İzzet Emre Çetin MilSOFT Yazılım Teknolojileri A.Ş., Ankara Murat Kılıç MilSOFT Yazılım Teknolojileri A.Ş., Ankara Uğur Çakır MilSOFT Yazılım Teknolojileri A.Ş., Ankara Özet Deniz platformlarına yönelik modern bir Savaş Yönetim Sistemi (SYS) yazılımının tamamının milli ve özgün bir tasarımla, ARGE yaklaşımı ile oluşturulması amacıyla 2004 yılı Ocak ayında Gemi Komuta Kontrol Sistemi Yazılımı (GEMKOMSİS) Projesi başlatılmıştır. GEMKOMSİS geliştirilmeye başladığı dönemden itibaren; katmanlı ve dağıtık bir mimariyi, yeniden kullanılabilir bir altyapı ve bileşenleri geliştirmeyi, bakım-idame kolaylığını (teknik ve maliyet), uluslararası standartlara uyumluluğu hedefleyen en son teknolojileri ve son nesil SYS mimarilerini temel almıştır. Bu bildiride GEMKOMSİS SYS yazılımının bir ARGE projesi olarak geliştirilmesi, yazılım mimarisi, yeniden kullanılabilir fonksiyonlar ve altyapı geliştirmenin önemi, spiral yazılım geliştirme sürecinin ARGE için uygunluğu, kullanılan yazılım geliştirme araçları, ürün hattı yaklaşımının benimsenmesi ve GEMKOMSİS uygulamalarından biri olan Sahil Güvenlik Arama Kurtarma Gemisi ile ilgili deneyimler anlatılmaktadır. Abstract GEMKOMSİS R&D project has been initiated to develop Combat Management System (CMS) software for naval platforms in GEMKOMSİS has taken the use of layered and distributed architecture, development of reusable infrastructure and components, maintenance ease, compliance to international standards and latest technology, and compliance to new generation CMS architectures as the basis from the beginning of the project. This paper presents the development of GEMKOMSİS as an R&D project, its software architecture, the importance of developing reusable functions and infrastructure, development of an R&D project using spiral lifecycle, software development tools, product line approach, and utilization of GEMKOMSİS in Coast Guard Search and Rescue Ship. 1. Giriş Komuta kontrol, muhabere, bilgisayar ve istihbarat (C4I) sistemleri algılayıcılar ve silah altsistemleri ile ilgili bilgi sistemlerini tanımlar. Savaş yönetim sistemleri (SYS) de deniz platformları için gemilerde bulunan ve komuta ekibinin görevini icrası için gerekli Komuta Kontrol sistemini ifade eder. SYS yazılımları kullanıldıkları platform üzerindeki değişik algılayıcılardan (arama radarları, atış kontrol radarları, seyir radarları, hız, yalpa gibi platform bilgilerini veren platform almaçları, vb.) gelen bilgileri, taktik veri linklerinden gelen bilgilerini de dahil ederek entegre eder ve bu bilgilerin harekat için hızlı bir şekilde değerlendirilmesini sağlarlar. Bu bilgilerden yola çıkılarak oluşturulan taktik resim dahilinde, tehdit değerlendirmesi yapılır. Tehdit değerlendirmesi sonuçlarına bağlı olarak kendi gemimiz ve diğer yüksek değerli birimlerin korunması ve atanan görevin yerine getirilmesi için atış kabiliyetinin en etkin şekilde kullanılması sağlanır. Günümüz teknolojilerinde çok

2 hızlı hareket kabiliyetine sahip uçak, güdümlü füze gibi unsurlardan oluşan tehditler için bu değerlendirmelerin çok hızlı bir şekilde yapılarak gerekli önleyici tedbirlerin alınması, harekat amaçlarına ulaşılması ve platformların savunması için çok önemlidir. Birçok algılayıcı ve atış unsurunun koordineli bir biçimde zaman etkin olarak kullanılabilmesi ve platformun harekat amaçlarına ulaşabilmesi, ancak güncel teknolojilere sahip, gerçek zamanlı işleme kabiliyeti olan, dağıtık çalışabilen, modern komuta kontrol sistemleri ile mümkündür. Bu nedenle, operasyonel ihtiyaçlara tam yanıt verebilen, değişen savaş teknolojilerine ayak uydurabilen milli komuta kontrol sistemlerinin geliştirilmesi, yüksek maliyetli platformlarımızın en etkin ve verimli şekilde kullanılabilmesi açısından çok kritiktir. Bu ihtiyaçlar kapsamında MilSOFT tarafından ilk olarak 2000 yılında dağıtık ve modüler bir mimariyi hedefleyen, arakatman ve uygulama modüllerine sahip güncel komuta kontrol bileşenlerinin geliştirilmesini hedefleyen C4IS (Komuta, Kontrol, Muhabere, Bilgisayar ve İstihbarat Simülasyon Sistemi) ARGE projesi TÜBİTAK-TİDEB (TEYDEB) desteği de alınarak başlatılmıştır. C4IS projesinden elde edilen birikimlerden faydalanarak deniz platformlarına yönelik modern bir Savaş Yönetim Sistemi (SYS) yazılımının, milli ve özgün bir tasarımla oluşturulması amacıyla 2004 Ocak ayında GEMKOMSİS ARGE Projesi başlatılmış ve bu proje de TEYDEB tarafından 2006 yılı sonuna kadar desteklenmiştir. GEMKOMSİS projesi kapsamında açık mimariyi temel alan bir SYS mimarisi oluşturulmuştur. Bu mimari üzerine geliştirilen yeniden kullanılabilir fonksiyonlar/servisler ve ortak altyapı daha sonra SYS ürün hatlarının (product lines) temelini oluşturmuştur. Geliştirilen sistem, karakol botu, hücumbot gibi küçük ölçekli platformlardan, denizaltı, firkateyn ve uçak gemisi gibi en karmaşık ve büyük sistemlere kadar geniş bir yelpazede kullanılabilecek yapıdadır. GEMKOMSİS sunduğu özellikler ve birçok platformda kullanılabilir ortak altyapısı ile Sahil Güvenlik Komutanlığı Arama Kurtarma Gemisi için milli SYS Yazılımı olarak seçilmiş ve ayrıca 2007 yılında gerçekleştirilen 7 nci Teknoloji Ödülleri Kongresinde de TÜBİTAK-TTGV- TÜSİAD tarafından Teknoloji Başarı Ödülüne layık görülmüştür. GEMKOMSİS projesi kapsamında geliştirilen altyapı ve birçok bileşen Çoklu Veri Link İşlemcisi ve İnsansız Hava Aracı Görüntü Kıymetlendirme projelerinde de kullanılmıştır. Bölüm 2 de GEMKOMSİS SYS yazılımının mimari ve teknik özellikleri anlatılmaktadır. Açık mimari ile yeniden kullanılabilir fonksiyonlar ve altyapı geliştirmenin önemi aynı şekilde Bölüm 2 de detaylandırılmıştır. Yazılım Geliştirme standartlarının GEMKOMSİS projesinde kullanılmasına dair deneyim Bölüm 3 te verilmiştir. Proje kapsamında kullanılan ticari, açık kaynak ya da MilSOFT tarafından geliştirilen yazılım geliştirme araçları ve bunların büyük yazılım projeleri açısından önemi Bölüm 4 te anlatılmaktadır. Bölüm 5 ürün hattı yaklaşımını ve Bölüm 6 Sahil Güvenlik Arama Kurtarma Gemisi uygulamasını anlatmaktadır. 2. GEMKOMSİS Mimarisi ve Temel Özellikleri GEMKOMSİS in açık mimari ve uluslararası standartlara uyumluluk hedefleri doğrultusunda, teknolojilere yön veren uluslararası organizasyonların (Object Management Group - OMG C4I grup gibi) yaklaşımları ve ortaya koyduğu standartlar henüz taslak oldukları aşamadan itibaren temel alınmış ve bunlar uygulamaya konulmuştur. Bu kapsamda; Savaş Yönetim Sistemi sistem mimarisi ve bileşenlerinin seçiminde OACE (Open Architecture Computing Environment) temel kriter olarak kullanılmış, Verinin dağıtık olarak tutulması ve gerçek zamanlı veri dağıtımı için OMG standardına uygun bir arakatman olan DDS (Data Distribution Services) geliştirilmiş, Tam Link-16 desteği ve Link-22 uyumluluğu için Link-16/Link-22 veri yapıları kullanılmış ve ilgili uygulama yazılımları gerçekleştirilmiş, Komuta kontrol fonksiyonları ile ilişkili tüm altsistemlerin komuta kontrol sistemine entegrasyonu Mesaj İşletim Sistemi (MHS), Navigasyon, Otomatik Tanıma Sistemi (AIS) gibi altsistemler de dahil olmak üzere sağlanmış, Geliştirilen her yazılım birimi için uluslararası standartlara uyumluluk esas alınmıştır (Arama kurtarma için IAMSAR gibi). Aşağıdaki bölümlerde GEMKOMSİS mimarisinin şekillenmesinde temel teşkil eden OACE standardı ile OMG standartları anlatılmaktadır OACE Standardı ve GEMKOMSİS Open Architecture Computing Environment (OACE), Amerikan Deniz Kuvvetleri birimlerince, sualtı, suüstü ve hava platformları komuta kontrol sistemleri için 21.yy muharebe sistemleri tasarımında temel teşkil etmek üzere geliştirilmiş, katmanlı ve her katmanda

3 değişik standartları öneren teknik bir sistem mimarisidir. 23 Ağustos 2004 tarihinde versiyon 1.0 olarak yayımlanmıştır. Bu teknik mimari ile komuta kontrol sistemlerinin etkinliğinin artırılması, tekrar kullanılabilirliği ve farklı platformlara uygulanabilirliği; standartlara dayalı yapıların ortaya çıkması ile işletme ve iyileştirme maliyetlerinin düşürülmesi hedeflenmektedir. Bu mimari dünyada yeni nesil SYS lerin geliştirilmesinde (DDX, AEGIS, SSDS, LCS, yeni nesil TACTICOS, E2-C gibi) kullanılmaya başlanmıştır. Sağladığı yararlar nedeni ile mevcut sistemlerin de bu mimariye geçirilmelerine çalışılmaktadır. OACE standardı 2 bölümden oluşmaktadır. OACE Technologies and Standards başlıklı ilk bölümde açık mimariye sahip bir komuta kontrol sistemi geliştirmek için kullanılması gereken teknolojiler ve standartlar belirlenmiştir. GEMKOMSİS geliştiriminde kullanılan teknolojiler ve teknik standartlar bu bölüm ile birebir uyumludur. Şekil 1 de OACE referans mimarisi gösterilmektedir. GEMKOMSİS in de uyumlu olduğu bu katmanlı referans mimaride standartlara dayalı Rafta Hazır Ticari Ürün (RAHAT) donanım üzerine standartlara dayalı arakatman ve onun üzerinde donanımdan bağımsız komuta kontrol fonksiyonları yer almaktadır. Referans mimaride sağ tarafta bulan sistem yöneticisi (Resource Manager) dağıtık ortamda donanım ve bilgisayarların ve uygulamaların yönetimini sağlamaktadır. Standards Based Standards Based Domain Unique Open Architecture Computing Environment (OACE) Standards-ba sed Commercial mainstream Warfighting Applications & Common services Middleware (OMG) Operating Systems (IEEE POSIX ) Mainstream COTS Processors Cable Plant & Layer 3 Switched/Routed LAN (TIA, IETF) OS CPU App App App Unique Common Time Nav DX/DR Distribution Adaptation Frameworks OS OS OS OS OS CPU CPU CPU CPU CPU Şekil 1: OACE Mimarisi İşletim Ortamı [5] Tablo 1 de ise OACE standartları ve GEMKOMSİS seçimleri yer almaktadır. App R e s o u r c e M a n a g e m e n t Tablo 1: OACE Standartları ve GEMKOMSİS Seçimleri OACE Tanımı OACE GEMKOMSİS te Tarafından Kullanılan Önerilen Standartlar Standartlar İşletim Sistemi POSIX Uyumlu POSIX Veri Transferi IEEE 802, IETF IEEE 802 Fast ve Gigabit Ethernet İşletim Ortamı Standart X86 RAHAT belirtilmemiş, Bilgisayarlar RAHAT ürünlerin kullanımı istenmiştir. Dağıtım DCOM, DDS Arakatmanı CORBA, DDS, RMI, MPI. XML Uyarlama Standart POSIX temel Arakatmanı belirtilmemiş alınmıştır POSIX tabanlı ürünler önerilmiştir. Çerçeve Yazılımları (Frameworks) Standart belirtilmemiştir. Bilgi Yönetimi SQL, JDO, JDBC Kaynak/Sistem Standart Yönetimi belirtilmemiştir. Zaman NTP, IRIG Senkronizasyonu Programlama SUN Java, Dilleri ANSI/ISO/IEC C++, ISO/IEC ADA MilSOFT tarafından geliştirilen POSIX tabanlı süreç, hataya dayanıklılık, vb gibi çerçeve yazılımları geliştirilmiştir. SQL ve JDO OMG AMSM NTP SUN Java, ANSI/ISO/IEC C++ OACE standardının ikinci bölümü olan OACE Design Guidance ise açık mimaride gelişmeye açık, bakımı ve idamesi kolay bir komuta kontrol sistemi yazılım mimarisinin geliştirilmesinde uyulacak temel tasarım kurallarını anlatan bir kılavuzdur. GEMKOMSİS, OACE standardının ikinci cildinde yer alan tasarım kriterlerini de tam olarak karşılamaktadır. Bu tasarım kriterlerinden önemli olanlar ve GEMKOMSİS te buna karşılık gelen uygulamalar aşağıda verilmiştir: a. Dağıtık bir mimaride uygulama, veri ve veri sergilenmesinin birbiri arasındaki bağımlılıkların azaltılması için ayrılması İnsan Makine Arayüzü (MMI) ve uygulamaların ayrılması Verinin uygulamalar arasında yayımla-abone ol mimarisinde, DDS veri nesneleri (topic) halinde paylaşılması

4 b. Standartlara dayalı RAHAT işletim ortamlarının kullanılması X86 ve SPARC mimarileri, LINUX, SOLARIS işletim sistemleri ve IEEE Std Ethernet kullanımı c. Uygulamaların fonksiyonel olarak bölümlenmesi Taktik uygulamaların, öncelikle harp yönetimi, iz yönetimi şeklinde fonksiyonel olarak bölünmesi ve her bir temel fonksiyonun füzyon, kimliklendirme gibi alt modüllere bölünerek geliştirilmesi d. Nesne Yönelimli (Object Oriented) programlama tekniklerinin ve dillerinin kullanılması ve yazılım birimleri arasında arakatman teknolojilerinin kullanılması Nesne Yönelimli C++ dilinin kullanılması Nesne Yönelimli Java dilinin kullanılması DDS arakatmanının kullanılması e. Uygulama detaylarını kullanıcılarından saklayan tasarım mekanizmalarının ve arayüzlerin (API) kullanımı DDS arakatmanı ve yayımla-abone ol mimarisinin sistemde ana tasarım kalıbı olarak kullanımı f. Uygulamaların taşınabilirliği (portability) ve çalışacağı fiziksel ortamdan (bilgisayar, işlemci, ağ, vb.) bağımsızlığı Uygulamaların çalışacağı bilgisayardan bağımsız olması ve işlemci havuzu (pool of processor) kavramının uygulanması DDS arakatmanının IP adreslerini uygulamalardan gizlemesi g. Mimari ve tasarım kalıplarının ve çerçeve yazılımlarının tekrarlanabilir, yüksek kalitede uygulamalar üretilmesi için kullanımı DDS yayımla-abone ol mimarisi Katmanlı yapı GoF tasarım kalıplarının kullanılması h. Uygun yazılım geliştirme ve test araçlarının tasarım, uygulama ve test aşamalarında kullanımı Tasarımda Unified Modeling Language (UML) kullanımı, gereksinim yönetim gereçlerinin kullanılması, CPPUNIT ve JUNIT araçlarının birim testlerde, MilSOFT tarafından geliştirilen DDS araçlarının (DDS Spy gibi) sistem entegrasyon ve testlerinde kullanılması, Maven gibi otomatik derleme araçlarının kullanımı 2.2. OMG Standartları ile Uyumlu GEMKOMSİS Bileşenleri OMG, uluslararası katılıma açık bir standardizasyon kuruluşudur. OMG bünyesinde, değişik gruplar oluşturulmuş, bu gruplar aracılığı ile değişik yazılım endüstrisi ihtiyaçlarını karşılamak üzere standartlar oluşturulmuş/oluşturulmaktadır. OMG grubu üyesi olarak MilSOFT, DDS arakatmanı standardı ve C4I çalışma grubunun oluşturduğu diğer standartlara uyumlu ürün geliştirmekte, oluşturulmakta olan yeni standartlar konusunda yorumlar vermekte, bunların oluşumunda söz sahibi olmakta ve OMG tarafından düzenlenen konferanslarda / teknik toplantılarda kendi yaklaşımını sunmaktadır. Bu kapsamda MilSOFT tarafından geliştirilen ve GEMKOMSİS in önemli bileşenlerden biri olan DDS arakatmanı, OMG tarafından gerçek zamanlı sistemler için hazırlanmış ve Haziran 2004 te yayımlanmış olan bir arakatman yazılımı standardının gerçekleştirimidir. DDS standardı; veri merkezli veri alışverişi, Yayımla- Abone ol (Publish-Subscribe) mimarisi ile veri üreticisi ile kullanıcısı arasında bağımsızlık sağlarken, gerçek zamanlı ve hataya dayanıklı sistem altyapısı ve genişleyebilir sistem yapısını da desteklemektedir. DDS standardı, halen bu konuda söz sahibi olan Thales Hollanda, RTI, MITRE, Amerikan Deniz Kuvvetleri gibi sayılı firma/kuruluşların da geçiş yapmakta olduğu/yaptığı bir standarttır. GEMKOMSİS projesinde, mimarinin en önemli unsurlarından biri olan arakatman ihtiyaçlarını karşılamak için özellikle veri dağıtımı seviyesinde DDS standardı referans alınarak, MilSOFT DDS arakatmanı geliştirilmiştir. Şekil 2: MilSOFT DDS Arakatmanı ve Araçları Dağıtık ve gerçek zamanlı sistemleri oluşturan birimlerin (uygulamalar, işlemci birimleri, ağ birimleri, vb.) izlenmesi ve kontrol edilmesi, özellikle deniz platformları için geliştirilen sistemler gibi karmaşık ve belirli bir büyüklükteki sistemler için önem arz etmektedir. Bu kapsamda ihtiyaç duyulan Sistem Yönetimi fonksiyonu da OMG tarafından yayımlanan Application Management and System Monitoring (AMSM) standardına uyumlu olarak geliştirilmiştir. MilSOFT tarafından geliştirilen Alarm Warning Information Management (AWIM) birimi, sistemde oluşacak alarmların yönetilmesinde kullanılmaktadır. Bu birim, OMG tarafından geliştirilmekte olan Alarm

5 Management System (ALMAS) standardını takip etmektedir. Bu birim dahilinde, oluşacak alarmların ilgili yazılım birimlerine iletilmesi, ilgili alarm yaşam döngülerinin kontrol edilmesi ve daha sonra incelenebilmek üzere kaydedilmesine yönelik fonksiyonlar bulunmaktadır. Bütün bunların yanı sıra, OMG de standardizasyon çalışmaları henüz çok yeni başlamış olan Generic Navigation Interface ve Tactical Situation (TACSIT) çalışmaları da takip edilmektedir OMG ve OACE Standartları ile Uyumlu GEMKOMSİS Mimarisi OMG ve OACE standartları ile uyumlu GEMKOMSİS mimarisi Şekil-3 te verilmiştir. Platforma Özel Fonksiyonlar ve Arayüzler Altsistemi : GEMKOMSİS sisteminin uyarlandığı sisteme yönelik özel fonksiyonları ile algılayıcı ve silahlarına yönelik Alt Sistem Entegrasyon Birimleri içermektedir. Bu yazılımlar aracılığı ile altsistemler tarafından üretilen veya altsistemlerin ihtiyaç duyduğu verinin iki yönlü adaptasyonu sağlanır. Açık mimarilerin kullanılması, sistemin ölçeklenebilirliğine önemli katkıda bulunmaktadır. Geliştirilen sistem, değişik tip ve konfigürasyonlardaki platformlarda ölçeklenebilerek kullanılabilecek yapıdadır. Ayrıca, yazılım birimlerinin birbirleri ile olan bağımlılıkları en aza indirgendiğinden, mevcut platformlara yeni bir silah sisteminin entegre edilmesi, sadece ilgili sistem parçalarının kullanılması / adaptasyonu ile mümkün olabilmektedir. Bu durum (ölçeklenebilirlik, özel durumlara adapte edilebilirlik), mevcut sistemlerin mimarilerinin kapalı olmasından dolayı mümkün olamamaktadır. GEMKOMSİS yazılımı iki yüzden fazla konfigürasyon biriminden oluşmakta ve bu mimari sayesinde sistem bütün olarak bir deniz platformunun tüm SYS isterlerini karşılayabilmektedir. Mimarinin sağladığı esneklikten dolayı yeni konfigürasyon birimleri sisteme kolaylıkla entegre edilebilmektedir. Şekil-3: GEMKOMSİS Temel Mimarisi İşletim Ortamı (Computing Environment) Altsistemi : İşletim ortamı yazılımları, gerçek zamanlı dağıtık sistemde bulunan yazılım birimlerinin tek bir bütün halinde çalışmalarını sağlayan yazılımlardır. Bu birimler DDS arakatmanı, çerçeve yazılımlar ve sistem yönetimini içerir. Ortak Servisler Altsistemi : Bu yazılım altsistemi, dağıtık mimaride çalışan komuta kontrol sistemlerinin ihtiyaç duyduğu servisleri içermektedir. Bu servislerin ortak özelliği, kullanılacağı platformun özel gereksinimlerinden bağımsız olarak her deniz platformu komuta kontrol sisteminde bulunmasıdır. Ortak servislere, alarm yönetimi, platform ve çevre verileri yönetimi ve taktik resim altyapısı örnek verilebilir. Ortak Fonksiyonlar Altsistemi : Platform ortak fonksiyonları deniz platformları için belirlenmiş olan ortak fonksiyonları içerir. Bu fonksiyonlar bir deniz platformundan başka bir deniz platformuna kolaylıkla adapte edilebilen fonksiyonlardır. Ortak fonksiyonlar olarak harp yönetimi, iz yönetimi ve seyir yönetimi örnek verilebilir. 3. Kullanılan Yazılım Mühendisliği Standartları MilSOFT, NATO AQAP-160, ISO-9001:2000 ve SEI SW-CMMI Seviye 5 sertifikasyonuna sahiptir. MilSOFT, yazılım mühendisliği kapsamında yürüttüğü tüm faaliyetlerini organizasyonel seviyede tanımlı süreçlere göre gerçekleştirir. Süreç tanımlamaları, süreçlerin nasıl hazırlanması gerektiği ve nasıl idame ettirileceğine dair yaklaşımları da içerir. Tüm süreçlerin geçerli olabilmesi için sağlaması gereken kriterler önceden belirlidir. Bu dahili süreçlerin ayrıca MilSOFT un izlediği uluslararası standartlarla (ISO 9001:2000, NATO AQAP-160, SEI CMMI gibi) uyumu sağlanmıştır ve sürekli olarak denetlenmektedir. MilSOFT kendi bilgi birikimi, proje deneyimleri ve literatür araştırmaları üzerine kurduğu bir dizi gereksinim geliştirme, tasarım ve kodlama standardını uygulamaktadır. Bu standartlar aracılığı ile ürünlerin belli bir kalite düzeyini yakalaması hedeflenmiştir. MilSOFT un yazılım mühendisliği faaliyetleri kapsamında ürettiği teknik dokümantasyonun şablonları oluşturulurken içeriklerinin IEEE standardı ile uyumu gözetilmiştir. Buna ek olarak, gerekli görülen durumlarda askeri bir yazılım geliştirme dokümantasyon standardı olan MIL-STD-

6 498 den de içerik alınarak dokümanların kapsamları genişletilmiştir. Şirketin dahili süreçlerine ve dolayısıyla uluslararası standartlara sürekli uyum, kalite güvence faaliyetleri aracılığıyla sağlanır. Bu kapsamda, idari olarak projelerden ve yazılım geliştirme faaliyetlerinden bağımsız bir kalite güvence bölümü tüm yazılım mühendisliği uygulamalarını düzenli ve planlı olarak denetler ve dahili süreçlere göre yanlış veya eksik uygulamaları tespit ettiği takdirde bunların giderilmesini sağlar. Bu denetimlerin sonuçları belirli periyotlarla üst yönetime raporlanır. Sahip olunan standardizasyona paralel olarak ARGE çalışmaları da sözleşmeye bağlı projelerle aynı seviyede ele alınmakta ve CMMI-5 seviyesinde gerekli tüm sistem ve yazılım mühendisliği süreçleri ARGE projelerinde de uygulanmaktadır. GEMKOMSİS projesi kapsamında Spiral Yazılım Geliştirme Yaşam Döngüsü (SYGYD) kullanılmıştır. Proje süresince 3-4 ay süreli yayımlar (release) ve bu yayımlar içerisinde 3 er haftalık yinelemeler (iteration) ile sisteme sürekli olarak yeni işlevler/kabiliyetler kazandırılmıştır. Yinelemelerde hedef, her bir yazılım birimine ilave edilmiş fonksiyonların, yazılım birimi seviyesinde entegrasyonu ve test edilmesi iken; yayımlarda, yazılım birimlerine eklenmiş fonksiyonların sistem seviyesinde entegrasyonu ve test edilmesi hedeflenir. Böylece, özellikle kritik fonksiyonlarda ve mimariyi etkileyen bileşenlerde karşılaşılabilecek, muhtemel problemlerin erken safhalarda tespiti ve giderilmesi sağlanmaktadır. Bu yöntemin, ARGE projeleri gibi gerçekleştirme riskinin en yüksek olduğu projelerin başarılı olarak tamamlanmasında önemli bir etken olduğu değerlendirilmektedir. SYGYD modeli dört ana döngüden oluşmaktadır: Proje Tanımlama Döngüsü (PTD), Gereksinim/Tasarım Gözden Geçirme Döngüsü (GTGGD), Ürün Geliştirme Döngüsü (ÜGD) Son Ürün Geliştirme ve Teslimat Döngüsü (SÜGTD). Proje Tanımlama Döngüsü (PTD): Bu döngüde odak noktası, gereksinimlerin anlaşılması ve geliştirme eforunun kapsamının belirlenmesi ve yazılım geliştirme altyapısının oluşturulmasıdır. PTD, Yaşam Döngüsü Amaçları (YDA) kilometre taşı ile sonlanır. PTD döngüsü aşamasında GEMKOMSİS te yazılım mimarisini oluşturmak üzere değişik prototipler geliştirilmiştir. Bu döngünün önemli aşamalarından biri de mimari karar analizi ve çözümleme (Decision Analysis and Resolution) sürecidir. Bu süreçte yazılım mimarisini etkileyen teknik ve ticari kalite faktörleri belirlenmiştir. GEMKOMSİS için bu kalite faktörlerinden birkaçı aşağıdaki gibidir: Açık mimariyi benimseyen genişleyebilir, modüler ve modern bir SYS mimarisi Dağıtık sistem mimarisi Uluslararası standartlara uyumluluk Link-16/22 veri yapıları AIS ve MHS gibi diğer gemi sistemleri ile entegrasyon Tek nokta arızasına karşı dayanıklılık (nosingle point of failure) Daha sonra bu faktörlere göre kalite öznitelikleri senaryoları oluşturulmuştur. Bu kalite öznitelikleri senaryolarından bazıları aşağıdaki gibidir; Bilgisayar, veri ağı sonlanmalarına dayanıklılık Uygulama sonlanmasına dayanıklılık Sisteme yeni bir fonksiyon ekleyebilme Gerçek zamanlı işlem yapabilme Bu aşamadan sonra her bir mimari kararı için bu kalite özniteliklerinden önemli olanlar seçilmiştir. Her bir mimari alternatifin ilgili senaryoyu gerçeklemek için artı ve eksileri belirlenerek gerekçeli kararlar verilmiştir. Bu aşamada seçilen alternatiflerin duyarlı noktaları (sensitivity points), riskleri ve değiş-tokuş (tradeoff) noktaları belirlenmiş ve kaydedilmiştir. GEMKOMSİS mimarisi ve kullanılacak teknoloji seçiminde alternatifler belirlenmiş ve bu alternatifler prototiplerle denenmiştir. Bu aşamadan sonra karar analizi ve çözümleme süreci ile seçimler yapılmıştır. Örneğin; sistemin arakatman ihtiyacını gidermek üzere önce CORBA çözümü denenmiş, servis kalitesi özellikleri bakımından yetersiz kaldığı ve mevcut CORBA kabiliyetleri üzerine ek servisler ve ek katman yazılması gerektiği görülmüştür. Buna paralel olarak, standardizasyon çalışması henüz sonlanmış DDS çözümü analiz edilmiş ve mimari karar analizi ve çözümleme çalışması sonucunda GEMKOMSİS altyapısı için DDS arakatmanı seçilmiştir. GEMKOMSİS geliştirildiği aşamada rafta hazır ticari bir DDS ürünü olmadığından proje kapsamında gerçekleştirimi yapılmıştır. GEMKOMSİS sistemi kalite faktörlerinden birisi açık mimari olduğundan mimariyi oluşturan altyapı yazılımları tasarlanırken her zaman ilgili alandaki standartlar takip edilmiş ve uygun olanları tercih edilmiştir. Sistem yöneticisi geliştirmesinde olduğu gibi ilk aşamada standardın taslak versiyonlarından

7 geliştirme başlamış ve standart olgunlaştıkça proje yayımları içerisinde mevcut kabiliyet sürekli olarak güncellenmiştir. Gereksinim/Tasarım Gözden Geçirme Döngüsü (GTGGD): Bu döngünün odak noktası sistem ve yazılım kullanım durumlarını tamamlamak, mimariye dayanak noktası kurmak ve en kritik kullanım durumlarını kapsayan yayımları geliştirmektir. GTGGD, Yaşam Döngüsü Mimarisi (YDM) kilometre taşı ile sonlanır. Gereksinim analizi müşterili projelerde teknik şartname ihtiyaçlarından yola çıkılarak hazırlanmaktadır. GEMKOMSİS başlangıçta müşterisiz bir ARGE projesi olduğundan gereksinim analizinde şirket içi gereksinim oluşturma yöntemi benimsenmiştir. Bu aşamada, yerli ve yurtdışı tedarik makamlarının benzer sistemler için ürettikleri teklife çağrı dokümanlarından komuta kontrol gereksinimleri çıkartılarak sistem seviyesi gereksinim seti oluşturulmuştur. Bu gereksinim seti üzerinde şirket içi alan uzmanlarının bilgi birikimlerinden faydalanılarak yazılım seviyesi gereksinimler türetilmiştir. Bunlara paralel olarak yazılım seviyesi gereksinim geliştirilmesinde NATO ve diğer uluslararası standartlar temel alınmıştır. Bu kapsamda, helikopter kontrolüne yönelik olarak NATO HOSTAC[8], mesaj işleme sistemi için NATO ADatP-3 [9] ve arama kurtarma fonksiyonu için IAMSAR[10] örnek olarak sayılabilir. Bunların dışında Bölüm 2 de anlatıldığı üzere mimari ve teknik konularda OMG ve OACE standartları gereksinim oluşturulmasında kullanılmıştır. Ürün Geliştirme Döngüsü (ÜGD): Bu döngünün odak noktası, bütün isterleri kapsayan yayımları geliştirmektir. ÜGD, İOK (İlk Operasyonel Kabiliyet) kilometre taşı ile sonlanır. Spiral yazılım geliştirme süreçlerine uyumlu olarak, tanımlı yayımlar ve yinelemeler dahilinde yazılım geliştirme faaliyetleri planlanmış ve gerçekleştirilmiştir. Yinelemelerde, GEMKOMSİS SYS alt yazılım birimleri için nesne yönelimli metodolojilere uygun olarak yazılım isterleri analizi, yazılım ön tasarımı, yazılım kritik tasarımı, yazılım geliştirmesi, yazılım birim ve birim entegrasyon testleri gerçekleştirilmiştir. Yineleme kapsamı fonksiyonlara yönelik olarak Yazılım Gereksinimleri Dokümanları, Yazılım Tasarım Dokümanları, Yazılım Birim Test ve Birim Entegrasyon Test Dokümanları ve Yazılım Test Tanımlama Dokümanları oluşturulmuştur. Her bir yinelemede geliştirilen ve birim testleri ile birim entegrasyonundan geçen modüller yayımlar kapsamında bağımsız test mühendisleri tarafından yazılım kalifikasyon testlerine tabi tutulmuştur. Bu testler, ilgili konfigürasyon biriminin yazılım gereksinimlerini test etmek üzere hazırlanmış Yazılım Test Tanımlama dokümanları kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Yayım sonlarında ayrıca konfigürasyon birimi testlerinden geçmiş modüller sistem entegrasyon ve sistem testlerinden geçirilmektedir. Sistem entegrasyon testlerinde yazılım birimleri arası arayüzler Sistem Entegrasyon Test Dokümanı ile test edilmektedir. Nihai Sistem testleri ise Sistem Test Tanımlama Dokümanına uygun olarak gerçekleştirilmektedir. Son Ürün Geliştirme ve Teslimat Döngüsü (SÜGTD): Bu fazın odak noktası, sistemin proje hedeflerini sağlayacak kalite seviyesinde olduğunu garantilemektir. 4. Yazılım Geliştirme Araçları GEMKOMSİS yazılım geliştirme sürecinde; gereksinim belirleme aşamasından sistem entegrasyon ve test aşamasına kadar farklı yazılım geliştirme araçları kullanılmıştır (Tablo 2). Yazılım geliştirme araçları MilSOFT tarafından Karar Analiz ve Çözümleme Süreci ne göre oluşturulmuş ve organizasyonel yazılım geliştirme araçları arasından seçilmiştir. Yazılım geliştirme araçları olarak ihtiyaca göre açık kaynak, ticari ürünler de kullanılmıştır. Mevcut ürünlerin ihtiyacı karşılamadığı durumlarda ise proje kapsamında DDS Spy ve DDS Test gibi özel araçlar geliştirilerek kullanılmıştır. Tablo 2: GEMKOMSİS Geliştirme Araçları Araç Adı Türü Açıklama Telelogic Ticari Gereksinim yönetim DOORS aracı Enterprise Ticari UML (Entegre) Architect modelleme ve uygulama geliştirme aracı Eclipse Açık Kaynak Yazılım geliştirme aracı Lunt Build Açık Kaynak Devamlı Entegrasyon Aracı Cmake Açık Kaynak C++ kod Derleme aracı Parasoft Ticari Kod analiz aracı C++Test CppUnit Açık Kaynak C++ Birim Test gerçekleştirim aracı JUnit Açık Kaynak Java Birim Test gerçekleştirim aracı Mantis Açık Kaynak Hata takip aracı DDS Otomatik MilSOFT Modele Dayalı kod

8 Araç Adı Türü Açıklama Kod Üreteci üretme aracı DDS Spy MilSOFT DDS ajanı (MilSOFT) DDS Tester MilSOFT Otomatik test aracı (MilSOFT) Bunlardan MilSOFT tarafından geliştirilen DDS Otomatik Kod Üreteci, uygulama yazılımlarının DDS ile arayüzü için gerekli kodu üretmektedir. DDS Kod Üreteci, sistem içindeki arayüzlerin tek bir araç tarafından geliştirilmesini ve yönetilmesini sağladığından, modüller arası entegrasyonu kolaylaştırmakta ve sistem arayüzlerinin tek bir noktadan kontrolü imkanını vermektedir. DDS Spy, sistemde bulunan modülleri ve yayımlanan ve/veya abone olunan verileri izlemek için kullanılmaktadır. DDS Tester aracı DDS Spy dan yola çıkılarak testlerin otomatik olarak yapılabilmesi için geliştirilmiştir. Otomatik test aracı Spiral süreçte her bir yayımda bütün sistemin yeniden test edilmesi gerekliliğinden dolayı büyük önem arz etmektedir 5. Ürün Hattı Yaklaşımı Yazılım sektöründe geliştirilen yazılımın yeniden kullanılabilirliğinin artırılması amacı ile ürün hattı (product line) yaklaşımı kabul görmektedir [7]. Yazılım ürün hattı, belli bir pazara ürün vermeye yönelik olarak ana varlıklar (core asset) geliştirmeyi ve yönetmeyi temel alır. Bu yaklaşımda ürün hattı mimarisi temel alınarak ana varlıklarından gerekli olanlar olduğu gibi alınır, bazı ana varlıkları farklılaştırılır ve gerekli diğer varlıklar geliştirilerek yeni ürünler elde edilir. Yeniden kullanılabilir bir SYS altyapısının geliştirildiği GEMKOMSİS projesi 2006 yılı sonunda geldiği nokta itibari ile MilSOFT ta iki yeni ürün hattının (Product Line) oluşumuna neden olmuştur. Savaş yönetim sistemi ortak fonksiyonları ve ortak servislerini içeren CMSCORE-PL (Combat Management System CORE Product Line) adlı ürün hattı projesi bunlardan ilkidir. Bu proje en küçük platformlardan (hücumbot, karakol botu gibi), en karmaşık ve büyük sistemlere (fırkateyn, denizaltı gibi) kadar farklı ölçeklerde savaş yönetim sistemi ihtiyaçlarını karşılamak için kullanılabilecek bir ürün hattı mimarisini ve bu mimariye uyumlu ortak temel bileşenleri ana varlık olarak geliştirmeyi ve kullanıcılara sunmayı hedeflemiştir. Halihazırda, CMSCORE-PL ürün hattı projesi, Sahil Güvenlik Komutanlığı Arama Kurtarma Gemisi, Genesis Veri Linkleri Sistemi, Yeni Tip Denizaltı ve modernizasyon projeleri için gerekli ürün ve altyapıları sunmaktadır. İkinci ürün hattı projesi olan CE-PL (Computing Environment Product Line) DDS arakatmanı, sistem yöneticisi ve çerçeve yazılımlarından oluşan işletim ortamı bileşenlerinin sürekli olarak geliştirilmesi ve iyileştirilmesini hedeflemektedir. Bu ürün hattı sadece Savaş Yönetim Sistemleri ve ilgili ürün hattı ile sınırlı kalmayarak İnsansız Hava Aracı, Çoklu Veri Linkleri ve Aviyonik yazılım projelerinde de kullanılmaktadır. 6. Sahil Güvenlik Arama Kurtarma Gemisi Uygulaması GEMKOMSİS SYS altyapısı, Sahil Güvenlik Komutanlığının tedarikini yaptığı 4 adet Sahil Güvenlik Arama Kurtarma (SGAK) Gemisi için komuta kontrol yazılımı olarak seçilmiştir. SGAK gemisi ihtiyaçlarını karşılamak üzere başlatılan SGAK projesi altyapısını GEMKOMSİS ten türeyen CMSCORE-PL ve CE-PL projelerinden almaktadır. Benzer şekilde ürün hattı yaklaşımına uygun olarak, yazılım mimarisini ve diğer bütün dokümantasyon ve ürünlerini CMSCORE-PL projesinden almıştır. SGAK projesi kapsamında Arama Kurtarma gemisine özel, Arama Kurtarma ve helikopter/uçak kontrolü fonksiyonları geliştirilmiştir. Ayrıca, Arama Kurtarma gemisi Variant arama radarı, ASEL-FLIR 200 elektro optik, seyir radarı, AIS vb. algılayıcı ve 40 mm topun GEMKOMSİS SYS ile entegrasyonu amacı ile ilgili altsistem entegrasyon birimi yazılımları geliştirilmektedir. Entegrasyon birimi yazılımları, ilgili altsistemin arayüz tanımlama dokümanına uygun şekilde altsistem ile iletişim kurmaktadır. Altsistemden alınan mesajlar çekirdek komuta kontrol fonksiyonlarının anlayacağı DDS mesajları (topic) olarak yayımlanır. Böylelikle farklı firmaların aynı fonksiyonu gerçekleştiren altsistemleri entegre edilirken çekirdek fonksiyonların değiştirilmesine gerek kalmamaktadır. Bunların dışında kalan altsistem ayarlama amaçlı ve o altsisteme özel mesajlar için yeni DDS mesajları tanımlanır ve bunlar için altsistem kontrol ekranları geliştirilir. GEMKOMSİS konsol altyapısı da yine kullanıcının isteğine göre kolaylıkla ayarlanabilmektedir. SGAK için gerekli fonksiyonlar mönü ve programlanabilir tuş takımlarına eklenebilmekte ve SGAK kullanıcı ve rollerine göre bu fonksiyonlar kullanıma sunulabilmektedir. Benzer şekilde arayüz renk ve dili müşteri isteklerine göre ayarlanabilir yapıdadır. 7. Sonuç Açık mimari ve uluslararası standartlar temel alınarak geliştirilen komuta kontrol sistemi altyapısı ARGE olarak CMMI 5 süreçlerine uygun şekilde ve Spiral yaşam döngüsü kullanılarak geliştirilmiştir. Yazılım geliştirmenin vazgeçilmez bir parçası olan yazılım geliştirme araçlarından yaygın bir şekilde yararlanılmış

9 ve gerekli diğer araçlar dahili olarak geliştirilerek kullanılmıştır. GEMKOMSİS mimarisinin şekillenmesinde temel teşkil eden OACE standardı ile OMG standartları başta olmak üzere uluslararası standartlar kullanılmıştır. Standartlara dayalı sistem geliştirmek tek kaynak bağımlılığını ortadan kaldırmaktadır. GEMKOMSİS; mimarisi, altyapı yazılımları ile yeniden kullanılabilir servis ve fonksiyonları ile birden fazla projeye hizmet edecek ürün hatlarının oluşumunu sağlamıştır. Bu ürün hatları Sahil Güvenlik Komutanlığı Arama Kurtarma Gemisi, İnsansız Hava Aracı, Çoklu Veri Linkleri ve Aviyonik yazılım projelerine hizmet etmektedir. 8. Kaynaklar [1] H.Kutluca, İ.E.Çetin, E.Deniz, B.Bal (2007), MilSOFT DDS Arakatmanı ve DDS in Savaş Yönetim Sistemlerinde Simülasyon Amaçlı Kullanımı USMOS 2007, Ankara, Türkiye [2] H.Kutluca, İ.E.Çetin, M.Kılıc, U.Cakir, (2007), Developing MilSOFT DDS Middleware OMG RT & Embedded Systems Workshop, Arlington, VA USA [3] I.E.Cetin, H.Kutluca, Applying OACE And OMG Standards To The Development Of CMS Systems, Maritime Systems and Technology Conference, Genoa, İtaly [4] OMG, (2006): Data Distribution Service for Real- Time Systems Ver 1.2, [5] PEO IWS OA, (2004), [5] Open Architecture Computing Environment Technologies and Standards (ver 1.0) [6] PEO IWS OA, (2004), Open Architecture Computing Environment Design Guidance (ver 1.0) [7] Software Product Lines, Carnegie Mellon University Software Engineering Institute, sei.cmu.edu. [8] NATO, Helicopter Operations From Ships Other than Aircraft Carriers (HOSTAC) (APP-2F/MPP- 2F) (NATO). [9] NATO, ADatP-3 NATO Message Text Formatting System (FORMETS) Baseline 12. [10] IMO, 1999, International Aeronautical and Maritime Search and Rescue Manual (IAMSAR).