zomer 1999
8
Concur ’99
2
ITEA
3
Old buddies network werkt samen aan testsoftware 4/5
Cees van Kemenade: van promotieonderzoek naar job in consultancy 7
2
Parallelle en gedistribueerde systemen rukken op
Tiende internationale conferentie over concurrency in Eindhoven Van 24 tot en met 27 augustus vindt ConCur ‘99 plaats, het jaarlijkse internationale congres over concurrency theorie. Naast de Technische Universiteit Eindhoven, die gastheer is, zijn het IPA en Philips Research sponsor van deze conferentie. Het is voor de tiende keer dat deze bijeenkomst plaatsvind. “Met veel ruimte voor de jongere generatie toppers,” aldus prof.dr. Jos Baeten. Vroeger was er één computer, en die rekende met één processor. Theoretici als de bekende hoogleraar Dijkstra hebben de fundamenten gelegd voor solide methodieken en technieken om het gedrag van zo’n systeem te verifieren. Vandaag de dag werken bijna alle systemen met meerdere processoren (intern parallellisme) of in interactie met meerdere computers (gedistribueerd). “De complexiteit neemt toe. De klassieke methodieken en redenaties om vast te stellen of een systeem werkt, doet wat het moet doen, en dat ook efficiënt doet, werken niet meer,” aldus Baeten, hoogleraar formele methoden aan de TUE en tevens directeur van het IPA. De kinderschoenen ontgroeid Baeten rekent zichzelf tot de eerste generatie wetenschappers die zich begin jaren tachtig richtten op dit nieuwe terrein binnen de informatica. “We zijn dus de kinderschoenen dus wel ontgroeid. De industrie realiseert zich inmiddels dat ze wat heeft aan de theoretische kennis die we hebben opgedaan.” Niet zelden werden bedrijven door schade en schande wijs. Baeten
Programma ConCur
noemt als voorbeeld Intel, dat bij de ontwikkeling en het op de
ConCur ‘99 gaat van start op dinsdag 24 augustus met de
markt brengen van de Pentium-chip veel tegenslag te verwerken
ontvangst vanaf 8.30 uur en loopt tot en met vrijdag 27
kreeg. Met name omdat het huiswerk niet goed was gedaan.
augustus. Voorafgaand vinden op maandag 23 augustus
“Intel heeft meteen een forse groep theoretici aangenomen,”
drie bijeenkomsten plaats: de tweede internationale works-
aldus Baeten. Anderzijds zijn de universiteiten inmiddels zo ver
hop over probabilitische methoden voor verificatie
dat er praktische toepassing voortkomen uit de theorie.
(Probmiv), voor de zesde keer de internationale workshop
Ongeveer een kwart van de onderzoeksinspanning van het IPA ligt op het gebied van concurrency, een gebied waarop Nederland overigens aardig meetelt in de wereld. Niet vreemd
over expressiveness in concurrency (Press) en een symposium over visuele formele methoden (VFM). Voor informatie: prof.dr. Jos Baeten (
[email protected],
dus dat deze internationale topconferentie dit keer in
tel. 040-2472904), Sjouke Mauw (
[email protected],
Eindhoven plaatsvindt. Onder de genodigde sprekers zijn Rance
tel. 040-2472908) of Jan Friso Groote (
[email protected],
Cleaveland (State University of New York), Javier Esparza (TU
tel. 020-5924232).
München), Catuscia Palamidessi (Pennsylvania State University)
Of via het algemene e-mailadres
[email protected].
en Rob van Glabbeek (Stanford). De laatste is een oud-medewer-
Informatie en voorlopig programma zijn tevens te vinden
ker van het IPA.
op de website www.win.tue.nl/concur99/.
3
TUE neemt deel aan twee ITEA-projecten
Europees consortium om achterstand op VS in te lopen Met een R&D-programma van zeven miljard gulden wil Europa de achterstand op het gebied van software-ontwikkeling ten opzichte van Amerika inlopen. Onder de naam Information Technology for European Advancement (ITEA) werken neven multinationals, waaronder Philips, samen met universiteiten en middelgrote en kleine bedrijven aan software-intensieve systemen. De TU Eindhoven doet in de eerste ronde mee aan twee projecten.
milie in plaats van voor elk systeem afzonderlijk kan grote winst in snelheid en kwaliteit worden geboekt, met name door het consequent hergebruiken van systeemcomponenten. Doel van ESAPS is een familie-gebaseerd ontwikkelproces tot stand te brengen en in de praktijk in te voeren. Het EESI stopt acht man-
In het consortium voor ITEA
jaren werk in ESAPS.
doen naast Philips ook Daimler Chrysler, Siemens, Robert Bosch,
Real time
Thomson, Bull, Alcatel Alsthom,
embedded software
Italtel, Nokia en Barco mee. Het
De groep Formele
project heeft vorige maand de
Methoden
Eureka-status gekregen. Dit bete-
prof.dr. Jos Baeten ver-
kent
zorgt
dat
dit
omvangrijke
Europese clusterprogramma dat
van
samen
met
Philips Digital Video
acht jaar gaat duren, ingevuld
Systems in Breda de
kan worden met subprojecten.
Nederlandse inbreng
In de eerste toewijzingsronde is
in het project DESS
voor 2500 mensjaren werk goed-
(Design of Embedded
gekeurd in 18 projecten. Het hart
Het project Design of Embedded Systems Software richt zich op het
Systems
van het ITEA-programma wordt
ontwikkelproces voor real-time embedded software, zoals bijvoorbeeld in
Dit project richt zich
gevormd door het ontwerpen
de door Philips geproduceerde professionele videocamera’s.
van complexe systemen. Andere
Software).
op het ontwikkelproces
voor
real-time
onderdelen zijn: extended multimedia, communicatie, gedis-
embedded software, zoals bijvoorbeeld in de door Philips gepro-
tribueerde informatie en diensten, content processing en user
duceerde professionele videocamera’s. Voor de ontwikkeling
interfaces.
van dit soort software bestaat momenteel geen breed geaccepteerde aanpak. Doel van dit project is om zo’n breed toepasbare
Systeemfamilies
ontwikkelmethodologie te definiëren op basis van object-oriën-
Het Eindhoven Embedded Systems Institute (EESI) en het
tatie en componenttechnologie. Deze methodologie zal worden
Software Engineering Research Center (SERC) in Utrecht zijn
voorzien van ondersteunende tools en in de praktijk getoetst
door Philips uitgenodigd om mee te doen in het ITEA-project
middels een aantal testcases. De ontwikkelde methodologie zal
ESAPS (Engineering Software Architectures Processes and plat-
de software-ontwikkeling van de partners in het DESS-project
forms for Systemfamilies). De toenemende complexiteit van
op een hoger plan te brengen, maar ook daarbuiten bijdragen
software maakt de ontwikkeling van nieuwe systemen steeds
aan standaardisering en verbetering van het ontwikkelen van
arbeidsintensiever. Toch moeten nieuwe producten binnen
real-time embedded software. De TUE draagt vier manjaren bij
korte tijd op de markt gezet worden. Een antwoord op dit pro-
aan dit project.
bleem is het groeperen van te ontwikkelen systemen in ‘systeemfamilies’ voor een bepaalde toepassing. Door het ontwik-
Een tweede ronde voor ITEA-projecten is op 1 juli geopend.
kelen van een software-architectuur voor een hele systeemfa-
ITEA-website http://www.itea-office.org.
4
‘Old buddies network’ van UT, TUE, Philips en KPN
Industrie en wetenschap ontwikkelen samen testsoftware voor netwerken en consumentenelektronica Al jaren werken ze samen, en met succes: Ed Brinksma van de Universiteit Twente en Loe Feijs van de TU Eindhoven aan de wetenschappelijke kant, Ron Koymans van Philips Research en Erik Kwast van KPN Research aan de industriële kant. “We kennen elkaar al heel lang, gemiddeld meer dan tien jaar”, vertelt Ron Koymans. “Dus we vormen een soort ‘old buddies network’, maar dan in de goede betekenis van het woord.” Nu werken ze samen aan de ontwikkeling van geavanceerde hulpmiddelen voor het testen van intelligente netwerkdiensten en van embedded software in consumentenproducten.
Gereedschappen aan de UT. “Dan is het helemaal belangrijk dat die apparaten onderling goed communiceren.” Het project richt zich dan ook vooral op het testen van communicatieprotocollen. Brinksma: “De UT heeft al meer dan tien jaar traditie op het gebied van theorie van het testen. Dat is uitgemond in een fikse hoeveelheid, goed samenhan-
Lange tijd was testen met behulp van realistische experi-
gende kennis. Wij kregen langzaam het gevoel dat die kennis
menten hèt domein van het bedrijfsleven, en verificatie met
toepassingsrijp was.” Financier is de Stichting voor Technische
behulp van wiskundige modellen hèt domein van de wetenschap. Daardoor is testen nog vaak een tamelijk primitieve aangelegenheid: tijdrovend, duur en behoorlijk onbetrouwbaar, en zijn wetenschappelijke verificatiemethoden aan de andere kant slecht bruikbaar in de praktijk. Juist om de kloof tussen theorie en praktijk te overbruggen startten de twee TU’s, Philips en KPN begin vorig jaar een project. Heel praktisch gericht, om op basis van bestaande theorieën testgereedschappen te ontwikkelen en verder uit te bouwen. Alles aan alles gekoppeld Bij de ontwikkeling van software voor netwerken en consumentenelektronica besteden bedrijven dertig tot vijftig procent
Wetenschappen (STW). De Europese Unie werd als subsidiebron
van hun tijd aan testen. Dit ook maar voor een klein deel auto-
niet aangesproken. “Met name vanwege de snelheid”, aldus
matiseren zou de kosten aanzienlijk kunnen drukken. Daarom
onderzoeker dr. Ron Koymans van Philips. “Voor Europese sub-
is dit project van groot belang voor de industrie. “In de toe-
sidie moet je uiteraard samenwerken met organisaties in
komst wordt waarschijnlijk alles aan alles gekoppeld, inclusief
andere lidstaten, maar die zijn waarschijnlijk niet zo ver als wij.
telefoon, hifi-installatie, wasmachine en PC”, voorspelt project-
Wij werken allemaal al jaren aan dit onderwerp en hebben veel
leider prof.dr. Ed Brinksma, hoogleraar Formele Methoden en
expertise opgebouwd.”
5 Enorme tijdwinst In Twente vindt de ontwikkeling van nieuwe test-gereed-
mele specificaties voor de zogenoemde AV-link. Een voorziening in de nieuwste TV’s, videorecorders en satelliettuners waarmee
schappen en de verdere uitdieping van de theorie plaats. De col-
die apparaten onderling informatie kunnen uitwisselen.
lega’s in Eindhoven richten zich vooral op toepassingen en
Handig wanneer bijvoorbeeld de zenderindeling op de kabel
ondersteuning met behulp van bestaande test-tools. Philips
weer eens verandert. Met AV-link hoeft je dat alleen nog maar
brengt knowhow en zelfontwikkelde tools in voor consumen-
op de TV te wijzigen, en nemen de andere apparaten dat op
tenproducten, en KPN doet hetzelfde voor netwerken.
commando over. Kooymans geeft een ander voorbeeld: “Stel, je
“Wij richten ons primair op het bouwen van softwarehulp-
zit naar een TV-programma te kijken, en de telefoon gaat. Je wil
middelen voor het automatisch afleiden, uitvoeren en analyse-
snel op de opnameknop van je video drukken, omdat je niks
ren van tests uit formele specificaties van het te testen sys-
van het programma wilt missen. Maar vaak staat de video op
teem”, legt Brinksma uit. “We beperken ons tot de zogenoemde
een andere zender dan de TV, en neem je het verkeerde pro-
conformance-test. Daarbij kijk je of het te testen systeem ook
gramma op. Met een speciale knop, de ‘one button recording’,
daadwerkelijk doet, wat het zou moeten doen conform zijn oor-
kun je dat voorkomen.”
spronkelijke specificaties.”
De voorbereidingen voor het testen van de AV-link zijn klaar.
Dat betekent dat de formele specificaties van het systeem
Binnenkort wordt de in Twente ontwikkelde testsoftware losge-
beschikbaar moeten zijn. Maar vaak zijn die er niet, en moeten
laten op de testopstelling in het Philips NatLab. Eerder in het
die worden opgesteld aan de hand van uitgebreide, grotendeels
project heeft Twente een zeer eenvoudige test-tool ontwikkeld
in gewone taal geschreven boekwerken. “Deze zijn soms wel
op basis van bestaande theorie en algoritmen. Vervolgens is die
duizenden pagina’s dik”, weet Brinksma. “Het opstellen van die
uitgebouwd door er simpele systemen als een lift en een inter-
specificaties is een enorme klus, maar zonder meer de moeite
net-babbelbox mee uit te testen. Met de daarmee verfijnde tool
waard. Uiteindelijk levert het enorme tijdwinst op doordat elke
is vervolgens de netwerkdienst ‘wisselgesprek’ van KPN Telecom
wijziging in het systeem snel kan worden doorgevoerd via een
onder handen genomen. KPN heeft echter besloten zich terug
paar kleine wijzigingen in de specificaties. Daarna rollen dan
te trekken. “Niet vanwege het project op zich”, benadrukt Brinksma, “maar omdat KPN om strategische
rede-
nen alle testactiviteiten afstoot. Jammer, want KPN Telecom is een interessante partner en de samenwerking liep
ver-
prima.”
De stap van KPN
door-
kruist de planning van het project een vervolgens weer snel automatisch nieuwe tests uit onze testtool.”
wel beetje,
want binnenkort zou een test-tool worden ontwikkeld voor een geavanceerdere netwerkdienst van het telecom-bedrijf. “Maar we hebben gelukkig een hele lijst van mogelijke toepassingen.
AV-link Koymans deelt Brinksma’s enthousiasme. Hij kan erover
En daar zit er vast wel eentje tussen waar we snel mee aan de slag kunnen.”
meepraten, want de afgelopen maanden heeft hij met zijn onderzoekscluster hard gewerkt aan het opstellen van de for-
Harrie Quispel
6
Belangenconflict De vrije markt is goed, dat is algemeen bekend. Mensen werken harder als ze er zelf wat mee opschieten. En daar profiteert de hele markt van. En dus de hele mensheid, ooit. De korte geschiedenis van de elektronische informatietechniek laat dat ook weer zien. De snelle opmars van de computer gaat langs een weg van enorme commerciële successen. Maar er zijn dingen die je aan het denken zetten. Zo zijn de salarissen bij Microsoft niet bijzonder hoog, vrij laag zelfs vergeleken met de concurrentie. Opties in het eigen bedrijf moeten dat ruimschoots compenseren. Als de winst echter niet meer of niet meer zo snel stijgt, verliezen die allengs hun waarde. En als dat gebeurt, zijn de rapen goed gaar. De vorstelijke inkomens zakken in tot tweederangssalarissen en de eersten (soms ook de besten) vertrekken. Wat Microsoft op dat moment dan juist tekort komt is geld om de mensen vast te houden, en dan zijn de Gates of Bill niet meer te sluiten. Deze situatie wordt als een belangrijke verklaring gezien voor het aggressieve protectionisme waarmee Microsoft opereert. Dit werkt helemaal niet meer in het belang van de klant. Zo voelde Microsoft zich zozeer bedreigd door Java, dat het een opzettelijk niet-compatibele versie uitbracht. Die is inmiddels verboden, maar nu dreigt het bedrijf de Java-ondersteuning helemaal op een laag pitje te zetten, waardoor klanten die hierin geïnvesteerd hebben weer in de kou komen te staan. De belangen van een commercieel bedrijf vallen dus niet noodzakelijk samen met die van de klanten. Nu is dat ook zo met niet-commerciële bedrijven, maar als het om software gaat, is er iets merkwaardigs aan de hand. De ontwikkelkosten zijn
relatief gering, de productiekosten zeer laag en de distributiekosten vrijwel nihil (internet!). Met als gevolg dat de ijzeren wet van de verminderde meeropbrengst forse roestplekken vertoont in de softwarewereld. (Bijna-)monopolisten zoals Microsoft lopen hierdoor minder snel tegen natuurlijke grenzen aan. Tegelijkertijd kan iedereen met een pc en een internetaansluiting programma’s maken en aan de wereld aanbieden. Nu valt er te twijfelen aan de kwaliteit van dit soort software, maar ook hier lijkt een wet te sneuvelen. Na jaren noeste arbeid van tienduizenden vrijwilligers is het operating system Linux tot professionele hoogte gestegen. In een aantal opzichten (stabiliteit, snelheid) is het domweg beter dan de concurrentie, in het bijzonder Windows ‘95. Maar hoe zit het dan met de continuïteit van een product waar geen bedrijf achter staat? Dat zou best eens mee kunnen vallen. Wie twintig jaar geleden heeft geïnvesteerd in het leren gebruiken van de public domain editor emacs heeft daar nog steeds profijt van. Al die jaren is dat product up-to-date gehouden. Logisch, want het waren de gebruikers zelf die dat deden. Maar de bizarre functietoetscombinaties van het Wordperfect van een paar jaar geleden worden bijna niet meer gebruikt. Zonde van al die cursussen. Commerciële software is prachtig, maar als de leverancier geen interesse meer in je heeft, of gedwongen is te hebben, ben je in de aap gelogeerd. Een source die vrij beschikbaar is, zoals van alle GNU-software - waaronder Linux en emacs - biedt in de praktijk vaak een betere basis voor continuïteit. De kostenverhoudingen in de softwarebranche staan het belang van de gebruiker vaak in de weg, doordat de vrije markt niet werkt. Maar ze maken ook een alternatief mogelijk: vrije software. Kees Huizing
7
Van promotieonderzoek naar job in consultancy
“De wetenschap is daar minder ver weg dan je denkt” De natuur is een goede leermeester voor de wetenschap. Cees van Kemenade kan erover meepraten. Hij was werkzaam bij het Centrum voor Wiskunde en Informatica (CWI) in Amsterdam en promoveerde in maart aan de Universiteit Leiden. Voor zijn promotie-onderzoek hield hij zich bezig met de evolutionaire rekenkunde en genetische algoritmen. Inmiddels werkt hij als managementconsultant. “Uitdagend en kennisgeoriënteerd,” verzekert hij.
echte intellectuele uitdaging. Aan de andere kant voelde ik me steeds verder wegzakken in een specialisme.” Na enig gesnuffel buiten de universitaire muren wist hij het zeker: general managementconsultancy moest het worden. En dat werd het ook. In mei begon hij bij de Boston Consulting Group (BCG). Grote geld
Om een traditionele, constructieve methode voor een opti-
Verloren voor de wetenschap, gevallen voor het grote geld.
malisatieprobleem te ontwikkelen moet je het probleem exact
Van Kemenade kent de argumenten. “Te zwart-wit”, meent hij.
begrijpen. Van Kemenade: “Bij de evolutionaire algoritmen
“Het werk bij BCG is sterk uitdagend en kennisgeoriënteerd. Je
werk je eigenlijk net andersom. Je codeert
werkt in groepsverband en pro-
het probleem, zodat je de mogelijke oplos-
beert buiten de geijkte kaders
singen heel generiek, heel algemeen kunt
oplossingen voor opdrachtgevers
neerzetten. Vervolgens neem je een wille-
te bedenken. BCG houdt zich bezig
keurige verzameling oplossingen - in ons
met strategische, operationele en
jargon een ‘populatie’ - die je laat evolu-
gerelateerde
organisatorische
eren. In een aantal opeenvolgende genera-
vraagstukken. Je moet vaak in een
ties zorgt een ‘survival of the fittest’ ervoor
niemandsland zoeken naar een
dat er steeds betere oplossingen ontstaan.
oplossing, zonder dat je op stan-
Die aanpak is soms veel makkelijker omdat
daardoplossingen kunt terugval-
je het probleem niet tot op detail-niveau hoeft te begrijpen. Het evolutionaire speelen slagveld zorgt er automatisch voor, dat de beste oplossingen komen bovendrijven.”
len.” In dat opzicht ligt het huidige
“Investeringen op IT-gebied worden steeds meer gezien als strategische in plaats van puur technologische beslissingen. Terecht.”
werk aardig in het verlengde van promotie-onderzoek, meent hij. “De wetenschap is minder ver weg dan je denkt. Daarnaast zie je dat IT een steeds belangrijkere positie
Luchtruim vol
inneemt op de agenda van de directie. Investeringen op dat
Via prof.dr. Joost Kok van het Leiden Center for Natural
gebied worden steeds meer gezien als strategische in plaats van
Computing kwam Van Kemenade bij het Nationaal Lucht- en
puur technologische beslissingen. Terecht. Hiermee valt IT ook
Ruimtevaartlaboratorium (NLR) terecht. Daar liet hij evolutio-
duidelijk binnen het expertisegebied van BCG”.
naire algoritmen los op het routeringsprobleem van vliegtui-
BCG heeft consultants met uiteenlopende achtergronden.
gen. Nu volgen vliegtuigen nog netjes de vaste, vastgelegde
Het gaat er niet zozeer om wat je gedaan hebt, als je maar aan-
lucht’wegen’, maar over een jaar of vijf is het luchtruim zo vol,
toont dat je goed werk verricht hebt en bereidt bent om je ken-
dat de vliegbewegingen veel flexibeler moeten worden gepland.
nis te verbreden. Van Kemenade: “Er wordt veel tijd en energie
De hieruit resulterende routeringsproblemen zijn goed op te
gestoken in je verdere opleiding. De eerste drie weken waren in
lossen met behulp van de recombinatieve evolutionaire reken-
dat opzicht illustratief. Ik moest meteen de schoolbanken in,
methoden.
van ‘s morgens negen tot ‘s avonds negen. Kennis verwerven.
Van Kemenade vroeg zich al tijdens zijn promotie-onderzoek
Hoezo dag wetenschap?”
af wat hij daarna wilde gaan doen. Doorgaan met wetenschap? Van Kemenade: “Ik deed leuk en vernieuwend onderzoek, een
Pieter Lomans
8
Software-onderzoeksschool IPA
Naast fundamenteel onderzoek ook diensten voor bedrijven Het verbeteren van de betrouwbaarheid, prestatie, snelheid en flexibiliteit van software. Dat is in het kort gezegd het werkgebied van het Instituut voor Programmatuur en Algoritmiek (IPA). Het IPA is een samenwerkingsverband tussen de wiskunde- en informaticafaculteiten van de TU’s in Eindhoven en Twente, de universiteiten in Groningen, Nijmegen, Utrecht, Amsterdam (VU) en Leiden en het Centrum voor Wiskunde en Informatica (CWI) in Amsterdam. Daarnaast zijn er vaste contacten met enkele onderzoeksgroepen van de Universiteit van Amsterdam. Drie thema’s, zes
Het IPA houdt regelmatig
speerpunten
lezingen, seminars em
Software technologie, algorit-
congressen waarbij zowel
Colofon
men & complexiteit en formele
wetenschappers van de
Deze nieuwsbrief is een uitgave van IPA, Instituut
methoden. Dat zijn de drie
universiteiten als onderzoekers
voor Programmatuurkunde en Algoritmiek en
hoofdthema’s van het onder-
uit het bedrijfsleven betrokken
verschijnt vier keer per jaar. Voor toezending, vragen
zoek binnen het IPA.
zijn. Op de foto dr.ir. M.
of verzoek tot overname van (delen van) artikelen gelieve contact op te nemen met onderstaand adres:
Het eerste staat voor het bou-
Kraaijveld van Shell Research,
wen en onderhouden van zowel
die een voordracht houdt over
gedistribueerde, embedded als
beeldbewerking, patroon-
IPA
real time software systemen. Het
herkenning en neurale
Technische Universiteit Eindhoven
tweede thema omvat het analy-
netwerken ten behoeve van
Hg 7.17
seren
geofysische datamining.
Postbus 513 5600 MB Eindhoven
en
classificeren
van
bestaande en het ontwerpen van
tel. 040 2474124, fax. 040 2463992
nieuwe, efficiënte algoritmen. Daaronder vallen ook parallele
e-mail
[email protected]
en genetische algoritmen en neurale netwerken. Formele
url http://www.win.tue.nl/cs/ipa
methoden tot slot behelst het ontwerpen en toepassen van (al dan niet domein-specifieke) formalismen en gereedschappen
Redactie: Prof.dr. Jos Baeten, dr. Tijn Borghuis,
voor specificatie en verificatie van programmatuur.
Walter van Hulst Anne-Meta Oversteegen, met
Binnen deze drie hoofdthema’s telt het IPA zes speerpunten:
medewerking van Pieter Lomans, Harry Quispel en
• Testen en valideren
Rob Weijs.
• Renovatie • Embedded systems
Fotografie: Adrie Kauwenberg.
• Natural computation • Software architectuur • Algoritmen voor planning en ontwerp
Vormgeving: Marten Hogeweg
