Entwurfsorientierte Modellierung eingebetteter Systeme
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Beschreibung
Es ist allgemein anerkannt, dass das größte Potenzial zur Verbesserung der
Softwarequalität und zur Optimierung der Prozesseffizienz in der frühen
Phase der Software-Entwicklung liegt. In dieser Phase zielen Verfahren und
Techniken des Requirements-Engineerings auf eine Systematisierung des
Softwareentwurfs und auf eine proaktive Qualitätssicherung entlang des
gesamten Entwicklungszyklus ab. Das Requirements-Engineering nimmt
hierbei eine exponierte Schlüsselstellung ein, die stark
interdisziplinär beeinflusst ist. Dieser Einfluss führt in der Praxis
jedoch zu einer Vielzahl von heterogenen, unterschiedlich formalen und
schwierig kombinierbaren Techniken, so dass die Definition eines
integrierten Requirements-Engineering-Prozesses (REP) oftmals nicht
möglich ist.
In dieser Arbeit wird ein neuer, innovativer
Requirements-Engineering-Prozess eingeführt, der auf eine minimale Anzahl
der benutzten Verfahrensschritte und auf die Integration der eingesetzten
Techniken zielt. Der Prozess der entwurfsorientierten Modellierung gibt ein
strukturiertes, ingenieurmäßiges Verfahren vor, wie Anforderungen erhoben
und systematisch in ein umfassendes Modell des betrachteten Systems
übergeführt werden können. Der durch das Verfahren definierte
Informationsfluss ist lückenlos und in allen Phasen des Prozesses
nachvollziehbar. Durch die starke Ausrichtung aller Entwurfsschritte auf
ein domänenspezifisches Architekturmodell werden die Konsistenz, die
Eindeutigkeit und die Widerspruchsfreiheit der erhobenen Anforderungen
sichergestellt.
Der Prozess der entwurfsorientierten Modellierung sieht den Einsatz eines
Domänenmodells als Kerntechnologie vor. Hierzu wird in dieser Arbeit die
Architekturbeschreibungssprache AML (Automotive Modeling Language)
definiert, die den architekturzentrierten, ganzheitlich modellbasierten
Entwurf verteilter Systeme ermöglicht. Die AML ist eine präzise definierte
Sprache mit formaler Semantik, die ADL-typische Konstrukte (ADL =
Architecture Description Language) mit domänenspezifischen Konstrukten
kombiniert, so dass der Architekturentwurf auf unterschiedlichen
Abstraktionsebenen unterstützt wird. Architekturmodelle der AML dienen
darüber hinaus auch als Grundlage zur Bewertung von Designentscheidungen,
indem sie mit nichtfunktionalen Informationen angereichert werden können.
Erstmals wird in dieser Arbeit ein neuartiges Verfahren zur Definition einer
modellbasierten Entwurfssprache eingesetzt. Entgegen der üblichen Praxis,
die Sprachdefinition mithilfe eines Metamodells anzugeben, wird die Syntax
der AML in der Modelltheorie KMScheme spezifiziert. Dadurch wird der
bausteinorientierte Aufbau der AML ermöglicht und es stehen Konzepte zur
Unterstützung des Produktlinienansatzes zur Verfügung. Darüber hinaus
können Systemkonfigurationen explizit dargestellt und der Aufbau der
Architektur kann an einem System von Abstraktionsebenen ausgerichtet
werden. Alle Konzepte der Modelltheorie sind durch die Rückführung auf
Konzepte der axiomatischen Mengenlehre formal fundiert und erlauben den
korrekten, konsistenten und redundanzfreien Sprachentwurf modellbasierter
Techniken.
Autor*in
Martin Rappl
Themen in »Entwurfsorientierte Modellierung eingebetteter Systeme«
Automotive UML Produktlinien Requirements Engineering Software Architektur Software Engineering