Entwurf eingebetteter Systeme: Ausführbare Modelle und Fehlersuche

Graphische Modelle können mit Hilfe modellgetriebener Ansätze als Programmiersprachen für eingebettete Systeme genutzt werden. Die Arbeit schließt vorhandene Lücken und liefert einen Beitrag zur Zustandsvisualisierung während der Laufzeit zum Zweck der Fehlersuche in solchen Modellen. Dieser resultiert in der flexiblen Debugging-Architektur ModelScope. Die Leistungsfähigkeit von ModelScope wird durch Anbindung unterschiedlicher Modellierungsparadigmen und Ausführungsplattformen validiert

Beiträge zum 17. Interuniversitären Doktorandenseminar Wirtschaftsinformatik

Dieser Tagungsband enthält Themenbeiträge des 17. Interuniversitären Doktorandenseminars Wirtschaftsinformatik. Die Aufsätze stammen von Doktoranden der mitteldeutschen Universitäten Halle-Wittenberg, Leipzig, Dresden, Freiberg, Chemnitz und Jena. Die thematische Vielfalt reicht von der IT-Unterstützung für KMUs über intelligente Verfahren im Supply Chain und Business Process Management bis hin zu Fragen der Konzeptionierung und Umsetzung Analytischer Informationssysteme. Diese Themen belegen eindrucksvoll die Forschungsorientierung in der Wirtschaftsinformatik, die auch die Forderung nach praktischer Relevanz nicht scheuen muss

Modellierung und Export von Multicore-Eigenschaften für Simulationen während der Steuergeräteentwicklung für Fahrzeuge

Derzeit führen die sehr hohen Anforderungen in nahezu allen Bereichen des Fahrzeugs zu einer immer komplexer werdenden Steuergerätearchitektur. Dies betrifft unter anderem sowohl sicherheitskritische wie auch Fahrerassistenz- und Komfortsysteme. Dies führt zu einer stetig steigenden Anzahl der Funktionalitäten, die auf einem Steuergerät ausgeführt werden müssen. Damit steigt der Bedarf an Rechenleistung der dafür eingesetzten elektronischen Steuereinheiten. Um diese Anforderungen zu bewältigen, werden bei der Entwicklung sicherheitskritischer, echtzeitfähiger, eingebetteter Systeme immer häufiger Steuergeräte mit Prozessoren mit mehreren Kernen eingesetzt. Bei diesem Ansatz entstehen notwendigerweise Echtzeitanforderungen, die im Idealfall bereits in der frühen Entwicklungsphase berücksichtigt werden sollten. Die Erfüllung dieser Anforderungen werden oft erst spät während des Entwicklungsprozesses überprüft. Um Systeme mit Mehrkern-Steuergeräten modellieren zu können und deren Echtzeitanforderungen beschreiben zu können wurden in dieser Arbeit entscheidende Parameter identifiziert. Dabei wurden Lösungsansätze bereits realisierter Architektur-Entscheidungen berücksichtigt, die in der Lage sind, das Echtzeitverhalten einer E/E-Architektur zu simulieren. Mit Hilfe eines Modellierungswerkzeugs wurden die identifizierten Multicore-Parameter modelliert und in einer standardisierten Form bereitgestellt. Dadurch wurde eine Simulation sowie eine frühzeitige Verifikation der Echtzeitanforderungen ermöglicht. Somit wurde eine mögliche Werkzeugkette entworfen, prototypisch implementiert und anschließend evaluiert. Die Evaluation wurde auf Basis eines Fallbeispiels durchgeführt, welches unter Berücksichtigung anhand der zuvor identifizierten Multicore-Parameter erstellt wurde. Außerdem wurden mögliche Optimierungsansätze für die Integration und Interoperabilität der Werkzeuge herausgearbeitet

Entwicklung eines grafischen Editors zur Metamodellierung sowie Validierung von Modell-Instanzen

Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein grafischer Editor für die Modellierung von Metamodellen entwickelt. Der Editor wird in einem beliebigen Web-Browser ausgeführt und ist somit plattformunabhängig nutzbar. Er implementiert das an der HTWG Konstanz im Projekt Progress in Graphical Modeling Frameworks entwickelte MoDiGen-Metamodell, und erlaubt die Modellierung von Metamodellen, die zu diesem Meta-Metamodell konform sind. Als Ausgabeformat nutzt der Editor eine JSON-Struktur, was die Datenhaltung mit Hilfe von JSON-basierten nicht-relationalen Datenbanken ermöglicht und die Implementierung des Editors in JavaScript erleichterte. Zusätzlich wurde ein Werkzeug entwickelt, mit welchem die Instanzen des modellierten Metamodells, die Modelle, gegen das Metamodell geprüft werden können. Dieses Programm ist sowohl für die Clientseite im Web-Browser zur Prüfung eines Modells, als auch für die Serverseite zur Prüfung der Modelldaten vor der Persistierung relevant, weshalb die Validierung in JavaScript bzw. CoffeeScript entwickelt wurde. Im Web-Browser kann diese Implementierung direkt ausgeführt werden, serverseitig wurde die von der Mozilla Foundation in Java geschriebene JavaScript-Implementierung Rhino verwendet, um das JavaScript-Programm aufzurufen. Der Theorieteil der Arbeit beschäftigt sich mit den Meta-Metamodellen, die die Grundlage des MoDiGen-Metamodells bilden, sowie ausführlich mit dem MoDiGen-Metamodell selbst. Im Praxisteil wird die Entwicklung und der Aufbau des Editors und des Validators erläutert

Kontextmodellierung für das ambient assisted living

Die Zielstellung der Dissertation ist die Erarbeitung einer Methodik für die Kontextmodellierung im Rahmen des AAL. Zunächst wurden die besonderen Anforderungen aus der Anwendungsdomäne AAL an die Kontextmodellierung erarbeitet, besonders die Trennung zwischen Kontextinfrastruktur und den Diensten, die Bereitstellung dienstetyp-spezifischer Kontextmodelle und ihre Erweiterbarkeit, die Bereitstellung einer nutzerspezifischen Kontextmodellierung sowie die Berücksichtigung der Phasen der Entwicklung und Nutzung von AAL-Diensten. Es wurde eine Reihe aktueller Ansätze zur Kontextmodellierung anhand der Anforderungen bewertet und der Bedarf für einen weitergehenden Ansatz erkannt. Der in dieser Arbeit entwickelte Ansatz basiert auf einer zweidimensionalen Kontextmodellierung von "Einsatzzweck" sowie "Phasen der Entwicklung und Nutzung". In der ersten Dimension werden drei Ebenen der Abstraktion festgelegt: "Infrastruktur", "Dienste" und "Nutzerinteraktion" und in der zweiten vier Modelltypen identifiziert und den verschiedenen Phasen "Planung", "Definition", "Design", "Implementation", "Test", "Bereitstellung", "Übernahme" sowie "Betrieb" zugeordnet. Jeder dieser Modelltypen besitzt einen eigenen Fokus und eine eigene Darstellung. Beispielsweise definiert das konzeptuelle Kontextmodell eine graphische Repräsentation, der ein bereits bekannter Ansatz zur konzeptuellen Kontextmodellierung zugrunde liegt, welcher hier aber um fehlende Konzepte ergänzt wird. In die durch zwei Dimensionen aufgespannte Matrix werden die jeweils durch sie eingegrenzten Anforderungen eingeordnet sowie entsprechende Konzepte und Ausprägungen des Kontextmodells definiert. Die gemeinsamen Elemente des Kontextmodells sowie die Überführungen zwischen den einzelnen Elementen der Matrix werden durch das sie tragende Metamodell definiert. Die zweidimensionale Kontextmodellierung ist auch Bestandteil der Methodik, bei der sich fünf Schritte unterscheiden lassen: die Definition der Kontextinfrastruktur, die Instanziierung der Kontextinfrastruktur, die Definition der AAL-Dienstetypen, die Definition eines AAL-Dienstes, sowie die Instanziierung der AAL-Dienstemenge. Jede der Schritte beschreibt einen Teilschritt in der Realisierung einer intelligenten häuslichen Umgebung mit integrierten AAL-Diensten und definiert den notwendigen Ausschnitt aus dem zweidimensionalen Kontextmodell sowie die benötigten Werkzeuge, von denen die wesentlichen im Rahmen der Dissertation umgesetzt worden sind und so der Methodik zur Verfügung stehen. Die Definition der Schritte ermöglicht auch eine flexible Nutzung der Methodik für unterschiedlich komplexe Szenarien von kontextadaptiven AAL-Diensten

Konzeption eines generativen und modellgetriebenen Ansatzes für komponentenbasierte Architekturen der Business-Tier

Die vorliegende Diplomarbeit beschäftigt sich mit der Ablösung eines Generator Frameworks und der Generierung von Artefakten für die Businesslayer einer J2EE-Applikation. Der bestehende Generator sowie die Transformationsabbildungen sollen durch openArchitectureWare 4, einem metamodellbasiertem Generator Framework, ersetzt werden. Mittels des openArchitectureWare Frameworks wird der viel diskutierte Model Driven Architecture (MDA) Ansatz der OMG vorgestellt. Es wird der Unterschied zwischen herkömmlicher Softwareentwicklung und der modellgetriebenen Entwicklung aufgezeigt, sowie alle damit verbundenen Vor- und Nachteile. Es soll gezeigt werden, dass Modelle nicht nur zur Dokumentation dienen, sondern als Code gesehen werden können und sollten. Im Bezug auf die technische Realisierung der MDA werden die verschiedenen Vorgehensweisen bei der Entwicklung von Modellen betrachtet und die eingesetzten Technologien wie z.B. UML, UML–Profile und Meta Object Facility vorgestellt. Außerdem wird ein Ausblick in neue Technologien im Kontext modellgetriebener Architekturen, wie zum Beispiel das Eclipse Modelling Framework (EMF) und das Graphical Modelling Framework (GMF) gegeben. Da die Schwerpunkte der Diplomarbeit auf der von BMW verwendeten Architekur für verteilte Applikationen sowie der Generatormigration liegen, wird die Architektur und der Generator von BMW im Aufbau sowie der Funktionsweise näher betrachtet. Die von BMW eingesetzte Architektur „Component Architecture 2.0“ ist eine komponentenbasierte Architektur, welche bei BMW entwickelt wurde und projektübergreifend zum Einsatz kommt. Des Weiteren liegt der Diplomarbeit das PEP-PDM Projekt, das bei BMW zurzeit durch Softlab realisiert wird, zugrunde. Durch PEP-PDM wird bei BMW eine zentrale Datenreferenz über den gesamten Entstehungsprozess eines Produktes erreicht. Das gesamte Wissen über ein Fahrzeug mit allen Daten des Entstehungsprozesses wird an einer zentralen Stelle zusammengeführt und dadurch, zu jedem Zeitpunkt, der aktuelle Stand im Entwickluingsprozess eines Fahrzeuges bekannt. Durch die Migration auf openArchitectureWare, dem Open Source Generator Framework und dem dazugehörigen Vorgehensmodell der generativen Entwicklung, werden die eingesetzten Technologien des Frameworks und deren Möglichkeiten wie Templates, Extensions und Modellvalidierung erläutert. Die Technologien und Designentscheidungen werden an der Transformation eines bestehenden Platform Independent Model (PIM) des Projektes PEP-PDM näher betrachtet und erläutert. Die Transformationsabbildungen für das PEP-PDM PIM basiert auf der von BMW eingestzten Component Architecture 2.0 und der Enterprise Technolgie J2EE. Ein Benefit der Diplomarbeit ist die Evaluierung des Graphical Modeling Framework von Eclipse. Dies beinhaltet implizit den Einsatz des Eclipse Modeling Framework (EMF) als Design Sprache für die Anwendung und das Metamodell. Mit diesen Technologien könnte zukünftig die Möglichkeit bestehen vom Erstellen der domänenspezifischen Sprache (Metamodell), über das Anwendungsdesign (PIM), bis hin zur Transformation und Implementierung alles in einem Entwicklungstool (Eclipse) zu bearbeiten. Abschließend werden die gewonnenen Erkenntnisse und Erfahrungen bezüglich der MDA unter Verwendung von openArchitectureWare zusammengetragen und bewertet

Generierung einer MVC-Präsentationsschicht für eine J2EE-Applikation unter Einsatz eines MDA-konformen metamodellbasierten Generator-Frameworks und eines opensource Frameworks für Web-Anwendungen

Die vorliegende Diplomarbeit beschäftigt sich mit der Generierung der Präsentationsschicht einer J2EE-Applikation unter Einsatz von Apache Struts. Der vieldiskutierte Ansatz der Object Management Group (OMG) - Model Driven Architecture - wird vorgestellt und unter Zuhilfenahme von open ArchitectureWare, einem metamodellbasierten Generator Framework, wird aufgezeigt, wie sich modellbasierte Entwicklung von der herkömmlichen Softwareentwicklung unterscheidet und welche Vor- und Nachteile sich daraus ergeben können. Im Bezug auf die technische Realisierung der MDA werden zum einen die verschiedenen Vorgehensweisen bei der Entwicklung von Modellen und deren Transformationen nach der MDA Spezifikation der OMG erläutert, und zum anderen werden die eingesetzten Basistechnologien, wie zum Beispiel UML, inklusive der Erweiterungsmöglichkeit über UML-Profile, Meta Object Facility (MOF) und XML Metadata Interchange (XMI), vorgestellt. In diesem Zusammenhang werden auch mögliche pragmatische Interpretationen der MDA diskutiert. Darüber hinaus werden die Technologien, die bei der Entwicklung der Präsentationsschicht im Einsatz sind, Apache Struts und Tiles, näher betrachtet. Ein zentraler Bestandteil der Diplomarbeit besteht aus der Beschreibung der Funktionsweise von open ArchitectureWare, dem opensource Generator Framework, und dem dazugehörigen Vorgehensmodell der generativen Entwicklung. Schlussendlich werden die einzelnen Schritte, die während der Umsetzung vonnöten waren, anhand der Generierung der Präsentationsschicht einer dreischichtigen J2EE-Anwendung zur Verwaltung von Stammdaten, exemplarisch erläutert. Wesentliche Punkte während der Entwicklung, wie zum Beispiel Metamodellierung, plattformunabhängiges Design oder Template-Entwicklung werden am konkreten Projektbeispiel aufgezeigt. Nach erfolgreicher Generierung der Stammdatenanwendung wurde das Ergebnis der Diplomarbeit an einem weiteren Projekt namens BONSAI (Bonus Applikation International) erprobt. Im letzten Teil der Diplomarbeit werden die gewonnenen Erfahrungen bezüglich der aktuellen MDA-Entwicklung zusammengetragen und bewertet