Prototypische Implementation einer oBPM-Ausführungsumgebung : basierend auf der NoSQL-Datenbank ArangoDB

Das Konzept von Prozessautomatisierungs-Systemen ist bereits seit Jahrzehnten ein fester Bestandteil von Geschäftsorganisationen. Mit den Jahren haben sich anhand verschiedener Einsatzgebiete unterschiedliche Konzepte entwickelt, wie und auf welche Weise Prozessmodelle definiert und in Automatisierungslösungen implementiert werden. Neben den traditionellen control-flow-basierten Prozessmodellen haben sich dokument- und artefakt-zentrische Modellierungskonzepte durchgesetzt. Diese stellen die Dokumente und Artefakte eines Prozesses in den Mittelpunkt und fokussieren sich weniger auf den statischen Control-Flow traditioneller Prozessmodelle. Zu den bereits bestehenden dokument-zentrischen Prozessmodellen hat sich das Konzept des Opportunistic Business Process Modeling (oBPM) dazu gesellt. Im Rahmen dieser Arbeit wird ein Software-Prototyp basierend auf dem Datenbanksystem ArangoDB implementiert, auf dessen Basis oBPM-basierte Prozessmodelle definiert und ausgeführt werden können. Mit Hilfe des umgesetzten Prototypen wird geprüft, inwiefern sich ArangoDB für die Umsetzung eines oBPMSystems eignet hinsichtlich der Performance, Skalierbarkeit und weiteren nichtfunktionalen Anforderungen. Dazu werden in dieser Arbeit in einem ersten Schritt die Anforderungen an ein oBPM-Modellierungs- und Ausführungssystem analysiert und zusammengefasst. In einem nächsten Schritt wird der Funktionsumfang und die Einsatzmöglichkeiten von ArangoDB geprüft, um auf dieser Basis die zu implementierende Datenstruktur zu planen. Danach werden verschiedene Varianten von möglichen Systemarchitekturen evaluiert und miteinander verglichen. Nach Abschluss der Analyse wird die Umsetzung der Implementation aufgezeigt, hinsichtlich der Datenstrukturen und Applikationsschnittstellen. Als letzter Teil dieser Arbeit wird aufgezeigt, wie die umgesetzte Implementation bezüglich der funktionalen Anforderungen, der Performance und der Skalierbarkeit getestet wird. Anhand des in dieser Arbeit implementierten Prototypen kann aufgezeigt werden, dass sich die verwendeten Software-Komponenten, im Speziellen ArangoDB, sehr gut für die Umsetzung eines oBPM-Systems eignen. Alle funktionalen Anforderungen können im Prototypen umgesetzt werden. Vor allem das Multi-Model-Konzept von ArangoDB, welches dokumenten- und graphen-basierte Datenbankkonzepte vereint, eignet sich gut um die in der Modellierung nach oBPM anfallenden Datenstrukturen zu persistieren. Mit Hilfe von Performancetests anhand verschiedener Benutzungsszenarien kann aufgezeigt werden, dass die vom implementierten Prototyp erreichte Performance und Skalierbarkeit nicht für den produktiven Betrieb genügend ist. Die Reaktionszeit des Systems unter hoher Last übersteigt die in den Testszenarien definierten Richtwerten von unter 2 Sekunden beträchtlich. Nichtsdestotrotz kann diese Arbeit aufzeigen, dass die Implementation eines oBPMbasierten Systems zur Modellierung und Ausführung von Prozessen in funktionaler Hinsicht möglich ist und dass sich das Datenbanksystem ArangoDB als zentrale Einheit einer oBPM-Umgebung bewährt

«Label-Chain» : Konzeption & Entwicklung eines Blockchain-Prototyps im Bereich Supply-Chain-Management

Aktuell wird die Blockchain von CEOs und weltweitem Fachpublikum als eine Technologie, die das Potenzial einer «ökonomischen Revolution» in sich birgt, bezeichnet. Auch führende amerikanische Marktforschungs- und IT-Beratungsunternehmen schätzen die Technologie als aktuellen Hype im IT-Bereich ein. Nun gilt es, diese Trend-Technologie auf deren tatsächliche Praxistauglichkeit zu untersuchen, mit der Fragestellung, wie das Anwendungspotenzial der Blockchain-Technologie für eine Schweizer Organisation einzustufen ist. Im Rahmen der Erarbeitung der Master Thesis kann festgestellt werden, dass beim Einsatz der Blockchain im Supply Chain Management oftmals das Ziel der erhöhten Rückverfolgbarkeit genannt wird. Jedoch kann dies in diversen Fällen auch von einer vertrauenswürdigen Drittpartei übernommen werden und ist daher nicht geeignet für die Anwendung einer Blockchain. Eine weitere Problematik ist der Link zwischen der physischen und digitalen Welt, respektive ob ein Produkt authentisch ist und den digitalen Angaben der Blockchain entspricht. Aus diesen Gründen ist das Ziel der Label-Chain nicht eine blosse Rückverfolgbarkeit, sondern einen faireren und transparenteren Handel mit zertifizierten Nahrungsmittel Label-übergreifend zu ermöglichen

Visualisierung von Metamodellen im Rahmen der Open-Model-Initiative

Die Open-Model-Initiative hat sich zum Ziel gesetzt, eine Plattform zu etablieren, auf der (Referenz-) Modelle jedermann zur freien Verfügung angeboten werden. In Anlehnung an den Open-Source-Gedanken sollen dadurch redundante Entwicklungsprozesse verhindert und in weiterer Folge Kosten für die Entwicklung von Modellen verringert werden. Um dieses ehrgeizige Ziel umzusetzen, versucht die Open-Model-Initiative eine weitreichende Community zu etablieren, die auf einer Community-Plattform Problemstellungen der Modellierung in gemeinschaftlicher und verteilter Arbeit löst. Jedes Modell basiert auf einer Modellierungssprache, welche wiederum durch ein Metamodell beschrieben wird. Somit steht zum Beginn eines jeden Modellentwicklungszyklus die Wahl einer adäquaten Modellierungssprache. Um einen Entwickler bei der Wahl der am besten passenden Modellierungssprache für eine Problemstellung zu unterstützen, behandelt diese Arbeit als Thema die Browser-gestützte Visualisierung von Metamodellen. Zu diesem Zweck wird ein Konzept und ein Prototyp erstellt, wie Metamodelle unter Verwendung eines herkömmlichen Browsers auf visuell ansprechende Weise dargestellt werden können, um Entwicklern eine Möglichkeit zu bieten, sich auf unkomplizierte Weise einen ersten Überblick über existierende Metamodelle zu verschaffen. Diese Arbeit ist aus zwei großen Teilen aufgebaut; einer tiefergehenden theoretischen Betrachtung des wissenschaftlichen Themengebiets und einer konzeptionellen und prototypischen Entwicklung eines "Metamodell-Browsers". Zu Beginn des theoretischen Teils wird der Modellbegriff an sich erörtert und ein erkenntnistheoretischer Bezugsrahmen erstellt. Dieser Rahmen soll garantieren, dass jeder Leser dieser Arbeit die formulierten Aussagen in nahezu gleicher Weise interpretieren kann. Danach werden die wichtigsten Begriffe und Definitionen des wissenschaftlichen Themenbereichs beschrieben und diskutiert. Anschließend wird auf die Open-Model-Initiative und deren Community eingegangen, welche die wichtigsten Adressaten dieser Arbeit darstellen. Am Ende des theoretischen Teils werden aktuelle Rich-Internet-Technologien analysiert und jene Technologie für den Prototyp ausgewählt, die am passendsten erscheint (Adobe Flex). Der Entwicklungsteil beschreibt die konzeptionelle und prototypische Erstellung des Metamodell-Browsers. Zu Beginn wird das Oberflächendesign in einer graphischen Entwicklungsumgebung kreiert. In diesem Zusammenhang wird auch darauf eingegangen, wie Adobe die Entwicklung einer Rich-Internet-Applikation mit Flex empfiehlt und die Vor- und Nachteile erörtert. Speziell ein Exkurs über Flash-Catalyst soll zeigen, wie diese Entwicklungs-Kette funktionieren soll. Danach wird die serverseitige Java-Logik implementiert und das Flex-Frontend unter Verwendung von Blaze-DS an den Server gekoppelt. Eine Beschreibung der Funktionalität des Metamodell-Browsers beendet den zweiten Teil. Am Ende dieser Diplomarbeit folgen eine Zusammenfassung und ein Ausblick auf weiterführende Entwicklungsmöglichkeiten in Bezug auf den Metamodell-Browser.The Open Model Initiative has the agenda to establish a platform, where (reference-)models are publicly available to everyone. Inspired by the ambition of Open-Source, the aim is to avoid redundant model development processes and thus minimizing development cost. An additional goal is to establish a versatile community which solves modelling-problems in a collaborative and distributed way. Each model is based on a modeling language, which is described by a metamodel. In the beginning of each model development cycle an adequate modelling-language must be selected. In order to support a developer in selecting the best fitting modeling language for his problem, this master-thesis covers the subject of browser-based visualization for metamodels. To this end, a concept is created, how a metamodel can attractively be visualized on a browser and therefore provide an uncomplicated overview about the existing metamodels to developers. This master-thesis is composed of two major parts, the closer theoretical examination of the science topic and the conceptual and prototypical development of the "Metamodel-Browser". At the beginning of the theoretical part, an epistemological reference frame is established. This frame should guarantee that all readers of this master-thesis nearly interpret the statements in the same way. Next, the most important terms and definitions of the science topic are described and discussed, followed by a description of the Open Model Initiative and its Community, which is the most important addressee of this master-thesis. At the end of the theoretical part actual rich internet technologies are analyzed and the best fitting technology will be selected for the implementation of the prototype (Adobe Flex). The development part describes the conceptual and prototypical construction of the Metamodel-Browser. First the application design will be modeled in a graphical tool. Next, the Adobe development chain for Rich Internet Applications is presented with a focus on the Flash-Catalyst-Tool to demonstrate how the chain works. After this, the implementation of the server side Java-logic and the client side Flex-frontend will be specified. A description of the functionality concludes the second part. At the end of this master thesis an outlook for possible further development related to the Metamodel-Browser is provided

Überführung eines in XML definierten applikationsneutralen Schnittstellenmodells für Bordnetzdaten mittels XSLT in das standartisierte Graphikformat SVG

Für die Verbesserung und Unterstützung des Bordnetzentwicklungsprozesses wurde besprochen, Bordnetzentwicklungsdaten in einem standardisierten Format applikationsneutral zu halten und verschiedene Sichten auf diese Informationen zu erzeugen. Hierbei sind folgende Fragen zu beantworten. • Ist es möglich, Bordnetzdaten in XML applikationsneutral abzubilden und zu halten? • Sind verschiedene Sichten auf das Bordnetz ableitbar? • Sind XML und XSLT für die Speicherung und Aufbereitung der Bordnetzinformationen geeignet? • Ist XML als alleiniges natives Datenformat in der Bordnetzentwicklung geeignet? Zur Beantwortung dieser Fragen soll ein Prototyp realisiert werden. Mit Hilfe dieser prototypischen, entwicklungsbegleitenden Plattform soll die Generierung verschiedener Sichten auf Bordnetzdaten ermöglicht werden. Dabei wird der Fokus auf der dynamischen Generierung von Schaltplänen in SVG liegen. Beispielhaft soll die Durchführung einer dynamischen Analyse und eines Reports erfolgen. Darunter sind ebenfalls Sichtgenerierungen zu verstehen, wobei Bordnetzinformationen für Auswertungszwecke extrahiert und in übersichtlicher Form dargestellt werden sollen

Optimierung der Rechenleistung pro Fläche von Prozessorarchitekturen durch Rekonfiguration von Funktionseinheiten

Viele eingebettete Systeme, wie Smartphones, PDAs, MP3-Player und zahlreiche weitere, werden zur Miniaturisierung, Kostenreduktion und Steigerung der Robustheit zunehmend als System-on-a-Chip, also auf nur einem Stück Silizium, gefertigt. In solchen Systemen arbeiten sowohl Prozessoren und Speicher, wie auch mannigfaltige andere Peripherieeinheiten, welche spezialisierte Aufgaben des jeweiligen Einsatzgebietes des Systems übernehmen. Einige dieser Einheiten sind jedoch nicht durchgängig im Einsatz, wie beispielsweise ein GSM-Modulator bei Smartphones oder ein Hardware MPEG-Dekoder im PDA. Aufgrund der benötigten Flexibilität und des einfacheren Entwurfsprozesses wird es zunehmend populärer, Systems-on-a-Chip mit Field Programmable Gate Arrays (FPGAs), frei programmierbaren Logikbausteinen, zu realisieren. Aktuelle Bausteine erlauben dynamische partielle Rekonfiguration. Sie können also Teile ihrer Logik ersetzen, während andere weiter in Betrieb bleiben. Die Ressourcen nicht aktiver Einheiten des Systems können somit dynamisch für andere Zwecke benutzt werden. Diese Arbeit schlägt eine Prozessorarchitektur vor, deren Rechenleistung sich durch zeitlich variable Hinzunahme und Abgabe von zur Verfügung stehenden Ressourcen der programmierbaren Logik anpasst. Zusätzliche Ressourcen werden, um dies zu erreichen, durch zusätzliche Funktionseinheiten für den Prozessor belegt. Deren Einbindung in die Berechnungen wird durch parallel ausführbare, den Prinzipien des Explicitly Parallel Instruction Computings genügende Instruktionen erreicht. Werden die belegten Ressourcen des Prozessors an anderer Stelle wieder benötigt, werden schrittweise Funktionseinheiten abgetreten, bis ein Minimum an Rechenleistung des Prozessors erreicht ist. Durch diesen Ansatz werden die zeitweise ungenutzten Ressourcen des Prozessors sinnvoll verwendet. Zudem bietet die vorgeschlagene Architektur die Fähigkeit, sich selbst an die auszuführenden Berechnungen anzupassen und sie somit schneller auszuführen. Ziel dieser Arbeit ist es, eine solche Klasse neuer Prozessoren zu definieren, ihren möglichen Nutzen zu quantifizieren und ihre technische Umsetzbarkeit nachzuweisen. Die mögliche Beschleunigung durch eine solche Architektur wird durch simulative Zuordnung von Befehlen potentieller Traces von Programmen auf Funktionseinheiten ermittelt. Die technische Machbarkeit des Ansatzes wird durch prototypische Implementierungen der kritischen Elemente der Architektur, vor allem im Bereich der partiellen Rekonfiguration von FPGAs, gezeigt

Developing and evaluation of an enhanced diagnostic system to debug electronicvehicle control units in the automotive industry

Die vorliegende Arbeit behandelt den Gegenstand der Diagnose von elektronischen Steuergeräten in der Automobilindustrie. Mit zunehmender Zahl der Steuergeräte im Fahrzeug steigt de-ren Aufgabenumfang und Verantwortung für die Funktionstüchtigkeit des Fahrzeugs. Als Fol-ge dieser Entwicklung stehen die Technologien rund um den Steuergerätebereich neuen Herausforderungen gegenüber – so auch die der Fehlerdiagnose. Das Diagnosesystem muss die Komplexität und die Funktionsvielfalt des Steuergeräts beherrschen. Nur dann wird dem Dia-gnostiker ein adäquates Mittel zur Fehlersuche an die Hand gegeben. Der erhöhte Anteil der Softwarelogik in einem Steuergerät hat zur Folge, dass das Diagnose-system eine entsprechende Flexibilität aufweisen muss. Für das Diagnosesystem ist es nicht mehr ausreichend, aus einem rein mechanischen Werkzeug zu bestehen. Es muss variabel Informationen von Steuergeräten abfragen, diese verarbeiten und sie an die Steuergeräte zurück-schicken können. Eine solche Lösung ist nur Software-basiert möglich. Durch diesen wachsen-den Anspruch verstärkt die Informatik stetig ihre Position in der Diagnose. Im gleichen Zuge bekräftigt die Diagnose auch ihre ökonomische Relevanz. Imageverluste und hohe Kosten durch Rückholaktionen bedingen die Verbreitung der Steuergerätediagnose in immer mehr Geschäftsprozessen der Automobilkonzerne. Damit wollen die Konzerne die Qua-lität steigern und den Umfang an Diagnosefällen in den Begriff bekommen. Die Steuergerätediagnose findet sich heute unter anderem im Service, in der Produktion und in der Verwaltung wieder. Die Diagnose tangiert folglich den Themenbereich der Informatik und der Betriebswirtschaft. Aufgrund dieser Verschmelzung der Softwaretechnik mit betriebswirtschaftlicher Bedeutung, scheint es angemessen, sich der Diagnosethematik mit der Wissenschaft der Wirtschaftsinfor-matik anzunehmen. Die Arbeit vereinigt viele Kerngehalte der Wirtschaftsinformatik. Es werden unter anderem die Prozessmodellierung, Prozessanalyse und Prozessoptimierung IT-basierter Prozesse durchge-führt sowie die Analyse, Architektur, Implementierung und Evaluation von Software. Diese Techniken unterstützen dabei, eine innovative Diagnosesoftware für elektronische Steuergeräte in der Automobilindustrie zu schaffen. Um bei der Arbeit neben dem wissenschaftlichen Aspekt auch den nötigen praktischen Bezug sicherzustellen, wurde die Arbeit in Kooperation mit einem Automobilkonzern durchgeführt

Anwendung der Blockchain-Technologie im Vertragsmanagement

Verträge bilden die Grundlage aller Geschäftsvorfälle und deren Verwaltung stellt eine alltägliche administrative Arbeit für Unternehmen dar. Ein Vertrag wird abgeschlossen, um die gegenseitige Willenserklärung der Vertragsparteien rechtskräftig festzuhalten. Infolgedessen existiert bei allen Parteien das Interesse, eine rechtlich bindende Vertragsversion in eigenem Besitz aufzubewahren. Aktuell findet die Verwahrung mittels physischen oder digitalen Vertragskopien in einer Ablage oder Datenbank, über eine zentralisierte geteilte Plattform oder durch die Inanspruchnahme eines Drittservices statt. Diese Lösungen haben den Nachteil, dass entweder mehrere gültige Vertragsversionen bestehen oder darauf vertraut werden muss, dass die geteilte Plattform von der innehabenden Partei nicht kompromittiert wird. Nachteile beim Drittservice entstehen durch hohe Kosten und eine zeitaufwendige Vertragsentstehung. Diese Arbeit umfasst die Konzipierung, Entwicklung und kritische Würdigung eines Prototyps im Rückvergütungs- und Darlehensvertragsmanagement einer Schweizer Brauerei. Mit der Realisation des Prototyps wird untersucht, wie durch die Anwendung der Blockchain-Technologie eine integre Aufbewahrung einer einzig gültigen Vertragsversion umgesetzt werden kann. Darüber hinaus analysiert die Arbeit Optimierungen im Vertragsentstehungsprozess in Bezug auf Effizienz, Transparenz, Rückverfolgbarkeit und Automation

Konzeption und Entwicklung eines Moduls für mobile Arbeitslisten

Der Einsatz von mobilen Endgeräten in Prozessmanagementsystemen stellt Unternehmen und Organisationen nicht nur vor neuen Herausforderungen, auch trägt dieser Schritt zur Optimierung von individuellen Geschäftsprozessen bei. Denn anhand der Kontextinformationen aus mobilen Endgeräten können kontextabhängige Tätigkeiten ermittelt und am Geschäftsablauf angepasst werden. Ein Einsatzgebiet der genannten Idee sind beispielsweise mobile Arbeitslisten. Dabei unterscheiden sich die Inhalte der mobilen Arbeitslisten jeweils von den bereitgestellten, kontextsensitiven Informationen der mobilen Endanwender. Im Rahmen der vorliegenden Bachelorarbeit liegt der Schwerpunkt auf die Konzeption und Entwicklung eines Moduls für mobile Arbeitslisten. Aufbauend auf weiteren Anforderungen werden die Schritte vom Entwurf bis hin zur Entwicklung und Spezifikation des Projekts anschaulich dargestellt und erläutert. Dabei deckt die Arbeit die zwei wesentlichen Bereiche des Projekts ab: die serverseitige Implementierung der mobilen Arbeitsliste und die clientseitige Realisierung des Moduls als Android-Applikation. Während die Server- und Schnittstellenimplementierung die mobile Arbeitsliste eines Prozessmanagementsystems darstellen, wird im prototypischen Modul ein Teilbereich der Kontextabhängigkeit, die Ortsabhängigkeit, implementiert. Zusätzlich zur Dokumentation, befasst sich die Arbeit mit weitere Herausforderungen und Konzepten, die bei für die Weiterentwicklung des Moduls und der Arbeitsliste zu berücksichtigen sind. Bezüglich der fehlenden Komponenten im Prototyp, der robusten und sicheren Ausführung des Moduls und weiteren Anwendungsbereichen von mobilen Endgeräten in Geschäftsprozessen, werden diese Themenbereiche in den verwandten Arbeiten referenziert

Zertifizierbarer Entwicklungsprozess für komplexe Informationsverarbeitungssysteme in der Wägetechnik

The dissertation is about principles, methods and techniques during the systematic development of embedded systems in the domain of measurement techniques. The considered domain contains fields of application with challenging and specific requirements of the information processing system. E.g. the dynamic weighing systems need solutions with very high resolution and lowest achievable measurement uncertainty in order to perform high-speed-measurements in a mechanically disturbed environment. In particular, the abilities for official calibration and metrologic reliability are considered. The complex and high-performance functions are required to guarantee measurement results. FPGA-based systems are used for the implementation of these functions.The especially designed certifiable development process (ZEfIRA) provides a procedural method for the development of complex embedded systems. The metrologic reliability, the legal requirements like calibratability, the validation and the verification are included as a general criteria in the entire development process. ZEfIRA is based on the 3W-model and is designed in an evolutionary manner. This process starts with the analysis of a predecessor system followed by the model-based development of a prototype, which leads into an optimized and application-specific product solution.The study emphasizes the influence of challenging requirements on the measurement system. It will be presented, how these can be integrated into the modelling level during the design and the implementation on a FPGA-based target platform. The stages of the functional and technical design of the system are analysed, whereas the realization of the partitions “FPGA logic” and “FPGA softcore solutions” are discussed in detail.Based on the preliminary design of the information processing in an electromagnetic force compensation (EMC) scale, the applicability of the process ZEfIRA and its developed methods and principles are proved. On the one hand, the optimal system-specific algorithms of signal processing, control and safety and on the other hand whose technical implementation are essential. This was realized with different performance parameters. In addition, the prototype allows the possible comprehensive analysis for embedding system. In the conclusion, the performance of ZEfIRA based on the prototype development is evaluated.Die Dissertation befasst sich mit Prinzipien, Methoden und Techniken der systematischen Entwicklung von komplexen Eingebetteten Systemen. Die betrachtete Domäne besitzt Anwendungsbereiche mit anspruchsvollen und besonderen Anforderungen an die Informationsverarbeitung. In der dynamischen Wägetechnik sind z.B. Lösungen mit sehr hohen Auflösungen und kleiner Messunsicherheit bei schnellen Messungen in einem mechanisch gestörten Umfeld notwendig. Die Anforderungen an die Eichfähigkeit und die Metrologische Sicherheit sind Besonderheiten. Es werden komplexe und hochleistungsfähige Funktionen zur Erzeugung der Messergebnisse verlangt. In der Arbeit werden dafür vorwiegend FPGA-basierte Eingebettete Systeme verwendet. Der entworfene zertifizierbare Prozess (ZEfIRA) bietet eine Vorgehensweise für die Entwicklung von Eingebetteten Systemen. Die Metrologische Sicherheit, die Eichfähigkeit, die Validier- und der Verifizierbarkeit werden als Kriterien im gesamten Entwurfsprozess berücksichtigt. ZEfIRA basiert auf einem 3W-Modell und ist evolutionär angelegt. Innerhalb des Prozesses werden die Analyse eines eventuellen Vorläufersystems sowie die modellbasierte prototypische Entwicklung bis hin zu einer produzierbaren Lösung (Produkt) durchgeführt. Die Arbeit verdeutlicht den großen Einfluss der spezifischen Anforderungen an das Messsystem. Es wird gezeigt, wie diese bereits zu der Entwurfszeit auf Modellebene und im Weiteren bei der Implementierung in einer FPGA-basierten Zielplattform berücksichtigt werden. Es werden verschiedene Schritte des funktionalen und technischen Systementwurfs untersucht und ausführlich die Realisierungspartitionen „FPGA-Logik“ und „FPGA-Softcore-Lösungen“ betrachtet. Als Beispiel zum Nachweis der Anwendbarkeit des Prozesses ZEfIRA dient die prototypische Entwicklung des Informationsverarbeitungssystems einer elektromagnetischen Kraftkompensationswaage (EMKW). Ausschlaggebend sind die optimal an das Gesamtsystem angepassten Signalverarbeitungs-, Regelungs- und Sicherheitsalgorithmen und deren technische Umsetzung. Dieses wurde mit verschiedenen Leistungsparametern, wie z.B. Latenz, Verarbeitungskomplexität und Genauigkeit realisiert. Ergänzend ermöglicht der Prototyp umfassende Analysemöglichkeiten für das Messsystem. Die abschließende Wertung ist eine Abschätzung der Leistungsfähigkeit von ZEfIRA auf Basis dieser prototypischen Entwicklung

Ansatz zur Interaktion mit dreidimensional visualisierten Softwaremodellen

Softwaresysteme sind komplexe immaterielle Systeme mit einer Vielzahl von Bestandteilen und Beziehungen. Um den Aufbau, die Funktionsweise und die Entwicklung von Softwaresystemen besser zu verstehen, eignen sich Softwarevisualisierungen, welche die abstrakte Datengrundlage in eine visuelle Repräsentation übertragen. Auf Grund der Masse und der Komplexität der in der Visualisierung enthaltenen Informationen, kommt es schnell zur Unübersichtlichkeit, was sich negativ auf den Prozess des Verstehens auswirkt. Zur Beherrschung der Komplexität muss der Betrachter daher die Gesamtheit zuerst in mehrere Perspektiven unterteilen, um diese anschließend gezielt nach verschiedenen Aspekten untersuchen zu können. Die dafür benötigten Interaktionsmöglichkeiten sind Gegenstand der Untersuchungen in dieser Arbeit, wobei im Wesentlichen Visualisierungen der Struktur von Software als Ausgangspunkt genutzt werden. Insbesondere wird der Frage nachgegangen, wie die Interaktion gestaltet werden kann, damit der Benutzer ein möglichst umfassendes Verständnis der Struktur erlangt. Zur Umsetzung der theoretischen Erkenntnisse wird ein Prototyp vorgestellt, der automatisiert aus den Strukturinformationen eines Ecore-Modells eine interaktive dreidimensionale Softwarevisualisierung der Struktur im freien standardisierten Format Extensible 3D generiert. Der Prozess der Visualisierung wird dabei durch Werkzeuge des openArchitectureWare-Frameworks realisiert. Zur Integration in den Entwicklungsprozess ist der Prototyp in ein Plugin für Eclipse eingebettet.:1 Einleitung 1.1 Motivation 1.2 Ziele 1.3 Aufbau 2 Softwarevisualisierung 2.1 Visualisierung 2.1.1 Grundlagen 2.1.2 Aufgaben und Ziele 2.1.3 Teilgebiete 2.2 Definition 2.3 Ziele und Aufgaben 2.4 Visualisierungspipeline 2.5 Visualisierungstechniken 2.5.1 Graphen 2.5.2 Visuelle Metaphern 2.6 Taxonomie für Softwarevisualisierungen 3 Interaktion mit einer Softwarevisualisierung 3.1 Einordnung 3.2 Definition 3.3 Ziele 3.4 Benutzungsschnittstelle 3.5 Aufbau der Benutzungsschnittstelle 3.5.1 Anwendungsschnittstelle 3.5.2 Dialogschnittstelle 3.5.3 Ein-/Ausgabenschnittstelle 3.6 Interaktionstechnik 3.7 Taxonomie der Interaktionstechniken 3.8 Konzept zur Interaktion mit einer Softwarevisualisierung 4 Technische Grundlagen des Prototyps 4.1 Eclipse 4.2 Das openArchitectureWare-Framework 4.2.1 Modellgetriebene Softwareentwicklung 4.2.2 Aufbau des Frameworks 4.2.3 oAW-Workflow 4.2.4 Ecore 4.2.5 Xtend Modell-zu-Modell-Transformationen 4.3 Extensible 3D 4.3.1 Grundlagen 4.3.2 Szenegraph 4.3.3 Ereignismodell 4.3.4 X3D-Prototypen 5 Basisprototyp 5.1 Funktionsweise 5.2 Einordnung 5.3 Visualisierungsprozess des Generators 5.3.1 Modelltransformation von Ecore zu Graph 5.3.2 Modellmodifikation des Graphen 5.3.3 Modelltransformation von Graph zu X3D 5.4 Ansatzpunkte der Erweiterung 6 Erweiterung des Prototyps für die Interaktion 6.1 Benutzungsschnittstelle 6.1.1 Direkte Manipulation 6.1.2 Manipulation nach Elementtyp 6.1.3 Navigation durch Pakethierarchie und Klassengraph 6.1.4 Identifikation nach Bezeichner und Tooltip 6.2 Architektur des interaktiven X3D-Modells 6.3 Erweiterung des Generators 6.3.1 Anpassung der Transformationen des Basisprototyps 6.3.2 Modelltransformation in ein interaktives X3D-Modell 6.4 Integration in das Eclipse-Plugin 7 Fazit und Ausblic