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Ein Ansatz zur Entwicklung von Modellierungswerkzeugen für die softwaretechnische Lehre
Beim Lehren und Lernen graphischer Modellierungssprachen wie der Unified
Modeling Language (UML) ist eine Unterstützung durch entsprechende Werkzeuge
sinnvoll und wünschenswert -- nicht zuletzt, weil es die Lernenden frühzeitig
an einen Umgang mit Werkzeugen gewöhnt, wie er im professionellen Umfeld
Standard ist. Die meisten existierenden Modellierungswerkzeuge (z.B. IBM
Rational Rose oder Borland Together) richten sich jedoch ausschließlich an
die Zielgruppe der professionellen Software-Entwickler und lassen einen
Einsatz in der Lehre völlig außer Acht. Das Ergebnis sind ausgesprochen
schwergewichtige Produkte (im Sinne von Funktionalitätsumfang, benötigtem
Hauptspeicher und CPU-Leistung), deren reichhaltige Möglichkeiten zwar den
Bedürfnissen eines professionellen Umfelds entgegenkommen, aber weit über das
hinausgehen, was in einem Praktikum oder einer Übungsgruppe benötigt wird
oder angemessen ist. Zu viele Funktionen lenken die Studierenden vom
eigentlichen Lehrstoff ab und führen dazu, dass mehr Zeit in die Erlernung
der Verwendung des Werkzeugs als in die eigentlich zu vermittelnde
Modellierungssprache investiert wird. Kommen mehrere Modellierungssprachen
-- und damit mehrere Werkzeuge -- zum Einsatz, multipliziert sich dieser
Aufwand, da die einzelnen Werkzeuge einander meist nicht ähneln. Bei einer
großen Anzahl von Studierenden können auch Lizenzkosten schnell zu einem
Problem werden.
Um diesen Schwierigkeiten zu begegnen, wurde im Rahmen der vorliegenden
Arbeit eine Familie von graphischen Modellierungswerkzeugen auf der Basis
eines speziellen Meta-CASE-Frameworks ausschließlich für die Lehre
entwickelt. Diese Familie umfasst derzeit verschiedene Vertreter für
strukturelle und dynamische Anteile der UML, Petrinetze sowie
Prozessmodellierung und -begleitung auf der Basis des Unified Process. Bei
der Planung und Realisierung dieser Werkzeuge wurde bewusst Wert darauf
gelegt, nicht mit professionellen Produkten zu konkurrieren, sondern
stattdessen leichtgewichtige Werkzeuge zu schaffen, die auf die
Kernfunktionalität des Modellierens reduziert sind. Da alle Werkzeuge die
gleiche technische Basis besitzen, war es möglich, eine einheitliche
Benutzungsschnittstelle zu etablieren, die sich auf notwendige Elemente
konzentriert und damit den Einarbeitungsaufwand minimiert. Gleichzeitig wurde
didaktisch motivierte Funktionalität in die einzelnen Werkzeuge eingebracht,
die in professionellen Produkten nicht zu finden ist. Diese zusätzliche
Funktionalität beinhaltet zum Beispiel ein Hypertextsystem zur Integration
von Lehrstoff sowie Simulations-, Analyse- und Visualisierungsmöglichkeiten,
durch welche die Studierenden beim Lernen der jeweiligen Modellierungssprache
unterstützt werden. Einige der Werkzeuge wurden im Rahmen der Lehre
eingesetzt und evaluiert. Die Erfahrungen, die bei diesen Einsätzen gewonnen
wurden, waren sehr positiv.With today's software systems becoming more and more complex, teams getting
larger, and development itself being distributed across space and time, the
importance of a good model of the system under construction is growing. In
order to prepare new software engineers for these requirements, it is
necessary to teach them during their studies basic modeling concepts as well
as concrete modeling languages, the Unfied Modeling Language (UML) surely
being one, but not the only one of these. If the size of models used, for
example, in assignments approaches that of real-life systems, tool support
becomes necessary.
Unfortunately, the industrial modeling tools typically used for that purpose,
such as Borland Together or IBM Rational Rose, have significant drawbacks
when applied in an educational setting. These drawbacks stem from the fact
that industrial tools are rather heavyweight pieces of software, both in
terms of their feature set and the hardware required to run them smoothly.
As a consequence of the complexity, there is a risk that merely the tool
handling is taught instead of the particular modeling language or method. If
different tools are used for different notations, this situation becomes even
worse, since the students have to be familiar with each of the tools before
being able to work with them effectively. Being targeted at professional
developers who are assumed to be proficient in modeling, industrial tools
usually do not include functionality that supports learning a modeling
language. Last, but not least, the price of industrial tools quickly becomes
a problem for academic institutions.
As a solution to the aforementioned problem, the author proposes a
specialized Meta-CASE approach to building dedicated modeling tools for
Software Engineering education. Based on the approach, a product family of
modeling tools has been developed. This family currently provides support for
modeling structural and dynamical aspects of the UML, for modeling Petri
Nets, and for process modeling based on the Unified Process. While designing
and implementing the tools, emphasis was placed upon not competing with
professional tools. Instead, the tools are restricted to the core
functionality of modeling -- thus lightweight -- and have a clear focus on
usability. Since all tools are built upon the same technical foundation in
form of a Java framework, it was easy to establish a consistent user
interface that minimizes the learning effort for the tools themselves.
Additionally, the tools have been augmented with new functionality that is
motivated by didactical considerations and is typically not found in
industrial tools. This includes, for instance, a hypertext system that allows
linking hypertext pages to model elements and vice versa. It can be used for
documenting a tool, a modeling language, or a particular model. Some of the
tools also include facilities for simulating, analyzing, or visualizing
models, in order to support learning the semantics of a modeling language.
These facilities also play an important role in motivating the students. The
tools have been and still are used in Software Engineering education with
great success. Formative evaluations have been conducted for one
representative tool of the family. The results of these evaluations have
been very promising
Natürliche Kognition technologisch begreifen
Die Technologisierung der Wissenschaften verändert die Welt, bzw. die Sichtweisen auf uns und die Welt. Dies zeigt sich insbesondere an der Erforschung der artifiziellen Kognition, was im Folgenden in Bezug auf ein spezifisches industrienahes Forschungs- und Entwicklungsprojekt aufgezeigt wird. Aufgrund der zu erwarteten Implikationen aus der wirklichkeitsverändernden Macht einer Technologisierung im Allgemeinen und der Entwicklung künstlicher Kognitionen im Speziellen gilt es, den Forschungsgegenstand der „natürlichen und artifiziellen Kognition“ zu begreifen oder zumindest begreiflich zu machen
Entwurfsmethodik für hybride Software- und Systemarchitektur
Die Softwaretechnik gewinnt in der Automobilindustrie durch Trends wie das automatisierte Fahren und die Vernetzung von Fahrzeugen mit der Infrastruktur weiter an Bedeutung. Software-basierte Funktionen müssen dabei neben der Implementierung und dem Test in einer frühen Phase der Entwicklung im Rahmen eines gemeinsamen Systems aus Softwarekomponenten und Steuergeräten entworfen werden. Die Spezifikation von Kommunikationsbeziehungen zwischen Softwarekomponenten wird heute über den Ansatz einer Signal-orientierten Architektur erreicht. Die vorliegende Arbeit analysiert das hierzu entsprechende Entwurfsmodell und entwickelt es zu einem hybriden Modell aus Signal- und Service-Orientierung weiter.
Die Modellentwicklung wird weitergehend durch eine Entwurfsmethodik gestützt und im Rahmen des Systementwurfs in das V-Modell eingebunden.
Hierdurch entsteht eine Alternative zur heutigen Spezifikation von Kommunikationsbeziehungen
auf Basis von Signalen durch Services. Speziell bei
Änderungen tragen diese den Vorteil, dass Folgeanpassungen an den Kommunikationsschnittstellen eines Steuergeräts reduziert werden. Die Softwareimplementierung, welche heute durch eine strikte Synchronisation mit der
Entwicklung und Weiterentwicklung von Steuergeräten beeinflusst ist, wird dadurch vereinfacht
Agentenbasierter Handel auf Spotmärkten am Beispiel eines Energiemarktszenarios
Der drohende Klimawandel mit der Forderung den CO2 Ausstoß zu minimieren und der geplante Atomausstieg werfen zahlreiche neue Fragestellungen auf. Daher liegt der Focus der vorliegenden Arbeit auf dem Verkauf und Kauf von dezentral erzeugtem Strom aus alternativen Energiequellen. Durch die vorliegende Arbeit sollen privaten Käufern und Verkäufern in einem Spotmarkt für dezentral erzeugten Strom, verschiedene Unterstützungsmöglichkeiten zur Verfügung gestellt werden
Service-oriented IT-Systems for Highly Flexible Business Processes
Der vorliegende Band „Dienstorientierte IT-Systeme für hochflexible Geschäftsprozesse“ enthält ausgewählte Ergebnisse des Forschungsverbundes forFLEX aus den Jahren 2008 - 2011. Ausgehend von einer Charakterisierung des Forschungsfeldes und zwei fallstudienbasierten Anwendungsszenarien werden Fragen der Analyse, der Modellierung und Gestaltung sowie der Infrastruktur, Sicherheit und Werkzeugunterstützung von hochflexiblen Geschäftsprozessen und ihrer Unterstützung durch dienstorientierte IT-Systeme untersucht. Das Buch wendet sich an IT-Fach- und Führungskräfte in Wirtschaft und Verwaltung sowie an Wissenschaftler, die an der Analyse und Gestaltung von Flexibilitätspotenzialen (teil-) automatisierter Geschäftsprozesse interessiert sind