Modellgetriebene Entwicklung überwachter Webservice-Kompositionen

Ziel der Arbeit ist es, existierende Ansätze für die Entwicklung von WS-Kompositionen dahingehend zu ergänzen, dass die Überwachungsbelange zielgerichtet und effizient berücksichtigt werden können. Die Prinzipien der modellgetriebenen Softwareentwicklung werden dazu genutzt, um (1) eine plattformunabhängige Spezifikation der Belange und (2) eine vollständig automatisierte Überführung dieser Spezifikation in lauffähige Implementierungen zu ermöglichen

MINT - Modellgetriebene Integration von Informationssystemen : Projektbericht

Das Projekt MINT (Modellgetriebene Integration von Informationssystemen) beschäftigt sich mit der Entwicklung von Methoden zur Umsetzung modellgetriebener Ansätze, wie z. B. der Model Driven Architecture (MDA) der Object Management Group (OMG), im Bereich der Integration von betrieblichen Informationssystemen. Dabei werden sowohl die Integration von Legacy Systemen in moderne Umgebungen als auch die Integration von Individualsoftware in einen Standardsoftware-Kontext berücksichtigt

Methoden überbetrieblicher Service- und Prozessmodellierung am Beispiel von RosettaNet

Das Gebiet der Serviceentwicklung im Rahmen serviceorientierter Architekturen, als auch der Bereich der Geschäfts­prozessmodellierung gewannen in den letzten Jahren zunehmend an Bedeutung. Aus fachlicher Sicht stellt die Analyse, Simulation und Optimierung aktueller und zukünftiger Geschäftsprozesse ein wertvolles Instrument zur Erkennung von Schwachstellen und der Verbesserung der Leistungsfähigkeit von Unternehmen dar. Aus IT-Sicht bietet die Service­orientierung die Möglichkeit, Unternehmensressourcen über öffentliche und private Schnittstellen verfügbar, und damit die Position des Unternehmens im Netzwerk von Lieferanten, Kunden und Geschäfts­partnern zu stärken. Den Kern dieser Arbeit bildet die Untersuchung des Spannungsfeldes zwischen fachlicher Geschäfts­­­prozess- und Servicemodellierung, sowie der Ausführung von Geschäftsprozessen auf techni­scher Ebene, die durch Services unterstützt werden. Im Fokus der Betrachtung liegt der unter­nehmens- bzw. organisations­übergreifende Bereich, insbesondere der Finanzdienst­leistungs­sektor. Zu Beginn der Arbeit wird ein allgemeines Begriffsverständnis zu Bereichen Service- und Prozess­modellierung geschaffen, die im Hauptteil der Arbeit verfeinert und ergänzt werden, um die Beson­der­heiten und Problemfelder für den überbetrieblichen Bereich verständlich zu machen. Dabei wird das RosettaNet-Frame­work als Rahmenwerk zur Gestaltung von elektronischen Geschäfts­prozessen beschrieben und im letzten Teil der Arbeit zur Implementierung eines konkreten Geschäfts­­prozesses im Vertriebsprozess heran­gezogen. Zu diesem Zweck wird der ORACLE WebLogic Application Server verwendet.:1 Einleitung 2 Grundlagen der Service- und Prozessmodellierung 2.1 Grundlagen der Servicemodellierung 2.2 Grundlagen der Geschäftsprozessmodellierung 2.3 Zusammenhänge zwischen Prozess- und Servicemodellierung 2.4 Zusammenfassung 3 Entwicklung organisationsübergreifender Prozesse und Services 3.1 Motivation und Zweck unternehmensübergreifender Prozesse 3.2 Grundlagen öffentlicher Prozesse 3.3 Grundlagen öffentlicher Services 3.4 Organisation und Architektur unternehmensübergreifender Prozesse und Services 3.5 Organisationsübergreifende Prozesse am Beispiel von RosettaNet 4 Unterstützung des Vertriebs im Finanzdienstleistungsbereich durch RosettaNet 4.1 Referenzprozess Vertrieb als Beispiel eines unternehmensübergreifenden Prozesses 4.2 Fallbeispiel Bestellung im Rahmen des Vertriebsprozesses 4.3 Implementierung des Fallbeispiels mit dem ORACLE WebLogic Server 4.4 Modellierung des Vertriebsprozesses mithilfe der Business Process Modeling Notation 5 Schlus

Autonom rekonfigurierbare Workflows

Prozesse, seien es Geschäfts- oder Produktionsprozesse, sind ständigen Änderungen unterworfen. Für Unternehmen gilt es, sich im Rahmen von Geschäftsprozessen immer wieder neuen Marktgegebenheiten, Gesetzen oder Kunden anzupassen. Auch Produktionsprozesse müssen bspw. für die Verarbeitung neuer Materialien zugeschnitten werden. Die vorliegende Arbeit beschreibt deshalb, einen umfassenden Ansatz für den Umgang mit Änderungen bzw. Rekonfigurationen von Workflows zu entwickeln. Dieser zeichnet sich durch zwei Schwerpunkte aus: (1) Vollständige Rekonfiguration aller Workflowperspektiven und (2) eine reflexive autonome Steuerung der Rekonfigurationen

Modellgetriebene Entwicklung adaptiver, komponentenbasierter Mashup-Anwendungen

Mit dem Wandel des Internets zu einer universellen Softwareplattform sind die Möglichkeiten und Fähigkeiten von Webanwendungen zwar rasant gestiegen. Gleichzeitig gestaltet sich ihre Entwicklung jedoch zunehmend aufwändig und komplex, was dem Wunsch nach immer kürzeren Entwicklungszyklen für möglichst situative, bedarfsgerechte Lösungen entgegensteht. Bestehende Ansätze aus Forschung und Technik, insbesondere im Umfeld der serviceorientierten Architekturen und Mashups, werden diesen Problemen bislang nicht ausreichend gerecht. Deshalb werden in dieser Dissertation neue Konzepte für die modellgetriebene Entwicklung und Bereitstellung von Webanwendungen vorgestellt. Die zugrunde liegende Idee besteht darin, das Paradigma der Serviceorientierung auf die Präsentationsebene zu erweitern. So sollen erstmals – neben Daten- und Geschäftslogik – auch Teile der Anwendungsoberfläche in Form wiederverwendbarer Komponenten über Dienste bereitgestellt werden. Anwendungen sollen somit über alle Anwendungsebenen hinweg nach einheitlichen Prinzipien „komponiert“ werden können. Den ersten Schwerpunkt der Arbeit bilden die entsprechenden universellen Modellierungskonzepte für Komponenten und Kompositionen. Sie erlauben u. a. die plattformunabhängige Beschreibung von Anwendungen als Komposition der o. g. Komponenten. Durch die Abstraktion und entsprechende Autorenwerkzeuge wird die Entwicklung so auch für Domänenexperten bzw. Nicht-Programmierer möglich. Der zweite Schwerpunkt liegt auf dem kontextadaptiven Integrationsprozess von Komponenten und der zugehörigen, serviceorientierten Referenzarchitektur. Sie ermöglichen die dynamische Suche, Bindung und Konfiguration von Komponenten, d. h. auf Basis der o. g. Abstraktionen können genau die Anwendungskomponenten geladen und ausgeführt werden, die für den vorliegenden Nutzer-, Nutzungs- und Endgerätekontext am geeignetsten sind. Der dritte Schwerpunkt adressiert die Kontextadaptivität der kompositen Anwendungen in Form von Konzepten zur aspektorientierten Definition von adaptivem Verhalten im Modell und dessen Umsetzung zur Laufzeit. In Abhängigkeit von Kontextänderungen können so Rekonfigurationen von Komponenten, ihr Austausch oder Veränderungen an der Komposition, z.B. am Layout oder dem Datenfluss, automatisch durchgesetzt werden. Alle vorgestellten Konzepte wurden durch prototypische Implementierungen praktisch untermauert. Anhand diverser Anwendungsbeispiele konnten ihre Validität und Praktikabilität – von der Modellierung im Autorenwerkzeug bis zur Ausführung und dynamischen Anpassung – nachgewiesen werden. Die vorliegende Dissertation liefert folglich eine Antwort auf die Frage, wie zukünftige Web- bzw. Mashup-Anwendungen zeit- und kostengünstig entwickelt sowie zuverlässig und performant ausgeführt werden können. Die geschaffenen Konzepte bilden gleichermaßen die Grundlage für eine Vielzahl an Folgearbeiten.:Verzeichnisse vi Abbildungsverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . vii Verzeichnis der Codebeispiele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ix Abkürzungsverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . x 1 Einleitung 1 1.1 Problemdefinition, Thesen und Forschungsziele . . . . . . . . . . . . . . 3 1.1.1 Probleme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1.1.2 Thesen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1.1.3 Forschungsziele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.2 Abgrenzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.3 Aufbau der Arbeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2 Grundlagen, Szenarien und Herausforderungen 12 2.1 Grundlagen und Begriffsklärung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.1.1 Komposite und serviceorientierte Webanwendungen . . . . . . . 13 2.1.2 Mashups . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.1.3 Modellgetriebene Software-Entwicklung . . . . . . . . . . . . . . 17 2.1.4 Kontext und kontextadaptive Webanwendungen . . . . . . . . . 18 2.2 Szenarien und Problemanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2.2.1 Dienstkomposition zur Reiseplanung . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2.2.2 Interaktive Aktienverwaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 2.2.3 Adaptive Touristeninformation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 2.3 Anforderungen und Kriterien der Analyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 2.3.1 Anforderungen an Komponenten- und Kompositionsmodell . . . 25 2.3.2 Anforderungen an die Laufzeitumgebung . . . . . . . . . . . . . 27 3 Stand der Forschung und Technik 30 3.1 SOA und Dienstkomposition zur Interaktion mit Diensten . . . . . . . . . 31 3.1.1 Statische Dienstkomposition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 3.1.2 Dynamische Dienstauswahl und -Komposition . . . . . . . . . . . 33 3.1.3 Adaptionskonzepte für Dienstkompositionen . . . . . . . . . . . . 45 3.1.4 Interaktions- und UI-Konzepte für Dienstkompositionen . . . . . . 48 3.2 Web Engineering - Entwicklung interaktiver adaptiver Webanwendungen 50 3.2.1 Entwicklung von Hypertext- und Hypermedia-Anwendungen . . 51 3.2.2 Entwicklung von Mashup-Anwendungen . . . . . . . . . . . . . . 54 3.3 Zusammenfassung und Diskussion der Defizite existierender Ansätze . . 67 3.3.1 Probleme und Defizite aus dem Bereich der Dienstkomposition . 67 3.3.2 Probleme und Defizite beim Web- und Mashup-Engineering . . . 69 4 Universelle Komposition adaptiver Webanwendungen 73 4.1 Grundkonzept und Rollenmodell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 4.2 Modellgetriebene Entwicklung kompositer Mashups . . . . . . . . . . . 75 4.2.1 Universelles Komponentenmodell . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 4.2.2 Belangorientiertes Kompositionsmodell . . . . . . . . . . . . . . . 76 4.3 Dynamische Integration und Laufzeitumgebung . . . . . . . . . . . . . 78 4.3.1 Kontextsensitiver Integrationsprozess für Mashup-Komponenten . 79 4.3.2 Referenzarchitektur zur Komposition und Ausführung . . . . . . . 80 4.3.3 Unterstützung von adaptivem Laufzeitverhalten in Mashups . . . 81 5 Belangorientierte Modellierung adaptiver, kompositer Webanwendungen 83 5.1 Ein universelles Komponentenmodell für Mashup-Anwendungen . . . . 84 5.1.1 Grundlegende Eigenschaften und Prinzipien . . . . . . . . . . . . 84 5.1.2 Komponententypen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 5.1.3 Beschreibung von Komponenten . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 5.1.4 Nutzung der Konzepte zur Komponentenentwicklung . . . . . . . 99 5.2 Ein belangorientiertes Metamodell für interaktive Mashup-Anwendungen 100 5.2.1 Conceptual Model – Modellierung der Anwendungskonzepte . . 102 5.2.2 Communication Model – Spezifikation von Daten- und Kontrollfluss 107 5.2.3 Layout Model – Visuelle Anordnung von UI-Komponenten . . . . 114 5.2.4 Screenflow Model – Definition von Navigation und Sichten . . . . 115 5.3 Modellierung von adaptivem Verhalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 5.3.1 Adaptionstechniken für komposite Webanwendungen . . . . . . 117 5.3.2 Adaptivity Model – Modellierung von Laufzeitadaptivität . . . . . 119 5.4 Ablauf und Unterstützung bei der Modellierung . . . . . . . . . . . . . . 126 5.5 Zusammenfassung und Diskussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128 6 Kontextsensitiver Integrationsprozess und Kompositionsinfrastruktur 132 6.1 Ein kontextsensitiver Integrationsprozess zur dynamischen Bindung von Mashup-Komponenten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133 6.1.1 Modellinterpretation oder -transformation . . . . . . . . . . . . . . 134 6.1.2 Suche und Matching . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 6.1.3 Rangfolgebildung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 6.1.4 Auswahl und Integration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 6.2 Kompositionsinfrastruktur und Laufzeitumgebung . . . . . . . . . . . . . 146 6.2.1 Verwaltung von Komponenten und Domänenwissen . . . . . . . 146 6.2.2 Aufbau der Laufzeitumgebung (MRE) . . . . . . . . . . . . . . . . 148 6.2.3 Dynamische Integration und Verwaltung von Komponenten . . . 151 6.2.4 Kommunikationsinfrastruktur und Mediation . . . . . . . . . . . . . 155 6.3 Unterstützung von Adaption zur Laufzeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162 6.3.1 Kontexterfassung, -modellierung und -verwaltung . . . . . . . . . 163 6.3.2 Ablauf der dynamischen Adaption . . . . . . . . . . . . . . . . . 168 6.3.3 Dynamischer Austausch von Komponenten . . . . . . . . . . . . 170 6.4 Zusammenfassung und Diskussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174 7 Umsetzung und Validierung der Konzepte 178 7.1 Realisierung der Modellierungsmittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179 7.1.1 Komponentenbeschreibung in XML und OWL . . . . . . . . . . . 179 7.1.2 EMF-basiertes Kompositionsmodell . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180 7.1.3 Modelltransformationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182 7.1.4 Modellierungswerkzeug . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183 7.2 Realisierung der Kompositions- und Laufzeitumgebung . . . . . . . . . . 185 7.2.1 Semantische Verwaltung und Discovery . . . . . . . . . . . . . . 185 7.2.2 Kompositions- bzw. Laufzeitumgebungen . . . . . . . . . . . . . . 192 7.2.3 Kontextverwaltung und Adaptionsmechanismen . . . . . . . . . 201 7.3 Validierung und Diskussion anhand der Beispielszenarien . . . . . . . . . 210 7.3.1 Reiseplanung mit TravelMash . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211 7.3.2 Aktienverwaltung mit StockMash . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214 7.3.3 Adaptive Touristeninformation mit TravelGuide . . . . . . . . . . . 216 7.3.4 Weitere Prototypen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218 7.4 Zusammenfassung und Diskussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219 8 Zusammenfassung, Diskussion und Ausblick 226 8.1 Zusammenfassung der Kapitel und ihrer Beiträge . . . . . . . . . . . . . 227 8.2 Diskussion und Bewertung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231 8.2.1 Wissenschaftliche Beiträge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231 8.2.2 Einschränkungen und Grenzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236 8.3 Laufende und zukünftige Arbeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238 Anhänge 242 A.1 Komponentenbeschreibung in SMCDL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242 A.2 Komponentenmodell in Form der MCDO . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243 A.3 Kompositionsmodell in EMF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244 Verzeichnis eigener Publikationen 246 Webreferenzen 249 Literaturverzeichnis 25

Visualisierung von Service-Frontends in einem Werkzeug zur präsentationsorientierten Komposition annotierter Dienste

Das Ziel des ServFace Projektes ist es Endnutzern ohne umfangreiche IT-Kenntnisse das einfache Erstellen von servicebasierten Anwendungen zu ermöglichen. Dazu wird ein Kompositions- werkzeug mit dem Namen “ServFace Builder“ verwendet. Das Werkzeug erlaubt es Endnutzern, interaktive Anwendungen durch die Komposition von Service-Operationen zu erstellen. Dafür ist eine grafische Repräsentation der Service-Operationen durch UI-Fragmente notwendig. Die UI-Fragmente werden im ServFace-Umfeld als Frontends bezeichnet. In der vorliegenden Arbeit wird ein Konzept zur automatischen Visualisierung dieser Frontends vorgestellt. Um das Ergebnis der Visualisierung zu verbessern, nutzt der Visualisierungsprozess neben der Service-Beschreibung weitere Informationen in Form von Annotationen und Gestaltungsempfehlungen. Konkret werden die folgenden Aspekte in dieser Arbeit beschrieben: • Visualisierung von Frontends zur Repräsentation von Service-Operationen auf Basis von Service-Beschreibungen, Annotationen, Plattformspezifikationen und Gestaltungsempfehlungen unter der Maßgabe der Gebrauchstauglichkeit und Nutzbarkeit. • Integration der Frontends in die jeweils aktuelle Instanzen des gegebenen Anwendungsmodells. • Technische Umsetzung und Evaluation der entwickelten KonzepteThe aim of the ServFace Project is to enable users with limited IT skills to easily create service-based applications. In order to do so, a tool called "ServFace Builder" has been developed. This tool allows users to build a composite application by combining several service operations. An important part of the ServFace Builder is the graphical representation of those service operations through user interfaces. This thesis describes an approach to automatically generate user interfaces for service operations. To enhance the graphical representation, the user interface generation process of the ServFace Builder comprises annotations and design recommendations next to the common service descriptions to enhance the result of the generation process. This thesis discusses: • Graphical representation of service operations on the basis of service descriptions, annotations, plattform specifications and design recommendations. • Integration of the graphical representation into the actual instance of the given application model. • Implementation and evaluation of the presented concepts

Flexible Kommunikation in effizient entwickelten adaptiven vernetzten Dienste- und Gerätesystemen

Die fortschreitende Miniaturisierung der IT-Landschaft und die zunehmende Mobilität durch die Ausbreitung von Funkstandards schufen Voraussetzungen um im Sinne des Internet der Dinge Geräte des Alltags miteinander zu vernetzen und so IT-basierte Systeme zu erschaffen, die unterstützend in Situationen des menschlichen Lebens eingreifen. Diese Umgebungen werden im allgemeinen als ambiente Systeme bezeichnet. Für die Integration von Geräten und Diensten unterschiedlicher Hersteller und Anwendungsgebiete werden Domänen übergreifende Frameworks benötigt, die dem Nutzer unabhängig von der Hardware das komfortable und effiziente Entwickeln ambienter Systeme ermöglicht. Die vorliegende Arbeit beschreibt dafür die wichtigsten Anforderungen und stellt einige existierende Frameworks vor. Für den Ansatz der OSGi Remote Services wird die vom Autor realisierte Middleware Comoros vorgestellt, die den Standard mit dem Devices Profile for Web Services kombiniert. Dadurch entsteht eine standardkonforme Lösung, welche die Dynamik der OSGi-Plattform mit der Webservice basierten Kommunikation für Kleinstgeräte kombiniert. Von dieser Lösung ausgehend wurde Comoros um Bereiche erweitert, die für die Entwicklung verteilter ambienter Systeme notwendig sind. Neben einem dynamischen und komfortablen Ansatz für das Daten-Marshaling umfasst die Comoros-Erweiterung auch eine Event-basierte Kommunikation und eine umfassende und einfache Integration von Altsystemen. Weiterhin wird die Hersteller unabhängige Integration von Geräten in die Service-Plattform beschrieben, die für den Einsatz im IoT-Umfeld eine besondere Bedeutung hat. Um auf wechselnde Anforderungen dynamisch reagieren zu können setzt Comoros zudem etablierte Management-Standards um und kann so an die jeweils gültige Anforderung adaptiert werden. Um die Umsetzung der definierten Anforderungen von Comoros zu belegen wurde eine umfangreiche Evaluierung durchgeführt. Der Fokus dieser Evaluierung liegt dabei auf der Vermessung der Effizienz und Leistungsfähigkeit der Middleware, Eigenschaften, die bei einem Einsatz in Ressourcen beschränkten Umgebungen von besonderem Interesse sind. Zusätzlich wurde auch der Entwicklungskomfort vermessen, der Indikator für eine hohe Benutzerakzeptanz ist