Konsistenzerhaltung von Feature-Modellen durch externe Sichten

Bei der Produktlinienentwicklung werden Software-Produktlinien(SPLs) meistens Featureorientiert strukturiert und organisiert. Um die gemeinsamen und variablen Merkmale der Produkte einer Produktlinie darzustellen, können Feature-Modelle verwendet werden. Ein Software-Werkzeug zum Erstellen und Editieren von Feature-Modellen ist FeatureIDE, welche die Zustände der Feature-Modelle als Dateien der Extensible Markup Language (XML) persistiert. Bei der Entwicklung von Software-Systemen existieren allerdings mehrere unterschiedliche Artefakte. Diese können sich Informationen mit den Feature-Modellen teilen. Um diese Artefakte und Modelle gemeinsam automatisch evolvieren zu können, werden Konsistenzerhaltungsansätze benötigt. Solche Ansätze sind jedoch nicht mit den persistierten XML-Dateien kompatibel. In dieser Arbeit implementieren wir eine bidirektionale Modell-zu-Text-Transformation, welche die als XML-Dateien persistierten Zustände der FeatureIDE-Modelle in geeignete Modellrepräsentationen überführt, um daraus feingranulare Änderungssequenzen abzuleiten. Diese können zur deltabasierten Konsistenzerhaltung verwendet werden. Für die Modellrepräsentation verwenden wir ein bestehendes Metamodell für Variabilität. Zur Ableitung der Änderungssequenzen wird ein existierendes Konsistenzerhaltungsframework eingesetzt. Wir validieren die Korrektheit der Transformation mithilfe von Round-Trip-Tests. Dabei zeigen wir, dass die in dieser Arbeit implementierte Transformation alle geteilten Informationen zwischen FeatureIDE und dem Variabilitäts-Metamodell korrekt transformiert. Zudem können mithilfe der in dieser Arbeit implementierten Transformation und mit dem verwendeten Konsistenzerhaltungsframework zu 94,44% korrekte feingranulare Änderungssequenzen aus den als XML-Datei persistierten Zuständen der FeatureIDE-Modelle abgeleitet werden

Energieoptimierte Gebäudeplanung mit verteilter Informationsmodellierung

n allen Stadien des Planungsprozesses von Gebäuden nehmen Entwurfsentscheidungen starken Einfluß auf die bauphysikalische Qualität eines Gebäudes. Im Rahmen dieses Beitrags wird deshalb die Integration bauphysikalischer Gesichtspunkte in den Planungsprozeß vorgestellt, bei welcher dem Fachingenieur geeignete Werkzeuge zur Verfügung gestellt werden, die es erlauben, das zu planende Gebäude als Einheit von baulicher Hülle, Anlagentechnik und Nutzung zu betrachten. Darauf aufbauend wird eine gezielte Überprüfung des Gebäudemodells mit Hilfe von bauphysikalischen Nachweisen und Simulationen durchgeführt, um eine bauphysikalische Entscheidungsunterstützung im Entwurfsprozeß vornehmen zu können. Das erarbeitete Programmsystem VAMOS (Verteilte Applikation zur Modellierung und Optimierung bauphysikalischer Systeme) nutzt die Middleware-Technologie CORBA konsequent für die dynamische, netzwerkweite Integration fünf verschiedener aufgabenspezifischer Komponenten: Die erste Komponente zur Modellerzeugung und -manipulation wurde auf Basis des CAD-Systems AutoCAD als ARX-Laufzeitmodul erstellt. Dadurch ist es einerseits möglich, bestehende Planungsabläufe unter Verwendung von Standardwerkzeugen des entwerfenden Ingenieurs zu erhalten, andererseits können die umfangreichen Fähigkeiten des AutoCAD-Geometriekerns für die Erstellung komplexer dreidimensionaler Bauteilgeometrien genutzt werden. In der zweiten Komponenten wurde eine objektorientiertes Datenbanksystem in das Gesamtsystem integriert, das auch für die Verwaltung verschiedener Versionen von Gebäudeentwürfen verwendet wird. Die bauphysikalischen Nachweise, die auf Basis der zentral im Netzwerk bereitgestellten Modelle automatisiert durchgeführt werden können, wurden auf Basis der Java-Applet-Technologie abgebildet, um die zentrale Wartbarkeit und Anpassbarkeit an Veränderungen der Vorschriften und Gesetzesgrundlagen zu ermöglichen. Dabei wurden sowohl die aktuelle Wärmeschutzverordnung (WSVO) als auch die Energieeinsparverordnung (EnEV) berücksichtigt. Für die ganzheitliche Erfassung des Gebäudeenergiehaushaltes wurde das Simulationsprogramm TRNSYS um ein Schnittstellenmodul unter Verwendung von IDL-Interfaces erweitert, so daß die direkte Integration der umfangreichen Funktionalitäten in das Gesamtsystem möglich wird. Um die Modellierung auf der Basis von realistischen Parametern durchführen zu können, wurde eine Komponente entwickelt, die unter Verwendung der Technologie mobiler Internet-Agenten die dynamische Recherche von herstellerspezifischen Parametern im Internet ermöglicht

Sprachen für parallele objektorientierte Programmierung

In letzter Zeit wurden eine ganze Reihe von objektorientierten Sprachen zur parallelen Programmierung entworfen und implementiert. Einige dieser Sprachen werden hier einander gegenübergestellt. Das Hauptaugenmerk der Arbeit liegt einerseits auf den bereitgestellten Konzepten zur Bewältigung der Komplexität, die sich durch die Parallelisierung ergibt, und andererseits auf der Flexibilisierung von Synchronisation und Kommunikation zur Optimierung der Parallelisierbarkeit von Programmausführungen

Bedarfsgesteuerte Verteilung von Inhaltsobjekten in Rich Media Collaboration Applications

IP-basierte Konferenz- und Kollaborations-Systeme entwickeln sich mehr und mehr in Richtung Rich Media Collaboration, d.h. vereinigen Audio- und Videokonferenzfunktionalität mit Instant Messaging und kollaborativen Funktionen wie Presentation Sharing und Application Sharing. Dabei müssen neben den Live-Medienströmen auch Inhaltsobjekte wie Präsentationsfolien oder Dokumentseiten in Echtzeit innerhalb einer Session verteilt werden. Im Gegensatz zum klassischen 1:n-push-Schema wird dafür in der Arbeit ein Ansatz für wahlfreien Zugriff auf durch die Teilnehmer selbst gehostete Inhaltsobjekte - also n:m-pull-Verteilung - vorgestellt. Dieser Ansatz hat in Anwendungsszenarien mit gleichberechtigten Teilnehmern, wie zum Beispiel virtuellen Meetings von Projektteams, signifikante Performance-Vorteile gegenüber den traditionellen Ansätzen. Mit dem Content Sharing Protocol (CSP) wurde eine Protokoll-Engine bestehend aus neun Mikroprotokollen entwickelt, implementiert und evaluiert. Sie beinhaltet neben der Kernfunktionalität der Inhaltsauslieferung auch Unterstützung für Caching, Prefetching und Datenadaption, sowie dynamische Priorisierung von Datentransfers und Interaktionsunterstützung

KOOPERATIVE BRANDSCHUTZPLANUNG MIT SOFTWARE-AGENTEN

Die effektive Kooperation aller beteiligten Fachplaner im Bauplanungsprozess ist die Voraussetzung für wirtschaftliches und qualitativ hochwertiges Bauen. Bauprojektorganisationen bestehen in der Regel aus zahlreichen unabhängigen Planungspartnern, die örtlich verteilt spezifische Planungsaufgaben bearbeiten und die Ergebnisse in Teilproduktmodellen ablegen. Da Planungsprozesse im Bauwesen stark arbeitsteilig ablaufen, sind die Teilproduktmodelle der einzelnen Fachplanungen in hohem Maße voneinander abhängig. Ziel des hier vorgestellten Ansatzes ist die Integration der Teilproduktmodelle der Gebäudeplanung in einem netzwerkbasierten Modellverbund am Beispiel der Brandschutzplanung. Im Beitrag werden die Probleme der Verteiltheit und insbesondere der semantischen Heterogenität der involvierten Teilproduktmodelle betrachtet. Der verteilte Zugriff wird mithilfe mobiler Software-Agenten realisiert. Die Agenten können sich dabei frei im netzwerkbasierten Planungsverbund bewegen und agieren als Vertreter der Fachplaner. Das Problem der semantischen Heterogenität der Teilproduktmodelle wird auf der Basis von Ontologien gelöst. Dazu werden erstens Domänenontologien entwickelt, die Objekte der realen Welt einer abgeschlossenen Domäne, hier des Brandschutzes, abbilden. Zweitens werden Applikationsontologien entwickelt, die die einzelnen proprietären Datenhaltungen (im Sinne von Teilproduktmodellen) der jeweiligen Fachplanungen repräsentieren. Beide Ontologien werden mit einem regelbasierten Ansatz verknüpft. Im vorgestellten Anwendungsfall Brandschutz dient die Domänenontologie als einheitliche Schnittstelle für den Zugriff auf die verteilten Modelle und abstrahiert dabei von deren Datenbankspezifika und proprietären Schemata. Mithilfe von mobilen Agenten und semantischen Technologien kann so eine Plattform zur Verfügung gestellt werden, die erstens die dynamische Integration von Ressourcen in den Planungsverbund erlaubt und zweitens auf deren Basis unabhängig von der Verteiltheit und Heterogenität der eingebundenen Ressourcen ingenieurgerechte Verarbeitungsmethoden realisiert werden können

Designing a Change-Driven Language for Model Consistency Repair Routines

Ein Software-System kann während der Entwicklung durch verschiedene Modelle beschrieben werden, um unterschiedliche Teile oder Abstraktionen des Systems darzustellen. Diese Modelle können voneinander abhängige oder sogar redundante Informationen enthalten. Wenn ein Softwareentwickler an solchen Modellen Änderungen vornimmt ohne diese Abhängigkeiten zu beachten, können die Modelle inkonsistent werden. Ein Entwickler ist kaum in der Lage einen Überblick über alle Modelle eines Entwicklungsprozesses und deren Abhängigkeiten zu behalten. Daher sind automatisierte Verfahren zur Wiederherstellung von Konsistenz nach Modelländerungen notwendig. Existierende Methoden erlauben die deklarative Spezifikation von Abhängigkeiten zwischen Modellen, aus denen automatisiert Mechanismen zur Konsistenzerhaltung abgeleitet werden. Diese Ansätze sind in ihrer Ausdrucksmächtigkeit beschränkt und bieten nur eingeschränkten Einfluss auf die Art und Weise in der Konsistenz wiederhergestellt wird. Sie legen automatisiert eine Art der Wiederherstellung der Konsistenz fest, obwohl es verschiedene Möglichkeiten dafür gäbe. In dieser Arbeit stellen wir die änderungsgetriebene Response-Sprache für die Konsistenzerhaltung von Modellen vor. Sie erlaubt es, die Art und Weise der Wiederherstellung von Konsistenz explizit in imperativen Programmen festzulegen, welche als Reaktion auf festgelegte Änderungen ausgeführt werden. Zusätzlich bietet sie Sprachkonstrukte an, die wiederkehrende Reaktionen kapseln und wiederverwendbar machen. Wir führen einen Konsistenzbegriff mit dem Fokus auf Verständlichkeit ein und stellen eine Kategorisierung von möglichen Modelländerungen vor. Die Sprache ist entsprechend einer allgemeingültigen Struktur für die änderungsgetriebene Wiederherstellung von Konsistenz aufgebaut, welche wir aus unserem Konsistenzbegriff herleiten. Wir stellen eine Evaluation unseres Ansatzes anhand einer Fallstudie zur Konsistenzerhaltung von Architekturbeschreibungen und deren Implementierung in objektorientiertem Code vor. Die Evaluation zeigt die Anwendbarkeit der vorgestellten Sprache für die Sicherstellung von Modellkonsistenz in diesem konkreten Fall und verdeutlicht einige Vorteile gegenüber einer manuellen Implementierung der Mechanismen zur Konsistenzerhaltung

Synchronisation und Fehlertoleranz mobiler Clients in einem bestehenden System für kollaboratives Task-Management

Durch die zunehmende Globalisierung und Digitalisierung wird das Fachwissen der Wissenensarbeit zur Grundlage vieler Prozesse in hoch entwickelten Ländern. Gleichzeitig verlagert sich die Fertigung in Länder mit niedrigerem Lohnniveau. Die Wissensarbeit in der Entwicklung wird in den Prozessen von vielen, auf verschiedene Fachgebiete, spezialisierten Fachkräften kolloborativ verrichtet. Da wissensintensive Prozesse komplex und dynamisch sind, eignen sich bewährte Ansätze und Lösungen für standardisierte Prozesse nicht zur Unterstützung. Eine Möglichkeit der koordinierten Unterstützung von Wissensarbeit ist das Management von Checklisten. Im Rahmen des Forschungsprojekts proCollab sollen die Möglichkeiten des kolloborativen Checklisten-Managements zur Unterstützung der Wissensarbeit konzipiert und evaluiert werden. Im Konkreten soll Wissensarbeitern, die sich an verschiedenen Orten befinden, ermöglicht werden, sich auch anhand von mobilen Applikationen zu koordinieren. In dieser Arbeit werden der vorhandene proCollab-Prototyp und die mobilen Applikationen deshalb um ein Konzept zum Synchronisationsmechanismus und der Fehlertoleranz erweitert

Stochastische Optimierung im Energiehandel: Entscheidungsunterstützung und Bewertung für das Portfoliomanagement

Unsicherheiten im Strommarkt erfordern flexible Reaktionen von Stromversorgungsunternehmen auf sich kontinuierlich wandelnde Strukturen. Marktteilnehmer ohne marktbeherrschende Stellung müssen zunehmend die kurzfristig hochvolatilen und langfristig nicht prognostizierbaren Preisentwicklungen berücksichtigen. Federführend durch die Stadtwerke Gießen AG und motiviert durch ihre konzeptionellen Herausforderungen im Tagesgeschäft hat das ior/cf-HSG gemeinsam mit der österreichischen Energieberatungsgesellschaft Verbundplan GmbH ein leistungsfähiges Portfoliomanagementsystem auf Basis stochastischer Optimierung entwickelt. Es bietet eine anpassungsfähige Ergänzung zu herkömmlichen Ansätzen und integriert ein innovatives Risikomanagement. Neue Bewertungsansätze für komplexe Derivate reduzieren darüber hinaus das Modellrisiko gegenüber traditionellen Methoden