Entwurf eines Objektmodells für semistrukturierte Daten im Kontext von XML Content Management Systemen

Seit einigen Jahren werden zur Erstellung und Pflege umfangreicher Websites vornehmlich Content Management Systeme (CMS) eingesetzt. Die überwiegende Entwicklungsarbeit wurde bei diesen Systemen in immer mächtigere Templatesprachen und aufwändigere Benutzeroberflächen investiert. Aspekte, die das zugrunde liegende Datenmodell betreffen, wurden dabei allerdings vernachlässigt: zumeist wird mehr oder weniger direkt auf eine Datenbank zugegriffen. Ziel der vorliegenden Arbeit ist der Entwurf einer auf die CMS-Aufgabenstellung ausgerichteten Architektur, deren Datenmodell zusammen mit einer darauf abgestimmten Templatesprache die Entwicklung neuer Webangebote effizienter und einfacher machen kann. Zunächst werden die Anforderungen an ein Datenmodell für CMS erarbeitet. Darauf basierend wird ein objektorientiertes Modell entwickelt und mittels einer formalen Semantikbeschreibung definiert. Das Modell unterstützt inhärent die typischen hierarchischen Strukturen von Websites. Vererbung ist durch Verwendung einer speziellen Form der Familienpolymorphie sowohl zwischen einzelnen Klassen als auch zwischen kompletten Webanwendungen möglich. Ein Entwickler kann große Teile von vorhandenem Code auf dem Wege der Vererbung wiederverwenden. Eine Zerlegung von Objekten in feingranulare Bestandteile ermöglicht eine weitere Reduzierung von Redundanzen bei der Modellierung. Als Bindeglied zwischen Daten und publizierten Dokumenten haben sich Templates bewährt. Eine Analyse der Anforderungen und vorhandenen Ansätze führt zu der Entscheidung für eine funktionale Templatesprache. Diese Templatesprache und die Beschreibung des objektorientierten Datenmodells werden zu einer einheitlichen Sprache integriert, die zudem durch die die Einbindung von XML die Ausgabe in unterschiedlichen Dokumentenformaten unterstützt.Design of an object model for semistructured data in context of XML content management systems For several years, mostly Content Management Systems (CMS) are used for the creation and maintenance of large web sites. Most of the development effort of these systems has been put in more sophisticated template languages und complex user interfaces. Aspects regarding the underlying data model have been neglected though: the database is accessed more or less directly in most cases. The goal of the present thesis is the design of an architecture which is attuned to the tasks of CMS, the data model of which together with a template language can make the development of new web sites more efficient and easier. At first, the requirements on a data model for CMS are compiled. Thereupon an object-oriented model is developed and defined by means of a formal semantic description. This model inherently supports the typical hierarchical structures of websites. Inheritance is possible between single classes as well as between entire web applications by utilizing a special kind of family polymorphism. A developer can re-use large parts of existing code through inheritance. Moreover, a decomposition of objects into fine-grained parts allows the reduction of redundancies in modelling. Templates have proved as the crucial link between data and published pages. An analysis of requirements and existing approaches leads to the decision for a functional template language. This template language and the description of the objekt-oriented data model are integrated into a uniform language which furthermore supports the output in different document formats by integrating XML

Architekturbezogene Qualitätsmerkmale für die Softwarewartung : Entwurf eines Quellcode basierten Qualitätsmodells [überarb. Ausg.]

Teßmer M. Architekturbezogene Qualitätsmerkmale für die Softwarewartung : Entwurf eines Quellcode basierten Qualitätsmodells [überarb. Ausg.]. Bielefeld: Universität Bielefeld; 2012

Perspektiven: Persistente Objekte mit anwendungsspezifischer Struktur und Funktionalität

Flexibilität und Anpassbarkeit von Softwarekomponenten sind in den letzten Jahren zu stark diskutierten Themen im Bereich des Software-Engineering geworden. Um eine höhere Wiederverwendungsquote zu erreichen als dies in der Vergangenheit möglich war, werden Konzepte gesucht, die eine nachträgliche und nicht antizipierte Anpassung von Modulen und Komponenten an geänderte Anforderungen unterstützen. Objektorientiertes Design und dessen Umsetzung durch objekt-orientierte Programmiersprachen bilden zwar einen Schritt in diese Richtung, in dem durch die Konzepte Kapselung und dynamisches Binden eine dynamische Austauschbarkeit von Implementierungen zur Laufzeit einer Applikation unterstützt wird. In der Praxis erfordern traditionelle objektorientierte Programmiersprachen jedoch den Einsatz einer Vielzahl ineinander verzahnter Entwurfsmuster, um dem Anspruch einer nachträglichen Adaptierbarkeit gerecht zu werden. Die vorliegende Arbeit schlägt Sprachkonzepte für streng getypte objektorientierte Programmiersprachen vor, welche ein nachträgliches „Zuschneidern“ von Klassen und deren bereits existierenden Instanzen unterstützen. Damit werden Komponenten und deren Schnittstellen einerseits leicht erweiterbar, andererseits ermöglichen diese Mechanismen auch die Veränderung und Anreicherung bestehender Implementierungen an neue Gegebenheiten

Ein Integrations- und Darstellungsmodell für verteilte und heterogene kontextbezogene Informationen

Die "Kontextsensitivität" genannte systematische Berücksichtigung von Umweltinformationen durch Anwendungssysteme kann als Querschnittsfunktion im betrieblichen Umfeld in vielen Bereichen einen Nutzen stiften. Wirklich praxistaugliche kontextsensitive Anwendungssysteme, die sich analog zu einem mitdenkenden menschlichen Assistenten harmonisch in die ablaufenden Vorgänge in der Realwelt einbringen, haben einen enormen Bedarf nach umfassenden, d.h. diverse Aspekte der Realwelt beschreibenden Kontextinformationen, die jedoch prinzipbedingt verteilt in verschiedenen Datenquellen, etwa Kontexterfassungssystemen, Endgeräten sowie prinzipiell auch in beliebigen anderen, z.T. bereits existierenden Anwendungen entstehen. Ziel dieser Arbeit ist die Verringerung der Komplexität des Beschaffungsvorganges von verteilten und heterogenen Kontextinformationen durch Bereitstellung einer einfach verwendbaren Methode zur Darstellung eines umfassenden, aus verteilten und heterogenen Datenquellen zusammengetragenen Kontextmodells. Im Besonderen werden durch diese Arbeit zwei Probleme addressiert, zum einen daß ein Konsument von umfassenden Kontextinformationen mehrere Datenquellen sowohl kennen und zugreifen können und zum anderen über die zwischen den einzelnen Kontextinformationen in verschiedenen Datenquellen existierenden, zunächst nicht modellierten semantischen Verbindungen Bescheid wissen muß. Das dazu entwickelte Kontextinformationsintegrations- und -darstellungsverfahren kombiniert daher ein die Beschaffung und Integration von Kontextinformationen aus diversen Datenquellen modellierendes Informationsintegrationsmodell mit einem Kontextdarstellungsmodell, welches die abzubildende Realweltdomäne basierend auf ontologischen Informationen durch in problemspezifischer Weise erweiterte Verfahren des Semantic Web in einer möglichst intuitiven, wiederverwendbaren und modularen Weise modelliert. Nach einer fundierten Anforderungsanalyse des entwickelten Prinzips wird dessen Verwendung und Nutzen basierend auf der Skizzierung der wichtigsten allgemeinen Verwendungsmöglichkeiten von Kontextinformationen im betrieblichen Umfeld anhand eines komplexen betrieblichen Anwendungsszenarios demonstriert. Dieses beinhaltet ein Nutzerprofil, das von diversen Anwendungen, u.a. einem kontextsensitiven KFZ-Navigationssystem, einer Restaurantsuchanwendung sowie einem Touristenführer verwendet wird. Probleme hinsichtlich des Datenschutzes, der Integration in existierende Umgebungen und Abläufe sowie der Skalierbarkeit und Leistungsfähigkeit des Verfahrens werden ebenfalls diskutiert.Context-awareness, which is the systematic consideration of information from the environment of applications, can provide significant benefits in the area of business and technology. To be really useful, i.e. harmonically support real-world processes as human assistants do it, practical applications need a comprehensive and detailed contextual information base that describes all relevant aspects of the real world. As a matter of principle, comprehensive contextual information arises in many places and data sources, e.g. in context-aware infrastructures as well as in "normal" applications, which may have knowledge about the context based on their functionality to support a certain process in the real world. This thesis facilitates the use of contextual information by reducing the complexity of the procurement process of distributed and heterogenous contextual information. Particularly, it addresses the two problems that a consumer of comprehensive contextual information needs to be aware of and able to access several different data sources and must know how to combine the contextual information taken from different and isolated data sources into a meaningful representation of the context. Especially the latter information cannot be modelled using the current state of the art. These problems are addressed by the development of an integration and representation model for contextual information that allows to compose comprehensive context models using information inside distributed and heterogeneous data sources. This model combines an information integration model for distributed and heterogenous information (which consists of an access model for heterogeneous data sources, an integration model and an information relation model) with a representation model for context that formalizes the representation of the respective real world domain, i.e. of the real world objects and their semantic relations in an intuitive, reusable and modular way based on ontologies. The resulting model consists of five layers that represent different aspects of the information integration solution. The achievement of the objectives is rated based on a requirement analysis of the problem domain. The technical feasibility and usefulness of the model is demonstrated by the implementation of an engine to support the approach as well as a complex application scenario consisting of a user profile that integrates information from several data sources and a couple of context-aware applications, e.g. a context-aware navigation system, a restaurant finder application as well as an enhanced tourist guide that use the user profile. Problems regarding security and social effects, the integration of this solution into existing environments and infrastructures as well as technical issues like the scalability and performance of this model are discussed too

Technologiebasierte Unterstützungsmaßnahmen in der akademischen Software Engineering-Ausbildung. Konzeption, Entwicklung und Evaluation einer lernerzentrierten Analyse- und Designumgebung

Die Fähigkeit der Modellbildung, das Modellieren stellt nicht nur eine zentrale, sondern auch eine sehr komplexe, Aufgabe für Software- Ingenieure dar. Durch die Tätigkeit des Abstrahierens wird ein Modell der realen Welt erstellt, das dabei helfen soll Probleme zu verstehen. Die Lehre zur Modellierung von Softwaresystemen nimmt für Studierende wie Lehrende daher eine herausfordernde Bedeutung ein. Diese Arbeit beschreibt einen Ansatz zur problembasierten Initiierung von Hilfsmitteln (sog. Scaffolds) zur Unterstützung Studierender bei der Modellierung mit der Unified Modeling Language (UML). Als Ausgangsbasis wurden Probleme Studierender bei der Modellierung von Softwaresystemen mit der UML erfasst und katalogisiert. Auf Basis der identifizierten Probleme wurden verschiedene Scaffolds abgeleitet und konzeptioniert. Dazu gehören sowohl Unterlagen und Tutorials als klassische Hilfsmittel wie auch technologiebasierte Ansätze, wie die Verwendung von Augmented Reality, Eye-Movement Modeling Examples und Hilfsmittel zur Identifikation von Use-Cases sowie Klassenkandidaten. Die verschiedenen Scaffolds wurden in eine Modellierungsumgebung prototypisch integriert und evaluiert. Die Evaluationen mit Studierenden sowie eine Expertenbegutachtung zeigen erfolgsversprechende Ergebnisse. Die Arbeit bestätigt, dass evidenzbasierte Scaffolds und deren Integration in den Lehreinsatz die praktische Hochschuldidaktik bereichern können