Proceedings of VikingPLoP 2012 Conference

The papers in this proceedings are updated versions of the papers workshopped in the conference. Participants submitted their papers for shepherding process. In shepherding process, experienced pattern writer gave ideas and feedback for the author, colloquially known as a sheep. The sheep incorporated this feedback in to her paper. After three iterations of shepherding the paper was discussed at the conference in writer's workshop. Workshop group gave comments, criticism and praise. After the conference sheep updated their papers according to the workshop feedback. This process of giving feedback was made possible by having community of trust. Mutual trust was built by playing non-competitive games and by having social activities. VikingPLoP 2012 focused on patterns and their usage in various fields of expertise. These fields included a wide range of topics from language teaching to embedded system's software architecture. Bringing people together from various fields of expertise, stimulates creativity and new ideas might emerge. These innovations are reflected in the papers in these proceedings. VikingPLoP 2012 was especially a conference for newcomers and over half of the participants were first time PLoP participants. These proceedings contain 10 papers and description of one focus group. In addition, a shepherding workshop was arranged and updated version of the demo pattern used in this workshop is also presented in the proceedings. The conference had two writer's workshop groups. Papers are organized as follows: in the first part of the proceedings patterns for embedded systems are presented and the second part contains general software related patterns. Finally in the third part, interdisciplinary patterns are included.<br/

Proceedings of VikingPLoP 2012 Conference

The papers in this proceedings are updated versions of the papers workshopped in the conference. Participants submitted their papers for shepherding process. In shepherding process, experienced pattern writer gave ideas and feedback for the author, colloquially known as a sheep. The sheep incorporated this feedback in to her paper. After three iterations of shepherding the paper was discussed at the conference in writer's workshop. Workshop group gave comments, criticism and praise. After the conference sheep updated their papers according to the workshop feedback. This process of giving feedback was made possible by having community of trust. Mutual trust was built by playing non-competitive games and by having social activities. VikingPLoP 2012 focused on patterns and their usage in various fields of expertise. These fields included a wide range of topics from language teaching to embedded system's software architecture. Bringing people together from various fields of expertise, stimulates creativity and new ideas might emerge. These innovations are reflected in the papers in these proceedings. VikingPLoP 2012 was especially a conference for newcomers and over half of the participants were first time PLoP participants. These proceedings contain 10 papers and description of one focus group. In addition, a shepherding workshop was arranged and updated version of the demo pattern used in this workshop is also presented in the proceedings. The conference had two writer's workshop groups. Papers are organized as follows: in the first part of the proceedings patterns for embedded systems are presented and the second part contains general software related patterns. Finally in the third part, interdisciplinary patterns are included.<br/

Extensibility of Enterprise Modelling Languages

Die Arbeit adressiert insgesamt drei Forschungsschwerpunkte. Der erste Schwerpunkt setzt sich mit zu entwickelnden BPMN-Erweiterungen auseinander und stellt deren methodische Implikationen im Rahmen der bestehenden Sprachstandards dar. Dies umfasst zum einen ganz konkrete Spracherweiterungen wie z. B. BPMN4CP, eine BPMN-Erweiterung zur multi-perspektivischen Modellierung von klinischen Behandlungspfaden. Zum anderen betrifft dieser Teil auch modellierungsmethodische Konsequenzen, um parallel sowohl die zugrunde liegende Sprache (d. h. das BPMN-Metamodell) als auch die Methode zur Erweiterungsentwicklung zu verbessern und somit den festgestellten Unzulänglichkeiten zu begegnen. Der zweite Schwerpunkt adressiert die Untersuchung von sprachunabhängigen Fragen der Erweiterbarkeit, welche sich entweder während der Bearbeitung des ersten Teils ergeben haben oder aus dessen Ergebnissen induktiv geschlossen wurden. Der Forschungsschwerpunkt fokussiert dabei insbesondere eine Konsolidierung bestehender Terminologien, die Beschreibung generisch anwendbarer Erweiterungsmechanismen sowie die nutzerorientierte Analyse eines potentiellen Erweiterungsbedarfs. Dieser Teil bereitet somit die Entwicklung einer generischen Erweiterungsmethode grundlegend vor. Hierzu zählt auch die fundamentale Auseinandersetzung mit Unternehmensmodellierungssprachen generell, da nur eine ganzheitliche, widerspruchsfreie und integrierte Sprachdefinition Erweiterungen überhaupt ermöglichen und gelingen lassen kann. Dies betrifft beispielsweise die Spezifikation der intendierten Semantik einer Sprache

A Pattern-Based Approach to Scaffold the IT Infrastructure Design Process

Context. The design of Information Technology (IT) infrastructures is a challenging task since it implies proficiency in several areas that are rarely mastered by a single person, thus raising communication problems among those in charge of conceiving, deploying, operating and maintaining/managing them. Most IT infrastructure designs are based on proprietary models, known as blueprints or product-oriented architectures, defined by vendors to facilitate the configuration of a particular solution, based upon their services and products portfolio. Existing blueprints can be facilitators in the design of solutions for a particular vendor or technology. However, since organizations may have infrastructure components from multiple vendors, the use of blueprints aligned with commercial product(s) may cause integration problems among these components and can lead to vendor lock-in. Additionally, these blueprints have a short lifecycle, due to their association with product version(s) or a specific technology, which hampers their usage as a tool for the reuse of IT infrastructure knowledge. Objectives. The objectives of this dissertation are (i) to mitigate the inability to reuse knowledge in terms of best practices in the design of IT infrastructures and, (ii) to simplify the usage of this knowledge, making the IT infrastructure designs simpler, quicker and better documented, while facilitating the integration of components from different vendors and minimizing the communication problems between teams. Method. We conducted an online survey and performed a systematic literature review to support the state of the art and to provide evidence that this research was relevant and had not been conducted before. A model-driven approach was also used for the formalization and empirical validation of well-formedness rules to enhance the overall process of designing IT infrastructures. To simplify and support the design process, a modeling tool, including its abstract and concrete syntaxes was also extended to include the main contributions of this dissertation. Results. We obtained 123 responses to the online survey. Their majority were from people with more than 15 years experience with IT infrastructures. The respondents confirmed our claims regarding the lack of formality and documentation problems on knowledge transfer and only 19% considered that their current practices to represent IT Infrastructures are efficient. A language for modeling IT Infrastructures including an abstract and concrete syntax is proposed to address the problem of informality in their design. A catalog of IT Infrastructure patterns is also proposed to allow expressing best practices in their design. The modeling tool was also evaluated and according to 84% of the respondents, this approach decreases the effort associated with IT infrastructure design and 89% considered that the use of a repository with infrastructure patterns, will help to improve the overall quality of IT infrastructures representations. A controlled experiment was also performed to assess the effectiveness of both the proposed language and the pattern-based IT infrastructure design process supported by the tool. Conclusion. With this work, we contribute to improve the current state of the art in the design of IT infrastructures replacing the ad-hoc methods with more formal ones to address the problems of ambiguity, traceability and documentation, among others, that characterize most of IT infrastructure representations. Categories and Subject Descriptors:C.0 [Computer Systems Organization]: System architecture; D.2.10 [Software Engineering]: Design-Methodologies; D.2.11 [Software Engineering]: Software Architectures-Patterns

Analysis of the Software Architectural Support of the Usability of Mobile Applications

Rasante Innovationszyklen, kurze Produkteinführungszeiten und ein hoher Konkurrenzdruck sind typische Rahmenbedingungen für die Entwicklung mobiler Anwendungen. Dies sind Anwendungen, die auf mobilen Endgeräten laufen und in verschiedenen Umgebungen verwendet werden. Usability (Benutzbarkeit) kann durch die Softwarearchitektur einer Anwendung unterstützt, aber auch behindert werden. Je später im Softwareentwicklungsprozess Usability beachtet wird, umso aufwendiger werden Änderungen an der Softwarearchitektur. Um dieses Risiko zu verringern, ist es nötig, so früh wie möglich offenzulegen, ob Usability-Anforderungen architektonisch unterstützt werden. Potenziell hohe Architekturänderungen werden mit Methoden zur szenario-basierten Softwarearchitekturanalyse ermittelt; es wird dabei verifiziert, dass ein Qualitätsmerkmal architektonisch berücksichtigt wurde. Frühere Methoden bezüglich Usability erreichen dieses Ziel, erscheinen aber sehr komplex: Sie erfordern zum einen Wissen über Patterns und zum anderen sind die Freiheitsgrade beim Erstellen, Auswählen und Evaluieren von Szenarios hoch. Wie die früheren Methoden Usability-Attribute verwenden, behindert zudem eine engere Kooperation mit dem Usability Engineering, für das gemeinsame Begriffe und Vorgehensweisen grundlegend wären. Deshalb ist es notwendig, eine Methode zu konstruieren, die einfacher und interdisziplinärer ausgerichtet ist. Aufgrund dessen werden in dieser Forschungsarbeit mittels Literaturstudien zuerst Forschungsfragen, dann Hilfsmittel und schließlich eine theoretisch fundierte Methode erarbeitet. Um diese zu validieren und zu vereinfachen, durchläuft sie - mit kanonischer anwendungsnaher Forschung - zwei Fallstudien zu mobilen Anwendungen. Ergebnis ist die szenario-basierte Methode SATURN („SoftwareArchitekTuranalyse von Usability-anfoRderungeN“), in der anfangs mittels Nutzungskontextanalyse die Interaktionsszenarios erstellt werden, die für Anwender relevant sind. Hilfsmittel umfassen die Faktoren des mobilen Nutzungskontexts und einen Katalog von 50 potenziell architektursensitiven Interaktionsszenarios. Diese sind von Patterns abgeleitet, referenzieren sie und unterliegen einem definierten Lebenszyklus. Die Analyse stützt sich auf die verwendete Architekturdefinition und auf das Prinzip der Sichtenmodelle. Bewertet wird, inwiefern Struktur oder Verhalten von architektonischen Elementen verhindern können, dass ein Interaktionsszenario (hypothetisch) durchgeführt werden kann. Betrachtet wird dabei, wie Usability berücksichtigt wurde, welche vor- und nachteiligen Architekturentscheidungen und welche Austauschbeziehungen mit anderen Qualitätsmerkmalen bestehen. Die Ergebnisse von SATURN fließen zurück zur Erstellung der Softwarearchitektur und zum Usability Engineering. Die Methode ist auch mit einem Nutzertest kombinierbar. Mit SATURN ist die Analyse der architektonischen Unterstützung für die Usability mobiler Anwendungen einfacher als mit früheren Arbeiten. Dies inspiriert zu weiterer Forschung, wie beispielsweise Fallstudien zum Zusammenhang zwischen Usability und Softwarearchitektur, die Ausrichtung der Methode auf andere Qualitätsmerkmale, neue konstruktive Möglichkeiten in agilen Prozessen oder allgemein die Koordination von Usability Engineering und Softwareentwicklung.The software development of mobile applications, i.e. applications which run on mobile devices and are used in various environments, faces a fast time to market, high competitive pressure, short technical innovation cycles, and high user expectations regarding usability. The software architecture of an application can support but also constrain usability. The later in software development usability is considered, the costlier architectural modifications become. In order to reduce this risk, it is necessary to discover usability requirements that are not supported architecturally as early as possible. Potentially high architectural changes are elicited using scenario-based software architecture analyses; it is verified, that a quality factor was considered architecturally. Earlier works regarding usability achieve this, though they appear very complex: they depend on the knowledge of patterns and leave room for interpretation while creating, selecting and evaluating scenarios. Also, respective uses of usability attributes hinder a further cooperation with usability engineering, because common terms and methods are a prerequisite for this. Therefore, it is necessary to construct a new method which is easier to use and more interdisciplinary-oriented. In order to describe research questions, means for the method and a first version of the method itself, literature studies are conducted. Afterwards, the method is validated and improved through two case studies with mobile applications adhering to canonical action research. In the new scenario-based method SATURN („Software ArchitecTure analysis of Usability-RequiremeNts“), interaction scenarios that are relevant from a users’ point of view are depicted and selected based on a usage context analysis. This is facilitated by providing factors of the mobile usage context and a catalog of 50 interaction scenarios that are potentially architectural sensitive (derived from patterns, referring to them, and complying to a scenario life cycle). The analysis of the architecture itself is based on the principle of view models. We analyze, in what way structure or behavior of architectural elements can constrain the interaction described by a specific interaction scenario. Results verify that usability was considered architecturally, explain disadvantageous and advantageous architectural decisions as well as trade-offs with other quality factors. Thus, results can flow back to architectural design and usability engineering. Additionally, the method is combined with a user test. With this research, analyzing and assessing the architectural support for the usability of mobile applications is easier than with earlier works. This inspires further research, for example, more case studies regarding the relationship between usability and software architecture, other quality factors and software architecture, new possibilities for construction in agile processes, and the cooperation amongst the fields usability engineering and software engineering in general

Metamodellbasierte und hierarchieorientierte Workflowmodellierung

In dieser Arbeit werden Metamodelle eingesetzt, um Workflow- bzw. Geschäftsprozessmodellierungssprachen und ihre operationale Semantik zu definieren. Mit einer deklarativen und einer hierarchischen Sprache werden zwei Modellierungsweisen verfolgt, die im Bereich der Geschäftsprozessmodellierung nicht weit verbreitet sind. Der Hauptvorteil beim deklarativen Ansatz liegt in einer höheren Flexiblität und bei der hierarchischen Sprache in einer besseren Verständlichkeit der Modelle

Formalisierung gestischer Eingabe für Multitouch-Systeme

Die Mensch-Computer-Interaktion wird dank neuer Eingabemöglichkeiten jenseits von Tastatur und Maus reicher, vielseitiger und intuitiver. Durch den Verzicht auf zusätzliche Geräte beim Umgang mit Computern geht seitens der Eingabeverarbeitung jedoch eine erhöhte Komplexität einher: Die Programmierung gestischer Eingabe für Multitouch-Systeme ist in derzeitigen Frameworks abgesehen von den verfügbaren Standard-Gesten mit hohem Aufwand verbunden. Die entwickelte Gestenformalisierung für Multitouch (GeForMT) definiert eine domänenspezifische Sprache zur Beschreibung von Multitouch-Gesten. Statt wie verwandte Formalisierungsansätze detaillierte Filter für die Rohdaten zu definieren, bedient sich GeForMT eines bildhaften Ansatzes, um Gesten zu beschreiben. Die Konzeption von Gesten wird unterstützt, indem beispielsweise in einem frühen Stadium der Entwicklung Konflikte zwischen ähnlichen Gesten aufgedeckt werden. Die formalisierten Gesten lassen sich direkt in den Code einbetten und vereinfachen damit die Programmierung. Das zugrundeliegende Framework sorgt für die Verbindung zu den Algorithmen der Gestenerkennung. Die Übertragung des semiotischen Ansatzes zur Formalisierung auf andere Formen gestischer Eingabe wird abschließend diskutiert.:1 Einleitung 1.1 Motivation 1.2 Zielstellung und Abgrenzung 1.3 Aufbau der Arbeit 2 Interdisziplinäre Grundlagenbetrachtung 2.1 Semiotik 2.1.1 Begriffe und Zeichenklassen 2.1.2 Linguistik 2.1.3 Graphische Semiologie 2.1.4 Formgestaltung und Produktsprache 2.1.5 Interfacegestaltung 2.2 Gestenforschung 2.2.1 Kendons Kontinuum für Gesten 2.2.2 Taxonomien 2.2.3 Einordnung 2.3 Gestische Eingabe in der Mensch-Computer-Interaktion 2.3.1 Historische Entwicklung von Ein- und Ausgabetechnologien 2.3.2 Begreifbare Interaktion 2.3.3 Domänenspezifische Modellierung 2.4 Zusammenfassung 3 Verwandte Formalisierungsansätze 3.1 Räumliche Gesten 3.1.1 XML-Beschreibung mit der Behaviour Markup Language 3.1.2 Detektornetze in multimodalen Umgebungen 3.1.3 Gestenvektoren zur Annotation von Videos 3.1.4 Vergleich 3.2 Gesten im Sketching 3.2.1 Gestenfunktionen für Korrekturzeichen 3.2.2 Sketch Language zur Beschreibung von Skizzen 3.2.3 Domänenspezifische Skizzen mit LADDER 3.2.4 Vergleich 3.3 Flächige Gesten 3.3.1 Regelbasierte Definition mit Midas 3.3.2 Gesture Definition Language als Beschreibungssprache 3.3.3 Reguläre Ausdrücke von Proton 3.3.4 Gesture Interface Specification Language 3.3.5 Logische Formeln mit Framous 3.3.6 Gesture Definition Markup Language 3.3.7 Vergleich 3.4 Zusammenfassung 4 Semiotisches Modell zur Formalisierung 4.1 Phasen gestischer Eingabe 4.2 Syntax gestischer Eingabe 4.3 Semantik gestischer Eingabe 4.4 Pragmatik gestischer Eingabe 4.5 Zusammenfassung 5 Gestenformalisierung für Multitouch 5.1 Ausgangslage für die Konzeption 5.1.1 Ikonographische Einordnung flächiger Gesten 5.1.2 Voruntersuchung zur Programmierung flächiger Gesten 5.1.3 Anforderungskatalog für die Formalisierung 5.2 Semiotische Analyse flächiger Gesten 5.2.1 Syntax flächiger Gesten 5.2.2 Semantik flächiger Gesten 5.2.3 Pragmatik flächiger Gesten 5.3 Präzedenzfälle für die Formalisierung 5.3.1 Geschicklichkeit bei der Multitouch-Interaktion 5.3.2 Präzision bei flächigen Gesten 5.3.3 Kooperation in Multitouch-Anwendungen 5.4 Evaluation und Diskussion 5.4.1 Vergleich der Zeichenanzahl 5.4.2 Evaluation der Beschreibungsfähigkeit 5.4.3 Limitierungen und Erweiterungen 6 Referenzarchitektur 6.1 Analyse existierender Multitouch-Frameworks 6.2 Grundlegende Architekturkomponenten 6.2.1 Parser 6.2.2 Datenmodell 6.2.3 Gestenerkennung und Matching 6.2.4 Programmierschnittstelle 6.3 Referenzimplementierung für JavaScript 6.3.1 Komponenten der Bibliothek 6.3.2 Praktischer Einsatz 6.3.3 Gesteneditor zur bildhaften Programmierung 7 Praxisbeispiele 7.1 Analyse prototypischer Anwendungen 7.1.1 Workshop zur schöpferischen Zerstörung 7.1.2 Workshop zu semantischen Dimensionen 7.1.3 Vergleich 7.2 Abbildung von Maus-Interaktion auf flächige Gesten in DelViz 7.2.1 Datengrundlage und Suchkonzept 7.2.2 Silverlight-Implementierung von GeForMT 7.3 Flächige Gesten im 3D-Framework Bildsprache LiveLab 7.3.1 Komponentenarchitektur 7.3.2 Implementierung von GeForMT mit C++ 7.4 Statistik und Zusammenfassung 8 Weiterentwicklung der Formalisierung 8.1 Räumliche Gesten 8.1.1 Verwandte Arbeiten 8.1.2 Prototypischer Aufbau 8.1.3 Formalisierungsansatz 8.2 Substanzen des Alltags 8.2.1 Verwandte Arbeiten 8.2.2 Experimente mit dem Explore Table 8.2.3 Formalisierungsansatz 8.3 Elastische Oberflächen 8.3.1 Verwandte Arbeiten 8.3.2 Der Prototyp DepthTouch 8.3.3 Formalisierungsansatz 9 Zusammenfassung 9.1 Kapitelzusammenfassungen und Beiträge der Arbeit 9.2 Diskussion und Bewertung 9.3 Ausblick und zukünftige Arbeiten Anhang Vergleichsmaterial Formalisierungsansätze Fragebogen Nachbefragung Ablaufplan studentischer Workshops Grammatikdefinitionen Statistische Auswertung Gestensets Literatur Webreferenzen Eigene Veröffentlichungen Betreute studentische Arbeiten Abbildungsverzeichnis Tabellen Verzeichnis der Code-Beispiel

Modellierung und Generierung von Benutzeroberflächen für interaktive Softwaresysteme unter der Nutzung von Mustern

Die Dissertation umfasst den Entwurf einer Entwicklungsumgebung für Benutzeroberflächen, der modell- und musterbasierte UI-Entwicklung zu einem integrierten Entwicklungs- und Generierungsansatz kombiniert. Die Grundlagen der modell- und musterbasierten Entwicklung werden dargestellt und existierende Implementierungen analysiert. Die Ergebnisse der Untersuchungen fließen in den Entwurf der kombinierten Entwicklungsumgebung, der detailliert beschrieben wird, ein. Die Arbeit beinhaltet eine Fallstudie, die die praktische Bedeutung der theoretischen Ausführungen verdeutlicht