Ergebnisse und Forschungsbeiträge
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Sonderforschungsbereich 501
Ergebnisse undForschungsbeiträge
6.9.00, 9:05
Sonderforschungsbereich 501
Organisationsstrukturder Teilprojekte
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
ProjektbereicheProjektbereiche
Organisation
Projektbereich DPrototypanwendungen
Projektbereich BGenerische Modelle und Methoden
der Systementwicklung
Projektbereich ASE-Labor
Projektbereich CBeschreibungs-
techniken
Sonderforschungsbereich 501
ProzeßorientierteTeilprojektübersicht
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
ÜbersichtÜbersicht
Projekt n
Planung
Ausführung und Umplanung
ProjektplanProjektziele und-charakteristika
Problem SW-Produkt
Projekt 1
projektübergreifendeDaten
Projektdatenbank 1
Projektdatenbank n
Projektorganisation
Erfahrungsorganisation
Ablage
AblageWiederverwendungWiederverwendung
Prozesse
Erfahrungsdatenbank
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
ProjektorganisationProjektorganisation
Planung ProjektplanProjektziele und-charakteristika
Problem SW-Produkt
Projektmanagement
Qualitätssicherung
Problembeschr.
B-Anforderungen
E-Anforderungen
Systementwurf
Komp-Anforderungen
Komp-Entwurf
ausführb. Komp.
benutzbares System
benutztes System
Kode
ausführb. System
Prozesse
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
ProzeßplanungProzeßplanung
Problem
Projektmanagement
Qualitätssicherung
Planung
Aufwand
Fehler
initiiertUmplanunginitiiertUmplanung
Plan-vorgaben
Plan-vorgaben
Erfahrungsdatenbank(projektspezifisch undprojektübergreifend) Ablage und WiederverwendungAblage und Wiederverwendung
Wieder-verwendung
Initiale Planung „Planing on-the-fly“
SW-Produkt
umfassenderProjektplanProzesse
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
ReferenzprozeßReferenzprozeß
Kommunikations-system-Entwicklung
Kontrollsystem-Entwicklung
Betriebssystem-Entwicklung
Hardware-Entwicklung
Kontrollsystem
Komm.-system
Betriebssystem
Hardware
Systemintegration
Systementwurf
Systemanforderungen
Problembeschreibung
Prototyp
ausführbaresSystem
benutzbaresSystem
benutztesSystem
Integrationstest
Systemtest
Prototyptest
Prototyp-Erstellung
System-Erstellung
Installation
Koordinations-produkte
ErstellungSystementwurf
Anforderungsanalyse
Anwendungswissen
Entwurfswissen
Kontrollsystem-wissen
Kommunikations-systemwissen
Betriebssystem-wissen
Hardware-wissen
Domänenwissen
Test im Betrieb
Prozesse
Sonderforschungsbereich 501
Teilprojekt A1SE-Labor
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
Einordnung A1Einordnung A1
A1
Problem
Projektmanagement
Qualitätssicherung
Planung
Aufwand
Fehler
Plan-vorgaben
Plan-vorgaben
Erfahrungsdatenbank(projektspezifisch undprojektübergreifend) Ablage und WiederverwendungAblage und Wiederverwendung
Wieder-verwendung
Initiale Planung „Planing on-the-fly“
SW-Produkt
umfassenderProjektplanProzesse
SFB-EDB
ReferenzprozeßTechniken
PlaSTSE-Labor
Hardware Software
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
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B10
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B11
A1 - Techniken (Übersicht)A1 - Techniken (Übersicht)
SFB 501 Erfahrungsdatenbank (SFB-EDB) Systematische Dokumentation der durchgeführten Experimente im SE-
Labor Aufbereitung und zentrale Ablage von externem und durch Experimente im
SFB 501 gewonnenem Erfahrungswissen Unterstützung bei der Durchführung neuer Experimente durch
Bereitstellung von existierendem Erfahrungswissen in der Planungs- und Durchführungsphase
Konfigurationsmanagement mit PlaST Umfassende Verwaltung von Artefakten (Entwicklungsprodukte, Messdaten,
Prozesse) und Konfigurationen zur Unterstützung der Experimentdurchführung
Zusätzlich verwendete Techniken: SFB 501 Experimentiermethodik
Methodische Unterstützung bei der Planung und Durchführung von Experimenten im SE-Labor anhand der in B1 entwickelten Methodik
Zielorientierte Erfassung von Meßdaten Definition von Messzielen und Ableitung von Maßen nach dem Goal-
Question-Metrics- Ansatz zur quantitativen Analyse von Experimenten im SE-Labor
A1
Techniken
SFB-EDB
ReferenzprozeßTechniken
PlaSTSE-Labor
Hardware Software
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
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B10
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B11
A1 - Techniken: SFB-EDBA1 - Techniken: SFB-EDB
SFB-EDB Rollenkonzept: Integrierte Verwaltung von Projekt-
und Wiederverwendungsdaten: In Bearbeitung befindliche
Projektdaten können gesperrt werden
Getrennte Zugriffsrechte auf Mess- und Projektdaten (laufender Projekte)
Benutzer-definierbare hierarchische Zugriffsstruktur über maßgeschneiderte Schnittstellen
Charakterisierungsvektor-Konzept:
Trennung zwischen Erfahrungsdaten und beschreibenden Meta-Daten
Ermöglicht beliebig viele, heterogene Repräsentationen eines Erfahrungselements
Setzt Erfahrungselemente zueinander in (semantische) Beziehungen
Auf den Erfahrungselement-Typ angepaßtes Set von beschreibenden Attributen
Erfahrung
Charakterisierungs-vektor
LinksAttributeBeziehungen
ErfahrungselementRepräsentation(en)
DB Admin.
EBManagerAssistant
Developer
Guest
QualityManager
ProjectManager
Quality Manager Assistant
EBManager
A1
Techniken
SFB-EDB
ReferenzprozeßTechniken
PlaSTSE-Labor
Hardware Software
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
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B10
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B11
A1 - Techniken: SCM mit PlaSTA1 - Techniken: SCM mit PlaSTPlanung Ausführung
PlaST-ProdOMoPlaST-ProdOMo
ProjektplanProjektplan
Prozess-def.Prozess-def. Produkt-def.Produkt-def. Maß-def.Maß-def.
Experiment nExperiment n
SFB-EDBSFB-EDB
Prozesse
Prozesse ProdukteProdukte Mess-
datenMess-daten LLLL
PlaST-ServerPlaST-Server
Gemeinsame Planung Integration von Produkt- und
Prozessplanung Produktmodell Ressourcen (Werkzeugbindung) Zugriffsrechte (Lesen, Schreiben) Zustandsmodell
Automatisierte Konsistenzprüfung des Plans
Umfassende Verwaltung Verwaltung von
Produkten, Konfigurationen Prozessen Messdaten, Erfahrungen (Lessons
Learned)
Prozessabhängige Steuerung Graphische (GUI) und textuelle
API-Client-Schnittstelle
A1
Techniken
SFB-EDB
ReferenzprozeßTechniken
PlaSTSE-Labor
Hardware Software
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
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B10
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B11
A1 - Infrastrukturangebot SE-LaborA1 - Infrastrukturangebot SE-Labor
Prozessmaschine
Planungswerkzeuge Analysewerkzeuge
Plattform-Werkzeuge
Anforderungs-werkzeuge
Compiler Test-werkzeuge
Software-Entwicklungs-
werkzeuge
Experiment-übergreifender
Datenbereich (OWS)
Experiment-spezifischer
Datenbereich (ESS)SFB-EDB
Uni-Backbone
...
HardwarePlattform
PC1
PC6
PC7
PC12
...
...
PCServer
SUN Sparc'sep1'
SUN Sparc'sep2'
SUN E 250'sep4'
SUN E 250'sep3'
X-Terminal'xsep01'
X-Terminal'xsep07'
X-Terminal'xsep08'
X-Terminal'xsep14'
...
...
A1
Techniken
SFB-EDB
ReferenzprozeßTechniken
PlaSTSE-Labor
Hardware Software
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
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B10
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B11
A1 - Hardwareausstattung SE-LaborA1 - Hardwareausstattung SE-Labor
Hardware Plattform:
Rechner 2 SUN SS 20 Rechner (sep1 & sep2)
2 SUN E 250 Rechner (sep3 & sep4)
16 PC-Arbeitsplätze
-verteilt auf die einzelnen Arbeitsgruppen
-verbunden über das Uni-Backbone
1 PC-Server (Pentium III 450 MHz)
(MILOS-Server)
Terminals 14 NCD Dialogstationen
(Standort: SE-Labor Gebäude 48)
A1
Techniken
SFB-EDB
ReferenzprozeßTechniken
PlaSTSE-Labor
Hardware Software
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
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B12
B11
A1 - Softwareausstattung SE-Labor (1)A1 - Softwareausstattung SE-Labor (1)
Plattform-Werkzeuge:
Sammlung von Werkzeugen zur Unterstützung des Verbesserungsprozesses
Beispiele: GQM Aspect & Planner:
(Textuelle) Erstellung und Wartung von GQM-Plänen MoST:
Textuelle Modellierung von MVP-L Prozessmodellen und statische Analysen ProTail:
Generierung von maßgeschneiderten Prozessplänen PlaSTpro:
ProdOMo: Produktorientierte Modellierung von EntwicklungsprozessenPlaST: Umfassendes Software-Konfigurationsmanagement
MILOS:Plattform für die prozessgesteuerte Ausführung von Projekten
A1
Techniken
SFB-EDB
ReferenzprozeßTechniken
PlaSTSE-Labor
Hardware Software
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
A1 - Softwareausstattung SE-Labor (2)A1 - Softwareausstattung SE-Labor (2)
Software-Entwicklungswerkzeuge: Sammlung von Werkzeugen zur
Softwareerstellung
Beispiele: DictTool:
Web-basiertes, datenbank-gestütztes Projekt-Dictionary ILOG Views:
Erstellung von Grafischen Benutzerschnittstellen (GUI Builder) Jave Developer Kit (JDK 1.2.2):
Entwicklungsumgebung für JAVA Applikationen SDT / TAU:
SDL/MSC Entwicklungsumgebung für nebenläufige, verteilte Systeme STATEMATE Magnum:
Anforderungsorientierte Prototyp-Entwicklung auf der Basis von Statecharts StP-OMT/UML:
CASE-Werkzeug zur Unterstützung der OMT und UML Prozesse
A1
Techniken
SFB-EDB
ReferenzprozeßTechniken
PlaSTSE-Labor
Hardware Software
Sonderforschungsbereich 501
Teilprojekt A2Integrierte Planungs- und
Ausführungsumgebung
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
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B10
C1
D1 D2
B12
B11
Einordnung A2Einordnung A2
A2
MILOS
Project PlanManagement
WorkflowManagement
Projektmanagement
Planung
Initiale Planung umfassenderProjektplan Planverfeinerung Planänderungen
Mess-Werkzeuge
SW-Entwicklungs-
Tools
Planungs- und Modellierungs-
Werkzeuge
Qualitätssicherung
Aufwand
Fehler
Prozesse
Referenzprozeß
Planung & Abwick.ArchitekturEvaluation
Techniken
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
A2 - TechnikenA2 - Techniken
MILOS
Project PlanManagement
WorkflowManagement
Integrierte Projektplanung und -abwicklung
MILOS Architektur
Evaluation
A2
Prozesse
Referenzprozeß
Planung & Abwick.ArchitekturEvaluation
Techniken
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
MILOS
Project PlanManagement
WorkflowManagement
A2 - Integrierte Projektplanung und -abwicklungA2 - Integrierte Projektplanung und -abwicklung
Planer
Donald
Dagmar
To do:
Input Documents:
Output Documents:
Komponenten-Kodebearbeiten
Komponenten-Designdokument
Komponenten-Sourcecode
...
To do:
Input Documents:
Output Documents:
Komponenten-KodeQualitätsanalyse
Komponenten-Sourcecode
Qualitätsanalyse-Ergebnisdokument
...
Qualitätsanalyse-Anforderungsdokument
Planung/Umplanung mit MILOS
• Prozessmodell-basierte Planung.
• Automatische Benachrichtigung betroffener Bearbeiter.
• Anbindung eines kommerziellen Planungs-Werkzeugs.
Planung/Umplanung mit MILOS
• Prozessmodell-basierte Planung.
• Automatische Benachrichtigung betroffener Bearbeiter.
• Anbindung eines kommerziellen Planungs-Werkzeugs.
Abwicklung mit MILOS
• Zugriff auf Dokumente über individuelleTo-Do-Listen.
• Automatische Benachrichtigung über relevante Projektablauf-Ereignisse.
• (Teil-)automatische Aktualisierung des Projektzustands bei Planänderungen.
• Einbettung in das SE-Labor.
Abwicklung mit MILOS
• Zugriff auf Dokumente über individuelleTo-Do-Listen.
• Automatische Benachrichtigung über relevante Projektablauf-Ereignisse.
• (Teil-)automatische Aktualisierung des Projektzustands bei Planänderungen.
• Einbettung in das SE-Labor.
A2
Prozesse
Referenzprozeß
Planung & Abwick.ArchitekturEvaluation
Techniken
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
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B10
C1
D1 D2
B12
B11
A2 - MILOS ArchitekturA2 - MILOS Architektur
Data TierApplication TierClient Tier
M ilos C lient W orkbench
M S Pro ject
Other COTSClients
(eg. RationalRose,
Visual Age)
Milos Client (Pentium II 266 MHz)
NCD-DialogstationNCD-Dialogstation
PC-ArbeitsplatzPC-Arbeitsplatz
G em Stone D istribu ted Java Beans
Milos Server (Pentium III 450 MHz)
ResourcePool
W orkflow
ProcessM odel
ProjectPlan
M ILOSFactory
Java Classes
m ilos .u i.M a inF ram e
java .lang .O b jec t
m ilos .u i.P ro jec tP lan
...
W W W Server (Sun E250)
SUN SS 20 SUN SS 20 Sun E 250
Uni-B
ackbone
A2
Prozesse
Referenzprozeß
Planung & Abwick.ArchitekturEvaluation
Techniken
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
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B10
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B11
A2 - EvaluationA2 - Evaluation
Kontrollierte Experimente
GQM-Plan
Projektplan
Erfassungsbögen
MessbögenFragebögen
Gefahren der internen Validität
• Kein Einfluss auf zwischenzeitliches Geschehen
• Reifung verändert das Ergebnis über die Zeit
• Testen kann Teilnehmer sensibilisieren
• Falsche Auswahl der Teilnehmer gefährdet Ergebnis
• Unterschiedliche Instrumentierung verfälscht Ergebnis
• Zeitbegrenzung limitiert Umfang der Untersuchung
• MILOS ist ein Prototyp
Gefahren der internen Validität
• Kein Einfluss auf zwischenzeitliches Geschehen
• Reifung verändert das Ergebnis über die Zeit
• Testen kann Teilnehmer sensibilisieren
• Falsche Auswahl der Teilnehmer gefährdet Ergebnis
• Unterschiedliche Instrumentierung verfälscht Ergebnis
• Zeitbegrenzung limitiert Umfang der Untersuchung
• MILOS ist ein Prototyp
Gefahren der externen Validität
• Repräsentativität
• der Subjekte
• des SW-Entwicklungsprojekts
• der Umplanungen
• Reaktive
• Umwelteinflüsse
• Einflüsse aufgrund des Experimentierstatuses
Gefahren der externen Validität
• Repräsentativität
• der Subjekte
• des SW-Entwicklungsprojekts
• der Umplanungen
• Reaktive
• Umwelteinflüsse
• Einflüsse aufgrund des Experimentierstatuses
Fallstudien
Bewertung von MILOS bezüglich des Nutzens für technisch- und management-orientierte Rollen
Analysen
Experiment-Entwurf
A2
Prozesse
Referenzprozeß
Planung & Abwick.ArchitekturEvaluation
Techniken
Sonderforschungsbereich 501
Teilprojekt A3Datenbankunterstützung für
Softwareentwicklungsprozesse
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
Einordnung A3Einordnung A3
A3Projekt n
Planung
Ausführung und Umplanung
ProjektplanProjektziele und-charakteristika
Problem SW-Produkt
Projekt 1
projektübergreifendeDaten
Projektdatenbank 1
Projektdatenbank n
Projektorganisation
Ablage
AblageWiederverwendungWiederverwendung
Erfahrungsdatenbank
Erfahrungsorganisation
Prozesse
Einordnung (EDB)
EDB I (Prototyp)EDB II (Integration)
SERUMEinordnung (SERUM)
VirtualMedia
Techniken: Überblick
ORIENTOR - Benchmark
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
Techniken A3: ÜberblickTechniken A3: Überblick
EDBEDB
VirtualMediaVirtualMedia
SERUMSERUM
ORIENTORIENT
OR-BenchmarkOR-Benchmark
Erweiterbarkeit / Tiefenintegration Nutzung verfügbarer
Erweiterungsinfrastrukturen Konzeptualisierung geeigneter
Erweiterungsinfrastrukturen Erstellung von Regeln zur sinnvollen Nutzung
von Erweiterbarkeit
Konzeptualisierung eines Multimedia-Frameworks
Mediendatentypen, Transformationsunabhängigkeit
Techniken der Entwicklung von (OR)DB-Anwendungen
UML, Code-Generierung, Integration externer Daten
Konzeptualisierung eines Datenmodells Semantische Beziehungstypen
Benchmarking Evaluierung von ORDBMS
A3
Prozesse
Einordnung (EDB)
EDB I (Prototyp)EDB II (Integration)
SERUMEinordnung (SERUM)
VirtualMedia
Techniken: Überblick
ORIENTOR - Benchmark
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
A3: EDB I (aktueller Prototyp)A3: EDB I (aktueller Prototyp)Erfahrungsdatenverwaltung im SFB 501
(OR)DB-Server
HTTP-S
UDFs:UDFs:
Web-Explode
Erfahrungs- undProduktdatenmanipulation
Ähnlichkeitssuche
Benutzer-/Rollenverwaltung
Autorisierung/Sicherheit
Ausprägungen von (U)DTs:Ausprägungen von (U)DTs:
HTML-Templates
Erfahrungs- und Produktdatenin heterogenen Formaten
beschreibende Daten (CVs)
Verwaltungsdaten
Browser
Gen
erizi
tät
X2 ('Extreme Extending')
Re-Engineering?
Regeln für sinnvolle Nutzung von Erweiterbarkeit?
Metadaten
Web-Server Web-Driver
EDB Login
A3
Prozesse
Einordnung (EDB)
EDB I (Prototyp)EDB II (Integration)
SERUMEinordnung (SERUM)
VirtualMedia
Techniken: Überblick
ORIENTOR - Benchmark
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
Tool B
Tool A
MILOS
SFB-501 EDB
EDB-Schema
IM
A3: EDB II (Integration)A3: EDB II (Integration)
Browser
EDE-Schema
CV
R
RDX
ER
n
1 1
11
1 1
n{xor}
Ablaufkontroll-datenschema
PDM
CAPI
A
A
VMEAPI Web-Interface
PAPI
Prozess-kontrolle
Produktdaten-verwaltung
PAPI: Produktdaten-API PDM: Produktdatenmodell ER: Erfahrungsrepräsentant IM: Integrationsmodul EAPI: Erfahrungsdaten-API EDE: Erfahrungsdateneintrag R: Repräsentation VM: VirtualMediaCAPI: (Prozess-)Kontrolldaten-API CV: Charakterisierungsvektor RDX: Repräsentationsdeskriptor A: Adapter
Integrierte Verwaltung von Erfahrungs-, Produkt- und Prozesskontrolldaten
Erfahrungsdatenverwaltung
A3
Prozesse
Einordnung (EDB)
EDB I (Prototyp)EDB II (Integration)
SERUMEinordnung (SERUM)
VirtualMedia
Techniken: Überblick
ORIENTOR - Benchmark
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
A3: VirtualMediaA3: VirtualMedia
Ressourcen-referenz
InstanziierbareVM Graphen
Medienfilter-referenz
Materialisierungs-graphen
ReferenzdatenbankMedienserver (-Verbund)
Anfrage-übersetzung
Anfragegraph-visualisierung
<VMDESC>...</VMDESC>
Zugriffs-zertifikat
Framework für Mediendatentypen mit Transformationsunabhängigkeit
Medienobjekt-Anfrage Erzeugen Anfordern Transformieren
Materialisierungs-management
Entwicklungs-werkzeuge
Anfragegraph-transformation
Ressourcen-management
Filtergraph
VM GraphOptimierung
Instanziierungsservice
A3
Prozesse
Einordnung (EDB)
EDB I (Prototyp)EDB II (Integration)
SERUMEinordnung (SERUM)
VirtualMedia
Techniken: Überblick
ORIENTOR - Benchmark
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
A3: SERUMA3: SERUMGenerating Software-Engineering-Repositories using UML:Entwicklung von Datenhaltungskomponenten mit generischen Methoden
SERUMFramework UML-
RepositoryPattern
Template
Mapping
spezifizieren verfeinern
ko
nfig
urie
ren
CSCWWerkzeuge
CAxWerkzeuge
SEWerkzeugeAnwender
Generierte API Generische API
Repository-Server
UML-Modell
Modell-Abbildung
Produkt-daten
Generierte API Generische API
Repository-Server
UML-Modell
Modell-Abbildung
Produkt-daten
Generierte API Generische API
Repository-Server
UML-Modell
Modell-Abbildung
Produkt-daten
SERUMGenerator
generieren
ORDBMS
SERUMWerkzeuge
A3
Prozesse
Einordnung (EDB)
EDB I (Prototyp)EDB II (Integration)
SERUMEinordnung (SERUM)
VirtualMedia
Techniken: Überblick
ORIENTOR - Benchmark
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
Einordnung A3 (SERUM)Einordnung A3 (SERUM)Erweiterter Referenzprozess
Kommunikations-system-Entwicklung
Kontrollsystem-Entwicklung
Betriebssystem-Entwicklung
Hardware-Entwicklung
Kontrollsystem
Komm.-system
Betriebssystem
Hardware
Systemintegration
Systementwurf
Systemanforderungen
Problembeschreibung
Prototyp
ausführbaresSystem
benutzbaresSystem
benutztesSystem
Integrationstest
Systemtest
Prototyptest
Prototyp-Erstellung
System-Erstellung
Installation
Koordinations-punkte
ErstellungSystementwurf
Anforderungsanalyse
Anwendungswissen
Entwurfswissen
Kontrollsystem-wissen
Kommunikations-systemwissen
Betriebssystem-wissen
Hardware-wissen
Domänenwissen
Test im Betrieb
Datenhaltungs-systemwissen
Datenhaltungs-system-Entwicklung Datenhaltungssystem
A3
Prozesse
Einordnung (EDB)
EDB I (Prototyp)EDB II (Integration)
SERUMEinordnung (SERUM)
VirtualMedia
Techniken: Überblick
ORIENTOR - Benchmark
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
A3: ORIENTA3: ORIENTObject-based Relationship Integration ENvironmenT:
Durchgängige Unterstützung semantischer Beziehungstypen
präziseModellierung
präziseModellierung
transparenteWartung
transparenteWartung
adäquateIntegration
adäquateIntegration
AufgabenAufgaben AlternativenAlternativen
(OR)DBMS
Abbildung
semantischeAnreicherung
Tiefen-integration
semantischeAnreicherung
(OR)DBMS
DataBlade-Ansatz
semantischeAnreicherung
(OR)DBMS
Lückeungeschlossen
Erweiterbarkeitüberfordert
Kompromiss
Problem: Berücksichtigung spezifischer Eigenschaften von Erweiterungen bei der internen Verwaltung
A3
Prozesse
Einordnung (EDB)
EDB I (Prototyp)EDB II (Integration)
SERUMEinordnung (SERUM)
VirtualMedia
Techniken: Überblick
ORIENTOR - Benchmark
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
A3: OR - BenchmarkA3: OR - BenchmarkMessung des Leistungsverhaltens von ORDBMS
Last-generator Messtreiber
Daten-Generator
Klassensystem(Abbildungs-
schicht)
Messdaten-erfassung
(O)RDBMS
Anfrage-Spezifikation
Parameter
C++-WrapperCLI Quantifizieren der 'Einsetzbarkeit'
von ORDBMS als persistente Objektsysteme (POS)
Nutzung der Erweiterbarkeit zur Integration von POS-Funktionalität
SQL
A3
Prozesse
Einordnung (EDB)
EDB I (Prototyp)EDB II (Integration)
SERUMEinordnung (SERUM)
VirtualMedia
Techniken: Überblick
ORIENTOR - Benchmark
Sonderforschungsbereich 501
Teilprojekt B1Generische Prozeßmodellierung
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
Einordnung B1Einordnung B1
B1
ProjektplanEntwickle Projektplan
Entwickle Meßplan
Instrumentiere
Meßplan
Problem
Projektmanagement
Qualitätssicherung
Planung
Aufwand
Fehler
SW-Produkt
initiiertUmplanung
initiiertUmplanung
Plan-vorgaben
Plan-vorgaben
Erfahrungsdatenbank(projektspezifisch undprojektübergreifend) Ablage und WiederverwendungAblage und Wiederverwendung
Wieder-verwendung
„Planing on-the-fly“umfassenderProjektplanProzesse
Methodik
ExperimenteTechniken
Einordnung
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
B1 - ExperimentiermethodikB1 - Experimentiermethodik
Charakterisiere Setze Ziele AnalysiereFühre ausWähle Prozess Sichere Erfahrungen1 64 532
Setze Ziele Wähle Prozess Führe aus
Erstelle umfassenden Projektplan Leitstand
Umfassender Projektplan
Messplan
Prozessplan Konfigurations-plan
Abwicklung
...
Generierung
Generierung
Mess-werkzeuge
Fragebögen
Generierung
Werkzeug-unterstützung
Messdaten
Plan-fragmente
Entwürfe
Experiment-spezifischerDatenbereich
Experiment-übergreifenderDatenbereich
SFB
Erfahrungsdatenbank
Experimentelle MethodikExperimentelle Methodik1. Und 2. Förderperiode3. Förderperiode
B1
Prozesse
Methodik
ExperimenteTechniken
Einordnung
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
B1 - TechnikenB1 - Techniken
Generierung von Prozessplänen Definition von Projektzielen und -charakteristika (GQM) Explizite Beschreibung wiederverwendbarer Prozessmodelle
(MVP-L, Spearmint, MILOS) Kontextorientierte Ablage von Prozessmodellen (CRM, Prozessmuster) Ziel und kontextorientierte Kombination (Komposition) und
Anpassung (Transformation) von Prozessmustern Integration in Prozessplan (MVM) Werkzeuge: ProTail, GEM, MoST, MVPsim, MVP-S, Pamela
Messplanung Parametrisierte Zieldefinition (Ziel-Templates), Interviews (Abstraction
Sheets) Zielorientierte Ableitung von Maßen (GQM-Pläne) Wartung von Messplänen (Auswirkungsanalyse für Änderungen) Werkzeuge: GQMplanner, GQMaspect, MPT
Experimentelle Methodik Experimentiermethodik (QIP) SE-Rahmenarchitektur zur Realisierung des QIP (EF)
B1
Prozesse
Methodik
ExperimenteTechniken
Einordnung
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
Durchführung von Baseline- und Technologie-ExperimentenDurchführung von Baseline- und Technologie-Experimenten
Baselining n Baselining n+1
Schwächenidentifizieren
Produkt
Mess-datum
Motiviert
Prozess
messen
Alternativ-Technikenevaluieren
Technologie-Experimente(SFB-intern und extern)
t
VerbesserteTechnikenintegrieren
B1
Experimente
Methodik
ExperimenteTechniken
Einordnung
Sonderforschungsbereich 501
Teilprojekt B2Flexible Planung von
Entwicklungsprozessen
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
Einordnung B2Einordnung B2
B2
Problem
Planung
SW-Produkt
initiiertUmplanung
initiiertUmplanung
Plan-vorgaben
Plan-vorgaben
Erfahrungsdatenbank(projektspezifisch undprojektübergreifend) Ablage und WiederverwendungAblage und Wiederverwendung
Wieder-verwendung
Restart
Input
Initiale Planung
Ausführungsunterstützung
Projektmanagement
Qualitätssicherung Fehler
umfassenderProjektplan Planverfeinerung PlanänderungenProzesse
Referenzprozeß
Change ImpactsPlanungsoperatorenDom. Spec. Deps
Techniken
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
B2 - TechnikenB2 - Techniken
Change Impact Analysis
Planungsoperationen
Domänenspezifische Abhängigkeiten
Projekt n
Planung
Ausführung und Umplanung
ProjektplanProjektziele und-charakteristika
Problem SW-Produkt
Projekt 1
projektübergreifendeDaten
Projektdatenbank 1Projektdatenbank n
Projektorganisation
Erfahrungsorganisation
Ablage
AblageWiederverwendungWiederverwendung
Erfahrungsdatenbank
B2
Prozesse
Referenzprozeß
Change ImpactsPlanungsoperatorenDom. Spec. Deps
Techniken
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
B2 - Change Impact AnalysisB2 - Change Impact Analysis
Zur Repräsentation von Abhängigkeiten werden Event-Condition-Action-Regeln(ECA-Regeln) verwendet.
Ein Event wird durch Anwendung einer Änderungsoperation (change operation) ausgelöst und durch das Netz der ECA-Regeln propagiert.
Eine Änderungsoperation entspricht dem Hinzufügen, Löschen oder dem Ersetzen eines Fakts aus der Projekt-Wissensbasis.
Jede mit dem propagierten Event assoziierte ECA-Regel löst die für sie definierte Aktion (action) aus, falls ihr Bedingungsteil (condition) erfüllt ist.
Eine Aktion kann entweder selbst wieder eine Änderungsoperation sein, oder eine Benachrichtigung (notification) beinhalten.
IF CONDITION THEN
NotificationChange Operation
ADD(c) REPLACE(c)DELETE(c)
actionconditionevent
B2
Prozesse
Referenzprozeß
Change ImpactsPlanungsoperatorenDom. Spec. Deps
Techniken
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
B2 - Planungsoperationen (Auszug)B2 - Planungsoperationen (Auszug)Concept Change Operation Description
Process Definition adding a condition to a process Extends the set of pre- or postconditionsor invariant of a process by a new condi-tion.
" adding a method to a process Adds a new problem solving method to aprocess. During planning the method canbe selected to serve as a guideline forexecuting the process.
" adding a product reference to aprocess
Extends the set of consumed, produced ormodified products by a new productreference.
" removing a condition, productreference, etc. from a process
Removes the stated object from theprocess.
" selecting a method The selection of a method refines theproject plan into the subprocesses definedby the method.
" retracting a method A previously selected method is retracted.
" assigning a process to an agent This operation assigns an agent to aprocess. The agent is responsible for theprocess after it.
Complex MethodDefinition
adding a process to a method Extends the method by a new process.
" adding a mapping to a method Adds a mapping to the method definition.
" removing a process ormapping from a method
The process is no longer subprocess of themethod
… … …
B2
Prozesse
Referenzprozeß
Change ImpactsPlanungsoperatorenDom. Spec. Deps
Techniken
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
B2 - Domänenspezifische AbhängigkeitenB2 - Domänenspezifische Abhängigkeiten
Dokumenten-Ebene
DTDMeta-
modelleUML, SDL, ...
Kontext-Ebene Gebäudesteuerung, ...Entwurfs-
methodologien,Design Patterns
Prozess-charakteristiken
Design
Dokument
(UML)
Entwickle
Testfälle in
Java
Implementiere
in Java
Java
Testtreiber
Java
Implemen
tation
Test-
Doku-
mentation
Entwickle
Designdokument
Anforder-
ungsdoku-
ment
Konzepte
Implementation, Test, ...
WFE-Zustand, zugew. Aktoren
Prozess-Ebene
Situations-Ebene
Generierung
ECA-Regeln
• Semantik eines Dokuments in einem best. Format
• mögliche Änderungen in diesem Dokument
• Verfeinerung der Semantik eines
Dokuments• spezialisiert oder abstrahiert mögliche
Änderungen
• Definition relevanter Änderungen fürden jeweiligen Prozess
• situationsspezifische Merkmale, wiezugewiesener Agent, momentanerStand des Projekts etc.
Beispiele
B2
Prozesse
Referenzprozeß
Change ImpactsPlanungsoperatorenDom. Spec. Deps
Techniken
Sonderforschungsbereich 501
Teilprojekt B4Generische Kommunikationssysteme
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
Einordnung B4Einordnung B4
B4
Kommunikations- system-Entwicklung
Kontrollsystem-Entwicklung
Betriebssystem-Entwicklung
Hardware-Entwicklung
Kontrollsystem
Komm.-system
Betriebssystem
Hardware
Systemintegration
Systementwurf
Problemspezifikation (Systemanforderungen)
Problembeschreibung
Prototyp
ausführbaresSystem
benutzbaresSystem
benutztesSystem
Integrationstest
Systemtest
Prototyptest
Prototyp-Erstellung
System-Erstellung
Installation
Koordinations-produkte
ErstellungSystementwurf
Anforderungsanalyse
Anwendungs-wissen
Entwurfswissen
Kontrollsystem-wissen
Kommunikations- systemwissen
Betriebssystem-wissen
Hardware-wissen
Domänenwissen
Test im Betrieb
Prozesse
Referenzprozess
FORESTB4-Techniken
SDL
TechnologienFallstudien
Experimente
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
B4 - TechnikenB4 - Techniken
FOREST Erstellung formaler Problemspezifikationen
mit musterbasiertem Prozessmodell SDL-Pattern-Ansatz
Erstellung formaler SDL-Entwurfsspezifikationenmit musterbasiertem Prozessmodell
EnvGen Ergänzung des Cadvanced-Kodegenerators für
SDL zur Anbindung an verschiedene Übertragungstechnologien, z.B. BSD-Sockets, CAN, ATM, UART
Kommunikationstechnologien Maßschneiderung von Kommunikationshardware
im Bereich Gebäudeautomation
B4
Prozesse
Referenzprozess
FORESTB4-Techniken
SDL
TechnologienFallstudien
Experimente
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
B4/C1 - FOREST (1)B4/C1 - FOREST (1)
Produktreferenzmodell
Klassifikation von Phänomenen:– Unterscheidung von Maschine und
Umgebung– Kontrolle– Sichtbarkeit
Klassifikation von Aussagen:– indikativ– optativ
Maschinenspezifikation
Anforderungsspezifikation
Domänenwissenindikativ
optativ
Umgebung Maschine und Umgebung
Maschine
Sichtbarkeit
B4
Prozesse
Referenzprozess
FORESTB4-Techniken
SDL
TechnologienFallstudien
C1
Experimente
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
B4/C1 - FOREST (2)B4/C1 - FOREST (2)
Instanziierung des Referenzmodells
Temporale Realzeit-Logik– Abbildung auf natürliche Sprache
Objekt-orientierte Konzepte– Klassenbildung– Aggregation– Vererbung– Parametrisierung
Wiederverwendung– Klassenbibliotheken– Requirement Pattern Pool
B4
Prozesse
Referenzprozess
FORESTB4-Techniken
SDL
TechnologienFallstudien
C1
Experimente
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
B4/C1 - FOREST (3)B4/C1 - FOREST (3)
Problemspezifikation(Systemanforderungen)
Problembeschreibung
Domänenwissen
PS n
NLPS n
Formalisierung
NL-Projektion
Kunden-Review
mod. NLPS n
Anforderungsanalyse
Anforderungsanalyse
( n : = 0 )
( n : = n + 1 )
( n > 0 ) Anwendungswissen
Pattern Pool
B4
Prozesse
Referenzprozess
FORESTB4-Techniken
SDL
TechnologienFallstudien
C1
Experimente
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
B4 - SDL-Pattern-Ansatz (1) B4 - SDL-Pattern-Ansatz (1)
Prozessmodell
Domänenwissen
SDL-Pattern Pool
Name
Intent
Motivation
Structure
Message Scenario
SDL-Fragment
Synt. Embedding Rules
Semantic Properties
Refinement
Cooperative Usage
Name
Intent
Motivation
Structure
Message Scenario
SDL-Fragment
Synt. Embedding Rules
Semantic Properties
Refinement
Cooperative Usage
Kommunikationsanforderungen(komplett)
SDL-Designspezifikation(komplett)
Kommunikationsanforderungen(Untermenge)
Partitionierung
Analyse
Analysemodell(Architektur und Kollaborationen)
Protokollentwurf
SDL-Designspezifikation(Kontextmodell)
Adaption
Komposition
SDL-Patterns
Patterninstanzen
Selektion
B4
Prozesse
Referenzprozess
FORESTB4-Techniken
SDL
TechnologienFallstudien
Experimente
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
B4 - SDL-Pattern-Ansatz (2)B4 - SDL-Pattern-Ansatz (2)
SDL-Pattern-Pool
EFSM RequestAutomaton_A
startRequest
request
waitForReply
sendRequest receiveReply
trigger< ... >
specializes Automaton_A
'decision'
A1
waitForReply
reply_n
endRequest_n
*
EFSM ReplyAutomaton_B
receiveRequest
specializes Automaton_B
A2
sendReply
startReply
endReply_n
request
'decision'
reply_n
B4
Prozesse
Referenzprozess
FORESTB4-Techniken
SDL
TechnologienFallstudien
Experimente
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
B4 - EnvGenB4 - EnvGen
Automatische Kodegenerierung
Reales System
Übertragungs-technologien:
QNX-IPC ATM CAN UART BSD-Sockets
EnvGen
gccVerhalten
Cadvanced
SDL-Spezifikation
(SDL-Patterns)
Cadvanced - Implementierungsarchitektur
(C-Code)
Lauffähiges System
(QNX, Solaris, Linux )
B4
Prozesse
Referenzprozess
FORESTB4-Techniken
SDL
TechnologienFallstudien
Experimente
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
B4 - Kommunikationstechnologien (1)B4 - Kommunikationstechnologien (1)
Node
Maßgeschneiderte Kommunikationstechnologie
hierarchische Kommunikationssysteme unterschiedliche Anforderungen auf den einzelnen Ebenen maßgeschneiderte Lösungen für die jeweiligen Anwendungsfelder
Sensoren Aktuatoren
Umwelt
Node
Router
Router
Node
Sensoren Aktuatoren
Node
Router
Gebäude-/Campus-Netzwerk große Ausdehnung mittleres bis hohes Verkehrsaufkommen insgesamt geringe Zahl von Knoten z.B. TCP/IP auf Ethernet, ATM, ...
Stockwerk-/Flur-Netzwerke mittlere Ausdehnung mittleres Verkehrsaufkommen insgesamt mittlere Zahl von Knoten Realzeitfähigkeit z.B. CAN-Bus
Rauminterne Netzwerke geringe Ausdehnung geringes bis mittleres
Verkehrsaufkommen insgesamt große Zahl von Knoten Realzeitfähigkeit z.B. UART-Bus
Raum Raum
Gebäude
TCP/IP
CAN-Bus
UART-Bus
B4
Prozesse
Referenzprozess
FORESTB4-Techniken
SDL
TechnologienFallstudien
Experimente
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
B4 - Kommunikationstechnologien (2)B4 - Kommunikationstechnologien (2)
Der UART-Bus
Kommunikationssystem für rauminterne Vernetzung
– Neuentwicklung einer maßgeschneiderten Übertragungstechnologie für rauminterne Kommunikation
– Ziel: ressourcen- und kostenoptimale Lösung
Maßgeschneiderte Kommunikationshardware– Eindraht-Bus– Knoten basierend auf Standard Microcontrollern
(80C51)– Einfaches Businterface– Stromversorgung der Knoten über die Busverkabelung
Maßgeschneidertes Kommunikationsprotokoll– Modellierung bis auf Bitübertragungsebene– Echtzeiteigenschaften, Busarbitrierung
B4
Prozesse
Referenzprozess
FORESTB4-Techniken
SDL
TechnologienFallstudien
Experimente
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
Integration der B4-TechnikenSILICONEntwicklung eines Lichtkontrollsystems anhand eines
physischen Modells, 2000
FORESTLC-JUCS FOREST-Problemspezifikation einer Lichtsteuerung für
das J.UCS Special Issue, 1999
LC-DAG FOREST-Problemspezifikation einer Lichtsteuerung für das
Dagstuhl-Seminar, 1999LTC-B Variante von LTC-A für ein Praktikum, 1999LTC-A FOREST-Problemspezifikation für ein Licht- und
Temperaturkontrollsystem 1998 Temperatur- Musterbasierte Anforderungsspezifikation, 1996
steuerung
SDL-Pattern und EnvGenATM Reengineering eines ATM-Signalisierungsprotokolls mit
SDL-Patterns, 1999 CAN Entwicklung eines Kommunikationssubsystems für CAN
mit SDL-Patterns 1997/98
RTP Reengineering von RTP mit SDL-Patterns 1997/98 IPv6 Reengineering von IPv6 mit SDL-Patterns 1997/98 ST2+ Reengineering von ST2+ mit SDL-Patterns 1997Inverses PendelVerteilte Simulation und Visualisierung eines inversen
Pendels, 1996/97
B4 - FallstudienB4 - Fallstudien
B4
Prozesse
Referenzprozess
FORESTB4-Techniken
SDL
TechnologienFallstudien
Sonderforschungsbereich 501
Teilprojekt B5Generische Systemsoftware
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
Einordnung B5Einordnung B5
Kommunikations-system-Entwicklung
Kontrollsystem-Entwicklung
Betriebssystem-Entwicklung
Hardware-Entwicklung
Kontrollsystem
Komm.-system
Betriebssystem
Hardware
Systemintegration
Systementwurf
Systemanforderungen
Problembeschreibung
Prototyp
ausführbaresSystem
benutzbaresSystem
benutztesSystem
Integrationstest
Systemtest
Prototyptest
Prototyp-Erstellung
System-Erstellung
Installation
Koordinations-produkte
ErstellungSystementwurf
Anforderungsanalyse
Anwendungswissen
Entwurfswissen
Kontrollsystem-wissen
Kommunikations-systemwissen
Betriebssystem-wissen
Hardware-wissen
Domänenwissen
Test im Betrieb
ReferenzprozeßTeilprozeß (1)Teilprozeß (2)
Zsmfsg TechnikenTechniken
Entw.-Koordination
B5
Prozesse
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
Teilprozeß B5 (Teil 1)Teilprozeß B5 (Teil 1)
Anwendungsdesign in SDL AnwendungsanforderungenBetriebssystemwissen
DS-Profil der LZPF
statische / dynamischeSDL-Analyse
Erstellung DS-Profil
Wahl der LZPF-Architektur
Menge bekannterLZPF-Architekturen
Design Spaces, ADLs, ...
Anwendungscharakteristika
Entwurf der LZPF
DS-Profile der Komponenten
Architektur der LZPF Menge arch.-kompatiblerKomponenten
Menge verfügbarerKomponenten
DS-Profile
Teil 2
ReferenzprozeßTeilprozeß (1)Teilprozeß (2)
Zsmfsg TechnikenTechniken
Entw.-Koordination
B5
Prozesse
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
Teilprozeß B5 (Teil 2)Teilprozeß B5 (Teil 2)
DS-Profile der Komp.Architektur der LZPF Menge arch.-kompatiblerKomponenten
Parameterbelegung
Instanziierung
Belegung der gen. Param.
Kompatibilitätsprüfung
Erstellung von „Glue Code“
Anforderungen an „Glue Code“
Konfiguration
Komposition
Komponentenselektion
Selektion
ausgewählte generischeKomponente
konventionellerKomponentenkode
ausgewählterElementarbaustein
bisherige(s) Teilsystem(e)
IterationIteration
maßgeschneiderte LZPF
ReferenzprozeßTeilprozeß (1)Teilprozeß (2)
Zsmfsg TechnikenTechniken
Entw.-Koordination
B5
Prozesse
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
Design-Spaces als Templates SDL-Überspezifikation SDL-Parsing
B5-TechnikenB5-Techniken
Systementwurf
Systemanforderungen
Problembeschreibung
Architekturen
gen. Komp.
Design Spaces
Komp.beschr.
AnforderungserfassungAnforderungserfassung
Architekturzentrierung Konzept generischer Komp. Komponentenbeschreibung
en
Generatortechniken Design-Regeln zur Konfiguration
Design-Regeln zur Komp.-auswahl Komponenten-Retrieval mit DS
ReferenzprozeßTeilprozeß (1)Teilprozeß (2)
Zsmfsg TechnikenTechniken
Entw.-Koordination
B5
Prozesse
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
Zusammenfassung B5-TechnikenZusammenfassung B5-Techniken
architekturbasierte Komponententechnologie Kopplung von Komponenten-Reuse an Architekturen
Generik Konzept der generischen Komponenten / generischen Parameter
Generatortechniken automatische Kodeauswahl / -modifikation / -erzeugung
Eigenschaftsbeschreibungen (VA-APIs) Beschreibungsrahmen für funktionale und nichtfunktionale Eigenschaften
Anforderungserfassung und -beschreibung teilautomatische Erfassung von Anforderungen an die Laufzeitplattform
Komponenten-Retrieval-Techniken Design Spaces zum werkzeuggestützten Auffinden passender Komponenten
Design-Regeln semi-formale Regeln zur Abbildung von Anforderungen auf Lösungsstrukturen
ReferenzprozeßTeilprozeß (1)Teilprozeß (2)
Zsmfsg TechnikenTechniken
Entw.-Koordination
B5
Prozesse
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
EntwicklungskoordinationEntwicklungskoordination
Abgleich /Konsolidierung
tWissenszuwachs
gegenseitige Anforderungen Propagierung von
Eigenschaften
evolutionärer Entwicklungsansatz
erster Komm.-systementwurf
initialesAnwendungsmodell
Abgleich /Konsolidierung
erster Laufzeit-plattformentwurf
erster Anwendungs-entwurf
Iteration des Komm.-systementwurfs
Iteration des Laufzeit-plattformentwurfs
Iteration desAnwendungsentwurfs
gemeinsames Vorgehensmodell B4/B5ReferenzprozeßTeilprozeß (1)Teilprozeß (2)
Zsmfsg TechnikenTechniken
Entw.-Koordination
B5
Prozesse
Sonderforschungsbereich 501
Teilprojekt B10Anwendungsentwicklung mit
vorkonfektionierten Systemen
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
Betriebssystem-Entwicklung
Einordnung B10Einordnung B10
B10
Kommunikations-system-Entwicklung
Kontrollsystem-Entwicklung
Hardware-Entwicklung
Kontrollsystem
Komm.-system
Betriebssystem
Hardware
Systemintegration
Systementwurf
Systemanforderungen
Problembeschreibung
Prototyp
ausführbaresSystem
benutzbaresSystem
benutztesSystem
Integrationstest
Systemtest
Prototyptest
Prototyp-Erstellung
System-Erstellung
Installation
Koordinations-produkte
ErstellungSystementwurf
Anforderungsanalyse
Anwendungswissen
Entwurfswissen
Kontrollsystem-wissen
Kommunikations-systemwissen
Betriebssystem-wissen
Hardware-wissen
Domänenwissen
Test im Betrieb
ProduktlinienAnw.-EntwicklungTechniken
Prozesse
Referenzprozeß
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
ProduktlinienprozessProduktlinienprozess
Architektur-Skelett
Wiederverwendbare Code-Fragmente
Anforderungs-Templates
Anforderungs-beschreibung
Domänen-modell
Referenz-Architektur
System-Architektur
Domänen-analyse
Domänen-analyse
ImplementierungImplementierung
System-design
System-design
Anforderungs-analyse
Anforderungs-analyse
Infrastruktur-implementierung
Infrastruktur-implementierung
Architektur-erstellung
Architektur-erstellung
DomainEngineering
ApplicationEngineering
B10
ProduktlinienAnw.-EntwicklungTechniken
Prozesse
Referenzprozeß
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
Entwurf eines spezifischenProzessplans
Anwendungsentwicklung mit Core SystemsAnwendungsentwicklung mit Core Systems
Anforderungs-analyse
Anforderungs-analyse
RA
VS-AuswahlVS-Auswahl
CSS
Initialisierung desVS-spezifischen
Prozesses
Initialisierung desVS-spezifischen
Prozesses
CPI
VS-basierteAnwendungs-entwicklung
VS-basierteAnwendungs-entwicklung
D
VS-spezifischeAnforderungs-
analyse
SRA CSP
CPIAnwendung von E-SAAM und
Design Spaces
• RealisierunganwendungsspezifischerFunktionalität
• Anpassung undIntegration wiederverwendbarerStrukturen und Produkte
• RealisierunganwendungsspezifischerFunktionalität
• Anpassung undIntegration wiederverwendbarerStrukturen und Produkte
B10
ProduktlinienAnw.-EntwicklungTechniken
Prozesse
Referenzprozeß
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
B10-TechnikenB10-Techniken
Wiederverwendung von Architekturen architekturbasierte Wiederverwendung
wiederverwendbare Assets im Kontext einer bestimmten Architektur
Architekturbeschreibung Architekturanalyse
Szenariobasierte Validierung von Architekturen im Anwendungskontext Analyse wiederverwendbarer Produkte
Beschreibung von Core Systems Beschreibungsrahmen für die
– Beschreibung vorhandener Teile– Definition der variablen Bereiche
Domänenmodellierung Domänenanalysemethode zur systematischen Modellierung einer Domäne Zusammenfassung von Fachbegriffen in Dictionaries
Anforderungserfassung und -beschreibung Design Space basierte Featuremodellierung Abbildung von Anforderungen auf Elemente eines Core Systems
B10
ProduktlinienAnw.-EntwicklungTechniken
Prozesse
Referenzprozeß
Sonderforschungsbereich 501
Teilprojekt B11Zuverlässige eingebettete Systeme
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
Einordnung B11Einordnung B11
B11
Kommunikations-system-Entwicklung
Kontrollsystem-Entwicklung
Betriebssystem-Entwicklung
Hardware-Entwicklung
Kontrollsystem
Komm.-system
Betriebssystem
Hardware
Systemintegration
Systementwurf
Systemanforderungen
Problembeschreibung
Prototyp
ausführbaresSystem
benutzbaresSystem
benutztesSystem
Integrationstest
Systemtest
Prototyptest
Prototyp-Erstellung
System-Erstellung
Installation
Koordinations-produkte
ErstellungSystementwurf
Anforderungsanalyse
Anwendungswissen
Entwurfswissen
Kontrollsystem-wissen
Kommunikations-systemwissen
Betriebssystem-wissen
Hardware-wissen
Domänenwissen
Test im Betrieb
Prozesse
ReferenzprozeßProzeßunterstützungNotlaufeigensch.
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
Prozeßunterstützung in B11Prozeßunterstützung in B11
Problemspezifikationnicht-funkt. | funkt.
Systemanforderungennicht-funkt. | funkt.
System-Design(verteiltes System)
Zielplattform
Betrachtungnicht-funkt. Eigenschaften
Partitionierung / Mapping
Evaluation
Anforderungsanalyse
Implementierung(Anwendung)
Design und Implementierung(Betriebs-/Kommunikationssystem)
Inkl. OS, CS
Betrachtung der Zuverlässigkeit hat Schwerpunkt in der Design-Phase
B11
Prozesse
ReferenzprozeßProzeßunterstützungNotlaufeigensch.
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
B11: NotlaufeigenschaftenB11: Notlaufeigenschaften
Prozeß Prozeß
...
Erhöhung der Zuverlässigkeit durch schrittweise Ersetzung von Systemfunktionalitäten durch Notlaufeigenschaften.
B11
Prozesse
ReferenzprozeßProzeßunterstützungNotlaufeigensch.
Sonderforschungsbereich 501
Teilprojekt B12Stratified Component Frameworks
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
Einordnung B12Einordnung B12
B12
Kommunikations-system-Entwicklung
Kontrollsystem-Entwicklung
Betriebssystem-Entwicklung
Hardware-Entwicklung
Kontrollsystem
Komm.-system
Betriebssystem
Hardware
Systemintegration
Systementwurf
Systemanforderungen
Problembeschreibung
Prototyp
ausführbaresSystem
benutzbaresSystem
benutztesSystem
Integrationstest
Systemtest
Prototyptest
Prototyp-Erstellung
System-Erstellung
Installation
Koordinations-produkte
ErstellungSystementwurf
Anforderungsanalyse
Anwendungswissen
Entwurfswissen
Kontrollsystem-wissen
Kommunikations-systemwissen
Betriebssystem-wissen
Hardware-wissen
Domänenwissen
Test im Betrieb
Prozesse
EinordnungTeilprozeßTechnikenRefinementStratification
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11 IterationIteration
Teilprozeß B12Teilprozeß B12
Kommunikations-system-Entwicklung
Kontrollsystem-Entwicklung
Betriebssystem-Entwicklung
Hardware-Entwicklung
Hardware
FrameworkEntwurf
Systemanforderungen
Problembeschreibung
Prototyp
ausführbaresSystem
benutzbaresSystem
benutztesSystem
Instancetest
Systemtest
Prototyptest
Prototyp-Erstellung
System-Erstellung
Installation
Koordinations-produkte
ErstellungFrameworkentwurf
Anforderungsanalyse
Anwendungswissen
Entwurfswissen
Kontrollsystem-wissen
Kommunikations-systemwissen
Betriebssystem-wissen
Hardware-wissen
Domänenwissen
Test im Betrieb
Instantiation
IterationIteration
ProductLine Model
Stratified Framework
Kontrollsystem
Komm.-system
Betriebssystem
B12
Prozesse
EinordnungTeilprozeßTechnikenRefinementStratification
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
B12-Techniken OverviewB12-Techniken Overview
Single-system development techniques Architecture-centric component technology Generic components and parameters Architecture and Design patterns
Product-Line oriented frameworks Variation and commonality modeling Product scoping Component-based frameworks
Stratification Interaction refinement Architecture level distillation
+
+
B12
Prozesse
EinordnungTeilprozeßTechnikenRefinementStratification
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
B12-Techniken (Interaction Refinement)B12-Techniken (Interaction Refinement)
X Y
YX ’
A B
Level N+1
Level N
Interaction M
Refined Interaction M
B12
Prozesse
EinordnungTeilprozeßTechnikenRefinementStratification
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
B12-Techniken (Stratification)B12-Techniken (Stratification)
…
High-level application level
Control level
Communication System level
System software level
B12
Prozesse
EinordnungTeilprozeßTechnikenRefinementStratification
Sonderforschungsbereich 501
Teilprojekt C1Formale Beschreibungstechniken
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
Einordnung C1Einordnung C1
C1 Kommunikations-system-Entwicklung
Kontrollsystem-Entwicklung
Betriebssystem-Entwicklung
Hardware-Entwicklung
Kontrollsystem
Komm.-system
Betriebssystem
Hardware
Systemintegration
Systementwurf
Systemanforderungen
Problembeschreibung
Prototyp
ausführbaresSystem
benutzbaresSystem
benutztesSystem
Integrationstest
Systemtest
Prototyptest
Prototyp-Erstellung
System-Erstellung
Installation
Koordinations-produkte
ErstellungSystementwurf
Anforderungsanalyse
Anwendungswissen
Entwurfswissen
Kontrollsystem-wissen
Kommunikations-systemwissen
Betriebssystem-wissen
Hardware-wissen
Domänenwissen
Test im Betrieb
Prozesse
ÜberblickTechnikenInhaltsmodelle
Prozesseinordnung
Produktmodelle
Verfeinerung
Werkzeuge/Fallst.
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
B4/C1: Prozessmodell (Verfeinerung)B4/C1: Prozessmodell (Verfeinerung)
Formale Problemspezifikation(Systemanforderungen)
Anforderungsanalyse
Diskussionsprotokoll
Vorläufige formale Problemspezifikation
Erstellen einer formalenProblemspezifikation
Diskussion zwischenKunde, Domänenexperte
und Entwickler
Einigungerreicht?
ja
nein
n:=1n≥1
n>1
n>1
Anwendungswissen
n ≥ 1
NatürlichsprachlicheProblembeschreibung
C1
Prozesse
ÜberblickTechnikenInhaltsmodelle
Prozesseinordnung
Produktmodelle
Verfeinerung
Werkzeuge/Fallst.
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
C1: Überblick C1: Überblick
Ziel: Verbesserung des praktischen Einsatzes formaler Beschreibungstechniken
Fokus: Verhalten großer, reaktiver Systeme
Entwicklung eines Referenzmodells
Unterstützung anderer Teil- und Querschnittsprojekte
C1
Prozesse
ÜberblickTechnikenInhaltsmodelle
Prozesseinordnung
Produktmodelle
Verfeinerung
Werkzeuge/Fallst.
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
Inhaltsmodelle Mathematisch präzise Erfassung des Inhalts eines Dokuments
Welche Informationen muss ein Dokument enthalten?
Welche Bedingungen müssen diese Informationen erfüllen?
Mathematisch präzise Erfassung der Beziehungen zwischen
Dokumenten
Produktmodelle Untersuchung formaler Beschreibungstechniken zur Repräsentation
der Inhalte und Beziehungen
Kombination von Beschreibungstechniken
Erweiterung von Beschreibungstechniken
Analyse von Beschreibungstechniken
Prozessmodelle und Werkzeuge Vorgehensweisen und Hilfsmittel zur Erstellung und Analyse von
Dokumenten
C1: Techniken zur Erstellung eines Referenzmodells
C1: Techniken zur Erstellung eines Referenzmodells
C1
Prozesse
ÜberblickTechnikenInhaltsmodelle
Prozesseinordnung
Produktmodelle
Verfeinerung
Werkzeuge/Fallst.
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
C1: InhaltsmodelleC1: Inhaltsmodelle
Referenzmodell für Problemspezifikationen
(mit B4) Aufteilung eines Systems in Umgebung und Maschine
Klassifikation von Phänomenen (Sichtbarkeit und Kontrolle)
Klassifikation von Aussagen (indikative optative):
- Anforderungsspezifikation
- Domänenwissen
- Maschinenspezifikation
Semantische Bedingungen, zum Beispiel:
- Domänenwissen Maschinenspezifikation sind konsistent
- Domänenwissen Maschinenspezifikation
Anforderungsspezifikation
Referenzmodell für Entwurfsspezifikationen (geplant)
⋃
⋃ ⊨C1
Prozesse
ÜberblickTechnikenInhaltsmodelle
Prozesseinordnung
Produktmodelle
Verfeinerung
Werkzeuge/Fallst.
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
C1: ProduktmodelleC1: Produktmodelle Kombination von Beschreibungstechniken
TLA (eigenschaftsorientiert) und statecharts (modellorientiert)
Mathematisch präzise Definition der Syntax und Semantik
Untersuchung von Konsistenzbedingungen
Erweiterung von Beschreibungstechniken Realzeit-Temporallogik und (objektorientierte)
Strukturierungskonzepte (Modularisierung, Aggregation,
Vererbung, Parametrisierung)
Mathematisch präzise Definition der Syntax und Semantik
Instanziierung des Referenzmodells für Problemspezifikationen
Basis-Beschreibungstechnik des FOREST-Ansatzes (mit B4)
Grundlage für die Beschreibung des Domänenmodells im SFB
Verteilte ASMs
Verfeinerung
Verifikation
Analyse von Beschreibungstechniken Kriterienkatalog
C1
Prozesse
ÜberblickTechnikenInhaltsmodelle
Prozesseinordnung
Produktmodelle
Verfeinerung
Werkzeuge/Fallst.
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
C1: Werkzeuge und FallstudienC1: Werkzeuge und Fallstudien
Werkzeug xforest Eingabe natürlichsprachlicher und formaler
Problemspezifikationen
Erstellen verschiedener Verfolgbarkeitsrelationen
Analyse syntaktischer und semantischer Eigenschaften
Fallstudien Kombination TLA und statecharts:
Liftsystem, Ampelanlage, Produktionszelle
FOREST-Ansatz:
Gebäudeautomationssysteme,
Verkehrsbeeinflussungsanlagen
Verteilte ASMs
Verteilte Terminierung, formale Semantik von SDL
Analyse
Simulator für Wärmefluss in Gebäuden
C1
Prozesse
ÜberblickTechnikenInhaltsmodelle
Prozesseinordnung
Produktmodelle
Verfeinerung
Werkzeuge/Fallst.
Sonderforschungsbereich 501
Teilprojekt D1Anwendungssystem Gebäude
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
Einordnung D1Einordnung D1
D1
Kommunikations-system-Entwicklung
Kontrollsystem-Entwicklung
Betriebssystem-Entwicklung
Hardware-Entwicklung
Kontrollsystem
Komm.-system
Betriebssystem
Hardware
Systemintegration
Systementwurf
Systemanforderungen
Problembeschreibung
Prototyp
ausführbaresSystem
benutzbaresSystem
benutztesSystem
Integrationstest
Systemtest
Prototyptest
Prototyp-Erstellung
System-Erstellung
Installation
Koordinations-produkte
ErstellungSystementwurf
Anforderungsanalyse
Anwendungswissen
Entwurfswissen
Kontrollsystem-wissen
Kommunikations-systemwissen
Betriebssystem-wissen
Hardware-wissen
Domänenwissen
Test im Betrieb
Prozesse
ProzesseinordnungAnf.analyseWorkflowsProduktmodellPrototypingExp.umgebungTechniken
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
Prozeßunterstützung in D1AnforderungsanalyseProzeßunterstützung in D1Anforderungsanalyse
Verifikation
Flexibilität durch Workflow-Ansatz
Problem-beschreibung
Gebäude-beschreibung
Projekt-Dictionary
Needs
Objektstruktur-Spezifikation
Anforderungs-beschreibung
Task-Beschreibung
Objektstruktur VerifikationObjekttyp Task-Liste
VerifikationSDL-ObjektPrototyp-erstellung
Prototyp
Testfälle
Testfall-entwicklung
Anforderungs-modellierung
D1
Prozesse
ProzesseinordnungAnf.analyseWorkflowsProduktmodellPrototypingExp.umgebungTechniken
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
Prozeßunterstützung in D1WorkflowsProzeßunterstützung in D1Workflows
Problem-beschreibung
Objekt-struktur-
Spezifikation
Anforderungs-beschreibung
Anforderungs-modellierung
Test desPrototyps
PhasenKalenderzeit
Wor
kflo
ws
Problembeschreibung
Objektstruktur-Spezifikation
Anforderungsbeschreibung
Anforderungsmodellierung
Überprüfung
D1
Prozesse
ProzesseinordnungAnf.analyseWorkflowsProduktmodellPrototypingExp.umgebungTechniken
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
Prozeßunterstützung in D1ProduktmodellProzeßunterstützung in D1Produktmodell
InstantiationControlObjectTypeRequirement
Need Task Signal
TestCase Strategy
SignalUsage Parameter
Attribute Datatype
isTypeOf
aggregates
implements
realizedBy
testedBy realizedBy
uses has
type
uses
n n
n
n
n
n
n
n
n
n 1
1 1
1
1
1
1 1
m
m
m
m
D1
Prozesse
ProzesseinordnungAnf.analyseWorkflowsProduktmodellPrototypingExp.umgebungTechniken
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
Produkt-daten
BSim32/4
D1 - PrototypingD1 - Prototyping
SFB-
Refe
renz
proz
eß
AusführbaresSDL-Modell
PartiGen
ProtoGen
MOOSE /PSiGene
Teilp
roze
ss 1
Teilp
roze
ss 1
Teilp
roze
ß 1
SDL-Modell M1SDL-Modell M1SDL-Modell M1
PrototypP1
PrototypP1
PrototypP1
Interlink
Testfeld
JavaPanelJavaPanelJavaPanel
MSC
DASM(Dyn. Analyse)
Prot
oEnv
D1
Prozesse
ProzesseinordnungAnf.analyseWorkflowsProduktmodellPrototypingExp.umgebungTechniken
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
D1 – ExperimentierumgebungSimulation, TestfeldD1 – ExperimentierumgebungSimulation, Testfeld
ProtoCtrl
Kontrollsystem
InterlinkPrototyp P1
Umgebung
Reales Gebäude
Gebäudesimulator
Beliebige Kombination von Simulation und realer Testumgebung als zu steuerndes System.
Verteiltes Prototyp-Kontrollsystem wird über Socket-Schnittstelle (Komponente ProtoCtrl) an Umgebung angebunden.
Abbildung der Sensoren/Aktuatoren des Kontrollsystems auf ihre Gegenspieler im Simulator oder realer Testumgebung durch Komponente Interlink.
Prototyp Pn
...
Verteilter Prototyp
D1
Prozesse
ProzesseinordnungAnf.analyseWorkflowsProduktmodellPrototypingExp.umgebungTechniken
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
D1-TechnikenD1-Techniken
Formale Modellierung Erlaubt durchgängigen Werkzeugeinsatz
(z.B. Editoren, Analysen, Generatoren)
Prototyp-Generierung Verwendung kommerzieller Codegeneratoren (SDT)
Angepaßte Simulation Co-Entwicklung des Steuerungssystems und des
„Umgebungssimulators“
Wiederverwendung Reuse von Artefakten
Einsatz eines Dictionaries
TemplateLibrary
DevelopmentProducts
ReuseLibraryDictionaries
Wiederverwendung
D1
Prozesse
ProzesseinordnungAnf.analyseWorkflowsProduktmodellPrototypingExp.umgebungTechniken
Sonderforschungsbereich 501
Teilprojekt D2Wiederverwendbare
Regelungsalgorithmen
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
Einordnung D2Einordnung D2
D2
Kommunikations-system-Entwicklung
Kontrollsystem-Entwicklung
Betriebssystem-Entwicklung
Hardware-Entwicklung
Kontrollsystem
Komm.-system
Betriebssystem
Hardware
Systemintegration
Systementwurf
Systemanforderungen
Problembeschreibung
Prototyp
ausführbaresSystem
benutzbaresSystem
benutztesSystem
Integrationstest
Systemtest
Prototyptest
Prototyp-Erstellung
System-Erstellung
Installation
Koordinations-produkte
ErstellungSystementwurf
Anforderungsanalyse
Anwendungswissen
Entwurfswissen
Kontrollsystem-wissen
Kommunikations-systemwissen
Betriebssystem-wissen
Hardware-wissen
Domänenwissen
Test im Betrieb
Prozesse
ProzesseinordnungAlg.entwicklungModellbildungModelleBibliothekenBeispiele
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
D2 Generische modellbasierte AlgoritmenentwicklungD2 Generische modellbasierte Algoritmenentwicklung
Mathematische Modellbildung Entwurf von Regelungs-undSteuerungsalgorithmen
Modellbibliothek•Komponentenmodelle [DAEs]•Regeln zur Selektion/Adaption/Komposition Implementierungsunabhängig Reuse-unterstützend, objektorientiert
Algorithmenbibliothek•Algorithmen•Regeln zur Selektion/Adaption/Komposition
Implementierungsunabhängig Reuse-unterstützend, objektorientiert
simulativeValidierung
Validierung
Aktuelle Konfiguration
Lauffähiger Code
Komplexes Softwaresystem Akto
rik
Se
nsor
ik
Real
e W
elt
Selektion, Adaption, Komposition
D2
Prozesse
ProzesseinordnungAlg.entwicklungModellbildungModelleBibliothekenBeispiele
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
D2 Objektorientierte mathematische ModellbildungD2 Objektorientierte mathematische Modellbildung
. . .
DymolaObjektdiagramm
•Komponenten•Schnittstellen•Verbindungslinien
graphische Darstellung von:
1
2 3
Jede Komponente besteht aus:
•anderen Komponenten•algebraischen Gleichungen oder Differentialgleichungen
verwendet ausschließlich:• Schnittstellenvariablen, lokale Variablen
e=mc2e mconst c
Verbindungslinien drücken aus:
•Potentialvariablen u1=u2=.....•Flußvariablen
i ij 0
Sammeln aller•Komponentengleichungen•Verbindungsgleichungen
Erstellung einesDifferential algebraischenGleichungssystems [DAE]
0 = f ( , x, y , u , p , t)
x [t] Zustände u [t] Eingänge y [t] Variablen (Ausgänge) p Parameter
Sortieren und rekursives Auflösen des DAE-SystemsEliminieren der Schnittstellenvariablen
Sortiertes DAE-System
.
x
1) Berechnung konsistenter Anfangswerte2) Numerische IntegrationSimulation
Time
T [C]
D2
Prozesse
ProzesseinordnungAlg.entwicklungModellbildungModelleBibliothekenBeispiele
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
D2 GebäudemodelleD2 Gebäudemodelle
Wärmetransportelemente
nicht wärmespeichernd
Wärmeknoten
Aggregation
Wärmeleitung
)( 211 TTs
Aj
Wärmeübergang
)( 211 TTAj
Wärmespeicher Stein
dt
dTcmj SteinStein
11
Wärmespeicher Luft
dt
dTcmj LuftLuft
11
Simulation
Vererbung
Simulationsmodell Schnittstelle cut (T/j)
Potentialvariable T, T1 = ... = T n
Flußvariable j, 0i ij
T [C]
S=20cm
Außentemp.Raumlufttemp.
S=10cm
S=5cm
Wandstärke S t [d]
Außentemperaturverlauf
)24
2sin(01 t
hTT
D2
Prozesse
ProzesseinordnungAlg.entwicklungModellbildungModelleBibliothekenBeispiele
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
D2 KomponentenbibliothekenD2 Komponentenbibliotheken
Schnittstelle cut[T/j] T:Temperatur j: Wärmestrom
Wärmetransportprozesse [W-Leitung, W-Übergang, W-Strahlung]Wärmespeicher [Stein, Luft, Wasser, Radiatorkörper,...]Wandmodelle [1 Schicht, 2 Schicht,...]Raummodelle [mit/ohne Strahlungsaustausch, mit/ohne Fenster,...]Fußbodenheizung [Inkl. P-,Pl-,2Punkt,Thermostatregler,...]Radiatoren [Inkl. P-,Pl-,2Punkt,Thermostatregler,...]Wettermodelle [analytische Funktion, Wetterdatenleser,...]Sensoren [Adapterelemente,...]
Rohre [mit/ohne Wärmverlust, einfacher Durchgang, Verzweigungen...]Pumpen [konstante Druckdifferenz, konstanter Volumenstrom, reale Pumpe...]Ventile [Auf/zu- Ventile, 3-/4-Wegeventile, mit/ohne Motor,...]Heizkessel [mit/ohne interne Regelung,...]Sensoren [Temperatur, Druck...]
Hydraulik
Schnittstelle cut[T,P,q]
T:Temperatur P:Druck q: Volumenstrom
Gebäude
D2
Prozesse
ProzesseinordnungAlg.entwicklungModellbildungModelleBibliothekenBeispiele
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
D2 Bibliothek [Simulationsmodell-Prototypen]D2 Bibliothek [Simulationsmodell-Prototypen]1 Raum Haus mit Sonnenfenster
FußbodenheizungMischerregelung nach der RaumtemperaturKesselregelung 2 Punkt-Hystereseregler[Sollwert außentemperaturgesteuert]
Fensterloses 2 Raum Haus
Radiatorenheizung [Radiatoren parallel geschaltet]EinzelraumthermostateKesselregelung 2 Punkt-Hystereseregler
Fensterloses 10 Raum Haus
Radiatorenheizung [ Radiatoren in Reihe gechaltet]EinzelraumthermostateKesselregelung 2 Punkt-Hystereseregler
Fensterloses 1 Raum Haus
Elektrischer HeizlütterRaumthermostat mit Störgrößenaufschaltung[Als Störgröße dient die Außentemperatur]
2 Raum Haus mit Sonnenfenster
Fußbodenheizung [Einzelelemente in Reihe geschaltet]EinzelraumthermostateMischerregelung nach Stellung der RaumthermostateKesselregelung 2 Punkt-Hystereseregler
1 Raum Häuser
2 Raum Häuser
10 Raum Häuser
10 Raum Haus mit Sonnenfenster
Fußbodenheizung [Einzelelemente parallel geschaltet]EinzelraumthermostateFührungsraumregelung des MischersKesselregelung 2 Punk-Hystereseregler
D2
Prozesse
ProzesseinordnungAlg.entwicklungModellbildungModelleBibliothekenBeispiele
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
D2 Anwendungsbeispiel 1 Raum HolzhausD2 Anwendungsbeispiel 1 Raum Holzhaus
TechnikElektro-Heizung [Heizlüfter]
Raumthermostat
Diskreter PID-Abtast-Regler
P=UI=0....2 KW
Anwendungsbeispiel
SollwertsprungNach 4h wird die Soll-Raumluft-Temperatur plötzlich von 180C auf 200C angehoben
Abtastintervalle[1s,1 min, 10min]Nach 2h wird die Soll-Raumluft-Temperaturplötzlich von 160C auf 200C angehoben
Massive temporäre StörungNach 4h wird die Außentemperatur plötzlich von 160C auf -100C abgesenkt
Tem
pera
tur[
0 C]
Tem
pera
tur[
0 C]
BetriebsartenumschaltungNach 4h wird von der Betriebsart Automatik auf Hand (uout=1) für die Dauer von 1h umgeschaltet
Zeit [h]
Zeit [h] Zeit [h]
Zeit [h]
10min1 min
1 s
Simulationsmodell
•PID-Kernalgorithmus [rekursiv]•Glättung D-Anteil, •Anti-Windup-Reset•Betriebsartenumschalter [Auto/Hand]
D2
Prozesse
ProzesseinordnungAlg.entwicklungModellbildungModelleBibliothekenBeispiele
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
D2 Anwendungsbeispiel 2 Raum HausD2 Anwendungsbeispiel 2 Raum Haus
Temperaturen im Heizungssystem Temperaturen in den Baustrukturen
T[C][1.Tag]
24h
Fußbodentemp.
Raumlufttemp.Decke Innentemp.
Decke Außentemp.
t[s]
Kesseltemp
Vorlauftemp. Nach dem Mischer
[1.Tag]
Fußbodentemp.
24h
t[s]
T [C]
AnwendungsbeispielWarmwasserzentralheizung
TechnikFenstermodelleEinlesen der WetterdatenFußbodenheizung• Vorlauftemp.-Regelung Aktor: Mischer [Pl]• Einzelraumtemp.-Regelung Aktor: Raumventil [Pl]• Kesseltemp.-Regelung Aktor: Brenner [2 Punkt]
T Dymola = T TNSYS
TRNSYS Fußbodentemp.Dymola Fußbodentemp.
TRNSYS Raumlufttemp.Dymola Raumlufttemp.
TRNSYS Deckentemp.Dymola Deckentemp.
T [C]
t[s]
Validierung der Wärmeverteilungsprozesse
24h
D2
Prozesse
ProzesseinordnungAlg.entwicklungModellbildungModelleBibliothekenBeispiele
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
D2 Anwendungsbeispiel 10 Raum HausD2 Anwendungsbeispiel 10 Raum Haus
AnwendungsbeispielWarmwasserzentralheizung
Technik
Radiatoren in Reihe
3 Wegeventil mit Bypass
Einzelraumtemperaturregelung [2 Punkt]Brennertemperaturregelung [2 Punkt]
Simulationsmodell
Kesselttemperaturregelung [1.Betriebsstunde]Aufheizphase [2 Punkt 60C-65C]
Kesseltemp
Radiatorköpertemp.
Kesselbrenner
Aktorik Radiatorventil [1.Betriebstag][2 Punkt 21C-21.5C]
Aktorik Brenner und Radiatorventil[von der 16. bis zur 17. Stunde] [Beides 2 Punktregler, Schaltpunkte wie oben]
Brenner
Radiatorventil
Aufheizphase Raumthermostat
t[h]
t[h]
t[h]
T [C]
Erhöhter W-Bedarf
Raumlufttemp.
Innenwandtemp.
Außenlufttemp. ca.-5C
t[h]
T[C]
Aufheizphase [1.Betriebsstunde] Betrieb [1.Betriebstag]
Raumlufttemp.Innenwandtemp.
Außenwandtemp.
Außenlufttemp.Süd
T[C]
t[h]
D2
Prozesse
ProzesseinordnungAlg.entwicklungModellbildungModelleBibliothekenBeispiele
Sonderforschungsbereich 501
Experiment-Sicht
Sonderforschungsbereich 501 - Ergebnisse und Forschungsbeiträge
Experimente
OrganisationProzesse
A1 A2
A3
B1 B2
B4 B5
B10
C1
D1 D2
B12
B11
Durchführung von Baseline- und Technologie-ExperimentenDurchführung von Baseline- und Technologie-Experimenten
Baselining n Baselining n+1
Schwächenidentifizieren
Produkt
Mess-datum
Motiviert
Prozess
messen
Alternativ-Technikenevaluieren
Technologie-Experimente(SFB-intern und extern)
t
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