Aktualisiert: 2022-12-24
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Modellierung mit UML
Autor: Bernhard Rumpe
Agile Modellierung mit UML
Die Unified Modeling Language (UML) hat sich zur dominanten Modellierungssprache entwickelt, „agile“ Methoden werden inzwischen bei vielen Softwareentwicklungen eingesetzt. In dem Buch wird ein Ansatz vorgestellt, der UML mit Elementen agiler Methoden kombiniert und deshalb für den Einsatz in Anwendungsdomänen besonders geeignet ist. Die 2. Auflage wurde durchgehend überarbeitet und basiert auf UML 2.3 sowie der Java-Version 6. Auf der Internetseite http://www.se-rwth.de/mbse ist weiterführendes Material bereitgestellt.
Aktualisiert: 2023-03-14
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Modellierung mit UML
Die Unified Modeling Language (UML) hat sich zur dominanten Modellierungssprache entwickelt. Als weiterer Trend ist zu beobachten, dass „agile“ Methoden immer breiter eingesetzt werden. Der Band bietet eine Einführung in die Entwicklungsmethodik, die UML mit Elementen agiler Methoden kombiniert. Im Tutorial wird beschrieben, wie UML eingesetzt wird. Dabei werden Klassen-, Objekt- und Sequenzdiagramme, Statecharts sowie die Object Constraint Language (OCL) anhand vieler Beispiele erläutert. Die 2. Auflage basiert auf UML 2.3 sowie der Java-Version 6.
Aktualisiert: 2023-03-14
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Übungen zur Einführung in die Informatik
Der vorliegende Übungsband enthält Aufgaben zu einer viersemestrigen Vorlesung "Einführung in die Informatik". Er ist eng abgestimmt auf die vier Teile der in der Neuauflage zweibändigen (Bd.1 1997, Bd.2 1998) Informatik-Einführung von M. Broy - das Gelernte kann so von der Theorie in die Praxis umgesetzt werden. Neben Aufgaben, die alle wichtigen Themengebiete der Einführung abdecken, werden vertiefende und weiterführende Aufgaben angeboten. Darüber hinaus umfaßt das Buch Programmieraufgaben in den funktionalen, imperativen bzw. objektorientierten Sprachen Gofer, Modula-2 und Java sowie der Assemblersprache MI, ergänzt durch kurze Einführungen in diese modernen Programmiersprachen. Die beiliegende CD-ROM enthält Übersetzer bzw. Interpreter dieser Sprachen sowie Programmrahmen und viele Musterlösungen.
Aktualisiert: 2023-03-14
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Übungen zur Einführung in die Informatik
Der vorliegende Übungsband enthält Aufgaben zu einer viersemestrigen Vorlesung "Einführung in die Informatik". Er ist eng abgestimmt auf die zweibändige Informatik-Einführung von M. Broy - das Gelernte kann so von der Theorie in die Praxis umgesetzt werden. Neben Aufgaben, die alle wichtigen Themengebiete der Einführung abdecken, werden vertiefende und weiterführende Aufgaben angeboten. Darüber hinaus umfaßt das Buch Programmieraufgaben in den funktionalen bzw. objektorientierten Sprachen Gofer und Java sowie der Assemblersprache MI, ergänzt durch kurze Einführungen in diese modernen Programmiersprachen.
Aktualisiert: 2022-02-28
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Agile Modellierung mit UML
MontiTrans: Agile, modellgetriebene Entwicklung von und mit domänenspezifischen, kompositionalen Transformationssprachen
Modelle sind die zentralen Entwicklungsartefakte der modellgetriebenen Softwareentwicklung und müssen überarbeitet, weiterentwickelt und gewartet werden. Daher sind Modelltransformationen ebenfalls essenziell für die modellgetriebene Softwareentwicklung. Während domänenspezifische Sprachen (DSLs) zur Modellierung mittlerweile weitverbreitet sind, sind spezifische Transformationssprachen rar. Stattdessen werden General Purpose Transformationssprachen (GPTLs) verwendet, die Transformationen basierend auf der internen Repräsentation der Modelle formulieren. Domänenspezifische Transformationssprachen (DSTLs) basieren auf der den Modellierern bekannten konkreten Syntax der DSL, wodurch sie spezifisch für die zugehörige DSL sind. Dies verringert den Aufwand zum Erlernen der Transformationssprache. Andererseits haben DSTLs durch ihre Zugehörigkeit zu einer DSL den Nachteil, dass für jede DSL eine DSTL entwickelt werden muss. Aus diesem Grund erhöht sich der Aufwand der DSL-Entwicklung deutlich. Zur Reduzierung dieses Aufwands wurde in [Wei12] ein erster DSTL-Generator vorgestellt.
Im Rahmen dieser Dissertation wird die generative Entwicklung und Verwendung von DSTLs durch MontiTrans unterstützt. MontiTrans ermöglicht die Entwicklung neuer DSTLs und der zugehörigen Infrastruktur zur Spezifikation und Ausführung von Modelltransformationen. Durch die Entwicklung von MontiTrans wurde die Generierung von DSTLs basierend auf den Ergebnissen aus [Wei12] weiterentwickelt. MontiTrans wurde zur Entwicklung neuer DSTLs und Bibliotheken von Transformationen verwendet. Hierdurch konnte gezeigt werden, dass MontiTrans ein umfassendes Werkzeug zur Entwicklung von DSTLs sowie für die Entwicklung von Modelltransformationen innerhalb modellgetriebener Softwareentwicklungsprojekte ist.
Aktualisiert: 2021-12-20
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Modellbasierte Unterstützung der Software Evolution im industriellen Kontext
Software Evolution ist ein integraler Bestandteil der Softwareentwicklung, da jedes produktiv eingesetzte Softwaresystem kontinuierlich angepasst werden muss, damit es seinen Nutzen nicht verliert. Diese Arbeit zielt auf die modellbasierte Unterstützung der Software Evolution im industriellen Kontext ab. Der Fokus liegt auf Softwaresystemen, die generativ entwickelt werden. Die wichtigsten Beiträge der Arbeit sind:
- Es wird eine domänenspezifische Sprache (engl. domain specific language, DSL) bereitgestellt, die es Modellierern ermöglicht festzulegen, welche Modelländerungen für ausgewählte Modellelemente durchgeführt wurden.
- Es wird eine DSL bereitgestellt, über die Auswirkungen von Änderungen in Klassendiagrammen modelliert werden können. Darauf aufbauend werden Checklisten generiert, welche die Auswirkungen der Modelländerungen zusammenfassen.
- Es wird ein Ansatz vorgestellt, der darlegt, wie automatisch Datenmigrationsfunktionalität generiert werden kann, wenn sich die zugrundeliegenden Datenmodelle ändern.
- Es werden DSLs bereitgestellt, über die modelliert werden kann, wie auf Basis bestehender Generatoren neue Generatorvarianten erzeugt werden können. Auf Basis der modellierten Operationen wird automatisch die Generatorvariante erzeugt, welche die modellierten Operationen abbildet.
- Es wird eine DSL bereitgestellt, worüber Restriktionen modelliert werden können, die erlaubte oder verbotene Abhängigkeiten zwischen Plugins oder Features eines Plugin-basierten Softwaresystems ausdrücken. Eine Prüfkomponente prüft diese Restriktionen automatisch gegen die Implementierung des Softwaresystems.
Die verschiedenen Teile der Arbeit werden in einem produktiv eingesetzten Softwaresystem evaluiert.
Aktualisiert: 2021-12-20
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NESTML – die domänenspezifische Sprache für den NEST-Simulator neuronaler Netzwerke im Human Brain Project
Domänenspezifische Sprachen erlauben gegenüber General Purpose Programmiersprachen begrenzten und problemorientierten Funktionsumfang an. Verschiedene Modellierungssprachen für die Computational Neuroscience wurden bereits vorgeschlagen. Da diese Sprachen jedoch typischerweise Simulatorunabhängigkeit anstreben, unterstützen sie oft nur eine Untermenge der vom Modellierer gewünschten Eigenschaften.
Diese Arbeit präsentiert den Entwurf und die Implementierung der modularen und erweiterbaren domänenspezifischen Sprache NESTML, die Konzepte aus den Neurowissenschaften als vollwertige Sprachkonstrukte zur Verfügung stellt und Neurowissenschaftler so bei der Erstellung von Neuronemodellen für das neuronale Simulationswerkzeug NEST unterstützt.
NESTML wurde mithilfe von MontiCore entwickelt. MontiCore ist eine Language Workbench zur Erstellung von domänenspezifischen Sprachen. MontiCore verwendet und erweitert das Grammatikformat von ANTLR4, das auf dem EBNF-Formalismus basiert, um zusätzliche Konzepte für die Grammatikwiederverwendung. MontiCore stellt eine modulare Infrastruktur für das Parsen von Modellen, den Aufbau der Symboltabllen und zum Prüfen der Kontextbedingungen bereit. Damit können die Entwicklungskosten von NESTML signifikant gesenkt werden.
Aktualisiert: 2021-12-20
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Modellgetriebene, agile Entwicklung und Evolution mehrbenutzerfähiger Enterprise Applikationen mit MontiEE
Um Geschäftsprozesse eines Unternehmens in der IT abzubilden, werden Enterprise Applikationen eingesetzt. Wesentliche Funktionalitäten dieser sind Speicherung und Bereitstellung von Daten für Benutzer mit unterschiedlichen Rollen und heterogenen Clients. Enterprise Applikationen können aus mehreren Servern mit unterschiedlichen Aufgaben bestehen und von unterschiedlichen Clients verwendet werden. Der Applikationsserver kann unter Verwendung verschiedener Kommunikationstechnologien und -formate clientspezifische Schnittstellen bereitstellen. Im Software Engineering werden Modelle zu unterschiedlichen Zwecken, wie zur Spezifikation und zur Codegenerierung, eingesetzt. Durch häufig wiederkehrende Aufgaben bei der Entwicklung und der Verwendung einer Schichtenarchitektur eignet sich der Einsatz von Generatoren gut zur Umsetzung von Enterprise Applikationen. Im Rahmen dieser Dissertation wird mit MontiEE die modellgetriebene, agile Entwicklung und Evolution mehrbenutzerfähiger Enterprise Applikationen durch Generatoren unterstützt. MontiEE enthält eine Sprachfamilie zur Modellierung sowie Generatoren zur Umsetzung von Enterprise Applikationen.
MontiEE unterstützt die Modellierung der Datenpersistenz, der Mehrbenutzerfähigkeit und heterogener Clients. Durch die Generatoren kann von benötigten technologiespezifischen Informationen abstrahiert werden, so dass sich vollständig auf die Entwicklung der Geschäftslogik fokussiert werden kann. Darüber hinaus werden Sprachen zur Modellierung der Evolution und Generatoren zur Datenmigration zur Verfügung gestellt. MontiEE wurde in verschiedenen Fallstudien eingesetzt. Diese zeigten, dass MontiEE insgesamt ein umfassendes Framework zur agilen Modellierung, Generierung und Evolution mehrbenutzerfähiger Enterprise Applikationen ist.
Aktualisiert: 2020-12-08
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Praktische Ansätze zur Etablierung einer Software-Produktlinie in eine bestehende Mehr-Produkt-Entwicklung
Durch die steigende Zahl funktionaler Erweiterungen sowie die parallele Entwicklung einer Vielzahl verwandter Produkte steigen Umfang und Komplexität von Softwaresystemen. Zudem ist ein immer höherer Aufwand notwendig, um ein System über den gesamten Lebenszyklus, der unter anderem die Entwicklung, den Test und die Dokumentation jedes Produkts umfasst, zu begleiten. Die negativen Effekte der steigenden Komplexität und des steigenden Aufwands sollen durch eine möglichst hohe Wiederverwendung von Entwicklungsartefakten verringert werden. Ein Produkt enthält in der Regel mehrere Bibliotheken bzw. Komponenten, die jeweils einen definierten Funktionsumfang bereitstellen. Bei einer Software-Produktlinie wird diese Vorgehensweise ebenfalls angewendet, verbunden mit der Möglichkeit für den Kunden, das entstehende System nach seinen Wünschen zu konfigurieren.
In dieser Arbeit werden Ansätze zur Etablierung einer Software-Produktlinie im Rahmen einer Steuergeräte-Entwicklung beschrieben. Dazu werden die allgemeinen und individuellen Einflussfaktoren skizziert und bewertet. Basierend darauf wird eine Vorgehensweise definiert, die zur Einführung von Produktlinien-Methodiken in ein existierendes Projekt beiträgt. Dabei werden zunächst im Entwicklungsprozess mehr Modelle verwendet, die den Automatisierungsgrad erhöhen. Auf Basis dieser Modelle wird Variabilität erfasst, im Entwicklungsprozess erstmals effizient modelliert und mittels Werkzeugen in weiteren Artefakten des Entwicklungsprozesses strukturiert berücksichtigt. Das beschriebene Vorgehen wurde in der Praxis angewandt und mit messbarem Erfolg umgesetzt. Somit wurde eine Optimierung des Entwicklungsprozesses erreicht, damit dieser zukünftig weiter in eine Produktlinie überführt werden kann.
Aktualisiert: 2019-12-12
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Modellgetriebene generative Entwicklung von Web-Informationssystemen
Die Entwicklung von Web-Informationssystemen erfordert auch mit dem Einsatz aktueller Technologien immer noch einen hohen Anteil an repetitiven Tätigkeiten, die aufwendig und fehleranfällig sind. Durch die Identifikation abstrahierbarer Teile der Anwendung und deren Abbildung auf Modelle können durch die generative Softwareentwicklung große Teile der Applikation erzeugt werden. Um flexibel hinsichtlich modellierbarer Domänen zu sein, müssen neben der reinen Abstraktion auf Modelle auch Mechanismen vorhanden sein, um komplexe Geschäftslogik in die Anwendung integrieren zu können. Die Kernaspekte des Web-Informationssystems betreffen die Datenstruktur, die Darstellung der Daten inklusive einfacher Gestaltungsmöglichkeiten, die Berechtigungsstruktur und die verschiedenen Sichten auf die Applikation, die Abfolge von Seiten sowie einzel- und mehrbenutzerfähige Abläufe zur Abbildung der Geschäftslogik.
Im Rahmen dieser Arbeit wurden diese Aspekte auf eine Menge textueller Modelle abgebildet, die zur Beschreibung und Generierung eines Web-Informationssystems verwendet werden. Diese sind zum Teil dem UML-Profil UML/P entnommen, zum Teil eine Erweiterung dessen um ein Profil der UML-Aktivitätsdiagramme und zum Teil vollkommen eigenständige, domänenspezifische Sprachen. Die notwendige Flexibilität wird durch die Verwendung von Java als Aktionssprache gewährleistet. Das in dieser Arbeit entwickelte System setzt auf dem MontiCore-Framework auf und nutzt seine Möglichkeiten zur modularen Sprachdefinition. Die Kombination dieser Sprachen erlaubt es sehr agil, auf Basis minimaler Modelle und durch ausgeprägtes Standardverhalten Prototypen zu erstellen, bietet aber auch genügend Freiheiten zur Modellierung komplexer Anwendungen verschiedenster Anwendungsdomänen.
Aktualisiert: 2019-12-12
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Übungen zur Einführung in die Informatik
Der vorliegende Übungsband enthält Aufgaben zu einer viersemestrigen Vorlesung "Einführung in die Informatik". Er ist eng abgestimmt auf die zweibändige Informatik-Einführung von M. Broy - das Gelernte kann so von der Theorie in die Praxis umgesetzt werden. Neben Aufgaben, die alle wichtigen Themengebiete der Einführung abdecken, werden vertiefende und weiterführende Aufgaben angeboten. Darüber hinaus umfaßt das Buch Programmieraufgaben in den funktionalen bzw. objektorientierten Sprachen Gofer und Java sowie der Assemblersprache MI, ergänzt durch kurze Einführungen in diese modernen Programmiersprachen.
Aktualisiert: 2023-04-04
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Modellierung mit UML
Die Unified Modeling Language (UML) hat sich zur dominanten Modellierungssprache entwickelt. Als weiterer Trend ist zu beobachten, dass „agile“ Methoden immer breiter eingesetzt werden. Der Band bietet eine Einführung in die Entwicklungsmethodik, die UML mit Elementen agiler Methoden kombiniert. Im Tutorial wird beschrieben, wie UML eingesetzt wird. Dabei werden Klassen-, Objekt- und Sequenzdiagramme, Statecharts sowie die Object Constraint Language (OCL) anhand vieler Beispiele erläutert. Die 2. Auflage basiert auf UML 2.3 sowie der Java-Version 6.
Aktualisiert: 2023-04-06
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Agile Modellierung mit UML
Die Unified Modeling Language (UML) hat sich zur dominanten Modellierungssprache entwickelt, „agile“ Methoden werden inzwischen bei vielen Softwareentwicklungen eingesetzt. In dem Buch wird ein Ansatz vorgestellt, der UML mit Elementen agiler Methoden kombiniert und deshalb für den Einsatz in Anwendungsdomänen besonders geeignet ist. Die 2. Auflage wurde durchgehend überarbeitet und basiert auf UML 2.3 sowie der Java-Version 6. Auf der Internetseite http://www.se-rwth.de/mbse ist weiterführendes Material bereitgestellt.
Aktualisiert: 2023-04-06
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