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4.12.2001Konsistenz & Semantik 1

VL Software Architektur-Modelle

Dr. Harald Störrle17

Vorlesung

Software Architektur-ModelleKonsistenz & Semantik 1

Dr. Harald Störrle

Ludwig-Maximilians-Universität MünchenWintersemester 2001

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Dr. Harald Störrle27

Organisatorisches

· Termin am 18.12. fällt aus

· Gastvortrag über S/390 („Host“) wird auf 8.1.2002 verschoben

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Aufgaben der letzten Vorlesungen

· Finden Sie weitere Konsistenzbedingungen für Modelle.• Was leisten diese Bedingungen?• Unter welchen Bedingungen gelten sie?• Wie sind sie operationalisierbar?• Sind sie gar maschinell überprüfbar?• Wenn ja, wie? Skizzieren Sie Anforderungen an ein Werkzeug, bzw. an

den verwendeten Formalismus.

· Leiten Sie die Details weiterer Schnittstellen ab!

· Was ist wichtiger:• Die vielen kleinen (syntaktischen) Fehler?• Oder die wenigen großen (semantischen) Fehler?

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Gliederung für heute und nächstes Mal

· Konsistenz-Überprüfung von Modellen• Formalisierung von Modellen

– Sprachen, Transitionssysteme, Partielle Worte– Petrinetze– Semantiken (StateMachine, ActivityGraph, Interaction)

• Formalisierung von Eigenschaften– Verklemmung, Termination, Sicherheit,...

• informelle Konsistenzbedingungen

• Validation durch Rezension/Begehung(Review/Walkthrough)

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Überlappung von ModellenÜbergänge

Ebene5 x - - - - - - x x

4 x - - - - (x) x x x

3 x - - - (x) x x x (x)

2 x - (x) x x x (x) - -

1 x - x (x) x x - - -

0 x x x x - - - - -

Stru

ktu

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Vis

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Plat

tform

Funkti

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Schnit

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llen

Ver

hal

ten

Impl. &

Tes

tDies ist nur ein (typisches) Beispiel.Prinzipiell sind beliebige Sichten möglich.

Sicht

Beziehung zwischenSichten zweier Ebenen (aufgehängt an Struktur)

z.B. Konsistenz

Qulitätsmerkmale einer Sicht

Beziehung zwischenSichten zweier Ebenen (aufgehängt an Struktur)

z.B. Konsistenz

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Operationalisierung der Gütekriterien

Das ultimative Maß für Operation-alisierung ist die Programmierung.

Also, die Nagelprobe:könnte man die „Gütekriterien“ vom letzten Mal „in Code gießen“?

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Operationalisierung der Gütekriterien

Diagramm „Gütekriterien“schön , einfach, übersichtlich

„Stellschrauben“Abstraktion (Anzahl Elemente) Gestaltung (Layout, Farbe,...)

Richtgrößen72, Papierfaktorempfohlene Farbkombinationen

informell

formal

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Operationalisierung der Eigenschaft „Konsistenz“

Konsistenz......zwischen Sichten und innerhalb von Sichten

· Sichten bestehen aus (Mengen von) Diagrammen (und semi-formalem Text).

· Es geht also um Konsistenz zwischen (Mengen von) Diagrammen. Aber welche?

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Konsistenzen in verschiedene Sichten

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Schnittstellen

Port_LV-LV

Konsistenzen in verschiedene Sichten1) Schnittstellen

Port_LV-Bib

Zum Bibliothekar Zur Bestandsverwaltungraus rein raus rein

beauskunfte(Sigatur) Bestandsstatus

Vom Bibliothekar Von der Bestandsverwaltungrein raus rein raus

beauskunfte(Signatur) Bestandsdaten beauskunfte(Signatur) Leihstatus

bestellen(Leser) Meldung

abbrechen -

Passen Rollen und Tabellen zusammen?

Terminieren die Rollen?Verklemmen die Rollen?Können sie beliebig lang laufen?

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Konsistenzen in verschiedene Sichten2) Struktur

Struktur

Protokoll

Passen Ports von benachbarten Einheiten zueinander?

Passen verbundene Ports zum Protokoll des Konnektors?

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Konsistenzen in verschiedene Sichten3) Verhalten

Verhalten

Passen die Abläufe zum generischen Verhalten?

Terminieren oder verklemmt das Verhalten?

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Konsistenzen in verschiedene SichtenAllgemein gefragt

· Allgemein gefragt:• Passen die Elemente jeder Sicht zueinander?• Passen die Sichten einer Einheit zueinander?

· Diese Elemente sind immer wieder Automaten und Interaktionsdiagramme.

· Daher stellen sich immer wieder die gleichen Fragen:• Sind zwei Automaten gleich?• Terminiert/verklemmt/divergiert ein Automat?• Ist ein Interaktionsdiagramm ein Ablauf eines Automaten?

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Operationalisierung allgemein

Diagramm(konkrete Syntax)

Eigenschaft von(Menge von)

Diagramm(en)

semantischeDomäne

Eigenschaftvon formalem

Objekt

informell

formal

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Beispiel 1:einfacher Zustandsautomat

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Beispiel 2:Zustandsautomat mit Anschriften

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Beispiele 3 & 4:hierarchische Zustandsautomaten

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Hier dargestellt:Protokollrolle „Leihverkehr“

Beispiel 5:einfacher ActivityGraph

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Beispiel 4:Kommunikation zweier LV-Systeme

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Zentrale

Rückblick:Soll-Software Architektur

Sachbearbeiter-PC

IBM S/390

Filiale

LeihverkehrLeserverwaltungBestands-führungs

GUI

DB/2

Bestands-führung

DB/2

GUI

Logik

DB/2

GUI

Logik

Andere Filialen

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Beispiel 4:...es sind aber beliebig viele...

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Es können verschiedeneAntworten & Anfragen

unterwegs sein

Beobachtung:es können mehr als zweiLeihverkehrssysteme gleichzeitig aktiv sein

Beispiel 4 korrigiert

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Funktioniert das?!

· Werden Nachrichten durch Empfang konsumiert?(d.h: existieren sie nur genau einmal?)

· Könnte eine Kanaleigenschaft sein

· Was sagt die Definition von ActivityGraph im UML Standard?

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Aufgaben

· Finden Sie es heraus!• Lesen Sie im Standard nach, wie Ereignisse abgearbeitet

werden!• Was bedeutet das für den Fall des Leihverkehrssystems?

· Formalisieren Sie die Protokollrolle des Leihverkehr-Ports zum Bibliothekar.• Finden Sie den Automaten!• Übersetzen Sie ihn! Hat er interessante Eigenschaften?

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Literatur zu Semantiken

Bernd Baumgarten„Petrinetze. Grundlagen und Anwendungen“ Spektrum-Verlag, 2. Aufl., 1996

Robin Milner„Communication and Concurrency“Prentice-Hall, 1989

Clive Fencott„Formal Methods for Concurrency“Thomson, 1996