Entwurfsbegleitende Leistungsanalyse mit UML, MARTE und Generalisierten Netzen (eBook)

Evelina Koycheva (Autor)

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2013
319 Seiten
De Gruyter (Verlag)
978-3-486-73077-7 (ISBN)

Infos

Die Leistungsanalyse in den frühen Stadien der Systementwicklung enthält ein großes Potenzial zur Vermeidung von Kosten- und Zeitplanüberschreitungen: Nicht anforderungskonforme Lösungen können frühzeitig ausgeschlossen und dadurch Fehlimplementierungen vermieden werden. Die vorliegende Arbeit stellt einen Ansatz zur Leistungsbewertung auf Modellebene vor, der die Verifikation von Systemeigenschaften bereits während der Design-Phase ermöglicht. Er zeichnet sich durch Systematik und einen hohen Grad der Automatisierung der Methoden aus. Zudem unterstützt er verschiedene Modellierungssichten und berücksichtigt eingehend auch den technischen Prozess. Damit weist er deutlich über bestehende Verfahren hinaus.

Inhalt

I. EINLEITUNG 17
1 Motivation 17
2 Grundsätze der frühen Leistungsanalyse 21
2.1 Methoden der Entwurfsmodellierung 21
2.2 Methoden der Leistungsanalysemodellierung 22
2.3 Methoden der Transformation 23
2.4 Methoden der Auswertung 23
2.5 Methoden der Rückführung 24
3 Vorangegangene Arbeiten 25
3.1 Warteschlangenmodelle 25
3.2 Ansätze, basierend auf Stochastischen Prozessalgebren 28
3.3 Petri Netz basierte Ansätze 29
3.4 Simulationsbasierte Ansätze 30
3.5 Nutzung von Intermediären Formaten 31
3.6 Literaturempfehlung 32
4 Evaluation des Ist Zustandes und Zielsetzung 33
4.1 Anforderungen an Verfahren zur frühen Leistungsanalyse 33
4.2 Evaluation des Standes der Technik 34
4.3 Ziele der Arbeit und eigene Beiträge 40
4.4 Aufbau der Arbeit 43
II. THEORETISCHE GRUNDLAGEN 45
5 Meta Object Facility (MOF) 45
6 Verwandte Spezifikationen im MOF Kontext 49
6.1 Query / View / Transformation (QVT) 49
6.2 XML Metadata Interchange (XMI) 49
6.3 Object Constraint Language (OCL) 49
7 Unified Modeling Language (UML) 51
7.1 Infrastruktur 51
7.2 Superstruktur 51
7.3 Der UML Profilmechanismus 53
8 Das MARTE Profil 55
8.1 Kontext bezogene Elemente 59
8.2 Workload bezogene Elemente 63
8.3 Ressourcen 66
8.4 Schritte 72
9 Modellierung von Automatisierungssystemen 22
10 Generalisierte Netze 85
10.1 Historische Entwicklung der Petri Netze 85
10.2 Generalisierte Netze vs. andere Klassen von Petri Netzen 85
10.3 Grundbegriffe und Funktionsweise der Generalisierten Netze 87
10.4 Formale Definition der Generalisierten Netze 90
III. TRANSFORMATIONSREGELN 97
11 MOF Struktur der Generalisierten Netze 101
11.1 Übergeordnete Container Elemente 101
11.2 Strukturelemente 103
11.3 Dynamische Elemente 104
11.4 Aufzählungstypen 104
12 Transformationsregeln für MARTE Elemente 107
12.1 Transformationsregeln für Kontext bezogene Elemente 108
12.2 Transformationsregeln für Workload bezogene Elemente 113
12.3 Transformationsregeln für Ressourcen 116
12.4 Transformationsregeln für Schritte 126
13 Transformationsregeln für UML Elemente 137
13.1 Verteilungsdiagramm 139
13.2 Das UML Diagramm als Element 145
13.3 Das Wurzel Element eines UML Diagramms (Workload Generierung) 148
13.4 Aktivitätsdiagramm 150
13.5 Sequenzdiagramm 177
13.6 Zustandsdiagramm 190
14 Rückführung von Analyseergebnissen in das UML Modell 199
IV. SOFTWARETECHNISCHE REALISIERUNG 201
15 Historie und Klassifikation der entstandenen Lösungen 201
16 Allgemeiner Überblick über das Framework 205
16.1 Anwender 205
16.2 Modellierungswerkzeug 206
16.3 Transformationsumgebung 206
16.4 Simulationswerkzeug 207
17 Arbeitsfluss 209
17.1 Festlegung des Analyseziels 210
17.2 Referenzdatengewinnung 210
17.3 Modellierung 211
17.4 Modellexport und import 212
17.5 Präprozess (Transformationsvorbereitung) 213
17.6 Modelltransformation 215
17.7 Postprozess 216
17.8 Simulation 216
17.9 Datenrückführung 218
17.10 Datenauswertung 218
18 Die Transformationssoftware 219
18.1 Modularer Aufbau 219
18.2 Implementierung der Transformationsregeln 221
18.3 Grafische Darstellung des generierten Generalisierten Netzes 232
V. FALLSTUDIEN 235
19 Beispiel Teleautomation 235
19.1 Systembeschreibung und Analyseziel 235
19.2 Referenzdatengewinnung und Modellbildung 236
19.3 Ergebnis der Transformation 239
19.4 Simulation, Verifikation und Auswertung 241
20 Beispiel Produktionsoptimierung 245
20.1 Systembeschreibung und Analyseziel 245
20.2 Referenzdatengewinnung und Modellbildung 247
20.3 Ergebnis der Transformation 252
20.4 Simulation, Verifikation und Auswertung 255
20.5 Spezifische Leistungskenngrößen in Produktionssystemen 257
VI. SCHLUSSTEIL 259
21 Zusammenfassung 259
22 Ausblick 265
22.1 Softwaretechnische Weiterentwicklung 265
22.2 Zukünftige Forschungsarbeiten 267
VII. ANHANG 269
A. Transformationsregeln für Interaktionsdiagramme 269
A.1 Kommunikationsdiagramm 269
A.2 Zeitdiagramm 275
A.3 Interaktionsübersicht 281
B. GNSchema.xsd 283
C. Backus Naur Form der unterstützten OpaqueExpressions 289
D. Workflow Datei (.oaw): Fallstudie Produktionsoptimierung 291
E. Fallstudie Teleautomation 293
E.1 Oberfläche der Web Lösung 293
E.2 Verteilungsdiagramm der nicht verteilten Lösung 293
E.3 Aktivitätsdiagramm der nicht verteilten Lösung 294
E.4 Generiertes Generalisiertes Netz: Auszug aus der XML Datei 294
E.5 Simulation: Protokolldatei (Auszug) 299
BILDVERZEICHNIS 303
LITERATURVERZEICHNIS 307

Produkt-Details

• Erscheint lt. Verlag: 14.2.2014
• Verlagsort: Berlin/München/Boston
• Sprache: deutsch
• Themenwelt: Mathematik / Informatik ► Informatik
• Themenwelt: Technik ► Maschinenbau
• ISBN-10: 3-486-73077-0 / 3486730770
• ISBN-13: 978-3-486-73077-7 / 9783486730777