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Entwurfsbegleitende Leistungsanalyse mit UML, MARTE und Generalisierten Netzen

AutorEvelina Koycheva
VerlagDe Gruyter Oldenbourg
Erscheinungsjahr2013
Seitenanzahl319 Seiten
ISBN9783486730777
FormatPDF
KopierschutzWasserzeichen/DRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis69,95 EUR
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.

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Inhaltsverzeichnis
I. EINLEITUNG17
1 Motivation17
2 Grundsätze der frühen Leistungsanalyse21
2.1 Methoden der Entwurfsmodellierung21
2.2 Methoden der Leistungsanalysemodellierung22
2.3 Methoden der Transformation23
2.4 Methoden der Auswertung23
2.5 Methoden der Rückführung24
3 Vorangegangene Arbeiten25
3.1 Warteschlangenmodelle25
3.2 Ansätze, basierend auf Stochastischen Prozessalgebren28
3.3 Petri Netz basierte Ansätze29
3.4 Simulationsbasierte Ansätze30
3.5 Nutzung von Intermediären Formaten31
3.6 Literaturempfehlung32
4 Evaluation des Ist Zustandes und Zielsetzung33
4.1 Anforderungen an Verfahren zur frühen Leistungsanalyse33
4.2 Evaluation des Standes der Technik34
4.3 Ziele der Arbeit und eigene Beiträge40
4.4 Aufbau der Arbeit43
II. THEORETISCHE GRUNDLAGEN45
5 Meta Object Facility (MOF)45
6 Verwandte Spezifikationen im MOF Kontext49
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 Infrastruktur51
7.2 Superstruktur51
7.3 Der UML Profilmechanismus53
8 Das MARTE Profil55
8.1 Kontext bezogene Elemente59
8.2 Workload bezogene Elemente63
8.3 Ressourcen66
8.4 Schritte72
9 Modellierung von Automatisierungssystemen22
10 Generalisierte Netze85
10.1 Historische Entwicklung der Petri Netze85
10.2 Generalisierte Netze vs. andere Klassen von Petri Netzen85
10.3 Grundbegriffe und Funktionsweise der Generalisierten Netze87
10.4 Formale Definition der Generalisierten Netze90
III. TRANSFORMATIONSREGELN97
11 MOF Struktur der Generalisierten Netze101
11.1 Übergeordnete Container Elemente101
11.2 Strukturelemente103
11.3 Dynamische Elemente104
11.4 Aufzählungstypen104
12 Transformationsregeln für MARTE Elemente107
12.1 Transformationsregeln für Kontext bezogene Elemente108
12.2 Transformationsregeln für Workload bezogene Elemente113
12.3 Transformationsregeln für Ressourcen116
12.4 Transformationsregeln für Schritte126
13 Transformationsregeln für UML Elemente137
13.1 Verteilungsdiagramm139
13.2 Das UML Diagramm als Element145
13.3 Das Wurzel Element eines UML Diagramms (Workload Generierung)148
13.4 Aktivitätsdiagramm150
13.5 Sequenzdiagramm177
13.6 Zustandsdiagramm190
14 Rückführung von Analyseergebnissen in das UML Modell199
IV. SOFTWARETECHNISCHE REALISIERUNG201
15 Historie und Klassifikation der entstandenen Lösungen201
16 Allgemeiner Überblick über das Framework205
16.1 Anwender205
16.2 Modellierungswerkzeug206
16.3 Transformationsumgebung206
16.4 Simulationswerkzeug207
17 Arbeitsfluss209
17.1 Festlegung des Analyseziels210
17.2 Referenzdatengewinnung210
17.3 Modellierung211
17.4 Modellexport und import212
17.5 Präprozess (Transformationsvorbereitung)213
17.6 Modelltransformation215
17.7 Postprozess216
17.8 Simulation216
17.9 Datenrückführung218
17.10 Datenauswertung218
18 Die Transformationssoftware219
18.1 Modularer Aufbau219
18.2 Implementierung der Transformationsregeln221
18.3 Grafische Darstellung des generierten Generalisierten Netzes232
V. FALLSTUDIEN235
19 Beispiel Teleautomation235
19.1 Systembeschreibung und Analyseziel235
19.2 Referenzdatengewinnung und Modellbildung236
19.3 Ergebnis der Transformation239
19.4 Simulation, Verifikation und Auswertung241
20 Beispiel Produktionsoptimierung245
20.1 Systembeschreibung und Analyseziel245
20.2 Referenzdatengewinnung und Modellbildung247
20.3 Ergebnis der Transformation252
20.4 Simulation, Verifikation und Auswertung255
20.5 Spezifische Leistungskenngrößen in Produktionssystemen257
VI. SCHLUSSTEIL259
21 Zusammenfassung259
22 Ausblick265
22.1 Softwaretechnische Weiterentwicklung265
22.2 Zukünftige Forschungsarbeiten267
VII. ANHANG269
A. Transformationsregeln für Interaktionsdiagramme269
A.1 Kommunikationsdiagramm269
A.2 Zeitdiagramm275
A.3 Interaktionsübersicht281
B. GNSchema.xsd283
C. Backus Naur Form der unterstützten OpaqueExpressions289
D. Workflow Datei (.oaw): Fallstudie Produktionsoptimierung291
E. Fallstudie Teleautomation293
E.1 Oberfläche der Web Lösung293
E.2 Verteilungsdiagramm der nicht verteilten Lösung293
E.3 Aktivitätsdiagramm der nicht verteilten Lösung294
E.4 Generiertes Generalisiertes Netz: Auszug aus der XML Datei294
E.5 Simulation: Protokolldatei (Auszug)299
BILDVERZEICHNIS303
LITERATURVERZEICHNIS307

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