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Entwurfsbegleitende Leistungsanalyse mit UML, MARTE und Generalisierten Netzen

Autor	Evelina Koycheva
Verlag	De Gruyter Oldenbourg
Erscheinungsjahr	2013
Seitenanzahl	319 Seiten
ISBN	9783486730777
Format	PDF
Kopierschutz	Wasserzeichen/DRM
Geräte	PC/MAC/eReader/Tablet
Preis	89,95 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. 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

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