Endbericht - Syspect - Carl von Ossietzky Universität Oldenburg

Endbericht - Syspect - Carl von Ossietzky Universität Oldenburg
Endbericht
12. Oktober 2006
Projektgruppe Syspect
Carl von Ossietzky Universit¨at Oldenburg
Fakult¨at II
Department f¨ur Informatik
Abteilung Entwicklung korrekter Systeme
Endbericht
Projektgruppe Syspect
2
12. Oktober 2006
Endbericht
INHALTSVERZEICHNIS
Inhaltsverzeichnis
Einleitung
1
I
3
Seminarausarbeitungen
1 Eclipse
1.1 Was ist Eclipse? . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1.1 Geschichte von Eclipse . . . . . . . . . .
1.1.2 Grundlegende Eigenschaften von Eclipse
1.1.3 Eclipse-Projekte . . . . . . . . . . . . . .
1.2 Projektverwaltung in Eclipse . . . . . . . . . . .
1.2.1 Arbeitsbereich . . . . . . . . . . . . . . .
1.2.2 Projekte erzeugen . . . . . . . . . . . . .
1.2.3 Perspektiven in Eclipse . . . . . . . . . .
1.2.4 Quellcode editieren . . . . . . . . . . . .
1.2.5 Kompilieren und Debuggen . . . . . . .
1.2.6 Dokumentation . . . . . . . . . . . . . .
1.3 Versionsverwaltung in Eclipse . . . . . . . . . .
1.3.1 CVS-Befehle in Eclipse . . . . . . . . . .
1.3.2 Erweiterte Funktionen . . . . . . . . . .
1.3.3 Subversion in Eclipse . . . . . . . . . . .
1.4 Der Build-Prozess mit ANT . . . . . . . . . . .
1.4.1 Was ist ANT? . . . . . . . . . . . . . . .
1.4.2 Syntax von ANT . . . . . . . . . . . . .
1.4.3 ANT Beispiel . . . . . . . . . . . . . . .
1.4.4 ANT in Eclipse . . . . . . . . . . . . . .
2 Eclipse-Plugins und GEF
2.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . .
2.1.1 Plug-ins und Eclipse . . . . .
2.1.2 Installation von Plug-ins . . .
2.2 Entwicklung eines Plug-ins . . . . . .
2.2.1 Grundbausteine eines Plug-ins
2.2.2 Ressourcen-Framework . . . .
2.2.3 Editoren und Ansichten . . .
2.2.4 Perspektiven . . . . . . . . . .
Projektgruppe Syspect
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12. Oktober 2006
Endbericht
2.3
2.4
2.5
INHALTSVERZEICHNIS
Features - Plug-ins verpacken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Erweiterung durch Plug-ins - GEF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Fazit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3 Fujaba
3.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2 Architektur von FUJABA . . . . . . .
3.3 Architektur von FUJABA4Eclipse . . .
3.4 Zusammenfassung mit Hinblick auf eine
des Projektes . . . . . . . . . . . . . .
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Weiterverwendung im Rahmen
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4 ArgoUML
4.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2 Allgemeines zu ArgoUML . . . . . . . . . .
4.2.1 Benutzeroberfl¨ache . . . . . . . . . .
4.2.2 Funktionen von ArgoUML . . . . . .
4.2.3 Kognitive Unterst¨
utzung: . . . . . . .
4.2.4 Dokumentation von ArgoUML . . . .
4.3 Projektrelevante Themen . . . . . . . . . . .
4.3.1 Aufgaben der Projektgruppe Syspect
4.3.2 ArgoUML Intern . . . . . . . . . . .
4.4 Handlungsbedarf der Projektgruppe: . . . .
4.5 Fazit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5 Community Z Tools
5.1 Einleitung . . . . . . . . . .
5.2 Werkzeuge . . . . . . . . . .
5.3 ZML . . . . . . . . . . . . .
5.3.1 Aufbau . . . . . . . .
5.4 JEdit-Plug-ins . . . . . . . .
5.4.1 CZTSans . . . . . .
5.4.2 ZCharMap . . . . . .
5.5 Benutzung des Quellcodes .
5.5.1 Typecheck . . . . . .
5.5.2 Lesen, Schreiben und
5.6 Lizenzen . . . . . . . . . . .
5.7 Fazit . . . . . . . . . . . . .
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Konvertieren von
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Darstellungen .
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6 Einfu
¨ hrung in UML und XMI
6.1 UML - Unified Modeling Language . . . . . . . . . .
6.1.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
¨
6.1.2 Ubersicht
u
¨ber die einzelnen Diagrammtypen .
6.1.3 Drei Diagrammtypen am Beispiel erl¨autert . .
6.1.4 Wesentliche Neuerungen in der UML 2.0 . . .
6.2 XMI - XML Metadata Interchange . . . . . . . . . .
6.2.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Projektgruppe Syspect
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Endbericht
6.2.2
6.2.3
INHALTSVERZEICHNIS
¨
Ein Uberblick
u
¨ber XML . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Ein Beispiel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7 CSP-OZ: Kombination zweier Methoden
7.1 Einf¨
uhrung . . . . . . . . . . . . . . . .
7.2 Die Spezifikationssprache CSP . . . . . .
7.2.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . .
7.2.2 Syntax . . . . . . . . . . . . . . .
7.2.3 Informelle Semantik . . . . . . .
7.2.4 CSP-Semantiken . . . . . . . . .
7.3 Die Spezifikationssprache Z . . . . . . .
7.3.1 Z-Schema . . . . . . . . . . . . .
7.3.2 Transitionen . . . . . . . . . . . .
7.4 Die Spezifikationssprache CSP-OZ . . . .
7.4.1 CSP-OZ-Klassen . . . . . . . . .
7.4.2 Semantik . . . . . . . . . . . . .
7.5 Fazit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8 CSP-OZ-DC und PEA
8.1 Einleitung . . . . . . .
8.2 Duration Calculus . . .
8.2.1 Syntax . . . . .
8.2.2 Semantik . . .
8.2.3 Beispiele . . . .
8.3 Phase Event Automata
8.4 CSP-OZ-DC . . . . . .
8.4.1 CSP-Teil . . . .
8.4.2 Object-Z-Teil .
8.4.3 DC-Teil . . . .
8.4.4 Model-Checking
8.4.5 Beispiel . . . .
8.5 Zusammenfassung . . .
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9 Ein UML-Profil fu
¨ r CSP-OZ-DC
9.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.2 UML-Profil . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.2.1 Capsule . . . . . . . . . . . . . . . .
9.2.2 Protocol . . . . . . . . . . . . . . . .
¨
9.2.3 Ubersetzung
der Klassendiagramme .
¨
9.2.4 Ubersetzung der Statemachines . . .
¨
9.2.5 Ubersetzung
der Strukturdiagramme
9.3 Beispiel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.4 Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . .
Projektgruppe Syspect
iii
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Endbericht
INHALTSVERZEICHNIS
10 Software testen
10.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . .
10.2 Teststufen . . . . . . . . . . . . . .
10.3 JUnit . . . . . . . . . . . . . . . . .
10.3.1 JUnit-Framework . . . . . .
10.3.2 ANT: JUnit-Task . . . . . .
10.4 Java Modeling Language . . . . . .
10.4.1 Syntax . . . . . . . . . . . .
10.4.2 Fehlerbehandlung . . . . . .
10.4.3 jmlunit . . . . . . . . . . . .
10.5 Zusammenfassung und Beurteilung
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11 Versionsverwaltung
11.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . .
11.1.1 Versionsverwaltung . . . . . . .
11.1.2 Versionierungsansatz . . . . . .
11.2 Grundlegende Operationen . . . . . . .
11.2.1 Auschecken . . . . . . . . . . .
11.2.2 Einchecken . . . . . . . . . . .
11.2.3 Updaten . . . . . . . . . . . . .
11.2.4 Mergen . . . . . . . . . . . . .
11.3 Komplexere Operationen . . . . . . . .
11.3.1 Umgang mit Dateien . . . . . .
11.3.2 Umgang mit Verzeichnissen . .
11.3.3 Ignore-Optionen und Properties
11.4 GUIs . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
11.5 Administration . . . . . . . . . . . . .
11.5.1 Repositories . . . . . . . . . . .
11.5.2 Modul-Aliase“ . . . . . . . . .
”
11.5.3 Zugriffskontrolle . . . . . . . . .
11.5.4 Systemvorraussetzungen . . . .
11.6 Fazit/Vergleich . . . . . . . . . . . . .
II
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Entwurfsdokumente
101
12 Produktskizze
12.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12.2 Die grafische Oberfl¨ache der Entwicklungsumgebung
12.2.1 Arbeiten mit Klassendiagrammen . . . . . .
12.2.2 Arbeiten mit Strukturdiagrammen . . . . .
12.2.3 Arbeiten mit Zustandsdiagrammen . . . . .
12.3 Exportfunktionen der Entwicklungsumgebung . . .
Projektgruppe Syspect
iv
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Endbericht
INHALTSVERZEICHNIS
13 Anforderungsdefinition
13.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
13.2 GUI-Darstellung der UML-Diagramme . . . . . . . . . . .
13.2.1 Metadaten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
13.2.2 Klassendiagramme . . . . . . . . . . . . . . . . . .
13.2.3 Zustandsdiagramme . . . . . . . . . . . . . . . . .
13.2.4 Strukturdiagramme . . . . . . . . . . . . . . . . . .
13.3 Nichtfunktionale Anforderungen . . . . . . . . . . . . . . .
13.3.1 Performance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
13.3.2 Sonstiges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
13.4 Dateiformate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
13.4.1 XML-Darstellung der CSP-OZ-DC-Spezifikationen .
13.4.2 XML-Darstellung von Phasen-Event-Automaten . .
13.5 Anwendungsf¨alle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
13.5.1 Allgemeine Anwendungsf¨alle . . . . . . . . . . . . .
13.5.2 Anwendungsf¨alle in der Klassendiagrammansicht . .
13.5.3 Anwendungsf¨alle in der Strukturdiagrammansicht .
13.5.4 Anwendungsf¨alle in der Zustandsdiagrammansicht .
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138
14 Modifizierung der Anforderungen
14.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
14.2 Anpassung des UML-Profils . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
¨
14.3 Sonstige Anderungen
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
143
143
143
145
15 Entwurf
15.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15.2 Architektur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15.2.1 Umgebung und Einbettung . . . . . . . . .
15.2.2 Plug-in-Struktur . . . . . . . . . . . . . . .
15.3 Feinentwurf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15.3.1 Gliederung der Plug-ins . . . . . . . . . . .
15.3.2 Syspect Core Plug-in . . . . . . . . . . . . .
15.3.3 SyspectNavigator Plug-in . . . . . . . . . .
15.3.4 SyspectPersistence Plug-in . . . . . . . . . .
15.3.5 SyspectUtils Plug-in . . . . . . . . . . . . .
15.3.6 SyspectModel Plug-in . . . . . . . . . . . .
15.3.7 SyspectModelConsistencyChecker Plug-in .
15.3.8 SyspectDiagramEditorBundle Plug-in . . . .
15.3.9 Die drei Diagrammeditoren . . . . . . . . .
15.3.10 SyspectDiagramConsistencyChecker Plug-in
15.3.11 Syspect OZ-DC-Util Plug-in . . . . . . . . .
15.3.12 SyspectProperties Plug-in . . . . . . . . . .
15.3.13 SyspectCSPOZDCExport Plug-in . . . . . .
15.3.14 SyspectPEAExport Plug-in . . . . . . . . .
15.3.15 SyspectImageExport Plug-in . . . . . . . . .
15.3.16 SyspectComponentTable Plug-in . . . . . .
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147
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201
201
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Projektgruppe Syspect
v
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12. Oktober 2006
Endbericht
INHALTSVERZEICHNIS
15.3.17 Richtlinien f¨
ur den Quellcode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202
III
Zusammenfassende Bewertung und Ausblick
205
16 Zusammenfassende Bewertung
207
16.1 Fallstudie E-Mail-Client . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208
17 Ausblick
17.1 EMF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
17.2 UML2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
17.3 Druckfunktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
17.4 Notizzettelkommentare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
17.5 TypeChecking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
17.6 Verschieben von Klassen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
17.7 Z-Text-Widget . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
17.8 AssemblyConnector ConnectionAnchor . . . . . . . . . . . .
¨
17.9 Ubersetzung
nach PEA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
17.10Undo im OZ-Editor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
17.11Optimierung der Nutzung von javacc . . . . . . . . . . . . .
17.12Clipped Connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
17.13Drag and Drop zwischen Projekten . . . . . . . . . . . . . .
17.14Effizienteres Event-System . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
17.15Verschieben von Regionen innerhalb von Zust¨anden . . . . .
17.16Definition der Methodentypen in der Konvertierung zu PEA
17.17Performanz bei der Bendpoint-Berechnung . . . . . . . . . .
17.18Test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
17.18.1 Richtlinien f¨
ur Tests . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Anhang
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209
209
210
210
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211
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212
212
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213
213
214
214
214
214
214
215
215
215
219
Glossar
223
Index
226
Abbildungsverzeichnis
229
Literaturverzeichnis
232
Projektgruppe Syspect
vi
12. Oktober 2006
Endbericht
INHALTSVERZEICHNIS
Einleitung
Der vorliegende Endbericht beschreibt die Arbeit und Ergebnisse der Projektgruppe
Syspect (System Specification Tool) der Abteilung Entwicklung korrekter Systeme an
der Carl von Ossietzky Universit¨at Oldenburg. Diese Einleitung gibt zun¨achst einen
¨
Uberblick
dar¨
uber, was eine Projektgruppe ist; anschließend wird auf die Ziele der
¨
Projektgruppe Syspect eingegangen. Es folgt ein Uberblick
u
¨ber die Gliederung des
gesamten Dokuments.
Projektgruppen
Die Studienordnung f¨
ur den Diplom- bzw. Masterstudiengang Informatik an der Carl
von Ossietzky Universit¨at Oldenburg sieht f¨
ur das vierte Studienjahr (bzw. erste
Studienjahr f¨
ur Masterstudenten) eine Projektgruppe vor. Diese besteht in der Regel
aus sechs bis zw¨olf Teilnehmern. – Syspect besteht aus elf Studenten. – Sie sollen
gemeinsam eine substantielle Aufgabe“ im Umfang von 24 Kreditpunkten, also 4 Mo”
dulen bearbeiten. Neben der Entwicklung von Softwaresystemen, Hardwaresystemen
oder einer Kombination aus beiden geh¨ort zu einer Projektgruppe eine Seminarphase
sowie die Anfertigung eines Endberichts.
Das Ziel einer Projektgruppe ist es, eine umfangreiche Aufgabe in Teamarbeit zu l¨osen.
Dazu geh¨ort es, M¨oglichkeiten der Organisation von Gruppenarbeit kennenzulernen
und geeignete Kommunikationswege zu finden. Methoden des Software-Engineering
k¨onnen umgesetzt und somit Praxis-Erfahrungen gesammelt werden. Eine Projektgruppe kann unter Umst¨anden auch Einblick in die aktuelle Forschungsarbeit der
Universit¨at geben. Kontakte zu Forschenden k¨onnen gekn¨
upft und Erfahrungen
k¨onnen ausgetauscht werden.
Die Projektgruppe beginnt mit einer Seminarphase, die kompakt an wenigen Tagen
oder auf w¨ochentlichen Treffen stattfindet. – Syspect begann mit einer kompakten Seminarphase u
¨ber zwei Tage. – In dieser Phase werden erarbeitete Grundlagen von
den einzelnen Teilnehmern vorgestellt. F¨
ur die Arbeit im Verlauf des Jahres werden
Sitzungstermine vereinbart, meist ein bis zwei w¨ochentlich. Auf diesen Sitzungen werden Ergebnisse der Arbeit zusammengetragen sowie die weitere Arbeit geplant. Die
Vorgehensweise wird gemeinsam von den Studenten und Betreuern geplant. Eine Projektgruppe wird von einem oder mehreren Betreuern begleitet. Abgeschlossen wird
die Projektgruppe mit dem Vorstellen der Ergebnisse auf dem Projektgruppentag des
Fachbereichs Informatik.
Ziel der Projektgruppe
Ziel der einj¨ahrigen Arbeit der Projektgruppe war der Entwurf und die Implementierung einer grafischen Entwicklungsumgebung f¨
ur eine formale UML-Teilsprache.
Es wurde ein UML-Werkzeug entwickelt, das die Modellierung entsprechend des UMLProfils f¨
ur CSP-OZ-DC unterst¨
utzt. Die formale Methode CSP-OZ-DC kombiniert die
Projektgruppe Syspect
1
12. Oktober 2006
Endbericht
INHALTSVERZEICHNIS
Prozessalgebra CSP [Hoa04] f¨
ur die Spezifikation von Kommunikationsverhalten, die
Methode Object-Z [Smi00] zur Beschreibung von Daten und Operationen und den Duration Calculus [ZHR91] zur Beschreibung von zeitlichen Anforderungen. Mit diesem
Werkzeug k¨onnen Komponenten-, Klassen- und Zustandsdiagramme gezeichnet werden. F¨
ur die Formalisierung der Daten ist die visuelle Eingabe der Spezifikationssprache Z m¨oglich. Ebenso wird die Eingabe der Zeitaspekte durch Formeln des Duration
Calculus (DC) unterst¨
utzt.
Das Werkzeug bietet eine Speicherung der Modelle in einem eigenen Datenformat.
Neben einem Grafik- und einem LATEX-Export kann die Spezifikation in Phasen-EventAutomaten u
¨bersetzt werden. Diese k¨onnen von einem anderen Werkzeug gelesen werden, das wiederum erm¨oglicht, dass Model-Checker Eigenschaften der Spezifikation
pr¨
ufen k¨onnen.
Gliederung
Dieser Bericht ist wie folgt aufgebaut: Zun¨achst werden alle Seminarvortr¨age der Projektteilnehmer zu den in diesem Projekt relevanten Themen vorgestellt. Im Anschluss
folgen die in der Gruppe erstellten Entwurfsdokumente, dabei handelt es sich im Einzelnen um folgende Kapitel:
Produktskizze: Die Produktskizze ist das Ergebnis der ersten Anforderungsanalyse und ist sowohl als Diskussionsgrundlage zwischen Kunden und Entwicklern
gedacht als auch als Basis f¨
ur die Anforderungsdefinition.
Anforderungsdefinition: Die Anforderungsdefinition ist eine Art Vertrag u
¨ber das
zu entwickelnde Produkt. Abweichungen hiervon m¨
ussen gesondert angegeben
werden.
Modifizierung der Anforderungen: In diesem Kapitel werden die erw¨ahnten Abweichungen von der Anforderungsdefinition beschrieben.
Entwurf: Getrennt in Architektur und Feinentwurf wird hier die technische Realisierung der Syspect-Applikation erl¨autert.
Schließlich wird in einem abschließenden Kapitel ein Fazit gezogen und ein Ausblick
u
¨ber in Zukunft zu erg¨anzende Features gegeben.
Projektgruppe Syspect
2
12. Oktober 2006
Teil I
Seminarausarbeitungen
3
Endbericht
In diesem Abschnitt werden alle Grundlagen, die f¨
ur die Projektarbeit n¨otig waren,
zum Nachschlagen zusammengetragen. Die Grundlagen wurden von einzelnen Personen erarbeitet und in Seminarvortr¨agen vorgestellt.
In der ersten Seminararbeit wird Eclipse vorgestellt, da dies eine weit verbreitete IDE
zum Entwickeln von Applikationen ist, deren Funktionen den Projektgruppenteilnehmern vorgestellt werden sollen.
Da mit dem Werkzeug Syspect UML-Modelle grafisch entwickelt werden sollen,
stellen die n¨achsten drei Ausarbeitungen Werkzeuge vor und untersuchen sie auf
Erweiterungsm¨oglichkeiten und Wiederverwendbarkeit f¨
ur Syspect.
Die UML-Modelle werden in die formale Spezifikationssprache CSP-OZ-DC u
¨bersetzt.
Die Community-Z-Tools werden daher in einer Seminararbeit vorgestellt, da sie sich
mit der Teilsprache Object-Z von CSP-OZ-DC befassen. Um in die UML 2.0 und das
Speicherformat XMI einzuf¨
uhren folgt eine Arbeit zu diesen Themen.
Die UML-Modelle werden durch ein UML-Profil f¨
ur CSP-OZ-DC eingeschr¨ankt. Drei
Seminarausarbeitungen f¨
uhren in die Spezifikationssprache, deren Darstellung als
Phasen-Event-Automaten und das zugh¨orige UML-Profil ein.
Anschließend folgt eine Arbeit u
¨ber Testmethoden und eine Arbeit, die sich mit der
Versionsverwaltung mit CVS und SVN auseinandersetzt.
Projektgruppe Syspect
5
12. Oktober 2006
Endbericht
Projektgruppe Syspect
6
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 1. ECLIPSE
Kapitel 1
Eclipse
J¨
urgen Happe
1.1
Was ist Eclipse?
Eclipse ist eine Open-Source-Gemeinde, deren Projekte sich auf das Bereitstellen einer
erweiterbaren Entwicklungsplattform und eines Anwendungssystems f¨
ur Softwareentwicklung konzentrieren. Eclipse bietet erweiterbare Werkzeuge und Systeme, die sich
u
utzung f¨
ur die Modellierung,
¨ber den Lebenszyklus von Software, inklusive der Unterst¨
Entwicklungsumgebungen f¨
ur Java, C/C++ und andere Sprachen, Tests und Performanz, Business Intelligence, ergiebige Client-Anwendungen und eingebettete Entwicklung, erstrecken. Mit Eclipse ist allerdings in den meisten Zusammenh¨angen und so
auch im folgenden Text das installierte Programm des Eclipse-Projekts gemeint und
nicht die Open-Source-Gemeinde.
1.1.1
Geschichte von Eclipse
Das Eclipse-Projekt wurde 1999 von IBM- und OTI-Teams aus Nordamerika und Europa mit u
¨ber 40 Vollzeit-Mitarbeitern gestartet. Es dauerte dennoch mehr als zwei Jahre,
bis die Version 0.9 im Juni 2001 ver¨offentlicht wurde, der dann im Oktober desselben
Jahres die Version 1.0 folgte. Im darauf folgenden Monat beschloss IBM, den Programmcode zu ver¨offentlichen, so dass Eclipse sich in ein Open-Source-Projekt verwandelte. Außerdem startete IBM eine Webseite [EFI05b], um Open-Source-Entwicklern
eine Anlaufstelle zu bieten.
1.1.2
Grundlegende Eigenschaften von Eclipse
Eclipse wird als Plattform f¨
ur Entwickler zun¨achst einmal dadurch attraktiv, dass es
ein Open-Source-Projekt ist und auf Grund der Java-Architektur f¨
ur jedes Betriebssystem zur Verf¨
ugung steht.
Projektgruppe Syspect
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12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 1. ECLIPSE
Die Eclipse-Entwickler haben es sich zum Ziel gesetzt, eine robuste, voll ausgestattete Industrieplattform f¨
ur die Entwicklung hoch integrierter Werkzeuge zur Verf¨
ugung
zu stellen. Verwirklichen wollen sie dies unter anderem durch eine Struktur, die nur
die Plattform als Grundger¨
ust vorsieht und alle Funktionen als Plug-ins an die Plattform andocken l¨asst. Dadurch wird erreicht, dass man als Benutzer nie mehr als die
gew¨
unschten Funktionen installieren muss. Andere komplexere Entwicklungsumgebungen wirken aufgrund des Funktionsumfangs oft u
¨berladen und sind schwerer erweiterbar. Positiv bewerten l¨asst sich auch die zum Teil erreichte Unabh¨angigkeit von Programmiersprachen, da f¨
ur viele beliebte Programmiersprachen ein Plug-in f¨
ur Eclipse
existiert oder entwickelt wird.
1.1.3
Eclipse-Projekte
Zu Eclipse geh¨oren drei große Projekte, n¨amlich das Eclipse Project[EFIb], das Eclipse
Tools Project[EFId] und das Eclipse Technology Project[EFIc].
Das Eclipse Project umfasst Plattform, Java Development Tools (JDT) und Plug-in
Development Environment (PDE) und hat es sich zum Ziel gemacht, die Plattform und
Grundger¨
ust zu u
¨berarbeiten und weiter zu entwickeln.
Das Eclipse Tools Project beinhaltet schlicht die wichtigsten Werkzeuge f¨
ur Eclipse.
¨
Die Aufgabe ist die Koordination zwischen den Entwicklern, um Uberschneidungen
und Doppelungen bei Komponentenentwickelung zu vermeiden.
Das Eclipse Technology Project unterteilt sich in Forschungsprojekte, die sich mit Programmiersprachen und Entwicklungsumgebungen befassen, Brutst¨atten“, die im klei”
nem Rahmen neue Funktionen f¨
ur Eclipse entwickeln und Bildungsprojekte, die Lernhilfen und Fortbildungsmaterial zur Verf¨
ugung stellen.
1.2
1.2.1
Projektverwaltung in Eclipse
Arbeitsbereich
Der Arbeitsbereich von Eclipse kann unter der Men¨
uoption File->Switch Workspace
festgelegt werden. Grunds¨atzlich legt Eclipse alle Projekte, die im Package Explorer erstellt werden, auch in dem ausgew¨ahlten Verzeichnis ab, wobei die Verzeichnisstruktur
beibehalten wird. Im Arbeitsbereich erstellt Eclipse außerdem versteckte Dateien, in
denen sich Metadaten u
¨ber Plug-ins, u
¨ber die Projekte und den Arbeitsbereich insgesamt befinden. Mit der Men¨
uoption File->Import->Existing Projects into Workspace
ist es m¨oglich, Projekte aus anderen lokalen Verzeichnissen in den aktuell gew¨ahlten
Arbeitsbereich zu importieren.
1.2.2
Projekte erzeugen
Der Project Wizard (Abbildung 1.1) kann in Eclipse abh¨angig vom Installationsumfang
Projekte erzeugen. Wenn zum Beispiel die C Development Tools (CDT) installiert
sind, lassen sich neben den Java-Projekten auch C/C++-Projekte erzeugen. Neben
dem Erzeugen von neuen Projekten gibt es auch noch Funktionen, die Projekte mit
Projektgruppe Syspect
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KAPITEL 1. ECLIPSE
Abbildung 1.1: Project Wizard
Hilfe von ANT-Buildfiles generieren und das Auschecken von Projekten aus dem CVS
erm¨oglichen. Außerdem kann der Project Wizard festlegen, welche Compilerversion
benutzt werden soll und welche Bibliotheken in das Projekt eingebunden werden.
1.2.3
Perspektiven in Eclipse
Perspektiven in Eclipse erm¨oglichen es dem Benutzer, sich Projekte aus unterschiedlichen Ansichten anzusehen und sogar, Ansichten f¨
ur seine individuellen Bed¨
urfnisse
zu erstellen. Konkret gibt es zum Beispiel eine Java-Perspektive (Abb.2), in der standardm¨aßig links der Package Explorer, in der Mitte die zu editierende Datei, unten
eine Ausgabekonsole und rechts eine Liste aller Methoden und Variablen der Klasse
erscheint. Diese Perspektive soll es dem Nutzer erm¨oglichen, viele relevante Informa¨
tionen f¨
ur das Bearbeiten und Kompilieren in der Ubersicht
zu behalten. Die Java
Browsing-Perspektive zeigt im oberen Bereich vier Fenster, die nebeneinander JavaProjekte, -Pakete, -Klassen und -Methoden in strukturierter Weise darstellen. Das Ziel
¨
dieser Perspektive ist es, im Unterschied zur normalen Java-Perspektive, eine Ubersicht
u
¨ber die gesamte Struktur des Projektes zu schaffen. Perspektiven zeigen also immer
an den Kontext angepasste Blickwinkel auf ein Projekt.
Zu Perspektiven geh¨oren aber nicht nur unterschiedliche Ansichten auf Java-Projekte.
Es gibt auch eine eigene Ansicht f¨
ur C/C++-Projekte, in der auf die Bed¨
urfnisse
von C-Entwicklern eingegangen wird, in dem ein zus¨atzliches Make Targets-Fenster
erscheint und die Shortcuts ver¨andert werden. So werden die Shortcuts, die in der
Java-Perspektive zum Erstellen von Klassen und Paketen benutzt werden, ersetzt durch
Shortcuts, die C/C++-Klassen und -Quelldateien erstellen.
Projektgruppe Syspect
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Endbericht
KAPITEL 1. ECLIPSE
Abbildung 1.2: Java-Perspektive
Projektgruppe Syspect
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12. Oktober 2006
Endbericht
1.2.4
KAPITEL 1. ECLIPSE
Quellcode editieren
Unabh¨angig von der Perspektive l¨asst sich jede Datei in Eclipse aus dem Dateikontextmen¨
u mit verschiedenen Editoren ¨offnen. Eine Ansicht auf die Dateien bieten dabei
nicht nur die Editoren f¨
ur die verschiedenen Programmiersprachen mit unterschiedlichem Syntax-Highlighting, sondern auch zum Beispiel der Webbrowser f¨
ur HtmlDateien.
Eine weitere n¨
utzliche Funktion von Eclipse ist das automatische Vervollst¨andigen von
Ausdr¨
ucken. So wird der Java-Ausdruck System.out.p zu System.out.println().
Wenn ein Benutzer im ANT-Editor tar tippt, l¨asst der Ausdruck sich zu <target name = ’ ’></target> vervollst¨andigen. Das Vervollst¨andigen von Ausdr¨
ucken erfolgt
u
ber
einen
durch
Strg
+
Space“
aufrufbaren
Dialog,
der
alle
m¨
o
glichen
logischen Er¨
”
weiterungen zum bereits getippten Ausdruck angibt.
Eclipse u
uft außerdem noch w¨ahrend der laufenden Eingabe den Programmcode
¨berpr¨
auf Korrektheit. Der Nutzer kann also, ohne die Datei abzuspeichern und auszuf¨
uhren,
durch die von Eclipse markierten Zeilen Fehler finden.
1.2.5
Kompilieren und Debuggen
Abbildung 1.3: Debug-Perspektive
Unter den Shortcuts Run und Debug verbirgt sich die M¨oglichkeit, den Compiler mit
verschiedenen Parametern und Variablen zu f¨
uttern und unterschiedliche CompilerProjektgruppe Syspect
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12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 1. ECLIPSE
konfigurationen f¨
ur dasselbe Projekt zu erstellen. Am Besten debuggen kann man in
Eclipse in der daf¨
ur vorgesehenen Perspektive (Abbildung 1.3). Breakpoints lassen sich
allerdings u
¨berall durch einen Rechtsklick auf den linken Rand eines Editors setzen.
Setzt man einen einfachen Zeilen-Breakpoint, h¨alt der Debugger an, wenn das Programm in der Zeile ankommen ist. An dieser Stelle kann der Benutzer mit einem Klick
in die Shortcutleiste des ’Debug’-Fensters das Programm einfach fortsetzen, es abbrechen, oder im ’Variablen’-Fenster Werte ver¨andern, um so einen bestimmten Ablauf
des Programms zu simulieren. Neben Breakpoints gibt es in Eclipse noch so genannte
Watchpoints, die eine Anwendung immer dann stoppen, wenn der Wert eines Ausdrucks sich ver¨andert, unabh¨angig davon, wo dies passiert. Watchpoints werden u
¨ber
den Men¨
upunkt Run->Toggle Watchpoint gesetzt, wobei man zuerst die gew¨
unschte
Variable markieren muss.
1.2.6
Dokumentation
Das Erzeugen von Dokumentation f¨
ur Java-Projekte unterst¨
utzt Eclipse mit dem Menu
¨befehl Project->Generate Javadoc. Hier lassen sich eine Reihe Einstellungen u
¨ber das
Aussehen der Dokumentation, wie zum Beispiel die Ausgabe von Navigationsleisten
oder die Beachtung einzelner Javadoc-Tags (z.B. @author) festlegen. Alle diese Einstellungen lassen sich auch in einem ANT-Skript speichern, das nur ein einziges Target
enth¨alt, in welchem der Befehl javadoc mit allen im grafischen Dialog festgelegten
Optionen eingetragen ist.
1.3
Versionsverwaltung in Eclipse
CVS ist im Standardpaket von Eclipse enthalten. F¨
ur Subversion kann das Plug-in
Subclipse[tig] einfach und kostenlos herunter geladen werden.
1.3.1
CVS-Befehle in Eclipse
Zum Auschecken von Projekten stellt Eclipse die Funktion File->Import->Checkout
Project from CVS zur Verf¨
ugung. Genau wie beim Kommandozeilenbefehl muss Host,
Pfadname, Protokoll, Login, Passwort und der Name des Moduls angegeben werden.
Danach wird das Modul als Projekt im Eclipse-Arbeitsbereich untergebracht.
Ist ein Projekt mit einem Repository verbunden, stehen im Dateikontextmen¨
u, unter
dem Punkt Team, die Funktionen commit und update zur Verf¨
ugung. Markiert man im
Package Explorer jetzt ein oder mehrere Dateien oder Verzeichnisse, besteht die M¨oglichkeit, die neueste Version der Dateien oder Verzeichnisse aus dem Repository mit
dem update-Befehl herunter zu laden. Commit l¨adt unter Angabe eines Kommentars
¨
u
die markierten Dateien ins Repository hoch.
¨ber die Anderungen
Soll eine neue Datei dem Repository hinzugef¨
ugt werden, kann man diese einfach im
lokalen Arbeitsbereich mit dem Package Explorer erstellen und mit commit hochladen.
Zum L¨oschen von Dateien sollte auf den Repository Explorer zur¨
uckgegriffen werden,
da das L¨oschen einer Datei mit dem Package Explorer diese nur aus dem lokalen Arbeitsbereich entfernt.
Projektgruppe Syspect
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12. Oktober 2006
Endbericht
1.3.2
KAPITEL 1. ECLIPSE
Erweiterte Funktionen
Neben den Standardfunktionen wie checkout und commit, die im vorherigen Abschnitt
erl¨autert wurden, hat Eclipse auch noch weitere erw¨ahnenswerte Funktionen.
Der Compare Viewer erm¨oglicht es dem Benutzer, seine aktuell bearbeitete Datei mit
der im Repository zu vergleichen. Das ist vor allem dann n¨
utzlich, wenn die Datei im
¨
Repository ebenfalls ver¨andert wurde und die Anderungen
zusammengef¨
uhrt werden
m¨
ussen. Beide Dateien werden nebeneinander angezeigt und Unterschiede werden
markiert.
Der Repository Explorer kann dem Benutzer das gesamte Repository anzeigen und
macht es m¨oglich, jede einzelne Datei jeder Version mit ihrer Versionsgeschichte unter
die Lupe nehmen.
¨
In der Team Synchronizing-Perspektive hat der Entwickler einen Uberblick
u
¨ber die
¨
einzelnen Dateien des gesamten Projekts, mit allen gerade eingehenden Anderungen,
¨
ausgehenden Anderungen
und Konflikten.
1.3.3
Subversion in Eclipse
Zwischen Subversion und CVS gibt es in Eclipse im Frontend so gut wie keine Unterschiede. Alle Dialoge und Fenster sind sehr ¨ahnlich, was den Vorteil hat, dass jeder, der
CVS kennt, auch Subversion in Eclipse benutzen kann. Subclipse kann wie alle Plug-ins
unter dem Men¨
upunkt Help->Software Updates->Find and Install installiert werden.
Anschließend w¨ahlt man selbstverst¨andlich den Men¨
upunkt Search for new features
to install und tr¨agt dann im n¨achsten Dialogfenster unter Add new Remote Site die
Quelle ’http://subclipse.tigris.org/update’.
1.4
1.4.1
Der Build-Prozess mit ANT
Was ist ANT?
Der Name ANT[Apa06] entstand durch die Kurzbeschreibung des Tools Another Neat
”
Tool“, was u
ubsches Werkzeug“. Konkreter verbirgt
¨bersetzt bedeutet: ein weiteres h¨
”
sich hinter ANT ein Java-basiertes Build-Tool. Das Ziel der Entwickler war eine Art
Make [FSF06a], ohne die Make Sch¨onheitsfehler. Die Build-Files von ANT sind XMLbasiert und damit strukturiert, aber gelegentlich auch umst¨andlicher als Make-BuildFiles. ANT-Build-Files k¨onnen in Eclipse editiert, mit einem daf¨
ur vorgesehenen Editor
bearbeitet und als External Tool ausgef¨
uhrt werden.
1.4.2
Syntax von ANT
Drei wichtige syntaktische Bausteine von ANT kurz erl¨
autert:
<project name=“example“ default=“doc“ basedir=“.“></project>
Im Attribut name wird der Name festgelegt, auf den sich das Projekt bezieht. Der
Wert von default gibt das standardm¨aßig auszuf¨
uhrende Target an. Das basedir ist
der Verzeichnispfad, wo das Projekt im Verh¨altnis zur Build-Datei zu finden ist.
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KAPITEL 1. ECLIPSE
<property name=“build“ location=“bin/bla/blub“/>
Durch die Angabe einer property wird es m¨oglich, l¨angere Verzeichnisangaben, die
urzer Ausdr¨
ucke zu ersetzen. In diesem Fall
¨ofter in der Datei vorkommen, durch k¨
ließe sich der Pfadname bin/bla/blub durch ${build} ersetzen.
<target name=“compile“ depends=“init“ description=“compile the source“>
<mkdir dir=“bin“/> </target>
Targets f¨
uhren die eigentlichen Befehle, wie zum Beispiel <mkdir dir=“bin“/>, aus.
Durch depends kann das Target von einem anderen Target abh¨angig gemacht werden,
was bedeutet, dass das Target, von dem es abh¨angig ist, zuerst ausgef¨
uhrt wird.
Außerdem wird ein Target nicht ausgef¨
uhrt, wenn das, von dem es abh¨angig ist,
fehlschl¨agt.
1.4.3
ANT Beispiel
<project name=“example“ default=“doc“ basedir=“.“>
<target name=“init“>
<mkdir dir=“bin“/>
</target>
<target name=“build“ depends=“ init“>
<javac srcdir=“src“ destdir=“bin“/>
</target>
<target name=“doc“ depends=“build “>
<javadoc sourcepath=“.“ packagenames=“src“ destdir=“doc“>
</target>
</project>
Dieses Beispiel zeigt drei Targets, von denen das erste ein Verzeichnis erstellt, das
zweite den Quellcode kompiliert und das dritte die Dokumentation erzeugt. So, wie
das Programm jetzt aufgebaut ist, w¨
urden alle drei Targets in der eben erw¨ahnten
Reihenfolge abgearbeitet werden. Grund daf¨
ur ist, das ein Target erst das Target ausf¨
uhrt von dem es ggf. abh¨angig ist. Es w¨are zwar auch m¨oglich, alle drei Befehle in ein
Target zu schreiben, dennoch ist die Trennung solcher Befehle in verschiedene Targets
oft geschickter.
In dem Fall, dass das Verzeichnis nicht erzeugt werden kann, w¨
urde auch der Kompiliervorgang gar nicht erst starten. Ebenso w¨
urde eine Fehlermeldung des Compilers
dazu f¨
uhren, dass das letzte Target, also das Erzeugen der Dokumentation, nicht mehr
gestartet wird. Ob das in diesem Fall sinnvoll ist, ist nicht unbedingt sicher. Es liegt
aber auf der Hand, dass sich auf diese Weise klare logische Abh¨angigkeiten definieren
lassen, wodurch sich gerade bei gr¨oßeren Projekten Fehler vermeiden lassen.
Projektgruppe Syspect
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12. Oktober 2006
Endbericht
1.4.4
KAPITEL 1. ECLIPSE
ANT in Eclipse
¨
Alle XML-Dateien k¨onnen in Eclipse auch mit dem ANT-Editor ge¨offnet werden. Uber
die External Tools lassen sich ANT-Build-Dateien ausf¨
uhren und es l¨asst sich vor allem
genau festlegen, welche Targets ausgef¨
uhrt werden sollen.
Projektgruppe Syspect
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12. Oktober 2006
Endbericht
Projektgruppe Syspect
KAPITEL 1. ECLIPSE
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12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 2. ECLIPSE-PLUGINS UND GEF
Kapitel 2
Eclipse-Plugins und GEF
Christian G¨
unther
2.1
Einleitung
Im Rahmen der Projektgruppe Syspect entstand an der Universit¨at Oldenburg diese
Ausarbeitung, die die Entwicklung von Plug-ins f¨
ur Eclipse 3.1 sowie die Benutzung
des Plug-ins GEF beinhaltet. Ziel der Projektgruppe ist der Entwurf und die Implementierung einer grafischen Entwicklungsumgebung f¨
ur eine formale UML-Teilsprache.
Eclipse und GEF bieten sich dabei als Plattform f¨
ur eine solche Entwicklungsumgebung
an.
2.1.1
Plug-ins und Eclipse
Ein Plug-in (engl. to plug in – einst¨opseln, anschließen) ist eine Softwarekomponente,
welche die Funktionalit¨at einer anderen Software benutzt und/oder erweitert. Es kann
daher auch als Erg¨anzungs- oder Zusatzmodul beschrieben werden. Der Vorgang der
Erweiterung muss dabei u
¨ber festgelegte Schnittstellen der Software definiert werden,
die erweitert werden soll. Diese Schnittstellen bilden in Eclipse den zentralen Mechanismus, um Funktionalit¨aten hinzuzuf¨
ugen. Dementsprechend bildet ein Plug-in auch
die kleinste Funktionseinheit in Eclipse.
Eclipse selbst ist nur“ eine Allzweck-IDE und eine Integrationsplattform f¨
ur Software”
Werkzeuge. Die einzige Funktionalit¨at beruht auf einem Laufzeitmodul der EclipsePlattform, das Plug-ins verwaltet und daher selbst kein Plug-in ist [Sha04].
Die Plattform bietet f¨
ur Plug-ins unter anderem die Vorteile einer einheitlichen Umgebung sowie einer einfachen Integrationsm¨oglichkeit. Weiter gibt es keine Inkompatibilit¨aten. Damit die Vorteile gew¨ahrleistet werden k¨onnen, stellt Eclipse verschiedene
Bibliotheken, Schnittstellen und Frameworks zur Verf¨
ugung, auf die sp¨ater genauer
eingegangen werden soll.
Abbildung 2.1 verdeutlicht den Aufbau von Eclipse. Die als Eclipse (The Eclipse Project) bekannte IDE setzt sich aus der Eclipse-Plattform, deren Komponenten sowie
Projektgruppe Syspect
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12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 2. ECLIPSE-PLUGINS UND GEF
Abbildung 2.1: Struktur von Eclipse [Sha04]
dem JDT und PDE zusammen. Das Plug-in JDT zeigt die Entwicklungsumgebung f¨
ur
Java auf. PDE stellt ein Plug-in f¨
ur die Plug-in-Entwicklung dar. Aufbauend auf der
Plattform k¨onnen weitere Plug-ins erstellt werden sowie Plug-ins auf Plug-ins aufbauen
bzw. untereinander abh¨angig sein.
Der Plug-in-Mechanismus von Eclipse hat bei vielen Entwicklern und Anwendern Zuspruch gefunden. Entwickelt wurde Eclipse im Hause IBM, jedoch gibt es eine Reihe an
bekannten Firmen, die mit bzw. f¨
ur Eclipse entwickeln. Beispielhaft k¨onnen an dieser
Stelle HP, Borland, SAP und Oracle genannt werden [EFI05b]. Aufgrund der Tatsache, dass Plug-ins auf Plug-ins aufbauen k¨onnen, erstreckt sich die Funktionalit¨at von
Plug-ins u
¨ber etliche Bereiche. Plug-ins lassen sich beispielsweise zu den Kategorien
Editoren, Grafik, Datenbanken, Rich Client Platform, Netzwerke, und Unterhaltung
u
¨ber zahlreiche Portale finden (z.B. [EFI06a], [EFI06b], [EFI05b]). Obwohl Eclipse
selbst Open-Source ist, gibt es neben Open-Source-Plug-ins auch kommerzielle Plugins. Zudem es ist auch m¨oglich, Plug-ins als Rich Client Application laufen zu lassen.
2.1.2
Installation von Plug-ins
Plug-ins lassen sich komfortabel u
¨ber einen integrierten Update Manager in Eclipse installieren und aktualisieren. Jedoch kann das Plug-in auch in das Installationsverzeichnis entpackt werden. Wie Abbildung 2.2 zu entnehmen ist, befindet sich der Update
Manager in der Men¨
uleiste von Eclipse unter dem Punkt Help->Software Updates.
Durch die Angabe einer Update Site ist es dem Update Manager m¨oglich, gefundene Plug-ins aufzulisten und zu installieren. Die Update Site kann sowohl ein lokales
Verzeichnis als auch eine URL im Netz sein. Eine weitere n¨
utzliche Funktion des Update Managers ist die Pr¨
ufung auf Abh¨angigkeiten verschiedener Plug-ins untereinander,
d.h., entsprechende Inkompatibilit¨aten zwischen den Plug-ins werden direkt aufgezeigt.
Das Installationsverzeichnis von Eclipse gliedert sich in die vier Unterverzeichnisse configuration, features, plugins und readme. Das Verzeichnis plugins enth¨
alt alle Plugins, die zur Eclipse-Installation installiert worden sind sowie interne“ Plug-ins, welche
”
zu Eclipse geh¨oren. Beispielhaft kann hier die Plattform als internes Plug-in genannt
werden. Ein Plug-in kann auch durch Kopieren in das Verzeichnis installiert werden.
Das gilt ebenso f¨
ur Features (siehe Abschnitt 2.3), welche sich dementsprechend in dem
Projektgruppe Syspect
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12. Oktober 2006
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KAPITEL 2. ECLIPSE-PLUGINS UND GEF
Abbildung 2.2: Screenshots des Update-Managers
feature-Verzeichnis befinden. Das Verzeichnis configuration enth¨
alt eclipse-spezifische
Einstellungen, w¨ahrend das Verzeichnis readme weiterf¨
uhrende Informationen zu Eclip-
se bereitstellt.
2.2
Entwicklung eines Plug-ins
Da Eclipse in Java geschrieben ist, wird auch f¨
ur Plug-ins diese Programmiersprache verwendet. Eclipse stellt durch das Java Development Plugin (JDT) einen sehr
guten Java-Editor zur Verf¨
ugung. Aus diesem Grund bietet sich die Entwicklung
von Plug-ins mit Eclipse an. Das JDT bietet allerdings keine Unterst¨
utzung f¨
ur den
Plug-in-Mechanismus. Deswegen geh¨ort standardm¨aßig das Plug-in Plug-in Development Enviroment (PDE) auch zum Eclipse Project, welches eine direkte Plug-inEntwicklungsumgebung f¨
ur Eclipse-Plug-ins bietet. Es k¨onnen somit auf komfortable
Weise Eclipse-Plug-ins mit Eclipse selbst erstellt werden.
Die Entwicklung eines Plug-ins f¨
ur Eclipse unterscheidet sich von dem Entwicklungsprozess von anderer Software. Der Hauptpunkt dabei ist, dass nicht von Grund auf
nach einem Ansatz gesucht wird, die Software zu realisieren, sondern nach einem vorhandenen Ansatz in Eclipse, der erweitert werden kann [Sha04]. Mit Ansatz ist hier
etwa ein Integrationspunkt f¨
ur ein Plug-in bzw. eine Erweiterung gemeint. Das Plug-in
wird somit auf die Plattform von Eclipse aufgebaut, integriert. Damit solche Integrationspunkte gefunden werden k¨onnen, m¨
ussen die zur Verf¨
ugung gestellten Funktionen
bzw. Schnittstellen, Bibliotheken und Frameworks bekannt sein, die solche Integrationspunkte zur verf¨
ugung stellen. Diese sollen an dieser Stelle kurz erl¨autert werden
(vergleiche Abbildung 2.1 auf Seite 18).
SWT steht f¨
ur Standard Widget Toolkit und ist eine Bibliothek f¨
ur grafische Benutzeroberfl¨achen. SWT greift auf die nativen Steuerelemente des Betriebssystems zur¨
uck
und bildet somit die unterste Schicht im Gesamt-Framework der Benutzeroberfl¨ache.
SWT wurde auf eine Vielzahl von Fenster- und Betriebssystemen portiert und l¨auft auf
allen nahezu ¨aquivalent. Die Bibliothek ist nicht an Eclipse gebunden und kann daher
auch außerhalb von Eclipse benutzt werden [Sha04].
Projektgruppe Syspect
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Endbericht
KAPITEL 2. ECLIPSE-PLUGINS UND GEF
JFace ist ein Benutzeroberfl¨achen-Framework f¨
ur allgemeine Benutzeroberfl¨achenaufgaben. JFace setzt auf SWT auf bzw. erweitert dieses. Es enth¨alt sowohl Frameworks f¨
ur Widgets, Bild- und Schriftregistrierungen, Dialogfelder und Assistenten als
auch f¨
ur Aktionen und Erweiterungen [Sha04].
Die Workbench repr¨asentiert die Benutzeroberfl¨ache der Eclipse-IDE. Sie gibt somit das Layout der Oberfl¨ache vor und strukturiert bzw. verwaltet Editoren und Ansichten. Die Workbench benutzt dabei SWT und JFace [Sha04].
Die Workspace API and Resources unterst¨
utzen den Zugriff auf den von Eclipse
verwendeten Workspacebereich bzw. bildet diesen intern in Eclipse ab.
Team Support bietet die M¨oglichkeit einer Versionierung und Konfiguration von
Eclipse-Projekten und -Daten bzw. unterst¨
utzt die Integration von RepositorySystemen.
Das Hilfesystem f¨
ur Eclipse schafft eine Basis f¨
ur die Dokumentation eines Plugins. Das Framework unterst¨
utzt dabei sowohl die integrierte Hilfedokumentation, die
¨
kontextabh¨angige Hilfe, die Ubersetzung
von Hilfseinhalten in mehrere Sprachen, die
Suchfunktion als auch ein eigenst¨andiges Hilfesystem, welches außerhalb von Eclipse
benutzt werden kann. Zudem gibt es eine aktive Hilfe, mit der bestimmte Aktionen
f¨
ur einen Benutzer aufgef¨
uhrt werden k¨onnen. Beispielhaft kann an dieser Stelle der
Perspektivenwechsel genannt werden [Sha04].
2.2.1
Grundbausteine eines Plug-ins
Im Abschnitt 2.2 wurden so genannte Integrationspunkte angesprochen, auf die Plugins aufbauen k¨onnen. Diese Integrationspunkte bilden den Grundbaustein des EclipsePlug-in-Mechanismus. Bei der Entwicklung eines Plug-ins muss daher bekannt sein, wo
das Plug-in in Eclipse von technischer Seite integriert bzw. auf welche Grundfunktionen es aufgebaut werden kann. Dieses Prinzip wird durch so genannte extension points
und extensions verwirklicht. Extension points definieren die Integrationspunkte, auf
denen neue Plug-ins durch eine extension auf diesen extension point aufbauen k¨onnen.
Die extension points beziehen sich dabei auf die in Abschnitt 2.2 zuvor beschriebenen
unterschiedlichen Schnittstellen bzw. die Schnittstellen bieten verschiedene extension
points f¨
ur Plug-ins an. Die extensions eines Plug-ins werden in einer XML-Datei mit
dem Dateinamen Plugin.xml definiert (siehe Abbildung 2.4). Allein die Definition einer
extension in der XML-Datei reicht f¨
ur Eclipse aus, diese zu laden“. So wird beispiels”
weise ein Men¨
ueintrag ohne jegliche Implementierung bereits angezeigt. Die eigentliche
Implementierung zu einer extension, welche das Plug-in bzw. die Erweiterung im Plugin eigentlich ausmacht, wird durch eine Java-Klasse repr¨asentiert, die eine von dem
extension point vorgegebene Schnittstelle implementiert. Diese Klasse wird erst beim
direkten Gebrauch von Eclipse geladen, um Ressourcen einzusparen. Somit kann gew¨ahrleistet werden, dass auch bei einer großen Menge an installierten Plug-ins Eclipse
noch lauff¨ahig bleibt. Die Referenzierung auf die Klasse, welche die Schnittstelle des
Projektgruppe Syspect
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12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 2. ECLIPSE-PLUGINS UND GEF
extension point implementiert, befindet sich ebenfalls in der extension-Definition in
der Plugin.xml. Da Plug-ins auch auf andere Plug-ins aufbauen k¨onnen, definieren
Plug-ins auch gegebenenfalls selbst extension points.
Abbildung 2.3: extension-point und extension
In der Abbildung 2.3 stellt das Workbench-Plug-in den extension-point actionSets
zur Verf¨
ugung, durch diesen sich im Workbench-Men¨
u eine neue Action hinzuf¨
ugen
l¨asst. Diese neue Action wird durch MyAction-Plugin bzw. durch die extension auf
diesen extension point definiert. Damit das Workbench-Plug-in auf Anfrage die neu
hinzugef¨
ugte Aktion ausf¨
uhren bzw. aufrufen kann, muss MyActionPlugin die von
dem Workbench-Plug-in vorgegebene Schnittstelle ActionDelegate implementieren.
Die folgende Abbildung 2.4 zeigt dieses Szenario in Verbindung mit der Plugin.xml
und der zu implementierenden Klasse.
Abbildung 2.4: Plugin.xml und Implementierung
Bevor die extensions des Plug-ins definiert und implementiert werden k¨onnen, muss
das Plug-in selbst definiert werden. Dies geschieht durch ein Plug-in-Manifest in Form
einer Datei mit dem Namen MANIFEST.MF (siehe Abbildung 2.5). Eine der wichtigsten
Eigenschaften des Manifests ist die Definition der Abh¨angigkeiten zu anderen Plug-ins.
Eclipse kann beim Start anhand der Manifeste eine interne Plug-in-Registry erstellen
und die Plug-ins in Abh¨angigkeiten laden [Sha04]. Aktiviert wird ein Plug-in allerdings
nur dann, wenn es gebraucht wird – es sei denn, das Plug-in erzwingt ein fr¨
uhes Aktivieren. Zu diesem Manifest geh¨ort, wie auch bei den extensions, eine Java-Klasse, die
durch das Manifest referenziert wird. Diese Klasse wird von Eclipse bei der Aktivierung
des Plug-ins geladen und muss von AbstractUIPlugin abgeleitet sein.
Projektgruppe Syspect
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12. Oktober 2006
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KAPITEL 2. ECLIPSE-PLUGINS UND GEF
Abbildung 2.5: Eine Manifest-Datei eines Plug-ins und dessen Java-Klasse
2.2.2
Ressourcen-Framework
Das Ressourcen-Framework bildet die Schnittstelle zu dem in Eclipse benutzten
Workspace. Dabei gibt es zwei Ansichten des Workspace. Die physikalische Ansicht,
welche die Ordner und Dateien auf der Festplatte bezeichnet, und die logische Ansicht, die die Abbildung des Workspaces in Eclipse durch das Ressourcen-Framework
darstellt. Das Ressourcen-Framework hat dabei einen viel gr¨oßeren Umfang und eine gr¨oßere Funktionalit¨at als die physikalische Sicht. Neben dem Erzeugen, Verwalten
oder L¨oschen von Ressourcen unterst¨
utzt dieses Framework auch die Ressourcenereignisverarbeitung sowie Ressourceneigenschaften, Natures, Builder und Markierungen.
Aufgrund dieser zwei Ansichten spielt die Synchronisation beider eine wichtige Rolle.
Wenn sich in der physikalischen Ansicht außerhalb der Benutzung von Eclipse etwas
ver¨andert, zum Beispiel das L¨oschen einer Datei, bekommt das Ressourcen-Framework
ohne Synchronisation die Ver¨anderung nicht mitgeteilt.
Abbildung 2.6: Schnittstellen der Resourcen [Sha04]
Die Abbildung 2.6 zeigt eine logische Ansicht (links) sowie eine Schnittstellenhierarchie
(rechts). Die logische Ansicht wird anhand der physikalischen Ansicht erstellt. Durch
verschiedene Schnittstellen des Ressourcen-Frameworks wird ein Zugriff auf diese gew¨ahrleistet. So gibt es zum Beispiel eine Schnittstelle IFile f¨
ur den Zugriff auf Dateien
oder die verallgemeinerte Schnittstelle IResource f¨
ur alle Dateisystemressourcen.
Projektgruppe Syspect
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12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 2. ECLIPSE-PLUGINS UND GEF
Nature ist ein Konzept, mit dem das Verhalten und die Funktionen von EclipseProjekten festgelegt werden k¨onnen. Es gibt beispielsweise eine Java-Nature, die bestimmte Projektkonfigurationen festlegt, wobei ein Projekt auch mehrere Natures haben kann [Sha04].
Builder sind Mechanismen, die vom Arbeitsbereich verwendet werden, um automatisch Dateien zu der Plug-in-spezifischen Logik zu verarbeiten. Dabei werden die Dateien meist in eine andere Form gebracht. Die Kompilierung der Java-Dateien wird zum
Beispiel durch einen solchen Builder u
¨bernommen [Sha04].
Markierungen sind abstrakte Entit¨aten zu einer Ressource. Markierungen sind dabei Ressourcenobjekte, die mit anderen Ressourcen verkn¨
upft werden k¨onnen. Es kann
auch innerhalb einer Ressource verkn¨
upft werden. Die Verkn¨
upfung zu einer Zeile innerhalb einer Textressource ist so eine Markierung [Sha04].
2.2.3
Editoren und Ansichten
Die Grundbausteine der Eclipse-Benutzeroberfl¨ache sind Editoren und Ansichten. Hierbei k¨onnen Editoren und Ansichten von bereits vorhandenen abgeleitet bzw. erweitert
sowie neu erstellt werden.
Die Aufgabe von Editoren liegt in der Modifizierung von Dateien bzw. Daten. D.h., ein
Editor ist nicht zwingend ein Texteditor und hat somit kein bestimmtes Erscheinungsbild. Daher lassen sich in Eclipse auch jegliche Arten von Editoren einbetten [Sha04].
Das Editor-Framework stellt einige allgemeine Verhaltensweisen von Editoren zur Ableitung zur Verf¨
ugung. In Bezug auf Texteditoren werden unter anderem Schnittstellen
f¨
ur Syntax-Highlighting, Inhaltsformatierungen oder Inhaltsassistenten angeboten. Die
einzige Vorgabe, die Eclipse in Bezug auf Editoren macht, ist, dass alle Editoren in einem Editorbereich dargestellt werden m¨
ussen. Aufgrund dessen werden Ansichten und
Editoren auch nicht in ein und demselben Bereich angezeigt.
Unter Ansichten f¨
ur Eclipse wird alles gefasst, was keine Editoren oder Dialogfelder
sind. So gibt es zum Beispiel Ansichten f¨
ur Ressourcen, Markierungen oder Statusmeldungen. Wie auch bei den Editoren stellt Eclipse ein Framework zur Verf¨
ugung,
welches die Entwicklung von Ansichten unterst¨
utzt. Dabei schl¨agt Eclipse folgendes
Architekturmodel vor:
Es gibt eine strikte Trennung der Daten (Model ) von der Ansicht (View ). Die Ansicht
ViewPart wird von dem Interface IViewPart abgeleitet und von der Workbench initialisiert. Die Ansicht enth¨alt Widgets, wie eine Tabelle oder einen Baum, die die Daten
darstellen. Der Widget kennt das Model, welches die Daten enth¨alt. Jedoch kennt das
Model nicht den Widget. Damit der Widget die Daten anzeigen kann, bildet der ContentProvider die Schnittstelle zwischen diesen, d.h., dieser definiert, wie der Inhalt aus
dem Model f¨
ur die View erzeugt wird. Durch den ContentProvider werden die Daten
auf den Widget zwar zugeschnitten“, f¨
ur die korrekte Darstellung wird aber zus¨atzlich
”
noch ein LabelProvider ben¨otigt, der f¨
ur eine genaue Darstellung jedes Datums verantwortlich ist. Dieser gibt in der Regel eine Zeichenfolge oder Symboldarstellung f¨
ur
das entsprechende Datum an den Widget zur¨
uck.
Projektgruppe Syspect
23
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 2. ECLIPSE-PLUGINS UND GEF
Abbildung 2.7: Architektur einer Ansicht [Sha04]
2.2.4
Perspektiven
Eine Perspektive vereint Ansichten mit Editoren und erm¨oglicht es aus diesem Grund,
die Benutzeroberfl¨ache f¨
ur Eclipse auf bestimmte Benutzeraufgaben und -rollen auszulegen. Die komplette Ausrichtung und Aufteilung der Oberfl¨ache wird durch eine
Perspektive wiedergegeben. Es gibt beispielsweise eine Java-Perspektive, die speziell
f¨
ur die Entwicklung von Java-Programmen oder eine Java-Debug-Perspektive, die optimal f¨
ur den Debug-Vorgang ausgerichtet ist. Eine Perspektive kann sowohl u
¨ber die
Benutzeroberfl¨ache von Eclipse selbst, als auch u
¨ber die Plug-in-Entwicklung erstellt
¨
werden. Uber die Oberfl¨ache kann dies u
upunkt Window eingestellt und
¨ber den Men¨
erstellt werden. Bei der Plug-in-Entwicklung wird die Perspektive durch eine extension
auf den extension point org.eclipse.ui.perspectives definiert und durch die Implementierung der Klasse IPerspectiveFactory initialisiert. Diese bestimmt lediglich
die einzelnen anzuzeigenden Komponenten und richtet diese aus.
2.3
Features - Plug-ins verpacken
Features dienen dazu, Plug-ins zu verwalten, zusammenzufassen und diesen ein Product Branding aufzusetzen. Dadurch ergibt sich die M¨oglichkeit, Plug-ins auszuliefern
und diese komfortabel u
¨ber den Update Manager in Eclipse zu installieren. Erst dann
ist es Eclipse m¨oglich, die Plug-ins nicht nur auszuf¨
uhren, sondern auch zu verwalten.
Ein Feature liefert somit die Steuerung f¨
ur die Verteilung und Wartung des Plug-inCodes. Dabei k¨onnen Features mehrere Plug-ins enthalten, auf Plug-ins referenzieren
sowie auf anderen Features aufbauen (vergleiche Abbildung 2.8). Aufgrund dessen kann
beispielsweise sichergestellt werden, dass Features als eine Gruppe installiert und konfiguriert werden. Ein Feature wird durch ein Feature-Manifest in Form einer XML-Datei
Projektgruppe Syspect
24
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 2. ECLIPSE-PLUGINS UND GEF
definiert [Sha04].
Abbildung 2.8: Features [Sha04]
2.4
Erweiterung durch Plug-ins - GEF
GEF (Graphical Editing Framework ) ist ein Plug-in, das ein Framework f¨
ur die Erstellung von grafischen Editoren liefert. GEF wird als Feature ausgeliefert und umfasst
viele Plug-ins. GEF setzt eine Model-View-Controller-Architektur um und ist spezialisiert auf die Bearbeitung von grafischen Objekten. Die View -Schicht der Architektur
wird vollst¨andig durch die Bibliothek Draw2d realisiert. Drawd2d ist sowohl von GEF als
auch von Eclipse unabh¨angig und kann deshalb auch jenseits der Eclipse-IDE verwendet werden. Es baut lediglich auf SWT auf, das ebenfalls außerhalb von Eclipse benutzt
werden kann. Draw2d ist eine m¨achtige Bibliothek zum Zeichnen von Diagrammen bzw.
von so genannten Figures, die ein Diagramm ergeben, und Connections, welche die
Verbindungen zwischen Figures darstellen. Es beinhaltet beispielsweise einen m¨achtigen Layout-Algorithmus f¨
ur gerichtete Graphen sowie einen Shortest Path Connection-Router [EFI06c].
Abbildung 2.9: Beispiel f¨
ur einen grafischen Editor mit GEF
Die GEF-Architektur bildet eine MVC-Architektur ab (siehe Abbildung 2.10). Das Model ist unabh¨angig von der View und der Controller verbindet View und Model miteinander. GEF l¨asst hier nahezu jegliche Modelle zu. Die Daten aus dem Model werden von
der View durch Figures dargestellt, welche durch so genannte EditParts, die den Con¨
troller -Teil u
am
¨bernehmen, mit dem Model verbunden werden. Wenn Anderungen
Model auftreten, werden die EditParts benachrichtigt und k¨onnen dementsprechend
Projektgruppe Syspect
25
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 2. ECLIPSE-PLUGINS UND GEF
reagieren. Ebenso geschieht dieses mit Benutzereingaben auf der Oberfl¨ache bzw. an
den Figures. Die EditParts behandeln die Events allerdings nicht selbst, sondern haben f¨
ur jedes Event entsprechende EditPolicies, die diese Aufgabe u
¨bernehmen. Die
EditPolicies verarbeiten allerdings nur die Events. Aktionen f¨
uhren sie daran anschlie¨
ßend nicht aus. Die Aktionen, wie Anderungen
am Model, werden von so genannten
Commands u
bernommen,
die
von
den
EditPolicies
erstellt werden. Das hat den Vorteil
¨
einer erh¨ohten Modularit¨at, da die Behandlung f¨
ur jedes Event separat implementiert
werden kann und die Figure unabh¨angig von ihren Daten sind bzw. jede Figure ihren
eigenen EditPart besitzt [EFI05a].
Abbildung 2.10: GEF-Architektur
2.5
Fazit
Eclipse bietet nicht nur eine sehr gute und ausgereifte Architektur f¨
ur die Plug-inEntwicklung, sondern auch eine u
ur Plug-ins.
¨beraus komfortable Entwicklungs-IDE f¨
Dabei kann auf viele allgemeine Funktionen zur¨
uckgegriffen werden, so dass sich die
Entwicklung des Plug-ins fast ausschließlich auf die Logik des Plug-ins an sich beschr¨ankt. Diese Tatsache hat den Vorteil, dass in einer bestehenden soliden Architektur
¨
entwickelt wird und Uberlegungen
zum Grundaufbau der Architektur des Plug-ins nicht
mehr erforderlich sind. Trotzdem ist Eclipse funktional so offen, dass keine Grenzen gesetzt werden. Daf¨
ur spricht auch die F¨
ulle an verwendbaren Plug-ins. Das Plug-in GEF,
welches zur Erstellung von grafischen Editoren dient, kann an dieser Stelle als gutes
Beispiel angef¨
uhrt werden. GEF erm¨oglicht durch eine m¨achtige grafische Komponente fast jegliche Art der Figuren-Erstellung und die Figuren k¨onnen mit fast jeglichen
Datenmodell verbunden werden. Es soll an dieser Stelle jedoch auch erw¨ahnt werden,
dass f¨
ur den sicheren Umgang eine l¨angere Einarbeitungszeit sowohl in Eclipse selbst als
IDE als auch f¨
ur den Eclipse Plug-in-Mechanismus veranschlagt werden muss. Als Hilfestellung dient die große Eclipse-Gemeinde bzw. die dadurch resultierende ausf¨
uhrliche
Dokumentation. Bei Eclipse-Plug-ins, die nicht aus dem Eclipse-Projekt hervorgehen,
h¨angt diese allerdings von der Popularit¨at des Plug-ins ab. Bez¨
uglich der Einarbeitungszeit ist Eclipse in Verbindung mit GEF einer Neuentwicklung eines grafischen
Editors meines Erachtens trotzdem vorzuziehen.
Projektgruppe Syspect
26
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 3. FUJABA
Kapitel 3
Fujaba
Niels Hapke
3.1
Einleitung
Im vorliegenden Dokument werden FUJABA und FUJABA f¨
ur Eclipse (FUJABA4Eclipse) vorgestellt, die zugrunde liegende Architektur erl¨autert und die
Verwertbarkeit f¨
ur Syspect gepr¨
uft.
FUJABA ist ein Computerprogramm, welches mit Hilfe der Unified Modeling Language
(UML) den Entwurf von Software am Computer erlaubt. Es wurde 1997 ins Leben
gerufen und wird derzeitig international, allerdings haupts¨achlich in Paderborn und
Kassel weiterentwickelt. Der Name FUJABA selbst ist ein Akronym und steht f¨
ur
From UML to Java And Back again“. Das Programm ist in Java geschrieben und
”
somit plattform¨
ubergreifend einsetzbar.
Die Applikation beinhaltet in der Standardversion die UML-Diagrammtypen Klassendiagramm, Zustandsdiagramm und Storydiagramm. Mit Hilfe von FUJABA ist es m¨oglich, aus solchen Diagrammen kompilierbaren und lauff¨ahigen Quellcode zu erzeugen.
Aber auch schon vorhandener Quellcode l¨asst sich in FUJABA importieren und per
Reverse Engineering als UML Diagramm darstellen [Sch05].
Desweiteren bringt FUJABA ein Dynamic Object Browsing System (DOBS) mit sich,
welches die interne Objektstruktur in einer Java Virtual Machine(JVM) verdeutlicht.
So werden beispielweise das Entstehen und Zerst¨oren von Assoziationen und das Ver¨andern von Attributwerten sichtbar gemacht. DOBS wurde entwickelt, um in Schulen
die Lehre objekt-orientierter Programmierung zu unterst¨
utzen.
Mit im Programm enthalten ist außerdem eine GUI Bibliothek F Grafik, welche
das problemlose Erstellen von Eingabemasken und Fenstern erlaubt. Somit l¨asst sich
leicht eine Benutzeroberfl¨ache kreieren, die auch Interaktion mit dem Benutzer erlaubt.
Neben FUJABA gibt es auch noch weitere Projekte der FUJABA Developer Group,
Projektgruppe Syspect
27
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 3. FUJABA
welche auch auf FUJABA aufsetzen. So beispielsweise die FUJABA Difference Tool
Suite, welche den Vergleich zwischen zwei UML-Diagrammen erlaubt, oder die Fujaba
Real-Time Tool Suite, mit deren Hilfe die Spezifikation von eingebetteten Real-ZeitSystemen mit Komponentendiagrammen und Echt-Zeit-Zustandsdiagrammen m¨oglich
ist.
Seit kurzem gibt es nun auch FUJABA f¨
ur Eclipse. Dieses Plug-in f¨
ur die Entwicklungsumgebung Eclipse ist bei weitem in der Entwicklung nicht so fortgeschritten wie
die FUJABA Tool Suite. Es bietet lediglich die M¨oglichkeit, Klassendiagramme und
Storydiagramme zu erstellen. Eine Codegenerierung ist derzeitig noch nicht m¨oglich.
3.2
Architektur von FUJABA
An eine Applikation wie FUJABA und damit auch an die Architektur ergeben sich
folgende Anforderungen:
• Die grafischen Diagramme sollen Instanzen von einem Modell, wie zum Beispiel
UML oder in unserem Falle einem eigenen UML Profil sein.
• Die Struktur und die Werte der Instanzen sollen durch den Benutzer ver¨andert
werden k¨onnen.
• Das Ver¨andern dieser Instanzen soll wenig rechenintensiv sein.
• Die Darstellung und das Modell m¨
ussen konsistent bleiben.
All diese Anforderungen erf¨
ullt das Modell-View-Controller-Konzept, welches in
Abbildung 3.1 dargestellt ist. Beim MVC-Modell handelt es sich um ein Architektur-
Abbildung 3.1: Das Model-View-Controller Konzept
muster zur Trennung einer Applikation in die drei Sektionen Datenmodell (Model ),
¨
Darstellung (View ) und Programmsteuerung (Controller ). Anderungen
im Model oder
der View werden u
¨ber den Controller an die jeweilige andere Einheit weitergeleitet.
Ziel der Architektur ist die einfache Wiederverwendung einer Sektion beispielsweise
des Modells.
Projektgruppe Syspect
28
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 3. FUJABA
Die Fujaba Developer Group verfeinert dieses Modell und f¨
ugt dem Modell noch ein
sogenanntes Unparse Modul hinzu. Dieses Unparse Modul ergibt mit den Meta-ModellInstanzen das Model. Der Updater und der Fujaba Swing Adapter (FSA) erf¨
ullen die
Aufgaben des Controllers. Mit Swing wird die Darstellungssektion implementiert. Zu
sehen ist dies in Abbildung 3.2. Bei der erstmaligen Erstellung einer Klasse wird diese
Abbildung 3.2: Die Implementierung des MVC-Modells in FUJABA [Tic05]
in einem entsprechenden Meta-Modell abgebildet, welches in Abbildung 3.3 als Beispiel
zu sehen ist. Jedes Element in der oben abgebildeten UML-Klasse (Klasse, Attribut,
Attributtyp) hat eine eigene Instanz. Beim Erzeugen eines weiteren Attributes w¨
urde
eine weitere Instanz von der Klasse UMLAttr erzeugt werden, welche eine Assoziation
zur bestehenden u0:UMLCLass und zu einer weiteren Instanz von UMLBaseTypes h¨atte.
Jeder Klasse im Meta-Modell geh¨ort ein Unparse Modul an. Dieses wird im Falle einer
Instanziierung der Klasse aktiv und erzeugt den zugeh¨origen FUJABA Swing Adapter
und einen Updater.
¨
Der FSA u
an der Darstellungs¨bernimmt die Aufgabe des Controllers. Anderungen
schicht oder der Meta-Modell-Instanzen werden u
¨ber ihn abgewickelt. Realisiert wird
dies u
¨ber das bekannte Observer-Pattern. Die Meta-Modell-Instanzen und die SwingKomponenten implementieren sogenannte PropertyChangeClients, welche bei Ver¨anderungen durch das Programm oder den Benutzer PropertyChangeEvents feuern“. Diese
”
werden durch eine Implementierung des PropertyChangeListeners im FSA und Updater
aufgenommen und entsprechende Maßnahmen werden eingeleitet.
Der Fujaba Swing Adapter selbst kapselt außerdem verschiedene Swing-Elemente. So
kann die Instanz von FSACombobox, welche unter anderem bei Attributen kennzeichnet,
ob es sich um ein ¨offentlich zug¨angliches, privates oder gesichertes Attribut handelt,
mehrere Auspr¨agungen haben. N¨amlich das Icon f¨
ur public, private, secure oder
packaged.
Projektgruppe Syspect
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12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 3. FUJABA
S
t
p
u
0
:
U
M
L
C
.
[
.
.
.
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m
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S
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i
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I
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[
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.
.
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y
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T
s
:
S
m
t
n
r
i
g
=
S
t
n
r
g
i
]
i
]
Abbildung 3.3: Das FUJABA zugrunde liegende Meta-Modell [Tic05]
Der bereits erw¨ahnte Updater soll nun n¨aher erl¨autert werden. Dieser hat neben der
Rolle des Observers im gleichnamigen Modell auch noch die M¨oglichkeit, Logik in FSA
Eigenschaften zu u
¨bersetzen und umgekehrt FSA Eigenschaften in Logik. Dies ist zum
Beispiel im Dynamic Object Browsing System von Bedeutung. So kann der Wert einer
bool’schen Variable in Farben u
¨bersetzt werden. Die Variable mit der Ausp¨agung “false”
w¨
urde u
urde “Gr¨
un” ergeben.
¨bersetzt “Rot” und “true” w¨
3.3
Architektur von FUJABA4Eclipse
In der FUJABA-Version f¨
ur Eclipse ist eine teilweise andere Struktur vorhanden. Zugrunde liegt die durch das Graphical Editing Framework (einem Eclipse Plugin) vorgegebene Struktur, welche auf dem MVC-Modell aufsetzt. Siehe hierzu Abbildung 3.4.
Das Zusammenspiel der Komponenten ist am Besten mit Hilfe eines Beispiels zu erkl¨aren. Wir gehen davon aus, dass in unserem Klassendiagramm zwei Klassen existieren.
Diese wollen wir durch eine Assoziation verkn¨
upfen.
Durch Anw¨ahlen des Icons zum Erstellen einer Assoziation wird ein Befehl auf den
Befehlsstapel des Editors gelegt. Bei der Bearbeitung dieses Befehls wird die Instanz
EditPart, welche die Rolle des Controllers zusammen mit den Instanzen EditPolicy
und Command u
¨bernimmt, kontaktiert. Diese erzeugt das Fenster zum Erstellen und Bearbeiten einer Assoziation. Nach Auswahl der Klassen, welche miteinander verkn¨
upft
werden sollen und anschließendem Best¨atigen des Dialogs, wird der erzeugte Befehl an
Projektgruppe Syspect
30
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 3. FUJABA
Abbildung 3.4: Die FUJABA4Eclipse Struktur [Mey05a]
die EditPolicy u
uft unter anderem, ob u
¨bergeben. Diese u
¨berpr¨
¨berhaupt eine Assoziation zwischen den beiden Klassen m¨oglich ist. Ist dies m¨oglich, wird erst der eigentliche
Befehl zur Ver¨anderung der Model -Elemente erzeugt. Bei der Erzeugung der Assoziation im Meta-Modell wird, wie auch schon in FUJABA, ein PropertyChangeEvent
uhrt dann die Ver¨anderungen in der
gefeuert“. Der als Observer dienende EditPart f¨
”
Darstellung, den Figures, durch.
3.4
Zusammenfassung mit Hinblick auf eine Weiterverwendung im Rahmen des Projektes
Die Konzepte, welche FUJABA und auch FUJABA4Eclipse zugrunde liegen, sind
durchaus f¨
ur eine Weiterverwendung geeignet. Die Struktur ist klar und u
¨bersichtlich
vorgegeben. Durch den in FUJABA eingef¨
uhrten FSA wird außerdem eine Abstraktion
von der GUI-Implementierung erreicht. Das Meta-Modell und das Unparse Modul
machen den Eindruck, auch bei Erweiterungen durch ihren modularen Aufbau keine
Schwierigkeiten mit sich zu bringen.
Weniger gut stellen sich die Erweiterungm¨oglichkeiten der bestehenden Applikationen
dar. W¨ahrend FUJABA4Eclipse noch, verglichen mit FUJABA, recht u
¨bersichtlich
wirkt, erschwert doch die unzureichende Dokumentation eine Erweiterung sichtlich. Lediglich die Oberpakete sind mit Kommentaren versehen. Einzelne Klassen
Projektgruppe Syspect
31
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 3. FUJABA
besitzen dagegen lediglich den durch Eclipse vergebenen Standardkommentar “No
comment provided by the developer, please add a comment by yourself to improve
documentation”[FDG05]. Dieser Missstand ist den Entwicklern durchaus bekannt.
Verbesserungen existieren leider nur in neueren Projekten. Die M¨oglichkeit einer
pers¨onlichen Einf¨
uhrung in die Entwicklung durch einen Besuch in Kassel bei Albert
Z¨
undorf entsch¨adigt daf¨
ur nur teilweise.
FUJABA und FUJABA4Eclipse bieten außerdem die M¨oglichkeit der Erweiterung
durch Plug-ins. Diese Alternative ist die einzige sinnvolle und m¨ogliche Erweiterung.
F¨
ur beide Applikationen sind jeweils ein PDF-Dokument eines Vortrages vorhanden
([Wen05] und [Mey05a]). Bei der Erweiterung von FUJABA4Eclipse ist zu beachten,
dass dieses sehr instabil ist und derzeitig nur unter Eclipse 3.02 funktioniert.
Das Nutzen einzelner Klassen gestaltet sich durch oben genannten Missstand ebenso
schwierig. In Frage w¨
urden die Klassen des Meta-Modells der Klassen zum Zeichnen
der Diagramme kommen.
Abschließend l¨asst sich also sagen, dass eigentlich nur eine Erweiterung von FUJABA
durch ein Plug-in in Frage kommt. Jede andere Erweiterung bringt einen zu großen
Einarbeitungsaufwand mit sich. FUJABA4Eclipse ist derzeitig noch im Alpha-Stadium
und dadurch kaum nutzbar.
Projektgruppe Syspect
32
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 4. ARGOUML
Kapitel 4
ArgoUML
Patrick Kuballa
4.1
Einleitung
Die Projektgruppe Syspect hat das Ziel, eine grafische Entwicklungsumgebung zu
entwerfen und zu implementieren, welche eine Unterst¨
utzung f¨
ur eine formale UMLTeilsprache bietet. In der Abteilung “Entwicklung korrekter Systeme” der Universit¨at
Oldenburg wurde eine Spezifikationssprache namens CSP-OZ-DC entwickelt, die die
Aspekte Daten, Zeit und Reaktion beschreiben kann. Diese Spezifikationssprache soll
bekannte UML-Diagramme erg¨anzen, um Wechselwirkungen unter den Diagrammen
zu beschreiben. In einem weiteren Schritt kann dann das modellierte System mittels
einem Model-Checker auf Korrektheit u
uft werden. ArgoUML ist ein grafisches
¨berpr¨
Entwicklungswerkzeug, mit dessen Hilfe sich UML-Diagramme zeichnen lassen. Diese
¨
Ausarbeitung gibt einen kurzen Uberblick
u
¨ber das Open-Source-Projekt ArgoUML
und dessen Funktionalit¨at. Ziel ist die Pr¨
ufung der Software auf eine Erweiterbarkeit
zur Umsetzung der Anforderungen, die aus der Projektbeschreibung hervorgehen.
4.2
Allgemeines zu ArgoUML
In diesem Kapitel sind allgemeine Informationen zum Open-Source-Projekt ArgoUML
¨
enthalten. Es soll dem Leser einen kurzen Uberblick
u
¨ber das Projekt selbst, dessen
Funktionalit¨at, besondere Eigenschaften und Hinweise zur Dokumentation geben.
Was bedeutet der Name ArgoUML: Der Name des Projekts ArgoUML setzt
sich aus den zwei W¨ortern “Argo” und “UML” zusammen.
Die Unified Modeling Language (vereinheitlichte Modellierungssprache), h¨aufig
mit UML abgek¨
urzt, ist eine von der Object Management Group OMGs entwickelte
und standardisierte Beschreibungssprache, um Strukturen und Abl¨aufe in objektorientierten Softwaresystemen darzustellen [Wik05b].
Projektgruppe Syspect
33
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 4. ARGOUML
Der Begriff “Argo” stammt vom Entwickler Jason Roberts der Bibliothek f¨
ur
kognitive Unterst¨
utzung.
Def. Kognition: Mit dem Begriff Kognition werden solche Prozesse und Produkte
bezeichnet, die auf der Grundlage der Leistungsf¨ahigkeit des Gehirns auf u
¨berwiegend
intellektuelle, verstandesm¨aßige Wahrnehmungen und Erkenntnisse bezogen sind
[Wik05d].
Der Begriff im Kontext der Bibliothek Argo steht hier f¨
ur Erkenntnis- und Entscheidungsprozesse, mit denen Anwender von Programmen, die diese Bibliothek
nutzen, in ihrer T¨atigkeit unterst¨
utzt werden. Jason Roberts war seinerzeit auf der
Suche nach einem passenden Namen in der griechischen Mythologie, und wurde in der
Geschichte “Jason and the Argonauts” f¨
undig. Er benannte seine Bibliothek nach dem
Schiff aus der Geschichte, welches hellseherische F¨ahigkeiten besaß. Argo ist zudem
ein Teil von Programmnamen geworden, die diese Bibliothek nutzen.
Allgemeine Informationen zum Projekt ArgoUML: ArgoUML ist ein OpenSource-Projekt, welches unter st¨andiger Erweiterung steht. Die erste Version wurde
im Jahre 1996 ver¨offentlicht und steht heute unter BSD-Lizenz zum freien Download
unter [tig05] zur Verf¨
ugung.
Auszug BSD Lizenz: ...Bei der BSD-Lizenz handelt es sich um ein standardisiertes Copyright f¨
ur Freie Softwareprodukte. Software unter der BSD-Lizenz darf frei
verwendet werden und es ist erlaubt, sie zu kopieren, zu ver¨andern und zu Verbreiten
[Wik05c].
Eine kommerzielle Erweiterung bietet z.B. das Unternehmen Gentleware mit
dem Produkt “Poseidon” an.
4.2.1
Benutzeroberfl¨
ache
Abbildung 4.1 zeigt die Benutzeroberfl¨ache von ArgoUML. Zu sehen ist die Men¨
uleiste, auf der in Drop Down-Men¨
us s¨amtliche Funktionen zugreifbar sind. Darunter
befindet sich eine Werkzeugleiste mit weiteren ausgew¨ahlten Funktionen. In der Mitte
rechts ist das Editorfenster zum Zeichnen der Diagramme zu sehen, links daneben das
Navigator-Panel, mit dessen Hilfe die Struktur der Diagramme aufgezeigt wird. Unten
rechts ist das Eigenschaften-Panel untergebracht, hier werden Eigenschaften von aktiven Elementen angezeigt und k¨onnen editiert werden. Links daneben befindet sich die
sogenannte To-Do“- Liste, auf der Aufgaben anzeigt werden. Des weiteren soll hier
”
nicht weiter auf die Benutzung der Oberfl¨ache und Anordnung der Elemente eingegangen werden, da dieses den Umfang der Ausarbeitung sprengen w¨
urde, somit verweise
ich hier auf das online bereitgestellte Benutzerhandbuch, in dem s¨amtliche Elemente
detailliert erkl¨art werden.
Projektgruppe Syspect
34
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 4. ARGOUML
Abbildung 4.1: Benutzeroberfl¨ache ArgoUML
4.2.2
Funktionen von ArgoUML
In diesem Kapitel werden die einzelne Funktionen erl¨autert, die ArgoUML dem Anwender bietet.
Grafische Oberfl¨
ache: ArgoUML bietet dem Anwender eine grafische Oberfl¨ache
(siehe Abbildung 4.1), mit der es m¨oglich ist, alle zur Verf¨
ugung stehenden Diagrammarten zu zeichnen. Die einzelnen Fenster auf der Oberfl¨ache lassen sich nach individuellen anordnen, ein- und ausblenden. Die folgenden Diagrammarten werden in der
Version 0.19 unterst¨
utzt.
• Klassendiagramm
• Use-Case Diagramm
• State machines
• Activity Diagramm
• Collaboration Diagramm
• Deployment Diagramm
Projektgruppe Syspect
35
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 4. ARGOUML
Forward Engineering: Forward Engineering beschreibt die M¨oglichkeit, erstellte
Diagramme in einen Quellcode einer definierbaren Zielsprache zu u
¨bersetzen. Bis dato
wurde die Zielsprache Java fest in ArgoUML integriert. Weitere Sprachen sind als
Module vorhanden und k¨onnen bei Bedarf nachinstalliert werden.
Reverse Engineering: Reverse Engineering beschreibt den Prozess, aus bereits verf¨
ugbaren Quellcode Diagramme zu erstellen. Zur Zeit wird diese Funktion nur f¨
ur die
Zielsprache Java angeboten.
Object Constraint Language Support: F¨
ur UML-Klassendiagramme besteht die
M¨oglichkeit, mit dem Object Constraint Language Support eingegebene Daten auf Syntax und Typen zu u
ufen.
¨berpr¨
XMI-Support: Extensible Metadata Interchange (XMI) ist ein Datenformat, welches zum Austausch von Daten unter Programmen dient. Bei ArgoUML wird es dazu
benutzt, ein entwickeltes Modell in diesem Datenformat zu speichern, um es anderen
Programmen zur Verf¨
ugung zu stellen.
Export von Diagrammen: In ArgoUML ist es m¨oglich, Diagramme in ein Grafikformat zu exportieren. M¨ogliche Dateiformate sind GIF, PGML, SVG, PostScript und
Encapsulated PS.
Internationalisierung: In ArgoUML besteht die M¨oglichkeit, s¨amtliche Bedienelemente wie u.a. Men¨
ueintr¨age in verschiedenen Sprachen wie Deutsch, Englisch etc.
darzustellen.
Kognitive Unterstu
¨ tzung: Der Entwickler wird beim Modellieren seines Systems
in ArgoUML durch verschiedene Funktionen unterst¨
utzt. Hierauf wird in Kapitel 4.2.3
n¨aher eingegangen.
4.2.3
Kognitive Unterstu
¨ tzung:
Design-Critics Design-Critics sind Agenten die im Hintergrund von ArgoUML ablaufen und f¨
ur den Anwender nicht sichtbar sind, da sie den T¨atigkeitsablauf des Entwicklers nicht unterbrechen sollen. Der Sinn der Agenten besteht darin, den Verlauf der
Modellierung, sowie Design-Aspekte des Modells w¨ahrend der Entwicklung zu u
¨berwachen und ggf. den Anwender in Form von Anmerkungen bzw. Verbesserungsvorschl¨agen zu informieren. Dieses geschieht durch Eintr¨age des Agenten in die so genannten
ToDo-Listen, auf die sp¨ater noch eingegangen wird. Zu den Anmerkungen des Agenten
geh¨oren Designentscheidungen wie z.B. die geeignete Wahl f¨
ur Bezeichner von Klassen,
sowie Hinweise zu inkonsistenten Diagrammen.
Corrective Automations: Dieses bezeichnet eine Funktion, mit dem der Anwender aus einem Element der To-Do Liste einen automatischen Verbesserungsvorschlag
durchf¨
uhren kann. Hierzu z¨ahlen z.B. die Umbenennung von Bezeichnern.
Projektgruppe Syspect
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12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 4. ARGOUML
Verschiedene Sichten: In ArgoUML hat der Anwender die M¨oglichkeit, zwischen
verschiedenen Ansichten eines Diagramms zu wechseln. Hierdurch soll es dem Benutzer
erm¨oglicht werden, verschiedene Detailstufen eines Diagramms zur Verf¨
ugung zu haben,
¨
um die Ubersicht
zu f¨ordern.
Alternative Design-Repr¨
asentation: Die modellierten Diagramme k¨onnen in verschiedenen Arten angezeigt werden. So kann der Entwickler ebenfalls unterschiedliche
Sichtweisen auf die Diagramme erhalten. M¨oglichkeiten sind eine grafische Darstellung,
eine Darstellung als Quellcode, sowie eine tabellarische Anzeigeform, aus denen gew¨ahlt
werden kann.
ToDo-Listen: ToDo-Listen enthalten Aufgaben, die f¨
ur den Designprozess wichtig
sein k¨onnten. Die Eintr¨age k¨onnen entweder manuell vom Entwickler oder durch den
Design-Critics-Agenten erzeugt werden und sind in drei unterschiedliche Priorit¨atsstufen unterteilt.
Check-Listen: Check-Listen stellen dem Anwender eine Liste zur Verf¨
ugung, in der
wesentliche Design-Entscheidungen zur aktuellen Diagrammart enthalten sind. Der Anwender soll durch die Listen auf Konventionen und Besonderheiten aufmerksam gemacht werden, um m¨oglichst alle Design-Entscheidungen g¨
unstig zu treffen.
4.2.4
Dokumentation von ArgoUML
Im folgenden Kapitel wird kurz auf die vorhandene Dokumentation von ArgoUML
eingegangen.
Handbuch, Tutorial, Tour, FAQ: Auf der Projekt-Homepage steht dem Anwender
neben einem Benutzerhandbuch zum Umgang mit ArgoUML auch eine Tour, ein QuickGuide sowie eine FAQ-Seite zur Verf¨
ugung.
Cookbook: F¨
ur Entwickler die ArgoUML in dessen Funktionalit¨at erweitern m¨ochten, steht ein cook book (engl. f¨
ur Kochbuch) zur Verf¨
ugung. In diesem Buch wird die
Architektur in allen Einzelheiten dokumentiert, sowie Erl¨auterungen zum Programmierungen von Modulen und Plug-ins zu ArgoUML gegebenen [Kli05].
ArgoUML-Quellcode-Dokumentation: Der Quellcode ist durch JavaDoc dokumentiert und kann auf der Projekt-Homepage eingesehen werden.
4.3
4.3.1
Projektrelevante Themen
Aufgaben der Projektgruppe Syspect
Die Projektgruppe Syspect hat das Ziel, ein UML-Entwicklungsumgebung zu entwickeln und zu implementieren, welches die im folgenden aufgef¨
uhrten Merkmale aufweisen soll.
Projektgruppe Syspect
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12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 4. ARGOUML
• UML Werzeug um Unterst¨
utzung eines CSP-OZ-DC Profils erweitern
• Unterst¨
utzung von
– Klassendiagrammen
– State Machines
– Composite Structure Diagrammen
• Formalisierung der Daten durch visuelle Eingabe der Spezifikationssprache Z
• Eingabe der Zeitaspekte durch Formeln des Duration Calculus (DC)
• Speicherung der UML-Modelle im Standardaustauschformat (XMI)
• Export als Latex-Sourcecode
• Export als Phasen-Event-Automaten (PEA)
4.3.2
ArgoUML Intern
Dieses Kapitel besch¨aftigt sich mit der internen Struktur von ArgoUML. Es soll einen
kurzen Einblick u
¨ber die verwendeten Bibliotheken sowie einen Einblick in Organisation
des Quellcode geben. Auf die einzelnen Funktionen von Paketen wird hier nicht n¨aher
eingegangen.
Externe Bibliotheken die von ArgoUML verwendet werden:
• Das Graphical Editing Framework (GEF) dient zur visuellen Darstellung der einzelnen Diagramme, sowie das Manipulieren dieser Elemente.
• Die Extended JToolbar wird von ArgoUML benutzt, um einige Funktionen in
Form von Icons zugreifbar zu halten.
• I18n (Internationalization): Dies ist ein Dienst zur Bereitstellung von verschiedenen Sprachen wie Deutsch, Englisch etc.
• NSUML ist eine Implementierung der UML-Metasprache 1.3, die als Grundlage
f¨
ur die verschiedenen Diagrammarten verwendet wird. Hierin sind alle Diagrammarten und deren Beziehungen ausgedr¨
uckt.
• Xerces dient zum Parsen von XML-Dokumenten, die von ArgoUML eingelesen
werden sollen.
• Das UML Metamodel Interface (JMI) dient zum Zugriff auf das durch die
NSUML-Bibliothek bereitgestellte UML-Metamodell.
• Log4j (Logging-Framework) stellt eine Funktionalit¨at zur Verf¨
ugung, die es ArgoUML erlaubt, interne Meldungen in einer Log-Datei zu f¨
uhren.
• ANTLR (Translator Generator) wird von ArgoUML ben¨otigt, um Reverse Engineering zu erm¨oglichen.
Projektgruppe Syspect
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12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 4. ARGOUML
Organisation der ArgoUML-Bibliotheken: Der Quellcode von ArgoUML ist in
so genannte subsystems unterteilt. Die Idee ist, dass jedes subsystem nur f¨
ur einen
kleinen Funktionsbereich zust¨andig ist, um den Quellcode m¨oglichst flexibel und erweiterungsfreundlich zu halten. Jedes subsystem besitzt einen eindeutigen Namen und ist
in einem eigenen Verzeichnis gespeichert.
Jedes subsystem ist wiederum in Layers (Schichten) unterteilt. Je tiefer eine Ebene in
einem subsystem enthalten ist, desto spezieller wird dessen Funktionalit¨at.
Prinzip von ArgoUML: In ArgoUML wird das Model-View-Controller-Prinzip angewendet. Das Modell stellt hierbei die verwendete NSUML-Bibliothek dar, in der alle
Eigenschaften, die ein Modell annehmen kann, abgebildet sind. Die View -Komponente
wird durch die GEF-Bibliothek realisiert, welches die M¨oglichkeit bietet, eine grafische
Oberfl¨ache zum Zeichnen bereitzustellen. In ArgoUML selbst ist die Logik implementiert, die als Schnittstelle zwischen den beiden anderen Komponenten fungiert.
Aufbau eines Diagramms: Eine Diagrammart wie z.B. das Klassendiagramm
besteht in ArgoUML aus mehreren Einheiten, die im Quellcode u
¨ber verschiedene
Verzeichnisse verteilt sind. Das subsystem org.model.argouml.uml enth¨alt die zwei
Verzeichnisse diagram und ui. Das Verzeichnis ui enth¨alt in einem weiteren Unterverzeichnis die Spezifikation f¨
ur das zum Diagramm zugeh¨orige Eigenschaftsfenster. Im Verzeichnis diagram sind in weiteren Verzeichnissen die grafischen Elemente der einzelnen Diagrammarten untergebracht, sowie der Zugriff auf das Modell
jeder einzelnen Diagrammart implementiert. In einem weiteren Verzeichnis namens
org.argouml.model.uml finden sich die so genannten Factory- und Helper -Klassen
zum jeweiligen Diagramm wieder. Die Factories beinhalten Funktionen zum Generieren bzw. L¨oschen von Diagrammelementen, die Helper -Klassen Methoden zum Manipulieren einzelner Elemente.
4.4
Handlungsbedarf der Projektgruppe:
Die einzelnen Anforderungen, die umgesetzt werden sollen, werden hier auf Umsetzbarkeit durch eine Erweiterung von ArgoUML untersucht.
Unterstu
¨ tzung fu
¨ r Klassendiagramme und State Machines: Beide Diagrammarten sind bereits in ArgoUML implementiert. Da es eine Eingabe von verschiedenen
Zeit- und Abh¨angigkeitswerten geben soll, m¨
ussten diese Diagramme um diese Funktionalit¨at erweitert werden. Eine Erweiterung w¨
urde die visuellen Elemente sowie das
zugeh¨orige Eigenschaftsfenster beinhalten, die es erm¨oglicht, gerade diese Werte einzugeben und darzustellen.
Unterstu
¨ tzung von Kompositstrukturdiagrammen: Da diese Diagrammart
durch ArgoUML selbst nicht unterst¨
utzt wird, m¨
usste sie neu implementiert werden.
Das Problem besteht darin, dass durch das zur Verf¨
ugung gestellte Modell durch die
Projektgruppe Syspect
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Endbericht
KAPITEL 4. ARGOUML
NSUML-Bibliothek die Spezifikation von UML 1.3 verwendet wird, in der manche Elemente nicht enthalten sind, die f¨
ur das zu entwickelnde Diagramm ben¨otigt werden.
Eine Verfremdung von bereits zur Verf¨
ugung gestellten Elementen aus der Spezifikation
von UML 1.3 ist generell m¨oglich, um eine neue Diagrammart zu implementieren, es
besteht jedoch Grund zu der Annahme, dass z.B. der Export in das Datenformat XMI
nicht mehr anwendbar ist, da f¨
ur verschiedene Diagrammarten dann gleiche Elemente
benutzt w¨
urden und eine Interpretierung nicht mehr m¨oglich w¨are.
Eingabe von Daten der Spezifikationsprache Z: Die Eingabe von Daten der
Spezifikationssprache Z w¨
urde die visuellen Elemente, das Verhalten und die Eigenschaftsfenster eines Diagramms betreffen. Diese m¨
ussten um die entsprechende Funktionalit¨at erweitert werden.
Eingabe der Zeitaspekte durch Formeln des Duration Calculus: Hier ist
dieselbe Erweiterung erforderlich, die im vorhergehenden Absatz beschrieben wurde.
Speicherung der UML-Modelle im Standardaustauschformat XMI: Die
Grundfunktionalit¨at zur Speicherung im Austauschformat XMI ist in ArgoUML bereits integriert. Zu kl¨aren ist, inwieweit eine Erweiterung Einfluss auf die Speicherung
nehmen w¨
urde. Gegebenenfalls m¨
usste dann die Implementierung der XMI-Funktionen
in ArgoUML angepasst werden.
Export als LATEX-Quellcode: Der Export in LATEX-Quellcode k¨onnte durch einen
in der Men¨
uleiste hinzugef¨
ugten Men¨
ueintrag geschehen. Wie eine Konvertierung in die
Zielsprache erfolgen k¨onnte, bleibt zun¨achst ungekl¨art.
Export in Phasen-Event-Automaten: Hier ist dieselbe Erweiterung wie auch bei
der Eingabe von Daten der Spezifikationsprache Z vorzusehen.
4.5
Fazit
Im Rahmen der Projektgruppe Syspect wurde eine Vortragsserie der einzelnen
Teilnehmer gehalten, in denen projektrelevante Themen wie auch ArgoUML erl¨autert
wurden. Anschließend an jeden Vortrag wurde u
¨ber Fragestellungen diskutiert, um
m¨ogliche Probleme oder Bedenken zu ¨außern.
Das UML-Modellierungstool ArgoUML bietet meiner Meinung nach eine gute
Basis f¨
ur eine Erweiterung zur Umsetzung der gesetzten Anforderungen. Viele
Funktionen die das zu entwickelnde Werkzeug bieten soll, sind bereits in ArgoUML
implementiert, so dass wichtige Implementierungszeit eingespart werden k¨onnte.
ArgoUML selbst steht unter st¨andiger Entwicklung, bietet eine umfassende Dokumentation und ist von Grund auf daf¨
ur ausgelegt, f¨
ur Erweiterungen offen zu
sein. Desweiteren besteht die M¨oglichkeit, bei aufkommenden Problemen bei der
Projektgruppe Syspect
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Endbericht
KAPITEL 4. ARGOUML
Erweiterung des Systems durch unsere Projektgruppe, die aktiven Entwickler von
ArgoUML zu kontaktieren, um Hilfe bei Problemstellungen zu erhalten.
Das ArgoUML die Grundlage f¨
ur ein verwendbares Produkt darstellen kann,
zeigt insbesondere, dass es von dem Unternehmen Gentleware mit Ihrem Produkt
“Poseidon” ebenfalls verwendet wurde und kommerziell vermarktet wird.
Die Einarbeitungszeit in die Struktur von ArgoUML und die Anpassung an unsere Bed¨
urfnisse darf nicht untersch¨atzt werden. Im Gegensatz dazu steht jedoch
eine v¨ollige Neuentwicklung eines solchen Systems, wodurch ebenfalls ein immenser
Zeitaufwand und zus¨atzliche Probleme auf die Projektgruppe zu kommen k¨onnen.
Projektgruppe Syspect
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Projektgruppe Syspect
KAPITEL 4. ARGOUML
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KAPITEL 5. COMMUNITY Z TOOLS
Kapitel 5
Community Z Tools
Henning Rohlfs
5.1
Einleitung
Community Z Tools [CZT05] ist ein Open-Source-Projekt, das sich zur Aufgabe gemacht hat, Werkzeuge f¨
ur den Umgang mit in Z geschriebenen formalen Definitionen zu
entwickeln. Außerdem sollen Object-Z sowie Timed Communicating Object-Z (TCOZ)
unterst¨
utzt werden. Als Motivation f¨
ur die Entwicklung der Community Z Tools ist
das Fehlen von miteinander zusammenarbeitenden Applikationen zu sehen, die zusammen eine Entwicklungsumgebung f¨
ur Z darstellen k¨onnten. Dementsprechend ist die
Zielsetzung f¨
ur das Projekt die Entwicklung folgender Werkzeuge:
• XML Schema f¨
ur Z
• Java Klassen f¨
ur einen Z annotated syntax tree (AST), also eine Darstellung von
Z Ausdr¨
ucken in Java
• Konvertierungswerkzeuge zwischen XML und dem Java AST
• Grafische Editoren zum Eingeben von Z-Ausdr¨
ucken
• Einen Z-Animator
¨
• Exportwerkzeuge zum Ubersetzen
von Z-Ausdr¨
ucken in andere DarstellungsforA
men wie zum Beispiel LTEX
Weiterhin sollen diese Werkzeuge die oben genannten Erweiterungen (Object-Z sowie
TCOZ) unterst¨
utzen.
Projektgruppe Syspect
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12. Oktober 2006
Endbericht
5.2
KAPITEL 5. COMMUNITY Z TOOLS
Werkzeuge
Aus den in der Einleitung beschriebenen Zielsetzungen ergeben sich folgende Unterprojekte, die zusammen das Community Z Tools-Projekt ausmachen:
ZML: Dies ist die XML Darstellung f¨
ur Z Terme.
Corejava: Hierbei handelt es sich um die Java-Klassen zur Repr¨asentation des SyntaxBaumes f¨
ur Z-Ausdr¨
ucke. Zus¨atzlich sind hier bereits das Lesen sowie Schreiben
von ZML implementiert. Die Erweiterungen f¨
ur Object-Z und TCOZ sind noch
in Entwicklung.
GnAST: GnAST ist ein Quellcode-Generator, der aus einem XML Schema JavaKlassen und Interfaces generiert. Hiermit werden die Corejava-AST-Klassen generiert. Allerdings ist GnAST bisher nur als internes Hilfsmittel f¨
ur die CZT
Entwickler im Einsatz.
JEdit Plugins: Dieses Unterprojekt hat zum Ziel, das Eingeben und Verarbeiten von
Z-Ausdr¨
ucken zu vereinfachen.
Parser: Der Parser ist daf¨
ur zust¨andig, einen AST aus anderen Darstellungen f¨
ur Z
Ausdr¨
ucke zu generieren. Ebenso kann mit dem Parser ein AST in eine alternative
Darstellungsform u
uhrt werden. Bisher unterst¨
utzt er Z und Object-Z. TCOZ
¨berf¨
ist bisher nur geplant. Als Darstellungsformen sind Unicode sowie LATEX m¨oglich.
Weiterhin ist die Implementierung eines E-Mail-Markup geplant.
¨
Typechecker: Der Typechecker dient zum Uberpr¨
ufen von Z-Ausdr¨
ucken auf Typkorrektheit.
Gaffe: Gaffe ist ein GUI-Builder f¨
ur Z-Animatoren.
ZLive: ZLive ist ein Z-Animator, der auf den Ideen von Jaza basiert, einem in Haskell
geschriebenen Animator.
ZMLTP: Dies ist ein Projekt mit dem Ziel, HTML aus ZML zu generieren.
Viele der Tools sind noch in einer relativ fr¨
uhen Entwicklungsphase, wie zum Beispiel
ZMLTP.
5.3
ZML
ZML ist ein Datenaustauschformat f¨
ur Z und soll dazu dienen, Anwendungen verschiedener Entwickler zu integrieren, um insgesamt eine Umgebung zu erhalten, in der Z
entwickelt werden kann. Wie der Name schon andeutet, ist ZML als XML realisiert.
Es basiert auf einem XML Schema, das im ZML Unterprojekt entwickelt wird. Dieses
basiert auf dem ISO-Standard f¨
ur Z.
Projektgruppe Syspect
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Endbericht
5.3.1
KAPITEL 5. COMMUNITY Z TOOLS
Aufbau
Ein Z Term:
wird als
dargestellt. Der ZML-Ausdruck hat folgenden Aufbau: Zun¨achst wird deklariert, dass es
sich um eine Variablendeklaration handelt. Der Name der zu deklarierenden Variablen
sein soll.
ist x. Im zweiten Teil der Deklaration wird festgelegt, dass X vom Typ
Andere Ausdr¨
ucke werden entsprechend umgeformt.
5.4
JEdit-Plug-ins
In diesem Unterprojekt des Community Z Tools-Projekts ist eine Sammlung von Werkzeugen und Erweiterungen f¨
ur den in Java geschriebenen Texteditor JEdit zu finden.
5.4.1
CZTSans
Hierbei handelt es sich um eine Schriftart, in der zus¨atzliche Symbole f¨
ur Z eingearbeitet
wurden. Somit erm¨oglicht sie die Darstellung von Z-Termen als Unicode-Text.
5.4.2
ZCharMap
ZCharMap ist eines der JEdit-Plug-ins des Community Z -Projekts. Es stellt ein Interface zur Eingabe von Z-Ausdr¨
ucken in LATEX sowie Unicode dar. Außerdem hat sie die
Funktion, mit Hilfe des Typecheckers die Ausdr¨
ucke zu u
ufen und sie in alle drei
¨berpr¨
A
bisher implementierten Darstellungen (ZML, Unicode, LTEX) zu konvertieren.
Technisches
Das JEdit-Plug-in ZCharMap stellt wenig mehr dar als eine JTable, die auf Klicks
des Benutzers vorher definierte Texte in ein Textfeld eingibt. Dazu kommen noch die
Buttons zur Auswahl einer auszuf¨
uhrenden Aktion (Typecheck, Konvertieren). Diese
Funktionen sind durch Aufrufe der Funktionen der entsprechenden Projekte realisiert.
Projektgruppe Syspect
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12. Oktober 2006
Endbericht
5.5
KAPITEL 5. COMMUNITY Z TOOLS
Benutzung des Quellcodes
Die Benutzung des Quellcodes kann in folgende Unterbereiche und die dazugeh¨origen
wichtigsten Klassen unterteilt werden:
allgemein: Term, SectionManager, Markup
Typecheck: TypeCheckUtils
ZML lesen/schreiben: JaxbXmlReader und JaxbXmlWriter
LATEX und Unicode lesen/schreiben: Source und PrintUtils
Im Folgenden wird kurz auf diese Bereiche und die Klassen eingegangen.
• Term
Ein Term ist ein Z-Ausdruck, der als Annotated Syntax Tree repr¨asentiert ist.
Er wird entweder mit Hilfe des Parsers aus Unicode oder LATEX gewonnen oder
direkt als ZML eingelesen.
• SectionManager
Der SectionManager dient als Speicherort f¨
ur die Verwaltung beim Bearbeiten
von Ausdr¨
ucken. So cached er zum Beispiel beim Parsen h¨aufig genutzte Objekte und erh¨oht so die Performanz. Er hat noch weitere Funktionen, die von den
Parsern und Konvertierungen genutzt werden.
Ein neuer SectionManager mit leerem Cache wird mit Hilfe des Standardkonstruktors erzeugt. Um den Cache zu erhalten, gibt es die Methoden clone sowie
reset. clone kopiert den gesamten zum Zeitpunkt des Aufrufs vorhandenen Cache, reset leert den Cache gr¨oßtenteils und beh¨alt nur die Teile des Toolkits im
Speicher.
• Markup
Gibt an, in welchem Format ein Z-Ausdruck vorliegt. Hierzu werden die statischen
Attribute Markup.UNICODE, Markup.LATEX und Markup.ZML benutzt.
5.5.1
Typecheck
¨
Mit Typecheck ist das Uberpr¨
ufen von Z-Ausdr¨
ucken m¨oglich. Eine Object-Z-Version
wird momentan entwickelt. Ein Typecheck ist mit Hilfe der Klasse TypeCheckUtils
einfach zu realisieren:
List TypeCheckUtils.typecheck(Term t, SectionInfo si, Markup markup)
Term ist der zu u
ufende Term. Als SectionInfo kann ein SectionManager ein¨berpr¨
gesetzt werden, wie zuvor beschrieben. Das Markup gibt an, in welcher Form man die
Fehlerliste erhalten m¨ochte. Als R¨
uckgabewert erh¨alt man eine Liste mit ErrorAnnObjekten, die die Zeile, die Spalte sowie den Text der aufgetretenen Fehler beinhalten.
Projektgruppe Syspect
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5.5.2
KAPITEL 5. COMMUNITY Z TOOLS
Lesen, Schreiben und Konvertieren von Z Darstellungen
ZML
Das Lesen eines Terms, der im ZML-Format gespeichert ist, ist mit folgendem Aufruf
m¨oglich:
Term JaxbXmlReader.read(InputStream is)
Der Term wird aus dem InputStream gelesen. Das Schreiben eines Terms als ZML in
einen Writer ist ebenso einfach:
JaxbXmlWriter.write(Term t, Writer w)
Unicode und LATEX
Unicode- und LATEX-Ausdr¨
ucke werden mit Hilfe des Parsers eingelesen. Zun¨achst erstellt man ein Source-Objekt, das als Quelle f¨
ur den einzulesenden Ausdruck dient.
Hierzu kann entweder FileSource, UrlSource oder StringSource verwendet werden,
welche aus einer Datei, von einer URL beziehungsweise einem String lesen. Alternativ
kann von der abstrakten Klasse Source abgeleitet werden. Dadurch erh¨alt man die
M¨oglichkeit, einen beliebigen Stream als Quelle anzugeben. Anschließend muss noch
eingestellt werden, um was f¨
ur eine Art von Text es sich handelt (Unicode oder LATEX):
Source.setMarkup(Markup m)
Als Markup muss Markup.LATEX oder Markup.UNICODE verwendet werden. Jetzt kann
der Term bereits eingelesen werden.
Term t = ParseUtils.parse(Source source, SectionInfo si)
SectionInfo ist dabei wie oben beschrieben zu verwenden. Sollten sich Fehler im
Text befinden, wird eine ParseException geworfen, welche eine Liste von ErrorAnnObjekten enth¨alt, wie bereits im Abschnitt Typecheck (Kapitel 5.5.1, S. 46) beschrieben.
PrintUtils.printUnicode(Term t, Writer w, SectionInfo si)
Hiermit wird das Schreiben eines Terms in Unicode in einen Writer realisiert.
SectionInfo ist wie in der Beschreibung von SectionManager dargestellt zu verwenden. Soll die Ausgabe in LATEX erfolgen, muss entsprechend
PrintUtils.printLatex(Term t, Writer w, SectionInfo si)
aufgerufen werden.
Projektgruppe Syspect
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12. Oktober 2006
Endbericht
5.6
KAPITEL 5. COMMUNITY Z TOOLS
Lizenzen
Der gesamte Quellcode des Community Z -Projekts steht unter der GPL.
Die Schrift CZTSans steht unter dem Bitstream Vera Fonts Copyright”, das aussagt,
”
dass die Schrift frei verwendet und ver¨andert werden darf, solange beim Ver¨andern nicht
der Name Vera oder Bitstream verwendet wird. Die Verwendung ist erlaubt, solange
nicht die Schrift als allein stehendes Produkt verkauft wird. Es handelt sich also um
eine sehr offene Lizenz.
Einige externe Abh¨angigkeiten stehen zwar nicht unter Open-Source-Lizenzen, k¨onnen
aber dennoch problemlos verwendet werden.
5.7
Fazit
Das Community Z Tools-Projekt bietet einige durchaus brauchbare Werkzeuge. Dazu
geh¨oren die Corejava-Klassen ebenso wie der Parser und die ZML-Darstellung. Auch
der Typechecker scheint einfach verwendbar zu sein. Es ist ratsam, diese bereits existierende Funktionalit¨at soweit m¨oglich zu nutzen. Die Benutzung der Schriftart CZTSans
bietet sich auf Grund der freiz¨
ugigen Lizenz auch an.
Die Verwendung von ZCharMap scheint weniger sinnvoll zu sein, da dieses Plug-in
sehr einfach aufgebaut ist, aber dennoch wegen der JEdit-Anbindung vergleichsweise
viel unn¨otigen Quellcode enth¨alt. Eine eigene Implementierung zur Eingabe von ZAusdr¨
ucken wird vermutlich zu bessereren Resultaten f¨
uhren.
Die Nutzung von gewissen Werkzeugen aus den Community Z Tools scheint also durchaus sinnvoll.
Projektgruppe Syspect
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Endbericht
¨
KAPITEL 6. EINFUHRUNG
IN UML UND XMI
Kapitel 6
Einfu
¨ hrung in UML und XMI
Florian Marwede
6.1
6.1.1
UML - Unified Modeling Language
Einleitung
UML ist eine standardisierte Beschreibungssprache f¨
ur Strukturen und Abl¨aufe in objektorientierten Softwaresystemen und wurde ab Ende 1997 von der Object Management Group (OMG) entwickelt. Sie ist eine Sammlung grafischer Notationsweisen, die
in zwei Bereiche aufgeteilt ist:
1. Strukturdiagramme, um statische Aspekte darzustellen
2. Verhaltensdiagramme, um dynamische Aspekte darzustellen
Die einzelnen Diagrammtypen, die sich den beiden Bereichen zuordnen lassen, werden
im n¨achsten Kapitel dargestellt.
UML wird durch ein Metamodel, die Meta Object Facility (MOF) definiert; diese wird
im Wesentlichen durch vier Abstraktionsebenen beschrieben:
• M0-Ebene: konkrete, ausgepr¨agte Daten
• M1-Ebene: z.B. physikalische oder logische Daten-, Prozess- oder UML- bzw.
Objekt-Modelle, die die Daten der M0-Ebene definieren
• M2-Ebene: Meta-Modelle, die definieren, wie die Modelle aufgebaut und strukturiert sind
• M3-Ebene: Meta-Meta-Modelle (bzw. MOF-Ebene); abstrakte Ebene, die zur Definition der M2-Ebene herangezogen wird
Projektgruppe Syspect
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12. Oktober 2006
Endbericht
6.1.2
¨
KAPITEL 6. EINFUHRUNG
IN UML UND XMI
¨
Ubersicht
u
¨ ber die einzelnen Diagrammtypen
Strukturdiagramme
• Klassendiagramm (engl. class diagram): Ein Klassendiagramm beschreibt sogenannte Klassen bzw. Objekt-Klassen, also programmierte Vorbilder“ f¨
ur zur Lauf”
zeit aktive Software-Einheiten, die Objekte.
Eine Klasse wird als Rechteck dargestellt und sie wird beschrieben durch Angaben u
uhrbaren Operationen. Den
¨ber ihren Zustand und m¨ogliche auf ihr durchf¨
Zusammenhang zwischen mehreren Klassen kann man durch die Angabe von Relationen zwischen ihnen darstellen, welche durch verschiedene Pfeile und Linien
ausgedr¨
uckt werden.
• Objektdiagramm (engl. object diagram): Objekte sind konkrete Instanzen und
Objektdiagramme stellen somit Objekte und Relationen zwischen Objekten dar.
• Komponentendiagramm (engl. component diagram): Komponentendiagramme stellen Software-Komponenten und deren Schnittstellen dar. SoftwareKomponenten stellen in sich geschlossene Module auf einer h¨oheren Abstraktionsebende als Klassen und Objekte dar. Eine wesentliche Anforderung an Komponenten ist eine m¨oglichst geringere Kopplung nach außen zu anderen Bausteinen
des Systems und eine m¨oglichst hohe Koh¨asion in ihrem Inneren.
• Kompositionsstrukturdiagramm (engl. composite structure diagram): Mit einem
Kompositiobsstrukturdiagramm lassen sich die inneren Zusammenh¨ange innerhalb bestimmter Elemente der UML darstellen. Wesentliche innere Bestandteile
in einem Kompositionsdiagramm sind die sogenannten Parts, die definierte Rollen u
¨bernehmen. Welcher konkrete Software-Baustein diese Rolle dann tats¨achlich
u
¨bernimmt, wird hier nicht betrachtet.
• Verteilungsdiagramm (engl. deployment diagram): In einem Verteilungsdiagramm
werden typischerweise die Zusammenh¨ange zwischen Hard- und Software eines
Systems dargestellt, also z.B. welche Teile der Software auf welchen Servern untergebracht werden.
• Paketdiagramm (engl. package diagram): Wenn in der Software Klassen zu Paketen zusammengefasst sind, lassen sich diese und die Zusammenh¨ange zwischen
ihnen in einem Paketdiagramm darstellen. Obwohl dies der naheliegenste Anwendungsfall f¨
ur diesen Diagrammtyp ist, l¨asst er sich viel allgemeiner einsetzen
– z.B. k¨onnen auch Aktivit¨aten (siehe Aktivit¨atsdiagramm) in Paketen zusammengefasst werden und entsprechend auch mit dem Paketdiagramm dargestellt
werden.
Verhaltensdiagramme
• Anwendungsfalldiagramm (engl. use case diagram): Es zeigt eine bestimmte Sicht
auf das erwartete Verhalten eines Systems und wird deshalb f¨
ur die Spezifikation
der Anforderungen an ein System eingesetzt. In einem Anwendungsfalldiagramm
Projektgruppe Syspect
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KAPITEL 6. EINFUHRUNG
IN UML UND XMI
werden typischerweise Anwendungsf¨alle und Akteure mit ihren Abh¨angigkeiten
und Beziehungen dargestellt.
• Zustandsdiagramm (engl. statechart): Das UML-Zustandsdiagramm ist eines von
vielen in der Informatik gebr¨auchlichen Notationsformen, um die Folge von Zust¨anden zu definieren, die ein Objekt einnehmen kann. Es werden hierf¨
ur alle
Zust¨ande, Zustands¨
uberg¨ange und Bedingungen f¨
ur und Konsequenzen von Zustands¨
uberg¨angen in Form eines endlichen Automaten dargestellt.
• Aktivit¨atsdiagramm (engl. activity diagram): Mit einem Aktivit¨atsdiagramm
wird h¨aufig der Ablauf eines Anwendungsfalls beschrieben, eignet sich aber zur
Modellierung aller Aktivit¨aten innerhalb eines Systems.
• Sequenzdiagramm (engl. sequence diagram): Ein Sequenzdiagramm ist eine grafische Darstellung einer Interaktion und spezifiziert den Austausch von Nachrichten zwischen Auspr¨agungen, die im Diagramm als Lebenslinien dargestellt sind.
Zum Beispiel ist der Aufruf einer Java-Methode in diesem Sinne eine Sequenz,
da nacheinander weitere Methoden (Nachrichten) von verschiedenen Objekten
(Auspr¨agungen) aufgerufen werden.
• Interaktions¨
ubersichtsdiagramm (engl. interaction overview diagram): Ist eine Interaktion zu komplex, um beispielsweise in einem Sequenzdiagramm dargestellt
zu werden (da diese bei zuvielen Lebenslinien und Nachrichten zu un¨
ubersichtlich werden), k¨onnen die wichtigsten Aktivit¨aten und Abl¨aufe dieser Interaktion
abstrakt in einem Interaktions¨
ubersichtsdiagramm dargestellt werden. Teilinteraktionen, die sich aus diesem Diagramm ablesen lassen k¨onnen, sind dann wieder
als Sequenzdiagramm darstellbar.
• Kommunikationsdiagramm (engl. communication diagram): Kommunikationsdiagramme stellen ebenso wie Sequenzdiagramme Interaktionen mit ihren versendeten Nachrichten dar, doch liegt hier nicht der Schwerpunkt auf der Reihenfolge
der versendeten Nachrichten, sondern auf den Relationen der Auspr¨agungen, die
diese Nachrichten versenden, zueinander – eine Zeitachse ist hier also nicht gegeben, daf¨
ur k¨onnen die Symbole f¨
ur die Auspr¨agungen so angeordnet werden,
dass sie f¨
ur die Darstellung am u
¨bersichtlichsten sind.
• Zeitverlaufsdiagramm (engl. timing diagram): Zeitverlaufsdiagramme sind zweidimensionale Diagramme, bei denen die X-Achse die Zeit, und die Y-Achse Objekte
(im weitesten Sinne) und deren Zust¨ande darstellen. Dieser Diagrammtyp ¨ahnelt
damit der Anzeige eines Oszilloskops, wird also seit langem in der Elektrotechnik
verwendet.
6.1.3
Drei Diagrammtypen am Beispiel erl¨
autert
Kompositionsstrukturdiagramm
Abbildung 6.1 zeigt ein Kompositionsstrukturdiagramm f¨
ur einen Software-Baustein
Wetterstation“. Diese hat drei Parts, also innere Bausteine: einen Logger, einen Report”
Generator und einen Data-Collector. Der Baustein besitzt außerdem einen komplexen
Projektgruppe Syspect
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KAPITEL 6. EINFUHRUNG
IN UML UND XMI
Port, der die beiden Schnittstellen Anfrage“ und Report“ bereitstellt. Werden die”
”
se Schnittstellen verwendet, wird dies nach innen delegiert, d.h. die Anfrage“ wird
”
an den Logger und der Report“ an den Report-Generator delegiert, die jeweils eine
”
entsprechende Schnittstelle bereitstellen.
Nach demselben Prinzip hat der Baustein Wetterstation einen Port, der die Schnittstelle
Temperatur ben¨otigt. Hier k¨onnen also Temperatursensoren andocken“, um Tempe”
raturdaten zu u
¨bermitteln. Diese werden wieder delegiert und zwar zum Part Data”
Collector.“
Intern stellen der Logger“ und der Report-Generator“ Schnittstellen f¨
ur den Data”
”
”
Collector“ bereit, damit dieser ihnen Daten u
¨bermitteln kann.
Abbildung 6.1: Ein Kompositionsstrukturdiagramm am Beispiel einer Wetterstation
Klassendiagramm
Ein einfaches Beispiel f¨
ur ein Klassendiagramm ist das Interface T¨
ur“ welches die
”
Schnittstelle f¨
ur eine T¨
ursteuerung beschreiben kann:
Abbildung 6.2: Ein Klassendiagramm am Beispiel einer T¨
ursteuerung
Ein Interface in der UML ist ein vordefinierte Stereotyp f¨
ur das Klassendiagramm, d.h.
es wird die Definition des Klassendiagramms modifiziert und eingeschr¨ankt. In diesem
Fall ist die wesentliche Beschr¨ankung das Verbieten von Attributen.
Zustandsdiagramm
Es gibt zwei Arten von Zustandsdiagrammen:
Projektgruppe Syspect
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Endbericht
¨
KAPITEL 6. EINFUHRUNG
IN UML UND XMI
1. Protokollzustandsdiagramm
2. Verhaltenszustandsdiagramm
Das Verhaltenszustandsdiagramm stellt die Abfolge innerer Zust¨ande eines Objektes
dar, das Protokollzustandsdiagramm nur die einer Schnittstelle, diesem steht deshalb auch nur eine Untermenge der Notationsm¨oglichkeiten des Verhaltenszustandsdiagramm zu Verf¨
ugung.
Abbildung 6.3 zeigt ein Protokollzustandsdiagramm f¨
ur die Schnittstelle einer T¨
ursteuerung.
Abbildung 6.3: Protokollzustandsdiagramm am Beispiel einer T¨
ursteuerung
Abbildung 6.4 zeigt ein Verhaltenszustandsdiagramm f¨
ur eine Ampelsteuerung. Im
Wesentlichen ist hier auch einer der auff¨alligsten Unterschiede zu den Protokollzustandsdiagrammen dargestellt: Die M¨oglichkeit, eine Art Unterautomaten“ darzustel”
len: Beim Ereignis start geht das Objekt vom Zustand aus in den Zustand bereit bzw.
bereit.rot, weil rot der Initialzustand von bereit ist. Ist das Objekt im Zustand bereit“
”
– gleich in welchem Unterzustand –, und wird das Ereignis stop ausgel¨ost, geht das
Objekt wieder in den Zustand aus.
Abbildung 6.4: Verhaltenszustandsdiagramm am Beispiel einer Ampelsteuerung
Die Beispiele f¨
ur die Erl¨auterung der UML-Diagramme wurden entnommen aus
[PBG04].
Projektgruppe Syspect
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Endbericht
6.1.4
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KAPITEL 6. EINFUHRUNG
IN UML UND XMI
Wesentliche Neuerungen in der UML 2.0
• Konsolidierung des Metamodels: MOF und UML waren vorher unabh¨angig voneinander. Dadurch, dass es nun ein durchg¨angiges Metamodell f¨
ur die UML gibt,
soll es m¨oglich sein, individuelle Anpassungen an der UML vorzunehmen, um z.B.
Codegenerierung f¨
ur bestimmte Anwendungsgebiete zu erleichtern.
• Neue Konzepte (Parts, Ports, Konnektoren, Interaktion): Aufgrund der Erfahrungen, die mit vorherigren UML-Versionen gemacht wurden, sind einige neue
Aspekte hinzugef¨
ugt worden, um das Modellieren anwendungsn¨aher gestalten zu
k¨onnen.
• Neue Notationen (CompositePart, Interaktions¨
ubersicht, Zeitverlauf): Demselben
Gedanken geschuldet sind neue Diagrammtypen, die gerade im Darstellen dynamischer Abl¨aufe das Sequenzdiagramm entlasten sollen, welches nicht f¨
ur alle
Anwendungen optimal ausgelegt ist (vgl. z.B. Einf¨
uhrung des Interaktionsdiagramms, Abschnitt 6.1.2, S. 51).
6.2
6.2.1
XMI - XML Metadata Interchange
Einleitung
XMI geh¨ort zur Sprachfamilie der eXtensible Markup Language (XML), d.h. ein XMIDokument ist immer auch ein XML-Dokument, und ein XMI-Schema ist immer auch
ein XML-Schema.
In einem XML-Dokument werden Daten gespeichert, in einem XML-Schema wird festgelegt, wie diese Daten auszusehen haben. Man kann also XML-Dokumente gegen
XML-Schema laufen lassen“, um zu pr¨
ufen, dass ihre Daten die korrekte Form, das
”
korrekte Format haben.
XMI ist eine Spezialisierung hiervon. Bei XMI geht es nicht allgemein um Daten, sondern um Objekte bzw. um das, was in der MOF unter dem Begriff verstanden wird,
denn dies ist das Metamodell f¨
ur XMI – womit die Br¨
ucke zwischen UML und XMI
geschlagen ist.
In einem XMI-Dokument werden also Objekte gespeichert, w¨ahrend in einem XMISchema festgelegt wird, wie diese Objekte auszusehen haben. Dies kann unter anderem
beliebig konkret ausgedr¨
uckt werden. Zum Beispiel kann festgelegt werden, dass alle
Objekte keine Attribute haben d¨
urfen, oder dass sie generell welche haben d¨
urfen. Aber
auch, dass sie z.B. nur eine bestimmte Anzahl eines bestimmten Typs haben d¨
urfen
usw.
6.2.2
¨
Ein Uberblick
u
¨ ber XML
Die allgemeine Form eines XML-Elements ist:
<Name Attribute>Inhalt</Name>
Projektgruppe Syspect
54
12. Oktober 2006
Endbericht
¨
KAPITEL 6. EINFUHRUNG
IN UML UND XMI
Ein XML-Element besteht mindestens aus einem sogenannten Tag: <Name/>. Hat
dieser Tag einen Inhalt, wird er in zwei Tags aufgespalten“, einen ¨offnenden und
”
einen schließenden Tag: <Name>Hallo Welt</Name>. Attribute sind eine optionale Liste von Name-Wert-Paaren: <Name farbe="rot">Hallo Welt</Name>. XML-Elemente
k¨onnen baumartig ineinander verschachtelt werden, wobei der schließende Tag eines
inneren Elements nie nach dem schließenden Tag des dieses Element umschließenden
Tags kommen darf. Außerdem ist nicht viel n¨otig, um XML-Dokumente verstehen zu
k¨onnen: Es gibt Namensr¨aume, in denen Namen eindeutig sein m¨
ussen, Regeln, die
definieren, was f¨
ur Zeichen in Namen vorkommen d¨
urfen und eine M¨oglichkeit, Tag als
plain text zu schreiben, also uninterpretiert zu lassen.
XML-Schemata jedoch haben viele weitere Syntaxelemente – diese zu erkl¨aren, ist
nicht Ziel dieses Abschnitts. Es sei nur soviel gesagt, dass XML-Schemata auch XMLDokumente in dem Sinne sind, dass sie der grundlegenden XML-Syntax (die eben
angedeutet beschrieben wurde) folgt. Jedoch gibt es hier viele definierte Element- und
Attributnamen mit einer festgelegten Semantik.
Schließlich sei noch erw¨ahnt, dass die sogenannten Document Type Definitions (DTDs)
eine veraltete M¨oglichkeit sind, die Struktur und das Format von XML-Dokumenten
festzulegen. Sie haben eine eigene Syntax, die nicht auf XML aufbaut.
6.2.3
Ein Beispiel
Um mit XMI sinnvoll arbeiten zu k¨onnen, sind Grundkenntnisse der XMLSchemadefinitionen notwendig. Diese k¨onnen zum Beispiel unter [SMT06] erworben
und vertieft werden.
Nehmen wir an, es soll eine Anwendung f¨
ur eine Autovermietung modelliert werden und
in einem dabei geschaffenen Klassendiagramm gibt es eine Klasse Car. Diese soll einfach
nur ein Attribut available vom Typ boolean haben. W¨
urde dieses Klassendiagramm
nach XMI importiert, k¨onnte der entsprechende Code so aussehen:
<xsd:complexType name="Car">
<xsd:element name="available" type="xsd:boolean"/>
<xsd:element minOccurs="0" maxOccurs="unbounded" ref="xmi:Extension"/>
</xsd:complexType>
Eine Klasse wird immer als complexType definiert. In einem complexType-Element,
ist es m¨oglich, durch ein element-Element ein Attribut der Klasse anzugeben. Mit
minOccurs und maxOccurs kann man Unter- und Obergrenzen festlegen, wieviele solcher Elemente auftauchen d¨
urfen. Die default-Werte f¨
ur beide sind 1“, k¨onnen also im
”
Fall von unserem Attribut available weggelassen werden.
Wir sehen aber auch, dass dieser complexType null oder beliebig viele sogenannte
extensions haben kann. Dies dient dem Zweck, spezifische, werkzeugabh¨angige Informationen zu speichern, also z.B. Angaben, an welcher Stelle die entsprechende Klasse
im Diagramm eingezeichnet war.
Folgendes XML-Dokument ist also korrekt im Sinne dieses Schemas:
<Car>
Projektgruppe Syspect
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12. Oktober 2006
Endbericht
¨
KAPITEL 6. EINFUHRUNG
IN UML UND XMI
<available>true</available>
</Car>
Zur Vertiefung des Themas XMI wird [GDB02] empfohlen.
Projektgruppe Syspect
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12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 7. CSP-OZ: KOMBINATION ZWEIER METHODEN
Kapitel 7
CSP-OZ: Kombination zweier
Methoden
Janna Arnold
7.1
Einfu
¨ hrung
CSP-OZ ist eine Kombination aus den beiden Spezifikationssprachen CSP [Hoa04] und
Object-Z [Smi00]. Um CSP-OZ verstehen zu k¨onnen, werden zun¨achst die einzelnen
Spezifikationssprachen vorgestellt. CSP dient zur Beschreibung reaktiver Systeme. Das
sind Systeme, die unabh¨angig voneinander arbeiten und gelegentlich miteinander kommunizieren. Z spezifiziert sequentielle Systeme, die durch Zustandsr¨aume und deren
Ver¨anderung gekennzeichnet sind.
CSP-OZ kombiniert die Vorteile der beiden Sprachen, nach [Fis00]. Dadurch k¨onnen
reaktive Systeme mit einer Prozess- und einer Datensicht spezifiziert werden.
7.2
7.2.1
Die Spezifikationssprache CSP
Einleitung
CSP wurde von C.A.R Hoare, Universit¨at Oxford, eingef¨
uhrt. CSP steht f¨
ur Communicating Sequential Processes. Wie in [Hoa04] und [Old05] zu lesen, dient diese Spezifikationssprache zur Beschreibung von Systemen, die aus mehreren Komponenten bestehen,
die parallel arbeiten und gelegentlich miteinander kommunizieren. Abbildung 7.1 zeigt
ein reaktives System. Beispielsweise sind ein Fahrstuhl und ein Nutzer eines Fahrstuhls
(Fahrgast) einzelne sequentielle Prozesse, die parallel arbeiteten und kommunizieren,
wenn der Fahrgast einen Knopf dr¨
uckt und so ein Signal u
¨ber den Kanal knopfDruecken
an den Prozess Fahrstuhl sendet.
Projektgruppe Syspect
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12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 7. CSP-OZ: KOMBINATION ZWEIER METHODEN
Abbildung 7.1: Beispiel f¨
ur ein reaktives System
7.2.2
Syntax
Um die Sprache zu verstehen, muss zun¨achst die Syntax festgelegt werden. Dazu
werden hier einige Symbole und Mengen vorgestellt:
a, b ∈ Events (Ereignisse)
c.v ∈ Events ist eine Kommunikation, wobei der Wert v u
¨ber den Kanal c gesendet
wird
A, B ⊆ Events (Alphabete)
τ√6∈ Events (Symbol f¨
ur die interne Aktion)
6∈ Events (Symbol f¨
ur die
√ Terminierung)
α, β ∈ Act = Events ∪ {τ, } (Alle Aktionen)
R : Events ←→ Events (Relation zur Umbenennung von Ereignissen)
X , Y ∈ Idf (Prozessidentifikatoren)
P , Q ∈ Proc (CSP-Prozess)
Mit Hilfe dieser Symbole l¨asst sich nun die Syntax eines CSP-Prozesses in BackusNaur-Form aufschreiben:
P ::= STOP | SKIP | a → Q | P ; Q | P k Q | P {A} k{B} Q
{A}
| P ||| Q | P u Q | P 2 Q | P \A | P [R] | X
Die Bedeutung dieser Syntax wird im folgenden Kapitel mit Hilfe der informellen Semantik erkl¨art.
7.2.3
Informelle Semantik
Die informelle Semantik gibt der CSP-Syntax eine Bedeutung mit Hilfe von Zustandsgraphen. Einige Graphen sollen hier als Beispiel dienen, um die grundlegende
Bedeutung der Syntax zu geben.
Abbildung 7.2 zeigt den CSP-Prozess STOP .
Projektgruppe Syspect
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12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 7. CSP-OZ: KOMBINATION ZWEIER METHODEN
Abbildung 7.2: Der CSP-Prozess STOP
Abbildung 7.3 zeigt den CSP-Prozess SKIP .
Abbildung 7.3: Der CSP-Prozess SKIP
Abbildung 7.4 zeigt den CSP-Prozess:
knopf 1 → fahreZu1 → STOP .
Abbildung 7.4: Der CSP-Prozess knopf 1 → fahreZu1 → STOP
Abbildung 7.5 zeigt den CSP-Prozess:
(knopf 1 → fahreZu1 → STOP )
2 (knopf 2 → fahreZu2 → STOP ).
Abbildung 7.6 zeigt den CSP-Prozess:
FS = (knopf 1 → fahreZu1 → FS )
2 (knopf 2 → fahreZu2 → FS ).
Projektgruppe Syspect
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12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 7. CSP-OZ: KOMBINATION ZWEIER METHODEN
Abbildung 7.5: CSP-Prozess mit Abbildung 7.6: Der CSP-Prozess FS
Um die parallele Komposition zu erkl¨aren, wird ein zweiter Prozess ben¨otigt. Der
Prozess FG soll einen Fahrgast verdeutlichen, der den Fahrstuhl nutzt:
FG = einsteigen → knopf 2 → aussteigen → FG
Abbildung 7.7 stellt die parallele Komposition dar. Zun¨achst werden die einzelnen Prozesse dargestellt, dann die Komposition der beiden. Die Prozesse k¨onnen unabh¨angig
voneinander laufen, außer eine Aktion aus dem Synchronisationsalphabet tritt ein. Diesen Schritt m¨
ussen die Prozesse gemeinsam gehen.
P4 = FG
k
FS
{knopf 1,knopf 2}
Verwendet man die nichtdeterministische Auswahl u entsteht ein fehlerhafter Fahrstuhl
FFS . Seine Fehlfunktion zeigt die paralle Komposition in Abbildung 7.8. Der Prozess
FFS kann in einen Zustand wechseln, von dem aus er nicht mehr auf das Signal knopf2
eingehen kann.
FFS = (knopf 1 → fahreZu1 → FFS )
u (knopf 2 → fahreZu2 → FFS )
P5 = FG
k
FFS
{knopf 1,knopf 2}
Projektgruppe Syspect
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Endbericht
KAPITEL 7. CSP-OZ: KOMBINATION ZWEIER METHODEN
Abbildung 7.7: Der CSP-Prozess P4
Abbildung 7.8: Der CSP-Prozess P5
Projektgruppe Syspect
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12. Oktober 2006
Endbericht
7.2.4
KAPITEL 7. CSP-OZ: KOMBINATION ZWEIER METHODEN
CSP-Semantiken
Um der Syntax von CSP Bedeutungen zuzuordnen, k¨onnen verschiedene Semantiken
verwendet werden. Einige sollen im Folgenden vorgestellt werden.
Strukturierte operationelle Semantik (SOS)
F¨
ur jeden CSP-Prozess werden die Zust¨ande und Transitionen eines Automaten
beschrieben. Es handelt sich um nichtdeterministische Automaten mit τ -Transitionen
der Form A = (A, S , →, s0 ), mit:
A ∈ Events
S eine m¨oglicherweise unendliche Folge von Zust¨anden, die CSP-Prozesse (Proc) sind
→⊆ Proc × Act × Proc
s0 ∈ S ist der Startzustand
Die Transitionen lassen sich nach vorgegebenen Regeln herleiten, welche zum
Beispiel in [Old05], [Ros97] nachzulesen sind.
Beispiel:
&
(a → P ) 2 SKIP
a.
&X
P
Ω
Dabei dr¨
uckt Ω die gerade eingetretene Terminierung aus.
Trace-Semantik
Die Trace-Semantik gibt die einfache Sicht auf CSP-Prozesse. Eine Trace ist eine endliche Sequenz sichtbarer Events (Act\{τ }). Die Trace-Semantik eines Prozesses ist die
Menge aller m¨ogliche Traces.
Die Beispiele in Abbildung 7.9 und 7.10 zeigen einen CSP-Prozess in Trace-Semantik
und strukturierter operationeller Semantik.
T ((a → SKIP 2 c → b → SKIP )\c) = {<>, < a >, < a, X >, < b >, < b, X >}
Abbildung 7.9: CSP-Prozess in Trace-Semantik
Projektgruppe Syspect
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Endbericht
KAPITEL 7. CSP-OZ: KOMBINATION ZWEIER METHODEN
&
(a → SKIP 2 c → b → SKIP )\c
a.
&τ
SKIP \c
(b → SKIP )\c
X↓
b↓
Ω
SKIP \c
X↓
Ω
Abbildung 7.10: CSP-Prozess in SOS
Failure-Divergences-Semantik
Die Failure-Divergences-Semantik (FD-Semantik) gibt eine genauere Sicht auf die
CSP-Prozesse. Unterschiedliche Prozesse k¨onnen Trace-¨aquivalent sein und w¨aren
so in der Trace-Semantik nicht zu unterscheiden. Der Unterschied zwischen der
deterministischen und der nichtdeterministischen Auswahl ist in der Trace-Semantik
nicht erkennbar.
Die FD-Semantik gibt zu jedem Prozess ein Paar aus der Menge aller Fehler und der
Menge aller Divergenzpunkte an (FD(P ) = (F (P ), D(P ))).
Ein Fehler ist ein Paar aus einer Trace und der Menge der abgelehnten Aktionen.
Beispiel:
F ((a → STOP 2 c → b → STOP )\c)) = {(<>, ∅), (<>, {a}), (< a >, ∅), (< a >, {a}),
(< a >, {b}), (< a >, {a, b}), (< b >, ∅),
(< b >, {a}), (< b >, {b}), (< b >, {a, b})}
Ein Divergenzpunkt ist eine Trace, nach der eine unendliche Folge von τ -Transitionen
m¨oglich ist.
Genauer soll hier jedoch auf die CSP-Semantiken nicht eingegangen werden.
7.3
Die Spezifikationssprache Z
Die Spezifikationssprache Z spezifiziert Daten. Sequentielle Systeme werden u
¨ber
Zustandsr¨aume und Zustandstransitionen beschrieben.
In Z werden mathematische Ausdr¨
ucke verwendet. Hierzu z¨ahlen
• Mengenausdr¨
ucke der Form {Deklaration | Praedikat • Ausdruck }
• Axiomatische Ausdr¨
ucke
Projektgruppe Syspect
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Endbericht
KAPITEL 7. CSP-OZ: KOMBINATION ZWEIER METHODEN
• Relationale Ausdr¨
ucke und Funktionen
• Aussagenlogische und pr¨adikatenlogische Ausdr¨
ucke
7.3.1
Z-Schema
Daten werden in einem Z-Schema dargestellt, um sie zu strukturieren [JW96]. Dieses
hat entweder die Form Name =
b [Deklaration | Praedikat] oder wird als Schema-Box
dargestellt. Diese hat ebenfalls die Bestandteile Name, Deklaration und Praedikat. In
der folgenden Abbildung 7.11 wird die Datenhaltung eines Fahrstuhls als Z-Schema-Box
dargestellt.
Fahrstuhl
aktuellerStock : N
aktuellerStock ≥ 0
aktuellerStock ≤ 3
Abbildung 7.11: Z-Schema Fahrstuhl
7.3.2
Transitionen
In Z sollen nicht nur Datenzust¨ande beschrieben werden, sie sollen auch ver¨andert
werden k¨onnen. Um die Wirkung von Operationen auf die Variablen eines Zustandsraumes auszudr¨
ucken, werden zus¨atzliche Versionen eines Zustandsraums eingef¨
uhrt,
die dekoriert werden, vgl. Abbildung 7.12.
Fahrstuhl 0
aktuellerStock 0 : N
aktuellerStock 0 ≥ 0
aktuellerStock 0 ≤ 3
Abbildung 7.12: Dekoriertes Z-Schema Fahrstuhl
Operationen werden ebenfalls als Z-Schema dargestellt. Wir betrachten in Abbildung
7.13 die Operation fahreZu, die den aktuellen Stock des Fahrstuhls ver¨andert.
Da ungestrichene und gestrichene Variablen in allen Z-Schemata f¨
ur Operationen vorkommen, darf man verk¨
urzt den ∆-Operator verwenden.
Das Schema darf verk¨
urzt wie in Abbildung 7.14 geschrieben werden.
Projektgruppe Syspect
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12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 7. CSP-OZ: KOMBINATION ZWEIER METHODEN
fahreZu
aktuellerStock : N
aktuellerStock 0 : N
neu? : 0..3
aktuellerStock ≥ 0
aktuellerStock ≤ 3
aktuellerStock 0 ≥ 0
aktuellerStock 0 ≤ 3
aktuellerStock 0 = neu?
Abbildung 7.13: Z-Schema der Operation fahreZu
fahreZu
∆Fahrstuhl
neu? : 0..3
aktuellerStock 0 = neu?
Abbildung 7.14: Z-Schema der Operation fahreZu mit ∆-Operator
7.4
Die Spezifikationssprache CSP-OZ
CSP-OZ ist eine Kombination der Spezifikationssprachen CSP und Object-Z. Mit
CSP-OZ ist eine Spezifikation reaktiver Systeme mit einer Prozess und einer Datensicht
m¨oglich. Der Vorteil der Kombination ist, dass Kommunikationen im CSP-Teil Auswirkungen auf Datenzust¨ande im OZ-Teil haben k¨onnen. Somit sind CSP-OZ-Klassen
im Vergleich zu Object-Z-Klassen aktiv. Am Beispiel des Fahrstuhls soll in Abbildung
7.15 das Zusammenwirken gezeigt werden.
Abbildung 7.15: Z-Schema der Operation fahreZu
Die Kommunikation knopfDruecken hat keinen Einfluss auf die Datenhaltung des Fahrstuhls. Die Kommunikation fahreZu hingegen ver¨andert den gespeicherten aktuellen
Stock, der CSP-Teil muss mit dem Object-Z-Teil kommunizieren.
Projektgruppe Syspect
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Endbericht
7.4.1
KAPITEL 7. CSP-OZ: KOMBINATION ZWEIER METHODEN
CSP-OZ-Klassen
In Abbildung 7.16 ist das Format einer CSP-OZ-Klasse gezeigt. Sie besteht aus einem
Interface, in dem alle Kan¨ale deklariert werden. Darauf folgt der CSP-Teil und dann
der (Object)-Z-Teil. Z besteht aus einem namenlosen Schema, das mit State bezeichnet
wird, einem Schema Init f¨
ur den Initialzustand und Schemata zu den Kommunikationen com(c).
S
I
CSP
Z
(Interface)
(CSP-Teil)
(OZ-Teil)
Abbildung 7.16: CSP-OZ-Schema
Das Beispiel des Fahrstuhls, das auch schon zur Erkl¨arung von CSP-Prozessen und
Z-Schemata verwendet wurde, soll nun in Abbildung 7.17 die Kombination der beiden
Spezifikationssprachen verdeutlichen.
Fahrstuhl
chan knopfDruecken, fahreZu : 0..3
c
main = knopfDruecken?stock → fahreZu!stock → main
com fahreZu
∆(aktuellerStock )
neu? : 0..3
aktuellerStock : N
aktuellerStock 0 = neu?
Init
aktuellerStock = 0
Abbildung 7.17: CSP-OZ-Schema eines Fahrstuhls
7.4.2
Semantik
Eine CSP-OZ-Spezifikation soll als Spezifikation eines Prozesses aufgefasst werden
und bekommt daher eine Semantik nach dem Failure − Divergences-Modell der CSPProzesse. Dazu werden FD-Semantiken f¨
ur den CSP- und den OZ-Teil gebildet und aus
der parallelen Komposition dieser beiden entsteht die FD-Semantik einer kompletten
CSP-OZ-Spezifikation. Wird eine Kommunikation im CSP-Teil ausgef¨
uhrt, muss die
entsprechende Operation auf den Zustand im OZ-Teil ausgef¨
uhrt werden.
Projektgruppe Syspect
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Endbericht
7.5
KAPITEL 7. CSP-OZ: KOMBINATION ZWEIER METHODEN
Fazit
CSP-OZ kombiniert die Vorteile der Spezifikationssprachen CSP und Object-Z. Dadurch k¨onnen reaktive Systeme mit einer Prozess- und einer Datensicht spezifiziert
werden.
Da CSP eine pr¨azise formale Semantik hat, kann es bei einem endlichen Datenbereich,
also einer endlichen Zustandsmenge, in den Dialekt CSPM f¨
ur maschinenlesbares CSP
u
ur CSP [FDR] gelesen wer¨bersetzt werden. Dieser kann vom Modelchecker FDR f¨
den. Damit ist es m¨oglich, CSP und unter Umst¨anden auch CSP-OZ auf Deadlocks,
Livelocks und Determinismus zu u
ufen.
¨berpr¨
Projektgruppe Syspect
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Endbericht
KAPITEL 7. CSP-OZ: KOMBINATION ZWEIER METHODEN
Projektgruppe Syspect
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Endbericht
KAPITEL 8. CSP-OZ-DC UND PEA
Kapitel 8
CSP-OZ-DC und PEA
Jan-David Quesel
8.1
Einleitung
Verifikation ist eine Thematik, die in der heutigen Zeit immer mehr Gewicht bekommt.
Spezifikationssprachen sind meist jedoch nur f¨
ur einen Kontext entwickelt. Um die
Vorz¨
uge mehrerer Spezifikationssprachen nutzen zu k¨onnen, gibt es Ans¨atze, diese zu
kombinieren. Ein Ansatz ist die Kombination der Sprachen CSP und Object-Z, genannt CSP-OZ. Es wird erm¨oglicht, Komunikationen und Zustands¨anderungen in CSP
zu modellieren und zus¨atzlich die Vorz¨
uge von Object-Z in der Spezifikation von Daten und Zustandsr¨aumen zu verwenden. Bislang fehlt dabei die M¨oglichkeit, zeitliche
Eigenschaften von Systemen zu spezifizieren. Hierf¨
ur bietet sich der Duration Calculus
(DC) [ZHR91] an. Daraus ergibt sich die Spezifikationssprache CSP-OZ-DC [HM05].
Um komfortabel Model-Checking [CGP99] durchf¨
uhren zu k¨onnen, ben¨otigt man eine
einheitliche Semantik. Diese wird hier durch Phasen-Event-Automaten [HM05] geliefert.
8.2
Duration Calculus
Der Duration Calculus ist eine Logik u
¨ber Zeitintervallen.
8.2.1
Syntax
Die Syntax des DC gliedert sich in drei Teile.
Zustandszusicherungen
Eine Zustandszusicherung π hat folgenden Aufbau:
π ::= 0 | 1 | X = d | ¬π | π1 ∧ π2
Projektgruppe Syspect
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12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 8. CSP-OZ-DC UND PEA
Hierbei ist X eine Observable. Observablen werden verwendet um Systemeingaben und
Systemausgaben zu modellieren.
Terme
Ein Term θ hat folgenden Aufbau:
θ ::= x | ` | ∫ π | f (θ1 , · · · , θn )
Hierbei ist x eine Variable, ` ein spezielles Symbol, π eine Zustandszusicherung und f
ein Funktionssysmbol.
Formeln
Formeln k¨onnen nach folgender Vorschrift gebildet werden:
F ::= p(θ1 , · · · , θn ) | ¬F | F1 ∧ F2 | ∀ x : F | F1 ; F2
Hierbei ist p ein Pr¨adikatssymbol, θ1 bis θn Terme und x eine Variable.
8.2.2
Semantik
Die Semantik des DCs definieren wir u
¨ber eine Interpretationsfunktion.
Zustandszusicherungen
Die Semantik von Zustandszusicherungen ist gegeben durch eine Funktion I. Sie ordnet
einer Zustandszusicherung zu jedem Zeitpunkt einen boolschen Wert (0 f¨
ur falsch oder
1 f¨
ur wahr) zu.
I[[0]](t) = 0
I[[1]](t)
=1
1, gdw X = d
I[[X = d ]](t) =
0, sonst
1, gdw I[[π]](t) = 0
I[[¬π]](t) =
0, sonst
1, gdw I[[π1 ]](t) = 1 und I[[π2 ]](t) = 1
I[[π1 ∧ π2 ]](t) =
0, sonst
Terme
Die Semantik von Termen wird u
¨ber ebenfalls durch eine Funktion I geliefert, die
jedem Term, gegeben eine Belegung der Variablen V und ein Zeitinterval [b, e], eine
reelle Zahl zuordnet.
I[[x ]](V, [b, e]) = V(x )
I[[`]](V, [b, e]) =R e − b
e
I[[∫ P ]](V, [b, e]) = b PI (t)dt
I[[f (θ1 , · · · , θn )]](V, [b, e]) = fˆ(I[[θ1 ]](V, [b, e]), . . . , I[[θn ]](V, [b, e]))
Projektgruppe Syspect
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Endbericht
KAPITEL 8. CSP-OZ-DC UND PEA
Formeln
Formeln wird u
¨ber eine Funktion I, gegeben eine Belegung der Variablen V und einem
Zeitintervall [b, e], einen boolschen Wert zugeordnet.
I[[p(θ1 , · · · , θn )]](V, [b, e]) = pˆ (I[[θ1 ]](V, [b, e]), . . . ,
I[[θn ]](V, [b, e]))
I[[¬F ]](V, [b, e]) = tt gdw I[[F ]](V, [b, e]) = ff
I[[F1 ∧ F2 ]](V, [b, e]) = tt gdw I[[F1 ]](V, [b, e]) = tt und
I[[F2 ]](V, [b, e]) = tt
I[[∀ x : F ]](V, [b, e]) = tt gdw f¨
ur alle d ∈ Rgilt :
I[[F ]](V[x := d ], [b, e]) = tt I[[F1 ; F2 ]](V, [b, e]) = tt gdw es ein m ∈ [b, e] gibt, so dass
I[[F1 ]](V, [b, m]) = tt und
I[[F2 ]](V, [m, e]) = tt
Abku
¨ rzungen
Um Formeln k¨
urzer, und damit einfacher zu lesen, aufschreiben zu k¨onnen.
Punktintervall: de := ` = 0
¨
Uberall:
dπe := ` > 0 ∧ ∫ π = `
Irgendwann: 3F := true; F ; true
Immer: 2F := ¬3¬F
8.2.3
Beispiele
Im Folgenden werden einige Beispiele angef¨
uhrt um die Semantik des Duration Calculus verst¨andlich zu machen. Die Beispiele orientieren sich hierbei an den Operatoren,
die nicht bereits aus der Pr¨adikatenlogik erster Ordnung bekannt sind.
Die beiden neuen Operatoren sind ∫ und ;. Der Operator ∫ wird verwendet, um Bereiche, in denen ein Term erf¨
ullt ist, aufzusummieren und der Operator ; dient zum
Modellieren von nacheinander stattfindenden Ereignissen.
Die Formel ∫ X = ` beispielsweise ist so zu verstehen: Auf dem gesamten Beobachtungsintervall ist die Observable X wahr. Es kann nur punktuelle Ausnahmen geben,
diese k¨onnen vom DC nicht eingeschr¨ankt werden, da u
¨ber Variablen nur mithilfe des
Integraloperators geredet werden kann.
Die Formel dP e;dQe besagt, dass es einen Zeitpunkt in unserem Beobachtungsintervall
gibt, so dass vom Anfang unserer Beobachtung bis zu diesem Zeitpunkt (fast) u
¨berall
P wahr ist und ab diesem Zeitpunkt Q (fast) u
berall
wahr
ist.
Hierbei
wird
nicht
ausge¨
schlossen, dass Q beispielweise dauerhaft wahr ist. Ebenso wird von P nicht verlangt,
dass sich der Zustand der Observablen in dem sogenannten chop-Punkt ¨andert. Zur
Veranschaulichung dieser Formel ist eine erf¨
ullende Interpretation in Abbildung 8.1 zu
sehen. Hierbei sind an den Stellen, wo keine Werte f¨
ur die Observablen angegeben sind,
diese beliebig.
Projektgruppe Syspect
71
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 8. CSP-OZ-DC UND PEA
⌈P⌉ ; ⌈Q⌉
P
¬P
Q
¬Q
t
Abbildung 8.1: Erf¨
ullende Interpretation f¨
ur dP e ; dQe
8.3
Phase Event Automata
Phaseneventautomaten (PEA) liefern einen Formalismus, mit dem es m¨oglich ist, eine gemeinsame Semantik f¨
ur CSP-OZ-DC zu formulieren. Ein PEA ist ein 8-Tupel
(P , V , A, C , E , s, I , P0 ). Die einzelnen Komponenten sind:
• P : Zustandsmenge
• V : Menge von Zustandsvariablen
• A: Menge von Events
• C : Menge der Uhren
• E ⊆ P × L(V ∪ V 0 ∪ A ∪ C ) × P(C ) × P : Transitionsrelation
• s : P → L(V ): Invarianten-Pr¨adikat f¨
ur Zust¨ande
• I : P → L(C ): Uhreninvariante f¨
ur Zust¨ande
• P0 ⊆ P : Startzust¨ande.
8.4
CSP-OZ-DC
Mit dieser Syntax-Definition der Phasen-Event-Automaten ist es uns nun m¨oglich, eine
¨
Ubersetzung
der einzelnen Teile der CSP-OZ-DC-Spezifikation in PEA anzugeben.
Projektgruppe Syspect
72
12. Oktober 2006
Endbericht
8.4.1
KAPITEL 8. CSP-OZ-DC UND PEA
CSP-Teil
Den CSP-Teil u
¨bersetzen wir unter Verwendung der operationellen Semantik. Die Zust¨ande werden weiterhin mit CSP-Prozessen beschriftet. Als Alphabet nutzen wir das
vom main-Prozess. Zustandsvariablen oder Uhren werden keine eingef¨
uhrt. F¨
ur jede
Transition aus der operationellen Semantik des main-Prozesses f¨
uhren wir eine Transition in unserem PEA ein:
• (p, a ∧
• (p,
V
V
e∈A
e∈A\{a}
¬e, ∅, p 0 ) ∈ E falls a 6= τ
¬e, ∅, p 0 ) ∈ E sonst
V
Zus¨atzlich erh¨alt jeder Zustand eine Schleife mit: (p, e∈A ¬e, ∅, p) ∈ E . Dies ist sp¨ater
wichtig f¨
ur die parallele Komposition. Die Startzust¨ande werden vom main-Prozess
abgeleitet.
8.4.2
Object-Z-Teil
¨
Zur Ubersetzung
des Object-Z-Teils erstellen wir einen Automaten mit nur einem Zustand. Die Startkante beschriften wir mit den Pr¨adikaten aus Init. F¨
ur jedes Event
wird genau eine Kante erstellt, die genau dieses Event zul¨asst, alle Variablen, die nicht
in der ∆-Liste sind, konstant h¨alt und die Variablen in der ∆-Liste wie im Kommunikationsschema angegeben beschr¨ankt. Wiederum muss f¨
ur die sp¨atere parallele Komposition eine Schleife, ohne Events oder Variablen¨anderungen, hinzugef¨
ugt werden.
8.4.3
DC-Teil
Im Duration Calculus Teil m¨
ussen wir uns deutlich einschr¨anken, was die Formeln
betrifft. Zugelassen sind nur sogenannte “counterexample”-Formeln. Sie haben stets
folgende Struktur:
¬3(phase1 ; · · · ; phasei )
Sie werden benutzt um ein bestimmtes (zeitliches) Verhalten zu verbieten. Die Idee
¨
der Ubersetzung
orientiert sich daran, den abgebildeten Trace zu verbieten, indem
ein Automat konstruiert wird, der in einem Zustand startet, der mit einer true-Phase
korrespondiert. Diese kommt aus der Aufl¨osung des 3-Operators.
Die Konstruktion eines PEAs aus einer DC-Formel ist eine Potenzmengenkonstruktion.
Jeder Zustand des PEAs wird mit einer Menge von Phasen beschriftet. Die Idee ist,
dass der Zustand genau dann erreicht wird, wenn die in der Mengen enthaltenen Phasen
gesehen wurden. Wir ben¨otigen f¨
ur jede Phase, die u
¨ber Zeit redet, eine Uhr. Diese Uhr
wird nach folgendem Prinzip zur¨
uck auf null gesetzt: Falls sie eine obere Schranke misst,
dann so oft wie m¨oglich, und falls sie eine untere Schranke misst, nur beim Neubetreten
der Phase. Events d¨
urfen nur auftreten, wenn in der Formel erw¨ahnt. Das heißt, sie
werden verboten, falls sie nicht gefordert werden. Transitionen f¨
uhren wir so ein, dass
wir von einer Phase in die n¨achste gelangen.
Projektgruppe Syspect
73
12. Oktober 2006
Endbericht
8.4.4
KAPITEL 8. CSP-OZ-DC UND PEA
Model-Checking
Mit Hilfe der gemeinsamen Semantik f¨
ur CSP-OZ-DC ist es m¨oglich, Spezifikationen in
dieser Kombination von Spezifikationssprachen zu erstellen und sie zu Model-Checken.
Das Model-Checking geschieht auf folgendem Weg: Die Einzelteile der Spezifikation
werden in PEA umgewandelt. Die parallele Komposition dieser PEA kann dann in
Timed Constraint Systems u
ur die Model-Checker bereits existieren.
¨bersetzt werden, f¨
¨
Die Ubersetzung ist in [HM05] beschrieben.
8.4.5
Beispiel
Um einen Einblick zu bekommen, wie eine Spezifikation in CSP-OZ-DC und eine
¨
Ubersetzung
in PEA aussieht, betrachten wir folgendes Beispiel. Die CSP-OZ-DCSpezifikation in Abbildung 8.2 beschreibt einen Z¨ahler, der sich um 0 bis 2 erh¨ohen
kann bei jedem Schritt, nie gr¨oßer wird als 5 und bei dem 2 Resets mindestens 5 Zeiteinheiten auseinander liegen. Zus¨atzlich d¨
urfen keine 5 Zeiteinheiten mehr vergehen,
sobald der Z¨ahler u
¨ber 2 steigt, so dass dann auf jeden Fall ein Reset folgen muss. In
¨
Abbildung 8.3 ist der Automat zu sehen, der sich bei einer Ubersetzung
des CSP-Teils
¨
ergibt. Abbildung 8.4 zeigt den Automaten zum Object-Z-Teil. Die Ubersetzung
des
DC-Teils ist in Abbildung 8.5 zu sehen.
Class
method inc : [increment? : 0..2]
method reset
c
main = inc → GO
c
GO = inc → GO 2 reset → main
x :N
com reset
∆(x )
x ≤5
x0 = 0
Init
x =0
effect inc
∆(x )
Increment? : 0..2
enable inc
x <5
x 0 = x + increment?
¬♦(l reset ; ` < 5 ; l reset)
¬♦(dx > 2e ∧ ` > 5)
Abbildung 8.2: CSP-OZ-DC Spezifikation eines Z¨ahlers
Projektgruppe Syspect
74
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 8. CSP-OZ-DC UND PEA
inc ∧ ¬reset
inc ∧ ¬reset
¬inc ∧ ¬reset
¬inc∧
¬reset
reset ∧ ¬inc
Abbildung 8.3: Automat zum CSP-Teil
reset ∧ ¬inc
x’ = 0
x < 5∧
x’ := x + inc_increment’
x=0
inc ∧ ¬reset
x ≤5
x ′ = x ∧ ¬reset
∧¬inc
Abbildung 8.4: Automat zum Object-Z-Teil
8.5
Zusammenfassung
CSP-OZ ist eine Kombination von Spezifikationstechniken, mit der konfortables Modellieren m¨oglich ist. Mit dem Hinzunehmen des Duration Calculus ist es auch m¨oglich,
zeitliche Zusammenh¨ange zu spezifizieren. Es existiert eine gemeinsame Semantik f¨
ur
CSP, Object-Z und den Duration Calculus in Phaseneventautomaten. Model-Checking
¨
der Spezifikationen ist m¨oglich, indem eine Ubersetzung
in Phaseneventautomaten und
von da aus in Transition Constrain Systems durchgef¨
uhrt wird, f¨
ur die Model-Checker
existieren.
Projektgruppe Syspect
75
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 8. CSP-OZ-DC UND PEA
c := 0
{0}
{0,1}
x <= 2
x>2
c <= 5
¬reset
{0}
reset
c := 0
c≥5
∧¬reset
{0,1}
¬reset
c≥5
reset
c := 0
Abbildung 8.5: Automaten zum DC-Teil
Projektgruppe Syspect
76
12. Oktober 2006
Endbericht
¨ CSP-OZ-DC
KAPITEL 9. EIN UML-PROFIL FUR
Kapitel 9
Ein UML-Profil fu
¨ r CSP-OZ-DC
Sven Linker
9.1
Einleitung
In der Softwareentwicklung wird immer gr¨oßerer Wert auf eine Strukturierung der
Projekte mithilfe der UML gelegt. Da jedoch die UML keine exakte Semantik besitzt,
sind die Diagramme h¨aufig mehrdeutig, so dass sich die Korrektheit eines Designs
nicht u
ufen l¨asst. Im Folgenden soll ein UML-Profil definiert werden, dass eine
¨berpr¨
¨
Ubersetzung in die Systembeschreibungssprache CSP-OZ-DC erm¨oglicht. Hiermit wird
auch den Diagrammen eine eindeutige Semantik hinzugef¨
ugt, so dass eine automatische
Verifikation der entwickelten Systeme m¨oglich wird.
9.2
UML-Profil
Zur grafischen Beschreibung eines Systems werden die aus der UML bekannten Klassendiagramme und Statemachines genutzt. Zus¨atzlich wurden aus der UML-RT1 noch
die sogenannten Strukturdiagramme u
¨bernommen. Im UML-Profil sind die Stereotypen
capsule, port und protocol vorhanden. Als capsules werden die eigentlichen Systembausteine bezeichnet, die Operationen zu Verf¨
ugung stellen und nutzen. Diese Operationen sind jedoch nicht offen zug¨anglich, sondern werden u
¨ber die ports anderen capsules
zug¨anglich gemacht. Jeder port ist entweder als Sender (base, schwarz) oder als Empf¨anger (conjugated, weiß) definiert. Die Kommunikation zwischen zwei oder mehreren
ports wird u
¨ber die protocols eindeutig beschrieben. In diesen wird angegeben, welche
Operationen u
¨ber den entsprechenden Port zug¨anglich sind. Um festzulegen, in welcher
capsule eine Operation implementiert wird, wird jeder Operation ein weiterer stereotype zugeordnet. Hierbei sind in,out,in S und out S erlaubt. in und out bezeichnen
Eingangs-, bzw. Ausgangsoperationen, in S und out S die entsprechenden Broadcastoperationen.
1
RT: Real-Time
Projektgruppe Syspect
77
12. Oktober 2006
Endbericht
¨ CSP-OZ-DC
KAPITEL 9. EIN UML-PROFIL FUR
¨
Jede Klasse mit einem Stereotyp besitzt unterschiedliche tags, in die f¨
ur die Ubersetzung notwendige Spezifikationen eingetragen werden.
9.2.1
Capsule
Jede Klasse des Stereotyps capsule besitzt drei tags:
invariant definiert die Klasseninvariante
init beinhaltet die Initialisierungswerte der Klasse
dc counterexample enth¨alt die f¨
ur die Klasse geltenden DC-Gegenbeispiel-Formeln
invariant und init werden unmittelbar als OZ-Spezifikationen eingetragen, dc counterexample besteht, wie aus dem Namen ersichtlich ist, aus Gegenbeispielformeln des
Duration Calculus.
Jede Operation der Klasse besitzt wiederum drei tags:
changes definiert die Attribute, die durch die Operation ver¨andert werden
enable enth¨alt die Vorbedingung f¨
ur die Ausf¨
uhrung der Operation
¨
effect definiert die Anderung
der Attribute bei Ausf¨
uhrung der Operation
Diese tags werden alle mit OZ-Code gef¨
ullt.
9.2.2
Protocol
Jedes Operation eines protocols besitzt die folgenden tags:
input die Eingabeparameter
output die Ausgabeparameter
simple die zur Adressierung einer Instanz n¨otigen Adressinformationen
Auch diese tags werden alle mit OZ-Code definiert.
9.2.3
¨
Ubersetzung
der Klassendiagramme
¨
Den gr¨oßten Teil der Ubersetzung
macht die Umwandlung der Klassendiagramme aus.
Hierbei werden normale Datenklassen in OZ-Klassen, capsules in CSP-OZ-DC-Klassen
u
¨bersetzt. Die Attribute einer Klasse werden unmittelbar aus dem Diagramm u
¨bernommen, wobei bei einer Datenklasse alle Attribute in die Visibility-Liste eingetragen
werden. Ist eine Datenklasse mit einer capsule assoziert, so wird diese Datenklasse bei
der entsprechenden capsule als Attribut eingetragen (bei einer 1 zu n Beziehung als
finite set F).
Alle tags einer Klasse werden entsprechend ihrer Bezeichnung in die Klasse eingef¨
ugt,
so wird zum Beispiel der Inhalt des init-tags in den Init-Block der Klasse kopiert.
Projektgruppe Syspect
78
12. Oktober 2006
¨ CSP-OZ-DC
KAPITEL 9. EIN UML-PROFIL FUR
Endbericht
Die Operationen eines Protocols werden in das Interface der assozierten capsules ein¨
getragen. Dabei ist die Rolle des ports f¨
ur die capsule entscheidend f¨
ur die Ubersetzung der Operationen. F¨
ur einen base-port werden die in- und in S -Operationen zu
¨
method-Operationen, out- und out S zu chan-Operationen. Bei der Ubersetzung
der
conjugated-ports werden die Stereotypen der Operationen invertiert und anschließend
analog umgewandelt. Auch die tags der Operationen werden entsprechend ihrer Bezeichnung in die Klasse eingetragen.
9.2.4
¨
Ubersetzung
der Statemachines
¨
¨
F¨
ur die Ubersetzung
der Statemachines wird eine Ubersetzungsabbildung
ϕ ben¨otigt.
Hierf¨
ur werden erst einige Definitionen getroffen. Mit SM wird im Folgenden eine Statemachine, mit s einer ihrer Zust¨ande bezeichnet. Die Menge aller CSP-Prozesse wird
als CSP definiert. Cs ist die Menge aller direkten Nachfolger von s ohne Triggerevent
und Ts ist die Menge aller Paare (e, t) der direkten Nachfolger t von s mit Triggerevent
e. Weiterhin bezeichnet IM die Menge der Initalzust¨ande einer Untermaschine M von
SM . Mittels dieser Definitionen wird nun die Abbildung ϕ : SM → CSP definiert:

Ps = SKIP
wenn s Endzustand ist




wenn s einfacher Zustand ist und Cs = ∅

 Ps = 2(e,t)∈Ts e → Pt




wenn s einfacher Zustand ist und Cs 6= ∅
 Ps = ut∈Cs Pt
ϕ≡
oder wenn s Initialzustand ist

n


Ps = ( k| PMi );


i=1



if
C
=
6
∅
then
(u
Pt ) else STOP wenn s zusammengesetzter Zustand ist
s


t∈Cs

mit Untermaschinen Mi , 1 ≤ i ≤ n.
ϕ(M ) ≡ PM =
ut∈I
M
Pt f¨
ur jede Untermaschine M von SM .
Diese Abbildung wird auf die gesamte Statemachine und alle ihre Untermaschinen
angesetzt und das Ergebnis als CSP-Spezifikation in die zur Statemachine geh¨orige
Klasse eingetragen ([RW03]).
9.2.5
¨
Ubersetzung
der Strukturdiagramme
¨
Bei der Ubersetzung
der Strukturdiagramme wird zun¨achst f¨
ur jede Instanz einer capsule ein Prozess parallel erzeugt. Damit die Kommunikation u
¨ber die ports m¨oglich ist,
m¨
ussen die Prozesse auf den m¨oglichen Operationen synchronisiert laufen. Das heißt,
dass Klassen, die u
¨ber einen port verbunden sind, u
¨ber die im dazugeh¨origen protocol
definierten Operationen synchronisiert werden m¨
ussen. Die Vereinigungsmenge aller
Operationen der ports zwischen zwei Klassen ist die Synchronisationsmenge der Prozesse.
Eine Besonderheit ergibt sich bei den Broadcast-Operationen. Aufgrund der Spezifikation von CSP ist es n¨otig, dass alle Prozesse, die u
¨ber eine solche Operation angesprochen
werden, auch auf dieser synchronisiert werden m¨
ussen. Werden also drei Instanzen einer Klasse u
ussen sie auch auf dieser
¨ber eine Broadcast-Operation angesprochen, m¨
Projektgruppe Syspect
79
12. Oktober 2006
¨ CSP-OZ-DC
KAPITEL 9. EIN UML-PROFIL FUR
Endbericht
synchronisiert werden.
Alle Operationen, die innerhalb des Strukturdiagramms (also innerhalb der entsprechenden capsule oder des gesamten Systems) genutzt werden, m¨
ussen als local_chan
definiert werden. Nur Operationen, die u
¨ber einen port nach außen durchgeschleift werden, werden wie bei den Klassendiagrammen in die entsprechende CSP-OZ-DC-Klasse
eingetragen ([FOW01]).
9.3
Beispiel
Als Beispiel dient eine einfache Bankverwaltung (entnommen aus [MORW05]). Diese besteht aus einer Bank und drei Geldautomaten, den ATMs (Automatic T eller
M achine). Auf eine exakte Erl¨auterung des Beispiels wird aufgrund Platzmangels ver¨
zichtet. Weiterhin werden bei der Ubersetzung
des Beispiels die tags, die im Diagramm
¨
nicht zu erkennen sind, nicht mit in die Klassen eingetragen, um die Ubersichtlichkeit zu erh¨ohen. Wie in Abbildung 9.1 zu sehen ist, besitzt die Bank zwei ports (im
«protocol»
Init_P
«protocol»
Withdraw_P
«in» + ident()
«out_S» + setup()
«in_S» + ready()
«out» + auth()
«out» + debit()
«in» + result()
+wd
+ini
«base»
«conjugated»
«data»
Account
«capsule»
Bank
1..n
− resultQ
− atms
−accounts
+ id
+ bal
+ pin
Abbildung 9.1: Klassendiagramm der Bank inklusive der ben¨otigten Protokolle (aus
[MORW05])
Diagramm als Assoziationen zu erkennen), die eine Kommunikation mit den ATMs
¨
erm¨oglichen. F¨
uhrt man eine Ubersetzung
nach dem oben angegebenen Schema durch,
so erh¨alt man f¨
ur die Klasse Account:
Account
(id , bal , pin)
id
bal
pin
Projektgruppe Syspect
80
12. Oktober 2006
¨ CSP-OZ-DC
KAPITEL 9. EIN UML-PROFIL FUR
Endbericht
Die Klasse Bank hingegen ist etwas komplexer.
Bank
method ident
method ready
method auth
method debit
chan setup
chan result
Init
accounts : FAccount
resultQ
atms
Wie zu sehen ist, besteht die Klasse nur aus dem Interface und den OZ-Definitionen.
F¨
ur die CSP-Spezifikation muss die Statemachine (Abbildung 9.2) u
¨bersetzt werden:
¨
Mittels der Ubersetzungsrelation ϕ und einigen Vereinfachungen ergibt sich hieraus
ident
initializing
auth
result
ready
UAR
debit
setup
ready
Abbildung 9.2: Statemachine der Bank (aus [MORW05])
main = PM = ident → PM 2 ready → setup → PUAR
PUAR = result → PUAR 2 auth → PUAR 2 debit → PUAR
Abschließend muss noch das Strukturdiagramm der Anwendung (Abbildung 9.3) u
¨bersetzt werden. Hier ist zu sehen, dass eine Instanz der Bank, zwei ATM s und eine
ML ATM (M ulti-Language ATM) zu erzeugen sind. Die Bank und die ATMs m¨
ussen
u
ugung stellt, synchronisiert wer¨ber den gesamten Operationen, die die Bank zur Verf¨
den. Das Synchronisationsalphabet der ATMs besteht aus den Broadcast-Operationen
setup und ready. Werden nun noch die Operationen in die Klasse eingetragen, so erh¨alt
man:
Projektgruppe Syspect
81
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¨ CSP-OZ-DC
KAPITEL 9. EIN UML-PROFIL FUR
Endbericht
+i
:System
2
:ATM
+w
+use
+use
+ini
+i
:Bank
+use
:ML_ATM
+wd
+w
+lg
+lg
Abbildung 9.3: Strukturdiagramm der Bankverwaltung (aus [MORW05])
System
local chan ident
local chan ready
local chan setup
local chan auth
local chan debit
local chan result
main = Bank
k
CLIENTS
{ident,ready,auth,debit,setup,result}
CLIENTS = (ATM
k
ATM
{ready,setup}
k
ML ATM )
{ready,setup}
¨
Hierbei wurden die ports use und lg ignoriert, um die Ubersichtlichkeit
zu erh¨ohen,
und um keine Operationen zu definieren, auf die im gesamten restlichen Beispiel keine
R¨
ucksicht genommen wurde.
9.4
Zusammenfassung
F¨
ur das UML-Profil mussten einige Einschr¨ankungen getroffen werden. So m¨
ussen capsules, die von einer anderen capsule erben, deren Statemachine implementieren. Die
einzige erlaubte Erweiterung ist die parallele Ausf¨
uhrung einer neuen Statemachine.
Weiterhin ist zu beachten, dass ein base-port nur mit einem conjugated-port verbunden
werden darf und nicht mit einem weitern base-port. Eine Ausnahme hiervon bildet das
Delegieren einer Portfunktion von einer ¨außeren capsule auf eine innere.
¨
Mithilfe dieses UML-Profils wurde gezeigt, dass eine eindeutige Ubersetzung
von UML
in CSP-OZ-DC m¨oglich ist. Damit wurde gleichzeitig der UML eine definierte Semantik
hinzugef¨
ugt.
Projektgruppe Syspect
82
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 10. SOFTWARE TESTEN
Kapitel 10
Software testen
Christian Wenzel
10.1
Einleitung
Dieses Dokument ist im Rahmen der Projektgruppe Syspect an der Universit¨at Oldenburg entstanden. Es erl¨autert eine Vorgehensweise beim Testen von Software. Durch
das Testen von Software soll das tats¨achliche Verhalten dieser mittels Testobjekte und
eines Testplans untersucht werden. Der Begriff Testobjekt bezeichnet konkrete Instanzen von Klassen, die zum Testen des Systemcodes verwendet werden. Die Ergebnisse
dieser Untersuchung werden mit den Soll-Ergebnissen (laut Anforderung) verglichen
und dokumentiert. Das Testen sollte den gesamten Entwicklungsprozess begleiten und
nicht am Ende des Projektes unter Zeitdruck durchgef¨
uhrt werden. Im Folgenden wird
zuerst eine Klassifizierung der einzelnen Teststufen gegeben. Insbesondere wird auf das
Testen von Komponenten mit JUnit unter der Java-Technologie eingegangen. In diesem Zusammenhang wird auch das Entwicklungswerkzeug ANT erl¨autert. Des Weiteren
wird die Java Modeling Language (JML), die zur Spezifikation von Java-Programmen
dient, vorgestellt.
10.2
Teststufen
In diesem Kapitel wird eine Einteilung der Softwaretests in verschiedene Stufen vorgestellt.
• Komponententests
Bei Komponententests werden einzelne Einheiten (Klassen bzw. Methoden dieser)
individuell und unabh¨angig von anderen Einheiten des Systems getesten. Dies
kann gegen den Programmcode (White-Box-Test) oder die Spezifikation (BlackBox-Test) erfolgen.
Projektgruppe Syspect
83
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 10. SOFTWARE TESTEN
• Integrationstests
Das Testen einzelner Komponenten garantiert das korrekte Zusammenwirken dieser nicht. Einige Module k¨onnen nicht isoliert getestet werden. Aus diesem Grunde sollten integrative Tests verschiedener Teilbereiche durchgef¨
uhrt werden.
• Systemtests
Abschließend wird die Funktionalit¨at, die Zuverl¨assigkeit, die Effizienz und die
Benutzbarkeit des gesamten Systems getestet. In diesem Zusammenhang wird
u
uft, ob alle funktionalen und nicht funktionalen Anforderungen erf¨
ullt sind.
¨berpr¨
• Abnahmetests
Dieser Test ist eine besondere Art des Systemtests. Der Auftraggeber u
uft,
¨berpr¨
ob das entwickelte System die vertraglichen Vereinbarungen erf¨
ullt, d.h. das System wird gegen das Pflichtenheft, das den vertraglichen Rahmen vorgibt, gepr¨
uft.
Die einzelnen Teststufen bauen hinsichtlich der Testobjekte aufeinander auf. Das Testen von h¨oheren Stufen sollte erst dann erfolgen, wenn die Tests niedriger Stufe mit
ausreichendem Erfolg abgeschlossen wurden. Die Gesamtheit aller Tests l¨asst eine Bewertung der Qualit¨at der Software zu und ist somit ein wesentlicher Bestandteil der
Qualit¨atssicherung [Sch04].
10.3
JUnit
JUnit ist ein Framework, das zum Testen von Java-Programmen entwickelt wurde. Die
beiden Hauptverantwortlichen dieses Projektes waren Erich Gamma und Kent Beck.
JUnit ist Open-Source-Software und wurde unter der IBM Public License ver¨offentlicht.
Mittlerweile existieren ¨ahnliche Produkte f¨
ur andere Programmiersprachen. Besonders
geeignet ist dieses Testframework zum Automatisieren von Tests bez¨
uglich einzelner
Klassen. Im Zusammenhang mit JUnit wird h¨aufig vom so genanntem Test Driven Development (TDD) gesprochen. Dies bedeutet, dass das Testen ein kontinuierlicher Prozess ist, der ebenfalls einen Bestandteil der eigentlichen Softwareentwicklung darstellt.
Beim TDD wird zuerst der Testcode erzeugt und dann der eigentliche Programmcode,
der die Testbedingungen erf¨
ullen soll. Diese Methodik ist in der Softwareentwicklung
besonders f¨
ur agile“ Vorgehensmodelle, wie z.B. Extreme Programming, geeignet.
”
10.3.1
JUnit-Framework
Zum Testen von Software werden eigene Testklassen erstellt. Diese sind von der abstrakten Klasse TestCase aus dem Package junit.framework abgeleitet. Die Klasse
TestCase erweitert wiederum die Klasse Assert.
In diesem Abschnitt werden die Bestandteile von JUnit n¨aher vorgestellt, die zur Entwicklung von Komponententests ben¨otigt werden.
Assert
Mit der Klasse Assert des Testframeworks stehen dem Entwickler Methoden zur Verf¨
ugung, um Werte oder Bedingungen zu testen. Der Zugriff auf diese Methoden erfolgt
Projektgruppe Syspect
84
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 10. SOFTWARE TESTEN
Abbildung 10.1: Klassenstruktur unter JUnit
¨
u
u
¨ber Vererbung (s.o.). Die folgende Aufz¨ahlung zeigt einen Uberblick
¨ber die wichtigen
Methoden:
• assertTrue(boolean condition)
Diese Methode verifiziert, ob eine Bedingung erf¨
ullt wurde.
• assertEquals(Object o1, Object o2)
¨
Diese Methode verifiziert, ob zwei Objekte gleich sind. Die Uberpr¨
ufung geschieht
mittels der equals-Methode. Diese Methode ist auch f¨
ur primitive Datentypen,
wie z.B. int, double oder boolean, definiert.
• assertNull(Object o)
Diese Methode verifiziert, ob die Objektreferenz null ist.
• assertNotNull(Object o)
Diese Methode verifiziert, ob die Objektreferenz nicht null ist.
• assertSame(Object o1, Object o2)
Diese Methode verifiziert, ob die beiden Referenzen auf den gleichen Speicherbereich zeigen.
Wenn die durch assert-Methoden kodierten Behauptungen einen Fehler verursachen, wird der Testfall sofort durch das Framework abgebrochen und eine
AssertionFailedErrorException wird geworfen. Neben den auftretenden Fehlern
der aufgestellten Behauptungen (Failure) k¨onnen auch, wie bei allen anderen JavaProgrammen, Fehler in der Programmlogik (Error ) des Tests auftreten.
Projektgruppe Syspect
85
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 10. SOFTWARE TESTEN
TestCase
Die Klasse TestCase muss erweitert werden, um Testklassen mit dem JUnit-Framework
zu erstellen. Diese Testklassen enthalten einzelne Testf¨alle in Form von Methoden. Mit
einem Testfall resp. der Methode soll die entsprechende Methode der zu testenden Klasse u
uft werden. Die Testmethoden m¨
ussen folgenden Konventionen entsprechen,
¨berpr¨
um ausgef¨
uhrt werden zu k¨onnen:
• Der Methodenname beginnt mit test.
• Die Methode ist public und nicht static.
• Die Methode besitzt keine Parameter und keinen R¨
uckgabewert.
Das folgende Listing zeigt einen beispielhaften Aufbau einer Testklasse.
import junit.framework.*;
public class IntTest extends TestCase {
public IntTest(String name) {
super(name);
}
public void testAdd() {
Int i = new Int(4);
Int expected = new Int(7);
Int result = i.add(3);
assertEquals(result, expected);
}
}
Listing 1: Einfacher Testfall
¨
Neben den Testmethoden muss die Testklasse einen Konstruktor haben, der als Ubergabeparameter eine Zeichenkette besitzt. Dieser ruft den Konstruktor der Oberklasse
auf. Das Beispiel zeigt die Testmethode testAdd, die zum Testen der entsprechenden
Methode add der Klasse Int benutzt wird. Das Ergebnis wird mit dem erwarteten
Wert u
¨ber die Methode assertEquals verglichen. Testmethoden sollen um Testobjekte gruppiert werden, d.h. Testf¨alle, die gegen die gleiche Menge von Testobjekten
getestet werden, werden unter dem Dach einer Testklasse zusammengefasst. Diese Menge von Objekten wird auch als Test-Fixtures bezeichnet. Wenn eine Testmethode die
Test-Fixtures nicht benutzt, ist das ein Anzeichen daf¨
ur, dass diese in einer anderen
Testklasse implementiert werden sollte. Aus diesem Grunde ist es m¨oglich, dass zu einer Klasse mehrere Testklassen existieren. Damit einzelne Testf¨alle isoliert voneinander
ablaufen k¨onnen, werden die Test-Fixtures f¨
ur jeden Testfall neu initialisiert. Deswegen werden die Objekte als Instanzvariablen der Testklasse dargestellt. Zum Initialisieren wird die Methode setUp der Klasse TestCase u
¨berschrieben. Um nach Ablauf
des Testfalls Ressourcen, wie z.B. Datenbankverbindungen, wieder freizugeben, wird
dementsprechend die Methode tearDown u
¨berschrieben.
Projektgruppe Syspect
86
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 10. SOFTWARE TESTEN
Lebenszyklus von Testf¨
allen
Beim Ausf¨
uhren von jedem Testfall durch das JUnit-Framework wird ein Zyklus durchlaufen. Vor diesem m¨
ussen die einzelnen Testf¨alle ermittelt werden. Dies erfolgt durch
die Reflection API von Java. Diese erm¨oglicht es Klassen bzw. Objekten, die zur Laufzeit von der Java Virtual Machine im Speicher gehalten werden, auf Merkmale zu untersuchen. Die einzelnen Testmethoden werden durch die Zeichenkette test (s.o.) am
Anfang identifiziert. Die einzelnen Testf¨alle werden unsortiert gesammelt und nacheinander ausgef¨
uhrt.
Der Lebenszyklus eines Testfalls sieht dann wie folgt aus: Um Seiteneffekte zu vermeiden, wird f¨
ur jeden Testfall eine neue Instanz der Testklasse durch JUnit erzeugt. Vor
dem Ablauf der Testmethode wird die setUp-Methode aufgerufen, um die Test-Fixtures
zu initialisieren. Danach wird die test...-Methode ausgef¨
uhrt und abschließend die
tearDown-Methode. Die Methoden setUp bzw. tearDown werden nur aufgerufen, wenn
sie in den Testklassen u
¨berschrieben worden sind.
Testsuiten
Um das Testen des Programmcodes zu automatisieren, k¨onnen die einzelnen Testklassen zu einer Testsuite zusammengefasst werden. Dies soll das Ausf¨
uhren aller Testf¨alle
in einem Rutsch“ erm¨oglichen, um unn¨otigen Testaufwand zu vermeiden. Das folgende
”
Listing zeigt den programmtechnischen Aufbau einer Testsuite.
import junit.framework.*;
public class AllTests {
public static Test suite() {
TestSuite suite = new TestSuite();
suite.addTestSuite(IntTest.class);
...
return suite;
}
}
Listing 2: Testsuite erstellen
Zum Erzeugen einer Testsuite wird eine Klasse implementiert, die die statische Methode
suite besitzt. Die eigentliche Testsuite wird durch eine Instanz der Klasse TestSuite
dargestellt. Dieser werden die einzelnen Testklassen hinzugef¨
ugt. Die Klasse TestSuite
implementiert, wie auch die Klasse TestCase, das Interface Test. Dieses Entwurfmuster, das unter dem Namen Komposition bekannt ist [GHJ95], erm¨oglicht beliebig viele
Testklassen und Testsuiten zu einer gesamten Testsuite zusammenzufassen.
Test-Runner
In den bisherigen Abschnitten dieses Kapitels wurde dar¨
uber gesprochen, wie Testf¨alle
erzeugt und zu Testsuiten zusammengefasst werden k¨onnen. Dieser Abschnitt stellt
Projektgruppe Syspect
87
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 10. SOFTWARE TESTEN
Abbildung 10.2: Klassenstruktur unter JUnit
kurz die Ausf¨
uhrung der Testf¨alle bzw. -suiten dar. JUnit bietet die M¨oglichkeit, die
Tests u
uhren oder allgemein u
¨ber eine main-Methode in einer Klasse auszuf¨
¨ber einen
Kommandozeilenaufruf. Weiterhin k¨onnen die Ergebnisse der Tests ebenfalls in einem
Kommandozeilenfenster ausgegeben oder in einem grafischen Dialog pr¨asentiert werden. Zus¨atzlich zu der einfachen Ausf¨
uhrung der Tests k¨onnen diese automatisch wiederholt werden. Diese Option kann beispielsweise benutzt werden, um Testparameter
aus einer Datei zu lesen [Wes05].
10.3.2
ANT: JUnit-Task
Dieser Abschnitt stellt eine alternative M¨oglichkeit vor, Testsuiten mit dem Entwicklungswerkzeug ANT (Another Neat Tool ) zusammenzustellen. Das Build-Werkzeug
ANT ist eine Java-Technologie, die zum automatischen Erstellen von Softwarepaketen entwickelt wurde. Die Konfiguration erfolgt u
¨ber eine XML-Datei, die von ANT
ausgewertet wird. Der grunds¨atzliche Aufbau einer Konfigurationsdatei besteht aus der
Definition eines Projektes, das einzelne Ziele (targets) definiert. Diese Ziele wiederum
beinhalten Aufgaben (tasks), die bei Aufruf des Ziels ausgef¨
uhrt werden. Solche Aufga¨
ben sind u.a. das Kompilieren von Quellcode oder das Ubertragen von Daten zu einem
Server. Daneben kann man noch Abh¨angigkeiten zwischen einzelnen Zielen definieren.
F¨
ur weitere Informationen sei auf die einschl¨agige Literatur verwiesen. Unter ANT gibt
es neben den o.¨a. Aufgaben auch die M¨oglichkeit ein JUnit-Task zu definieren [Lem06].
Das folgende Listing zeigt den Aufbau dieses Tasks:
<?xml version="1.0"?>
<project name="JUnit demo" basedir=".">
<target name="junit" depends="compiletest">
<junit>
<formatter type="plain" usefile="false"/>
<!-- beliebig viele -->
<test name="IntTest"/>
Projektgruppe Syspect
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12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 10. SOFTWARE TESTEN
</junit>
</target>
</project>
Listing 3: JUnit-Task unter ANT
Am Anfang k¨onnen u
¨ber das Tag formatter einige Parameter gesetzt werden. Das
Attribut type konfiguriert die Protokollierung der Tests und das Attribut usefile
erm¨oglicht die Ausgabe in eine Datei. Gefolgt von der Konfiguration k¨onnen beliebig
viele Testf¨alle bzw. -suiten u
ugt werden. Bevor die einzelnen
¨ber das Tag test hinzugef¨
Tests ausgef¨
uhrt werden k¨onnen, m¨
ussen die Dateien kompiliert werden. Dies wird
mittels der Abh¨angigkeiten (depends) von einzelnen Zielen erreicht [JNT06].
10.4
Java Modeling Language
Die Java Modeling Language (JML) ist eine programmiernahe Spezifikationssprache
f¨
ur Java. Sie beschreibt das Laufzeitverhalten von Programmen in Form von Zusicherungen (Design by Contract). Diese Vertr¨age werden direkt im Quellcode definiert. Ein
spezieller Compiler (jmlc) kann diese Spezifikationen in ausf¨
uhrbaren Code u
¨bersetzen,
der zur Laufzeit die Bedingungen u
uft. Des Weiteren kann JML auch als Basis
¨berpr¨
f¨
ur diverse Verifikationstools, wie z.B. LOOP oder ESC-Java, benutzt werden [JML06].
10.4.1
Syntax
JML-Zusicherungen werden in Form von Kommentaren in den Quellcode eingebettet.
Diese speziellen Kommentare werden durch ein @-Zeichen am Anfang gekennzeichnet.
Der Java-Compiler behandelt alle JML-Spezifikationen als einfache Kommentare. Diese
Kompatibilit¨at erm¨oglicht die Verwendung der JML-Dateien auch als Java-Dateien.
Im Folgenden werden wichtige Sprachelemente der Spezifikation zusammengefasst.
Verhaltensbeschreibung von Methoden
Eine Verhaltensbeschreibung wird durch das Schl¨
usselwort behavior eingeleitet und
steht vor der zu beschreibenden Methode. F¨
ur eine genauere Beschreibung des Verhaltens existieren die beiden Varianten normal behavior f¨
ur ein normales Verhalten
und exceptional behavior f¨
ur die Beschreibung im Ausnahmefall. Unterschiedliche
Verhaltensbeschreibungen, z.B. bei verschiedenen Vorbedingungen, sind ebenfalls
m¨oglich. Die korrespondierenden Beschreibungen sind in diesem Fall durch das Schl¨
usselwort also zu verbinden. Vor- und Nachbedingungen von Methoden werden durch
die Schl¨
usselw¨orter requires bzw. ensures eingeleitet. Diesen Schl¨
usselw¨ortern folgt
ein logischer Ausdruck. Wenn eine Methode eine exception als Ergebnis liefert, wird
das durch das Schl¨
usselwort signals beschrieben. Wenn Instanzattribute durch eine
Methode ver¨andert werden sollen, m¨
ussen sie in der Verhaltensbeschreibung angegeben
werden. Diese Angabe wird durch das Schl¨
usselwort assignable gekennzeichnet. JML
erlaubt in Methoden, sogenannte Checkpoints mittels assert zu definieren.
Projektgruppe Syspect
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12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 10. SOFTWARE TESTEN
Invarianten
Invarianten m¨
ussen vor und nach jedem Methodenaufruf gelten, d.h. sie gelten zu jedem stabilen Zeitpunkt. Sie werden durch das Schl¨
usselwort invariant gekennzeichnet.
Modellvariablen
Modellvariablen sind eigens f¨
ur die Spezifikation eingef¨
uhrte Variablen. Die Deklaration wird durch das Schl¨
usselwort ghost und die Initialisierung wird mit dem
Schl¨
usselwort set eingeleitet. Des Weiteren gibt es Modellvariablen, die mit dem
Schl¨
usselwort model eingeleitet werden. Die Verbindung zum Programmcode wird mit
Hilfe einer Abstraktionsfunktion (Schl¨
usselwort represents) hergestellt.
Quantoren
F¨
ur pr¨adikatenlogische Ausdr¨
ucke k¨onnen die Quantoren \forall und \exists benutzt
werden. Diese haben folgende Form:
(<Quantor> <VariablenDeklarationen>;
<Variablenbeschreibungen>;
<Quantorenbedingung>)
Pr¨
adikate
Unter der JML-Spezifikation existieren verschiedene Pr¨adikate. Die beiden wichtigsten
¨
sind \old und \result. Uber
\old(...) ist es m¨oglich, auf Werte einer Variablen
zu Beginn der Methode zu zugreifen. \result bezieht sich auf den R¨
uckgabewert der
Methode.
Beispiel
public class MathOps {
private int a;
//@ private invariant a > 2
MathOps(int a) { this.a =a;}
/* @ public normal_behavior
@ requires y >= 0;
@ ensures \result <= y;
@ also public exceptional_behavior
@ requires y<0;
@ signals (Exception e);
@*/
public static int getSqrt(int y) {
if (y<0) throw new Exception();
return (int) Math.sqrt(y);
}
}
Listing 4: Einfaches JML Beispiel
Projektgruppe Syspect
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12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 10. SOFTWARE TESTEN
Das obere Beispiel zeigt eine Klasse MathOps mit einer Methode getSqrt, die die
¨
Wurzel des Ubergabeparameters
zur¨
uckgibt. F¨
ur die Instanzvariable wird mit Hilfe der
JML-Spezifikation eine Invariante definiert. Die Methode besitzt Spezifikationen f¨
ur
das normale Verhalten und das Verhalten in Ausnahmesituationen. Die letzte besagt,
dass bei einer bestimmten Vorbedingung (y<0) eine Ausnahme geworfen wird [FH06].
10.4.2
Fehlerbehandlung
Wenn die aufgestellten Zusicherungen der JML-Spezifikation nicht erf¨
ullt werden, werden entsprechende Ausnahmen geworfen. Verletzungen von Vorbedingungen l¨osen einen
JMLEntryPreconditionError oder JMLInternalPreconditionError aus. Der letztere
wird ausgel¨ost, wenn ein interner Aufruf einer anderen Methode eine Ausnahme ausl¨ost.
Dementsprechend gibt es die Ausnahme JMLPostconditionError f¨
ur Verletzungen von
Nachbedingungen. Wenn die Bedingung einer Invarianten nicht mehr eingehalten wird,
l¨ost dies einen JMLInvariantError aus.
10.4.3
jmlunit
jmlunit ist ein Werkzeug, dass aus Java-Klassen mit JML-Spezifikation Testklassen auf
Basis von JUnit generiert. In diesem Zusammenhang spricht man auch von ModelDriven-Generation: Ein Generator erh¨alt als Eingabe eine abstrakte Beschreibung
durch eine Spezifikation. Durch dieses Vorgehen wird die Entwicklung der Tests automatisiert, da der eigentliche Testcode nicht mehr durch den Entwickler geschrieben
werden muss. Die folgende Grafik zeigt den Ablauf der Generierung:
Abbildung 10.3: Generierung von JUnit-Testklassen aus JML-Dateien
Aus einer Java-Klasse mit JML-Spezifikationen werden zwei Testklassen generiert. Zum
einen die Datei ... JML TestData, die von der Klasse TestCase abgeleitet ist. Die
Klasse ... JML Test ist von der Klasse ... JML TestData abgeleitet. Sie enth¨alt die
generierten Testmethoden aus der zu testenden Klasse. Des Weiteren enth¨alt sie Standardtestwerte. Die JML-Spezifikation dient hier als so genanntes Test-Orakel“, d.h. sie
”
Projektgruppe Syspect
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Endbericht
KAPITEL 10. SOFTWARE TESTEN
ist die Informationsquelle zur Ermittlung von Sollergebnissen der Testf¨alle (Spezialf¨alle
der Spezifikation). Neben den generierten Testdaten kann man eigene Testdaten hinzuf¨
ugen. Diese sollte man in die Datei ... JML TestData eintragen, da diese nur einmal
erzeugt wird. Diese Testklassen werden schließlich kompiliert und testen die durch den
jmlc-Compiler generierte Klasse [YC06].
10.5
Zusammenfassung und Beurteilung
Mit JUnit ist es schnell und einfach m¨oglich, Testszenarien f¨
ur ein gesamtes JavaProjekt aufzubauen. Dies wird vor allem dadurch gew¨ahrleistet, dass einzelne Testklassen sich zu verschiedenen Testsuiten kombinieren lassen, um komplexe Testhierarchien entwickeln zu k¨onnen. Nachteilig ist zu bemerken, dass f¨
ur dieses Werkzeug die
einzelnen Testklassen vom Entwickler geschrieben werden m¨
ussen. Dieses Problem erh¨oht den Aufwand erheblich. Abhilfe k¨onnte die Spezifikation mit JML bringen. Diese
hat den Vorteil, dass der normale Java-Compiler sie als Kommentare behandelt und
somit Kompatibilit¨at gew¨ahrleistet ist. Das Werkzeug jmlunit erm¨oglicht es, mit Hilfe von JML-Spezifikationen JUnit-Testklassen zu erzeugen. Dieses entkr¨aftet das oben
genannte Problem der Mehrarbeit.
Projektgruppe Syspect
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KAPITEL 11. VERSIONSVERWALTUNG
Kapitel 11
Versionsverwaltung
Dominik Denker
11.1
Einleitung
Im Rahmen dieser Ausarbeitung wird darauf eingegangen, was eigentlich Versionsverwaltung ist, z.B. was f¨
ur Ans¨atze es gibt, und wie man die beiden Programme, CVS
[FB05] und Subversion [CSFP05, Doh03], benutzt bzw. administriert. Nachdem ich
dann kurz auf verschiedene GUIs eingegangen bin, werde ich die Versionsverwaltungsprogramme CVS und Subversion einem Vergleich unterziehen und ein Fazit bilden.
11.1.1
Versionsverwaltung
Unter einer Versionsverwaltung versteht man ein System, welches typischerweise in der Softwareentwicklung zur Versionierung und um den gemeinsamen Zugriff auf Quelltexte zu kontrollieren, eingesetzt wird. Hier¨
zu werden alle laufenden Anderungen
erfasst und alle Versionsst¨ande der
Dateien in einem Archiv mit Zeitstempel und Benutzerkennung gesichert.
[Wik05a]
Ersteinmal ein paar Worterkl¨arungen:
Ein Repository ist eine Art Lager, das lokal oder auch weit entfernt Daten lagert, und
¨
im Falle des Versionsmanagements Anderungen
an Dateien speichert. Mit Aus- und
Einchecken ist gemeint, dass man Daten aus dem Repository in sein Arbeitsverzeichnis
ausliest, bzw. von seinem Arbeitsverzeichnis in das Repository l¨adt. Mergen bezeichnet
das Zusammenf¨
uhren unterschiedlicher Dateiversionen.
Es existieren mindestens zwei Ans¨atze der Versionsverwaltung. Das Copy-ModifyMerge-Prinzip und das Lock-Modify-Write-Prinzip, wobei ersteres der Philosophie der
Optimistic Revision Control folgt und zweiteres der der Pessimistic Revision Control.
Sowohl CVS als auch Subversion bedienen sich ersteren Konzepts.
Mit Copy-Modify-Merge ist gemeint, dass man sich die Daten aus einem Repository
Projektgruppe Syspect
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Endbericht
KAPITEL 11. VERSIONSVERWALTUNG
ausliest, diese a¨ndert und dann wieder eincheckt. Sollte es bei einem Update ein
Problem geben, werden beide Versionen der Datei so weit wie m¨oglich zusammengesetzt. Sind von den Benutzern nur unterschiedliche Zeilen ge¨andert worden, wird alles
ohne Probleme zusammengef¨
ugt. Gibt es einen Konflikt wird dies angemerkt und die
¨
Datei so modifiziert das beide Anderungen
vorhanden sind. In diesem Fall m¨
ussen
¨
die Anderungen
von Hand, am Besten nach Kommunikation mit der anderen Person,
gemerged und dann eingecheckt werden. Wie dies von CVS und Subversion gel¨ost
wird, wird in 11.2.4 erkl¨art.
Beim pessimistischen Ansatz werden Dateien, die gerade bearbeitet werden, gesperrt
und sind somit f¨
ur niemand anderen zug¨anglich, bis diese wieder freigeschaltet werden.
Das schließt Dateikonflikte zwar aus, behindert aber meist die Produktivit¨at.
11.1.2
Versionierungsansatz
Auch wenn sie der gleichen Philosophie folgen, haben CVS und Subversion doch
unterschiedliche Versionierungsans¨atze.
CVS vergibt f¨
ur jede Datei einzelne Versionsnummern. Das heißt es existiert zum
Beispiel die Revision F¨
unf der Datei test.txt“ und daneben die Revision Eins der
”
”
Datei tut.txt“. Bei Subversion wird die Versionsnummer dem ganzem Repository
gegeben. Das heißt, wenn die f¨
unfte Version der Datei test.txt im Repository liegt,
hat auch das Repository die Versionsnummer F¨
unf. Wenn dann die Datei tut.txt
dazukommt, hat das ganze Repository die Versionsnummer Sechs. Die Datei tut.txt
hat ebenfalls die Versionsnummer Sechs, allerdings exisitieren keine Versionen Eins bis
F¨
unf. Die Datei test.txt hat weiterhin die Versionsnummer F¨
unf.
11.2
Grundlegende Operationen
Dieses Kapitel beschreibt vier der grundlegendsten Operationen n¨aher, die sich in beiden Programmen in der Syntax kaum unterscheiden, aber doch teilweise unterschiedlich
arbeiten. Teilweise existieren f¨
ur diese Befehle auch Abk¨
urzungen oder Synonyme, auf
die aber nicht n¨aher eingegangen wird.
11.2.1
Auschecken
• svn checkout [Optionen] [URL] [Pfad]
• cvs checkout [Optionen] [Projekte]
Um bei einem versionsverwalteten Projekt mitarbeiten zu k¨onnen, das mit CVS oder
Subversion versioniert wird, muss man sich als erstes eine lokale Arbeitskopie erstellen.
Dies geschieht mit dem Befehl checkout. Wie man sieht, unterscheidet sich die Syntax
in beiden Programmen nur wenig, allerdings arbeiten sie unterschiedlich.
W¨ahrend CVS einfach alle Dateien und Verzeichnisse des angegebenen Projektes aus
dem Repository ausliest und die Verzeichnisstruktur im Arbeitsverzeichnis nachbildet,
Projektgruppe Syspect
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12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 11. VERSIONSVERWALTUNG
legt Subversion unter .svn noch eine Kopie des Projektes an. Dies geschieht, um zum
Beispiel lokale Diffs, eine Anzeige der Unterschiede zweier Dateiversionen, durchf¨
uhren
zu k¨onnen, ohne eine Verbindung zum Repository zu haben. Durch dieses doppelte
lokale Abspeichern ben¨otigt Subversion etwa doppelt so vielen lokalen Speicherplatz
f¨
ur ein Projekt, wie CVS ben¨otigen w¨
urde, verzichtet daf¨
ur aber auf Netzwerkzugriffe
bei Diffs.
11.2.2
Einchecken
• svn commit [Optionen] [Pfad]
• cvs commit [Optionen] [Pfad]
¨
Hat man die Dateien ver¨andert und m¨ochte, dass die Anderungen
auch den anderen
¨
zur Verf¨
ugung stehen, m¨
ussen diese Anderungen
auch wieder in das Repository eingecheckt werden. Dies geschieht mit dem Befehl commit.
Bei der Ausf¨
uhrung dieser Operation unterscheiden sich CVS und Subversion wieder
deutlich. Subversion benutzt das Konzept der atomaren commits“, was bedeutet, dass
”
es einen commit-Vorgang als eine Transaktion sieht und diesen nur durchf¨
uhrt, wenn
¨
alles u
nach der vierten Datei ab, setzt
¨bertragen werden kann. Bricht die Ubertragung
¨
Subversion das ganze Repository auf den Stand vor dem Ubertragen
zur¨
uck.
CVS h¨atte die ersten vier Dateien eingecheckt und dann abgebrochen, was dazu f¨
uhren
¨
kann, dass unvollst¨andige Anderungen im Repository liegen.
Bei Subversion dagegen liegt das Problem darin, dass, wenn der Abbruch unbemerkt
bleibt, davon ausgegangen wird, alle Daten seien u
¨bertragen, dem aber nicht so ist.
¨
Wird nun das Arbeitsverzeichnis gel¨oscht, sind potenziell s¨amtliche Anderungen
der
Dateien irreparabel verschwunden. Aus diesem Grund sollte immer nachgesehen wer¨
den, ob die Anderungen
im Repository gespeichert sind.
11.2.3
Updaten
• svn update [Optionen] [Pfad]
• cvs update [Optionen] [Pfad]
Der Befehl update ist dazu da, sein Arbeitsverzeichnis auf den neuesten Stand zu brin¨
gen. Ahnlich
wie checkout holt er die Dateien aus dem Repository und u
¨berschreibt
die alten Versionen mit den neuen. Kommt es zu Konflikten, werden Dateien gemer”
ged“, wie sp¨ater in diesem Abschnitt beschrieben wird. Dateien und Verzeichnisse, die
neu im Projekt sind, werden auf diese Weise auch ins Arbeitsverzeichnis geholt, um
dann bearbeitet werden zu k¨onnen.
Es ist auch m¨oglich, ¨altere Versionen des Projektes zu bekommen, indem man dies bei
den Optionen angibt.
Projektgruppe Syspect
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12. Oktober 2006
Endbericht
11.2.4
KAPITEL 11. VERSIONSVERWALTUNG
Mergen
Bei beiden Programmen werden Dateien, die gleichzeitig ver¨andert wurden, bei einem
Update gemerged“. Dies kann geschehen, wenn man comitten m¨ochte, aber eine ver”
”
altete Version“ der Datei hatte und diese ge¨andert hat. Diese wird dann nicht comittet,
und es ist n¨otig, ein Update zu ziehen. Wenn nur unterschiedliche Dinge ge¨andert oder
eingef¨
ugt wurden, wird einfach alles in die Datei geschrieben und man kann die Datei
comitten. Wurden gleiche Zeilen ge¨andert, werden beide Versionen in die Datei eingetragen und man muss diesen Konflikt per Hand“ l¨osen. Am besten einigt man sich
”
¨
mit der Person, die die andere Anderung
vorgenommen hat, auf eine Vorgehensweise,
¨andert die Datei entsprechend und checkt diese dann ins Repository ein.
Hier unterscheiden sich CVS und Subversion wieder. W¨ahrend man bei CVS auch die
unver¨anderte Datei mit beiden Versionen in einer Datei comitten kann, was auch aus
Versehen passieren k¨onnte, wartet Subversion auf ein svn resolved, welches die L¨osung des Konfliktes signalisiert. Somit wird ein unerw¨
unschter commit verhindert.
Nicht zu Verwechseln mit diesem Vorgang ist der Befehl svn merge. Dieser f¨
uhrt zwar
auch wie oben beschrieben zusammen, allerdings geschieht dieses Mergen zwischen
Branches, welche unterschiedliche Abzweigungen“ in einem Projekt sind.
”
11.3
Komplexere Operationen
Dieser Abschnitt geht darauf ein, wie CVS und Subversion mit Dateien und Verzeichnissen umgehen, und wie in beiden eine Ignore-Option realisiert ist, bzw. was diese
macht.
11.3.1
Umgang mit Dateien
Was das Umgehen mit Dateien angeht, sind die beiden betrachteten Programme unterschiedlich. W¨ahrend CVS nur Unterschiede von Textdateien festh¨alt, erstellt Subversion
mit einem speziellem Algorithmus, auf den im Rahmen dieser Arbeit nicht n¨aher eingegangen werden kann, Diffs auch auf Bin¨ardateien. Subversion geht bei jeder Datei
ersteinmal davon aus, dass es sich um eine Bin¨ardatei handelt und erstellt das Diff und
speichert dieses ab. Im Arbeitsverzeichnis wird zus¨atzlich gespeichert, ob es sich bei
der Datei um eine Bin¨ardatei oder eine Textdatei handelt. Bei einem Update werden
¨
nur die Anderungen
an den Textdateien u
¨bertragen.
Mit Subversion ist es auch m¨oglich, Dateien zu verschieben, zu l¨oschen, zu kopieren
und umzubenennen, ohne die History“ zu verlieren, welche bei den Operationen, die
”
CVS anbietet, verloren geht, falls die Operation u
utzt wird.
¨berhaupt unterst¨
11.3.2
Umgang mit Verzeichnissen
Der Umgang mit Verzeichnissen ist mit dem der Dateien vergleichbar. Unter Subversion
ist es m¨oglich, Verzeichnisse zu verschieben, zu l¨oschen, zu kopieren und umzubennen
und das Repository merkt sich den Ursprung. CVS l¨asst einmal vorhandene Verzeichnisse nicht mehr ¨andern.
Projektgruppe Syspect
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Endbericht
11.3.3
KAPITEL 11. VERSIONSVERWALTUNG
Ignore-Optionen und Properties
CVS hat eine Datei .cvsignore. In diese kann man Dateinamen oder Dateiendungen,
also zum Beispiel readme*“ oder *log“, eintragen, welche dann nicht mit eingecheckt
”
”
werden, außer man erzwingt dieses.
Bei Subversion wird das Ganze mit einem Property, svn:ignore, gel¨ost. Properties sind
Metadaten zu den Daten, die man versioniert, und werden ebenfalls mit versioniert.
Im Falle des Ignore-Properties umgeht man das Fehlen einer .svnignore Datei. Mit
svn propset svn:ignore *log ./ erreicht man, dass f¨
ur das aktuelle Verzeichnis alle
Dateien, die auf log enden, nicht mehr comittet werden, außer man erzwingt dieses.
M¨ochte man das Ganze als Datei bearbeiten, kann man mit dem Befehl svn propedit
das ganze in einem Editor bearbeiten.
Weitere Properties sind zum Beispiel svn:executable, svn:mime-type und
svn:keywords und noch einige mehr.
11.4
GUIs
GUIs gibt es als Standalone, integriert ins System, als Webinterface oder auch als
Plug-in in einer Entwicklungsumgebung. Da der Rahmen dieser Arbeit doch sehr
knapp bemessen ist, wird dieser Teil nur sehr kurz behandelt.
Ein Beispiel f¨
ur ein integriertes System ist Tortoise. Dies ist ein Programm f¨
ur Windows, das s¨amtliche Funktionen die man, je nach Installation mit CVS oder Subversion,
nutzen kann, in den Explorer einbaut. Mit cervisia“ gibt es etwas ¨ahnliches f¨
ur KDE.
”
Es gibt noch weitere Programme f¨
ur Linux und Windows, wie zum Beispiel rapidsvn,
JSubversion und CvsGui.
F¨
ur die Entwicklungsumgebung Eclipse gibt es f¨
ur beide Programme jeweils ein Plugin, was jedoch in einer anderen Ausarbeitung behandelt wird.
Ein sehr n¨
utzliches Programm, das man trotz des Namens f¨
ur beide Systeme benutzen
kann, ist CVSview. Es gibt auch Subversionview, welches man nur f¨
ur SVN benutzen
kann. Diese Werkzeuge bedienen sich eines Apache, um in der Lage zu sein, das Repository im Internet ansehbar zu machen. Dies ist nur ein lesender Zugriff, der aber in
der Lage ist, Diffs und die Modulstruktur anzuzeigen.
11.5
Administration
Abschließend werden in diesem Abschnitt noch ein paar Punkte zur Administration
behandelt, und was n¨otig ist, um mit CVS oder Subversion arbeiten zu k¨onnen.
11.5.1
Repositories
Mit den Befehlen cvs init bzw. svnadmin create legt man ein Repository, mit add
oder import dann die Modulstruktur an. Ein Repository kann mehrere Projekte enthalten, die unabh¨angig voneinander verwaltet und benutzt werden k¨onnen.
Projektgruppe Syspect
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12. Oktober 2006
Endbericht
11.5.2
KAPITEL 11. VERSIONSVERWALTUNG
Modul-Aliase“
”
CVS kann sogenannte Modul-Aliase“ verwalten. Das heißt, man kann einen Begriff
”
definieren, der auf mehrere Verzeichnisse oder Dateien verweist, die man dann, unter
Zuhilfenahme dieses Begriffs, gemeinsam auschecken kann. So eine Funktion ist in Subversion nicht implementiert, sondern muss durch Kopieren in ein anderes Verzeichnis
gel¨ost werden. Auch wenn diese Kopie quasi nur ein Abbild ist, und keine vollst¨andige
Kopie, ist diese Umsetzung f¨
ur Personen, die dieses CVS-Feature der Aliase zu sch¨atzen
wissen, eher unbefriedigend.
11.5.3
Zugriffskontrolle
In der Grundversion ist es bei beiden Programmen erst einmal nur m¨oglich globale
Rechte zu verteilen. Das heißt, jemand hat entweder gar keine Rechte, nur Leserechte
oder Lese- und Schreibrechte f¨
ur ein Repository.
Mit ausgekl¨
ugelten Mechanismen ist zumindest unter Subversion eine feinere Rechtevergabe m¨oglich, da dies aber nicht zum Standard geh¨ort, wird hier nicht n¨aher darauf
eingegangen.
11.5.4
Systemvorraussetzungen
Verzichtet man bei CVS auf die Webansicht, ist f¨
ur die Benutzung nichts weiter n¨otig
als das Programm selbst, wobei der Client beliebig ist. Man ben¨otigt also nur ein wenig
Speicherplatz. M¨ochte man zum Beispiel die Webansicht von CVSview nutzen, ben¨otigt
man auf Serverseite einen Apache.
Subversion ist etwas anspruchsvoller. Diese Versionsverwaltung ben¨otigt, wie schon
erw¨ahnt, mehr Festplattenplatz und dazu noch, auf Serverseite, eine BerkeleyDB oder
ein FSFS“, welches nicht direkt eine Datenbank ist, aber die gleiche Funktion erf¨
ullt.
”
Dies weiter zu erkl¨aren, liegt nicht im Rahmen dieser Arbeit. Zu sagen ist dazu nur,
dass die BerkeleyDB langsamer ist, mehr Speicherplatz ben¨otigt und Probleme mit
Netzwerk-Dateisystemen hat und es sich deswegen meist anbietet FSFS“ zu benutzen.
”
F¨
ur eine Webansicht ben¨otigt auch Subversion auf der Serverseite einen Apache.
11.6
Fazit/Vergleich
Einer der Vorteile, die CVS ganz klar genießt, ist die Erprobtheit. Ein Programm, dass
seid u
¨ber 20 Jahren benutzt wird, hat einfach weniger Fehler. Dazu kommt, dass es
keine Datenbank oder etwas Vergleichbares braucht und weniger Plattenplatz auf Clientseite ben¨otigt.
Subversion dagegen ist zwar j¨
unger und noch nicht so ausgereift, hat aber das Potential,
weiterentwickelt zu werden, welches CVS einfach fehlt. Durch die Neuprogrammierung,
anstatt des Aufsetzens auf RCS, ist es besser erweiterbar. Durch die doppelte lokale
Kopie, die zugegebenermaßen mehr Speicherplatz belegt, ist es m¨oglich, ohne st¨andigen Internetzugang gut zu arbeiten. Die atomaren Commits“ bergen zwar ein paar
”
Probleme, sind aber insgesamt gesehen vorteilhaft, da sie Inkonsistenzen vermeiden.
Projektgruppe Syspect
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12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 11. VERSIONSVERWALTUNG
Desweiteren ist das Umgehen mit Bin¨ardateien weitaus komfortabler. Durch die Operationen wie Kopieren, Verschieben usw. ist das Ganze leichter wartbar.
Projektgruppe Syspect
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12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 11. VERSIONSVERWALTUNG
Projektgruppe Syspect
100
12. Oktober 2006
Teil II
Entwurfsdokumente
101
Endbericht
Dieser Teil des Endberichts enth¨alt die Entwurfsdokumente von Syspect.
Die Produktskizze und die Anforderungsdefinition sind zwei Dokumente, die die
funktionalen und nichtfunktionalen Anforderungen an das Produkt enthalten, ohne
L¨osungsvorschl¨age f¨
ur die technische Umsetzung zu machen. Sie unterscheiden sich
insofern, als dass die Produktskizze grob das Wunschprodukt der Kunden beschreibt,
ohne dass hier aus Entwicklersicht technische Grenzen gesetzt werden. Nach der Reflexion u
¨ber diesen ersten Schritt – sowohl von den Kunden als auch den Entwicklern
– ist die Anforderungsdefinition das Ergebnis der Verhandlungen beider Seiten, bei
denen es einerseits um m¨oglichst konkret formulierte Forderungen und m¨oglichst
pr¨azise abgesch¨atzte technische Machbarkeit geht.
Die hier getroffenen Vereinbarungen sind aber nicht absolut verbindlich, da sich Anforderungen w¨ahrend des gesamten Entwicklungsprozesses ¨andern k¨onnen und auch die
technische Umsetzung mancher Funktionalit¨at schwieriger sein kann, als urspr¨
unglich
¨
angenommen. Aus diesem Grund beinhaltet das n¨achste Kapitel die Anderungen,
die im Laufe des Projektes in Bezug auf Produktskizze und Anforderungsdefinition
vorgenommen wurden.
Der Entwurf schließlich beschreibt die Umsetzung von Syspect. Er enth¨alt – aufgeteilt
in die zwei Unterkapitel Architektur und Feinentwurf – die Dokumentation der
wichtigsten Schritte, die w¨ahrend der Erstellung von Syspect durchgef¨
uhrt wurden.
Projektgruppe Syspect
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12. Oktober 2006
Endbericht
Projektgruppe Syspect
104
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 12. PRODUKTSKIZZE
Kapitel 12
Produktskizze
12.1
Einleitung
Das vorliegende Kapitel soll als erste Beschreibung des zu entwickelnden Softwarewerkzeuges Syspect dienen, um die Kommunikation zwischen Entwicklern und Kunden zu
erleichtern. Es hat nicht den verpflichtenden Charakter der auf diesem Kapitel aufbauenden Anforderungsdefinition und geht insbesondere nicht auf die technische Umsetzung ein.
Das Produkt der gleichnamigen Projektgruppe soll eine grafische Entwicklungsumgebung f¨
ur ein UML-Modell sein, das durch ein UML-Profil derart eingeschr¨ankt
¨
ist, dass eine Ubersetzung
in die formale Spezifikationssprache CSP-OZ-DC m¨oglich
ist. Die dazu n¨otigen Klassendiagramme, Strukturdiagramme und Zustandsdiagramme sollen u
¨ber eine grafische Oberfl¨ache bearbeitet werden k¨onnen. Klassendiagramme geben Klassen und ihre Beziehungen zueinander wieder. In Klassendiagrammen
k¨onnen Operationen und Attribute der Klassen angegeben werden. Die Klassen be¨
sitzen sogenannte tagged values, die f¨
ur die Ubersetzung
des UML-Modells in eine
CSP-OZ-DC-Spezifikation n¨otigen Object-Z- und Duration Calculus-Formeln enthalten. Zustandsdiagramme beschreiben das Verhalten einer einzelnen Klasse und sollen
in CSP-Prozesse umgewandelt werden. Die Strukturdiagramme stellen die Beziehungen der einzelnen Instanzen der Klassen dar [MORW05]. Aus dieser UML-Darstellung
wird es m¨oglich sein, eine XML-Darstellung der Spezifikationssprache CSP-OZ-DC zu
erzeugen. Daraus kann anschließend LATEX-Quellcode generiert werden. Zus¨atzlich soll
das Werkzeug die M¨oglichkeit bieten, die CSP-OZ-DC-Spezifikation in Phasen-EventAutomaten zu transformieren, um deren Eigenschaften durch einen Model-Checker
verifizieren zu k¨onnen.
12.2
Die grafische Oberfl¨
ache der Entwicklungsumgebung
Die Entwicklungsumgebung ist in drei Bereiche aufgeteilt. Ein Vorschlag f¨
ur das sp¨atere
Aussehen zeigt Abbildung 12.1.
Der Diagrammstrukturbereich beinhaltet eine baumartige Ansicht der verschiedenen
Projektgruppe Syspect
105
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 12. PRODUKTSKIZZE
¨
Abbildung 12.1: Schematische Ubersicht
der Entwicklungsumgebung
Diagrammarten und der einzelnen Komponenten der Diagramme. Neue Klassendiagramme k¨onnen hier erstellt werden. Diese Funktion kann, wie auch alle weiteren, sowohl u
u als auch u
u am oberen Bereich des
¨ber das Kontextmen¨
¨ber das Programmmen¨
Bildschirms erreicht werden. Weiterhin ist es m¨oglich, sich alle Klassen der bis dahin
erzeugten UML-Diagramme anzeigen zu lassen. Diese k¨onnen innerhalb der Baumstruktur bearbeitet und per Drag and Drop in den Arbeitsbereich eingef¨
ugt werden.
Am Ende des Diagrammstrukturbereichs befinden sich drei spezielle Buttons: CSPOZ-DC-XML, PEA-XML und CSP-OZ-DC-LATEX. Wird einer dieser Buttons geklickt,
so wird die entsprechende Exportfunktion aufgerufen, so dass der Nutzer immer die
¨
aktuelle Ubersetzung
seines UML-Modells erh¨alt.
Innerhalb des Arbeitsbereichs wird zu einem Zeitpunkt maximal ein Diagramm angezeigt. In diesem Bereich k¨onnen die Elemente des jeweiligen Diagramms angeordnet,
bearbeitet und erstellt werden. Es existiert eine Symbolleiste mit h¨aufig benutzten Aktionen wie z.B. L¨oschen, Neue Klasse, Neue Transition usw. Desweiteren ist es m¨ogProjektgruppe Syspect
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12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 12. PRODUKTSKIZZE
lich, u
¨ber ein Symbol innerhalb dieser Leiste den Vergr¨oßerungsfaktor der Ansicht des
Arbeitsbereiches zu ver¨andern. Der untere Bereich der Oberfl¨ache repr¨asentiert einen
Nachrichtenbereich, in welchem Fehlermeldungen und Warnungen vor Inkonsistenzen
zwischen den UML-Diagrammen ausgegeben werden.
12.2.1
Arbeiten mit Klassendiagrammen
Wurde ein neues Klassendiagramm angelegt, so beinhaltet dieses anf¨anglich keine Klassen. Sobald es ge¨offnet wurde, erscheint die Darstellung des Diagramms im Arbeitsbereich. Nun k¨onnen neue Klassen und Beziehungen u
¨ber die Symbolleiste, per Drag and
Drop aus der Diagrammstruktur oder per Kontextmen¨
u hinzugef¨
ugt werden. Innerhalb
der Symbolleiste sind folgende Aktionen verf¨
ugbar:
• Neue Klasse
– capsule
– protocol
– data
• Neue Assoziation
– base-Aggregation
– conjugated-Aggregation
– Generalisierung
– Komposition
• Bearbeiten
• L¨oschen
• Kommentar hinzuf¨
ugen
• Zustandsdiagramm f¨
ur die Klasse erzeugen/anzeigen
Beim Erzeugen einer neuen Klasse muss deren Stereotyp ausgew¨ahlt werden. Eine
neue Klasse des ausgew¨ahlten Stereotyps erscheint daraufhin im Arbeitsbereich und
kann hier angeordnet werden. Will der Benutzer eine Assoziation erstellen, so muss
deren Typ ausgew¨ahlt werden, woraufhin die beiden zu verbindenden Klassen gew¨ahlt
werden m¨
ussen. Innerhalb des Programms wird daraufhin eine Pr¨
ufung auf Konsistenz durchgef¨
uhrt, deren Ergebnis im Nachrichtenbereich angezeigt wird. Die Wahl des
Symbols Bearbeiten ¨offnet einen Dialog zum ausgew¨ahlten Element. In diesem k¨onnen die relevanten Eigenschaften des Elements ver¨andert werden, z.B. bei einer Klasse
deren Name, Methoden, Attribute, Tags, usw. Zur Bearbeitung der Tags dient neben
einer Texteingabe ein Formeleditor, der je nach Tag OZ- oder DC-Formeln erstellen
kann. Optional kann sich der Bearbeitungs-Dialog in den Arbeitsbereich einbetten.
Soll ein Element aus einem Diagramm gel¨oscht werden, so w¨ahlt man L¨oschen. Zum
Hinzuf¨
ugen eines Kommentars wird ein neues Kommentarelement erzeugt, in dem der
Projektgruppe Syspect
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12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 12. PRODUKTSKIZZE
entsprechende Kommentartext eingegeben werden kann. Als zus¨atzliche Funktion ist es
m¨oglich, innerhalb der Klassendiagrammansicht ein Zustandsdiagramm f¨
ur eine Klasse
des Stereotyps capsule zu erzeugen. Durch erneutes Ausw¨ahlen der Funktion oder bei
schon existierendem Zustandsdiagramm, wird dieses in den Arbeitsbereich geladen und
angezeigt.
12.2.2
Arbeiten mit Strukturdiagrammen
Das Verhalten des Programms beim Erzeugen eines Strukturdiagramms ist analog zum
Erzeugen eines Klassendiagramms. Die folgenden Funktionen sind u
¨ber die Symbolleiste erreichbar:
• Neue capsule
• Neuer port
– base-Port
– conjugated-Port
• ports verbinden
• Bearbeiten
• L¨oschen
• Kommentar hinzuf¨
ugen
• Strukturdiagramm f¨
ur die capsule erzeugen
Beim Erzeugen einer neuen capsule als Instanz einer Klasse des Stereotyps capsule
wird ein Dialog ge¨offnet, in welchem die zu instanziierende Klasse ausgew¨ahlt werden
kann. Eine capsule erscheint darauf im Arbeitsbereich. Wurden im Klassendiagramm
ports spezifiziert (base-, conjugated-Aggregationen), so sind diese auch bei der erzeugten capsule vorhanden und k¨onnen beliebig auf dem Rand dieser angeordnet
werden. Durch Erzeugen eines neuen ports wird wiederum ein Dialog ge¨offnet, in welchem das zu verwendene protocol ausgew¨ahlt werden kann. Das Erstellen eines neuen
protocols ist auch innerhalb des Dialogs m¨oglich, woraufhin die entsprechene Klasse mit dem Stereotyp protocol erzeugt wird. Die Wahl des Symbols Ports verbinden
erfordert das Ausw¨ahlen zweier ports. Sind diese nicht u
¨ber ein protocol in Beziehung so wird eine Warnung im daf¨
ur vorgesehenen Bereich der Oberfl¨ache ausgegeben.
Bearbeiten, L¨oschen und Kommentar hinzuf¨
ugen verlaufen analog zur Beschreibung in
Abschnitt 12.2.1. Als zus¨atzliche Funktion ist es m¨oglich, innerhalb der Strukturdiagrammansicht ein Strukturdiagramm f¨
ur das Innere einer capsule zu erzeugen. Falls
die capsule schon ein Strukturdiagramm besitzt, wird dieses in den Arbeitsbereich
geladen.
Projektgruppe Syspect
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12. Oktober 2006
Endbericht
12.2.3
KAPITEL 12. PRODUKTSKIZZE
Arbeiten mit Zustandsdiagrammen
Auch beim Erzeugen eines Zustandsdiagramms ist das Verhalten des Programms analog zum Erzeugen eines Klassendiagramms. In der Symbolleiste sind die folgenden
Funktionen verf¨
ugbar:
• Neuer Zustand
– Initital-Zustand
– Normaler Zustand
– Endzustand
• Neue Transition
• Superzustand erzeugen
• Parallelit¨at erzeugen
• Bearbeiten
• L¨oschen
• Kommentar hinzuf¨
ugen
Wird ein neuer Zustand erzeugt, so muss zwischen einem Initialzustand, einem normalen Zustand und einem Endzustand unterschieden werden. Das Erstellen einer neuen
Transition erfordert die Auswahl zweier zu verbindender Zust¨ande und optional die zur
Transition zugeh¨orige Methode. Durch Auswahl des Symbols Superzustand erzeugen
werden selektierte Zust¨ande von einem Superzustand eingefasst. Eine andere M¨oglichkeit, einen Superzustand zu erschaffen, besteht darin, Zust¨ande per Drag and Drop
in einen anderen hineinzubewegen. Um Parallelit¨at innerhalb eines Zustandes zu erzeugen, muss dieser vorher ausgew¨ahlt werden. Die Aktionen Bearbeiten, L¨oschen und
Kommentar hinzuf¨
ugen verlaufen wie in Abschnitt 12.2.1 beschrieben.
12.3
Exportfunktionen der Entwicklungsumgebung
Die Abbildung 12.2 veranschaulicht die Exportfunktionalit¨aten des Programms. Innerhalb des Dateisystems wird die UML-Darstellung nach dem XMI-Standard gespeichert, wodurch die Weiterverarbeitung durch XMI-unterst¨
utzende Programme erm¨oglicht wird. Wird die Funktion Export nach CSP-OZ-DC u
uleiste ausge¨ber die Men¨
w¨ahlt, so wird aus der internen UML-Darstellung die CSP-OZ-DC-Spezifikation erstellt. Diese liegt anschließend in einem XML-Format vor. Außerdem ist es m¨oglich, direkt LATEX-Quellcode oder eine XML-Darstellung von Phasen-Event-Automaten (PEA)
zu generieren. Diese Darstellung von PEA kann daraufhin von einem Model-Checker
auf Korrektheit verifiziert werden.
Projektgruppe Syspect
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KAPITEL 12. PRODUKTSKIZZE
¨
Abbildung 12.2: Schematische Ubersicht
u
¨ber die Exportfunktionen
Projektgruppe Syspect
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12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 13. ANFORDERUNGSDEFINITION
Kapitel 13
Anforderungsdefinition
13.1
Einleitung
Dieses Dokument beschreibt die Anforderungen an das Werkzeug Syspect, indem es
die in der Produktskizze (Kapitel 12) enthaltenen Beschreibungen pr¨azisiert. Das Produkt soll eine grafische Entwicklungsumgebung f¨
ur ein UML-Modell sein, das durch
¨
ein UML-Profil derart eingeschr¨ankt ist, dass eine Ubersetzung
in die formale Spezifikationssprache CSP-OZ-DC [HM05] m¨oglich ist. Hierdurch wird dem UML-Modell
auch eine eindeutige Semantik zugeordnet. Das UML-Profil wurde aus dem Seminar
Ein UML-Profil f¨
ur CSP-OZ-DC (siehe Kapitel 9, S. 77) u
¨bernommen. Aus der UMLDarstellung soll eine XML-Darstellung der Spezifikationssprache CSP-OZ-DC erzeugt
werden. Daraus soll anschließend LATEX-Quellcode generiert werden k¨onnen. Zus¨atzlich
wird das Werkzeug die M¨oglichkeit bieten, die CSP-OZ-DC-Spezifikation in PhasenEvent-Automaten (PEA) [HM05] zu transformieren. Die Eigenschaften dieser PEA
sollen sich daraufhin durch einen externen Model-Checker verifizieren lassen.
13.2
GUI-Darstellung der UML-Diagramme
F¨
ur die Spezifikation des UML-Modells werden Klassendiagramme, Zustandsdiagramme und Strukturdiagramme verwendet. Den Diagrammen liegt eine interne Struktur
zugrunde, die das gesamte spezifizierte Modell beinhaltet. Die Gestaltung der Diagramme ist einheitlich und durchg¨angig gehalten. Alle Funktionen, die auf Diagramme angewendet werden k¨onnen, verf¨
ugen generell u
¨ber eine History-Funktion. Ebenso
bedarf es f¨
ur die Diagramme einer Druckansicht und einer Druckfunktion. Des Weiteren besteht die M¨oglichkeit, die Diagramme in die Formate Portable Network Graphics
(PNG) und Encapsulated Postscript (EPS) zu exportieren. Zur Unterst¨
utzung des Entwicklungsprozesses gibt es eine Hilfefunktion sowie eine Verbindung von Metadaten zu
Diagrammen. Eine weitere Unterst¨
utzung wird durch aussagekr¨aftige Fehlermeldungen
gegeben. Diese Fehlermeldungen k¨onnen aufgrund von fehlerhaften Benutzereingaben
oder Inkonsistenzen in verschiedenen, zusammengeh¨orenden Diagrammen auftreten.
Projektgruppe Syspect
111
12. Oktober 2006
Endbericht
13.2.1
KAPITEL 13. ANFORDERUNGSDEFINITION
Metadaten
1. Um den Entwicklungsprozess und die Dokumentation zu unterst¨
utzen, ist es m¨oglich, sowohl f¨
ur die Dokumentation als auch f¨
ur den Entwicklungsprozess Informationen zu erstellen. Die Informationen werden allgemein als Metadaten bezeichnet. Metadaten enthalten Kommentare, Beschreibungen sowie Arbeitsauftr¨age.
Sie k¨onnen mit anderen Elementen, bspw. einer Klasse, verbunden werden.
2. Metadaten k¨onnen erstellt, ver¨andert und gel¨oscht werden. Die Bearbeitung ist
an zwei Stellen m¨oglich:
(a) innerhalb der grafischen Darstellung des Teilbereichs, bspw. einer Klasse,
(b) in einem Eingabebereich außerhalb der grafischen Darstellung des Teilbereichs.
13.2.2
Klassendiagramme
Es besteht die M¨oglichkeit, Klassendiagramme zu erstellen, zu bearbeiten und anzuzeigen. Ein Klassendiagramm stellt einen Teil der Sprache CSP-OZ-DC dar. F¨
ur die
grafische Darstellung wird das aus der UML stammende Klassendiagramm [UML05]
an CSP-OZ-DC entsprechend dem UML-Profil angepasst. Ein Klassendiagramm kann
Klassen, Assoziationen und Metadaten enthalten.
Klassendiagramm
1. Klassendiagramme werden in einem festgelegten Anzeigebereich des SyspectWerkzeugs dargestellt. Zwischen verschiedenen ge¨offneten Klassendiagrammen
kann mit Hilfe von Reitern gewechselt werden.
2. Ein Klassendiagramm besitzt einen Namen und kann Metadaten integrieren. Die
Bearbeitung ist an zwei Stellen m¨oglich:
(a) innerhalb der grafischen Darstellung der Klasse selbst,
(b) in einem Eingabebereich außerhalb der grafischen Darstellung.
Ein Klassendiagramm kann gel¨oscht werden.
3. Die Darstellung der Klassendiagramme ist mit den Strukturdiagrammen kon¨
sistent. Diesbez¨
uglich f¨
uhren Anderungen
in Strukturdiagrammen automatisch
¨
¨
zu Anderungen in Klassendiagrammen und Anderungen
in Klassendiagrammen
¨
automatisch zu Anderungen
in Strukturdiagrammen.
4. Ein Klassendiagramm gibt lediglich eine eingeschr¨ankte Sicht auf das zugrunde
liegende UML-Modell wieder. Das L¨oschen von Klassen oder Assoziationen f¨
uhrt
nicht zwangsl¨aufig zur Ver¨anderung des zugrunde liegenden UML-Modells, wenn
andere Klassendiagramme diese Klassen und Assoziationen immer noch anzeigen.
Das Ver¨andern des UML-Modells geschieht erst, nachdem in s¨amtlichen Sichten
auf das UML-Modell die Ver¨anderung durchgef¨
uhrt wurde. Optional wird es die
Projektgruppe Syspect
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Endbericht
KAPITEL 13. ANFORDERUNGSDEFINITION
M¨oglichkeit geben, eine Klasse oder Assoziation in allen Klassendiagrammen zu
l¨oschen, so dass auch das entsprechende Element im UML-Modell gel¨oscht wird.
5. Zur Vergr¨oßerung bzw. Verkleinerung der Darstellung eines Klassendiagramms
gibt es eine Zoom-Funktion.
Klasse
1. Klassen werden innerhalb eines Klassendiagramms grafisch dargestellt. Die Darstellung einer Klasse kann in ihrer Gr¨oße ver¨andert werden.
ugt u
2. Eine Klasse besitzt einen Namen und verf¨
¨ber einen Stereotyp sowie u
¨ber Attribute, Tags und Methoden. Der Stereotyp einer Klasse kann capsule, protocol
und data sein. Attribute haben einen Namen und einen Datentyp. Methoden
besitzen ebenfalls einen Namen und k¨onnen u
uckga¨ber Parameter, Tags sowie R¨
bewerte verf¨
ugen. Zu dem Stereotyp capsule geh¨oren die Tags invariant, init
und dc-counterexample. Die Methoden einer capsule enthalten jeweils die Tags
enable, effect und changes. Die Methoden einer Klasse des Stereotyps protocol
besitzen die Tags input, output und simple und den Stereotyp in, out, in s oder
out s. Eine Klasse integriert auch Metadaten.
3. Optional: Eine Klasse kann als Schablone gespeichert werden. In der Schablone werden alle Inhalte einer Klasse gespeichert. Solche Schablonen dienen zur
Wiederverwendung von Klassen und unterst¨
utzen so die Erstellung von Klassendiagrammen. Falls diese Anforderung umgesetzt werden soll, ist noch genauer
zu definieren, inwiefern sich Schablonen von normalen“ gespeicherten Klassen
”
unterscheiden.
4. Klassen k¨onnen erstellt und gel¨oscht werden. Bei der Erstellung wird automatisch
eine leere Klasse innerhalb eines Klassendiagramms grafisch dargestellt.
5. Die Bearbeitung einer Klasse ist an zwei Stellen m¨oglich:
(a) innerhalb der grafischen Darstellung der Klasse selbst
(b) und in einem Dialogfenster.
utzt, dass vorhandene Methoden,
Die Bearbeitung wird dabei insofern unterst¨
Attribute und Tags zur Auswahl stehen bzw. die Auswahl auch auf den Stereotyp
einer Klasse angepasst wird. F¨
ur die Bearbeitung einer Methode einer Klasse ist
eine spezielle Darstellung gegeben (siehe Abschnitt 13.2.2).
6. Weiter besteht die M¨oglichkeit, dass zu einer Klasse ein Zustandsdiagramm erstellt werden kann. Existiert ein solches schon, kann dieses in den Arbeitsbereich
geladen werden.
uglich f¨
uhren
7. Die Darstellung ist mit dem Zustandsdiagramm konsistent. Diesbez¨
¨
¨
Anderungen im Zustandsdiagramm automatisch zu Anderungen im Klassendia¨
¨
gramm und Anderungen
im Klassendiagramm automatisch zu Anderungen
im
Projektgruppe Syspect
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Endbericht
KAPITEL 13. ANFORDERUNGSDEFINITION
Zustandsdiagramm. Es ist jedoch zu beachten, dass in verschiedenen Diagrammen ein und dasselbe Element unterschiedliche Eigenschaften haben kann, da
jedes Diagramm nur eine eingeschr¨ankte Sicht auf das zugrunde liegende UMLModell bietet.
Assoziationen
1. Assoziationen werden innerhalb eines Klassendiagramms grafisch dargestellt.
¨
Uber
eine Assoziation werden genau zwei Klassen miteinander verbunden. Assoziationen k¨onnen frei oder automatisch ausgerichtet werden.
2. Eine Assoziation verf¨
ugt u
¨ber eine Beschriftung, Stereotypen und Kardinalit¨aten. Ein Stereotyp kann composition, aggregation oder generalization sein.
Zudem kann eine Assoziationen als base (Sender) oder conjugate (Empf¨anger)
dienen. Eine aggregation ist nur zwischen zwei Klassen der Stereotypen capsule
und protocol erlaubt. Eine composition ist zwischen zwei Klassen der Stereotypen capsule und data oder capsule und capsule m¨oglich.
3. Eine Assoziation kann erstellt, bearbeitet und gel¨oscht werden. Die Bearbeitung
soll an zwei Stellen m¨oglich sein:
(a) innerhalb der grafischen Darstellung der Assoziation selbst und
(b) in einem Dialogfenster.
Object-Z-Datentypen und -Ausdru
¨ cke und DC-Ausdru
¨ cke
1. Es gibt sowohl einen Editor f¨
ur die Eingabe von Object-Z-Datentypen und
-Ausdr¨
ucken als auch einen f¨
ur die Eingabe von DC-Ausdr¨
ucken. Die Eingabe wird durch die Unterst¨
utzung von Fehlermarkierungen und gegebenenfalls
Syntax-Highlighting sowie der Erzeugung von ausgew¨ahlten Ausdr¨
ucken per GUI
in den beiden Editoren erleichtert. Auf die Eingabe wird ebenfalls eine Typpr¨
ufung ausgef¨
uhrt, die Typverletzungen aufzeigt.
2. Die Eingabe von Countertraces und Testformeln wird durch einen DCFormeleditor erleichtert.
3. Der Editor unterst¨
utzt eine LATEX-Eingabe f¨
ur Object-Z- und DC-Ausdr¨
ucke.
Optional ist eine Code Completion f¨
ur diese Eingabe vorgesehen.
4. Zur besseren Lesbarkeit des eingegebenen Codes gibt es eine ¨aquivalente UnicodeDarstellung zu diesem Code. Die Unicode-Darstellung zeigt somit bestimmte Eingabezeichen und LATEX-Eingaben, die nicht direkt u
¨ber die Tastatur eingegeben
werden k¨onnen, in ihrem Unicode-Zeichen wie bspw. ≥. Die Unicode-Darstellung
wird jederzeit mit der Eingabe synchronisiert.
Projektgruppe Syspect
114
12. Oktober 2006
Endbericht
13.2.3
KAPITEL 13. ANFORDERUNGSDEFINITION
Zustandsdiagramme
Zu jeder vorhandenen capsule soll ein Zustandsdiagramm [UML05] erstellt werden
k¨onnen. Sie werden genutzt, um das Verhalten einer capsule zu modellieren. Neben
¨
dem Anlegen, Andern
und L¨oschen von Zustandsdiagrammen ist eine Eingabe von
Kommentaren vorgesehen. Kommentare sind f¨
ur die Semantik irrelevant, sie sollen
lediglich den Entwickler bei seiner Arbeit unterst¨
utzen.
K
o
m
m
e
n
t
a
r
Abbildung 13.1: Elemente von Zustandsdiagrammen
Allgemeine Eigenschaften
1. Da jedes Zustandsdiagramm das Verhalten einer Klasse des Stereotyps capsule
beschreibt, werden neue Zustandsdiagramme in der Klassendiagrammansicht angelegt. Soll ein Zustandsdiagramm angelegt werden, muss zun¨achst eine entsprechende Klasse erstellt werden.
2. Der Name eines Zustandsdiagramms leitet sich von dem Namen der zugeh¨origen
Klasse ab.
3. Die Darstellung der Zustandsdiagramme wird jederzeit mit dem internen Modell
konsistent gehalten.
4. Es besteht die M¨oglichkeit, die Ansicht zwischen einem Zustandsdiagramm und
dem zugeh¨origen Klassendiagramm zu wechseln.
Projektgruppe Syspect
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12. Oktober 2006
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KAPITEL 13. ANFORDERUNGSDEFINITION
5. Ein Zustandsdiagramm kann aus den Diagrammelementen bestehen, die in Abbildung 13.1 zu sehen sind. Eine n¨ahere Beschreibung der Semantik kann aus
[MORW05] und [MORW04] entnommen werden.
6. Die verschiedenen Zust¨ande (Start-, End-, Normal- und Superzustand) sowie
Transitionen und Kommentare k¨onnen dem Diagramm hinzugef¨
ugt bzw. wieder
aus diesem gel¨oscht werden.
7. Zust¨ande k¨onnen einem Superzustand hinzugef¨
ugt bzw. wieder aus diesen herausgenommen werden.
8. Superzust¨ande k¨onnen unterteilt werden, so dass es m¨oglich ist, parallele Abl¨aufe
im Sinne von CSP zu definieren. Diese Unterteilung kann hinzugef¨
ugt bzw. wieder
gel¨oscht werden.
9. Die Entwicklungsumgebung gibt Hinweise auf m¨ogliche Fehler. Hierzu z¨ahlen
(a) ein fehlender Startzustand,
(b) eine fehlende Transition vom Startzustand,
(c) Zust¨ande, auf die keine Transitionen zeigen und
(d) Beschriftungen von Transitionen mit Operationen, die in den zugeh¨origen
Klassen nicht definiert sind.
13.2.4
Strukturdiagramme
In Erg¨anzung zum erw¨ahnten Klassendiagramm sollen die Strukturdiagramme unterst¨
utzt werden. Strukturdiagramme dienen in diesem Projekt zur Modellierung der Kommunikationsstruktur instanziierter capsule-Klassen. Neben dem Anlegen, Bearbeiten
und L¨oschen soll diese Diagrammart ebenfalls die Eingabe von Metadaten unterst¨
ut¨
zen. Eine Ubersicht u
¨ber die grafischen Elemente dieser Diagrammart zeigt Abbildung
13.2.
Allgemeine Eigenschaften
1. Die Erstellung eines Strukturdiagramms kann aus der Klassendiagramm-Ansicht
heraus erfolgen. Hierf¨
ur wird dort eine vorhandene Klasse zur Instanziierung ausgew¨ahlt. Das instanziierte Objekt stellt nun das ¨außere Objekt dar. Objekte, die
durch eine Komposition an das instanziierte Objekt gebunden sind, werden im
Inneren dieses Objekts angezeigt. Ebenfalls werden die Ports der Objekte angezeigt.
2. Der Name eines Strukturdiagramms wird von dem Namen der zugeh¨origen Klasse
abgeleitet. Die Bearbeitung kann sowohl u
¨ber die grafische Darstellung als auch
u
¨ber externe Eingabebereiche erfolgen. Zudem sollte eine Auswahlliste mit allen
Strukturdiagrammen vorhanden sein.
3. Die Darstellung wird jederzeit mit dem Gesamtmodell konsistent gehalten.
Projektgruppe Syspect
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KAPITEL 13. ANFORDERUNGSDEFINITION
Abbildung 13.2: Diagrammelemente eines Strukturdiagramms
Eigenschaften von Objekten
1. Ein Objekt ist eine Instanz einer Klasse mit dem Stereotyp capsule.
2. Ein Objekt kann hinzugef¨
ugt, bearbeitet oder gel¨oscht werden.
Eigenschaften von Ports
1. Die Ports von Objekten entsprechen im Klassendiagramm einer Aggregationsbeziehung zwischen der zugeh¨origen Klasse und einer Klasse des Stereotyp
protocol.
2. Ports sind Verbindungsstellen, mit denen eine Kommunikationsverbindung unter einzelnen Objekten m¨oglich ist. Ports sind in der Auspr¨agung base und
conjugated verf¨
ugbar und k¨onnen den Objekten hinzugef¨
ugt oder aus diesen
gel¨oscht werden. Der Benutzer muss einem neuen Port direkt eines der vorhandenen Protokolle zuordnen bzw. ein Protokoll neu erstellen.
3. Sollten Ports, an denen Verbindungen bestehen, gel¨oscht werden, so wird die
entsprechende Verbindung auch gel¨oscht.
Projektgruppe Syspect
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12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 13. ANFORDERUNGSDEFINITION
Verbindungen
1. Es k¨onnen ausschließlich Ports miteinander verbunden werden, die dasselbe Protokoll sprechen.
2. Verbindungen zwischen einem ¨außeren und einem inneren Objekt k¨onnen nur
zwischen Ports des gleichen Typs bestehen (conjugated/conjugated bzw.
base/base)
3. Eine Verbindung kann hinzugef¨
ugt, bearbeitet oder gel¨oscht werden.
13.3
Nichtfunktionale Anforderungen
13.3.1
Performance
In diesem Abschnitt spezifizieren wir Anforderungen an das zeitliche Verhalten des
Werkzeugs. Die zeitlichen Angaben beziehen sich auf einen Athlon XP 1700+, 512MB
RAM, SuSE Linux, Java 5.0. Das Werkzeug Syspect soll so entwickelt werden, dass
die angegebenen Zeiten mit den Java-Event-Handlern eingehalten werden.
Das Laden von Dateien sollte innerhalb von maximal 3 Sekunden geschehen. Das Sichern einer durchschnittlichen Spezifikation von Gr¨oße der in [Fab05] beschriebenen
Fallstudie sollte nicht mehr als 3 Sekunden beanspruchen. Falls es m¨oglich ist, w¨ahrend des Vorgangs weiterzuarbeiten ohne Inkonsistenzen hervorzurufen, kann diese Zeit
u
¨berschritten werden. Die angestrebte Umwandlung von UML in CSP-OZ-DC-XML
und weiter in LATEX sollte auch nicht mehr als 10 Sekunden beanspruchen. Die Reaktion der GUI dagegen sollte m¨oglichst zeitnah zur Eingabe der Benutzers erfolgen.
Das bedeutet, dass zwischen Nutzeraktion und Reaktion des Programms nicht mehr als
5 ms vergehen sollten. Die Diagrammaktualisierung bzw. die Syntax- und Semantik¨
Uberpr¨
ufung sollte nach jeder abgeschlossenen Eingabe, also z.B. nach jedem Druck
auf die Eingabetaste, erfolgen, um Fehler direkt sichtbar zu machen. F¨
ur Texteingaben
gilt, dass jedes Zeichen eingeblendet werden sollte, bevor das n¨achste getippt wurde.
¨
Zur Uberpr¨
ufung dieser Angaben wird von einer Tippgeschwindigkeit von 300 Zeichen
pro Minute ausgegangen. Bei der Darstellung von Sonderzeichen, also beispielsweise
der Ersetzung von Eingaben in entsprechende Z-Symbole, darf diese Zeit u
¨berschritten
werden – und zwar so, dass minimal eineTippgeschwindigkeit von 100 Zeichen pro Minute m¨oglich ist.
Der Start des Programms darf den Start des Basis-Programms nicht um mehr als 3 Sekunden verl¨angern. Das Werkzeug sollte nicht nur beim Speichern und Laden sondern
auch bei kritischen Programmfehlern konsistente Zust¨ande im Dateisystem hinterlassen. Das Programm darf dar¨
uber hinaus maximal einmal pro Arbeitstag (8 Stunden)
abst¨
urzen. Bei einem Absturz darf maximal die Arbeit der letzten 10 Minuten verloren
gehen.
Projektgruppe Syspect
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12. Oktober 2006
Endbericht
13.3.2
KAPITEL 13. ANFORDERUNGSDEFINITION
Sonstiges
1. Das Programm sollte unter die General Public License (GPL) oder eine freiere
Lizenz gestellt werden.
2. Die Konventionen zur Quellcodeformatierung und -Kommentierung muss mit den
Kunden abgesprochen sein, um einfache Erweiterungen zu erm¨oglichen.
13.4
Dateiformate
Dieser Abschnitt erg¨anzt und erweitert Kapitel 3 der Produktskizze (Kapitel 12) (”Exportfunktionen der Entwicklungsumgebung“).
13.4.1
XML-Darstellung der CSP-OZ-DC-Spezifikationen
Name
Ancestors
Interface
CSP
Object − Z
DC
Abbildung 13.3: Aufbau einer CSP-OZ-DC-Klasse
Die UML-Darstellung einer CSP-OZ-DC-Spezifikation soll in eine XML-Repr¨asentation
f¨
ur CSP-OZ-DC exportiert werden k¨onnen. Dieses XML-Format f¨
ur CSP-OZ-DC wird
weiter ben¨otigt, um daraus eine XML-Darstellung von Phasen-Event-Automaten oder
LATEX-Quellcode f¨
ur die Darstellung der Spezifikation zu generieren.
1. Abbildung 13.3 zeigt den Aufbau einer CSP-OZ-DC-Klasse, welche in die Abschnitte Ancestors, Interface, CSP, Object-Z und Duration Calculus aufgeteilt
ist.Die Definition einer CSP-OZ-Klasse ist aus [MORW05] u
¨bernommen, wobei
der Klasse noch ein Abschnitt f¨
ur DC-Gegenbeispielformeln hinzugef¨
ugt wurde. Die einzelnen Abschnitte sollen strukturiert im CSP-OZ-DC-XML-Schema
vorhanden sein. Auf der obersten Ebene des XML-Dokuments werden globale
Definitionen und Klassen aufgef¨
uhrt.
2. Beispielhaft ist der grobe Aufbau des XML-Dokumentes einer CSP-OZ-DCKlasse test in Abbildung 13.4 dargestellt.
3. Die Darstellung der Object-Z-Ausdr¨
ucke soll in ZML erfolgen.
4. Die Darstellung der Duration Calculus Formeln soll m¨oglichst mit der Darstellung
von Roland Meyer [Mey05b] u
¨bereinstimmen.
Projektgruppe Syspect
119
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 13. ANFORDERUNGSDEFINITION
5. Es soll m¨oglich sein, Object-Z-Datentypen sowohl auf globaler Ebene als auch
innerhalb der einzelnen Klassen zu definieren.
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> <cod
xmlns:xsi="...[Namespace einsetzen]...">
<class name="test">
<ancestors>
<inherit>Junit</inherit>
</ancestors>
<interface>
<method name="dummy">
<param type="PAR">par?</param>
</method>
<channel name="output">
<param type="PAR">out!</param>
<param type="TestRef">adr</param>
</channel>
</interface>
<local>
<channel name="intern"/>
</local>
<csp>
...
</csp>
<oz>
...siehe ZML...
</oz>
<dc>
...siehe Darstellung von Roland Meyer
</dc>
</class>
</cod>
Abbildung 13.4: XML-Beispiel einer CSP-OZ-DC-Klasse
13.4.2
XML-Darstellung von Phasen-Event-Automaten
Im Folgenden werden die Anforderungen an ein XML-Format zur Darstellung von
Phasen-Event-Automaten (PEA) definiert.
Anforderungen an das XML-Format
1. Es ist n¨otig, den Zustandsraum, Zustandsvariablen, Events, Uhren, Invariantenpr¨adikate sowie Uhreninvarianten f¨
ur Zust¨ande in XML zu kodieren. Die TranProjektgruppe Syspect
120
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 13. ANFORDERUNGSDEFINITION
sitionsrelation inklusive Guards, Events und Uhrenr¨
ucksetzungen muss in XML
ausgedr¨
uckt werden. Die Guards sind hierbei Z-Pr¨adikate. Es muss m¨oglich sein,
Transitionen als Initialtransitionen zu definieren.
2. Die Formeln, die hierbei auftreten, beispielsweise in den Invarianten, sollen nicht
nur als String gespeichert werden, sondern ihre Struktur soll in eine typische
XML-Schreibweise u
uhrt werden.
¨berf¨
3. Object-Z-Datentypen sollen nicht nur als String verf¨
ugbar sein, sondern strukturiert in XML definiert werden k¨onnen.
4. Die Ausdr¨
ucke in Object-Z sollen in diesem Format entweder identisch mit denen
in der XML-Darstellung der CSP-OZ-DC-Spezifikation sein oder in einer Form
dargestellt werden, die sich an dem Format orientiert, in das die PEA weiter
konvertiert werden.
5. Des Weiteren soll es m¨oglich sein, mehrere PEA zu einem Automatenverbund
zusammenzufassen.
Beschreibung des XML-Formats fu
¨ r Phasen-Event-Automaten
Das aktuell bereits vorhandene Format [Mey05b] f¨
ur die Darstellung von PEA soll genutzt werden und darf nur in Absprache mit dem Auftraggeber angepasst werden. Die
Struktur der XML-Darstellung gliedert sich folgendermaßen:
Auf der obersten Ebene wird ein PEANet definiert. Dies ist ein Automatenverbund.
Innerhalb des PEANets gibt es ein oder mehrere PEA. Ein PEA enth¨alt eine Variablenliste, eine Eventliste, eine Uhrenliste, eine Zustandsliste und eine Transitionsliste.
Transitionen enthalten auf jeden Fall eine Quelle und ein Ziel, außerdem k¨onnen sie
Guards, als Formula, und eine Menge von Uhren, die zur¨
uck auf null gesetzt werden
sollen, enthalten. Zust¨ande haben den Typ PEAPhase und setzen sich aus Variableninvarianten und Uhreninvarianten, beides als Formula, sowie einem Namen und einem
Boolean, das angibt, ob sie Startzustand sind oder nicht, zusammen.
Hierbei werden folgende Basisdatentypen benutzt. Da die Basisdatentypen auch f¨
ur
andere Schemata benutzt werden, folgt hier nun die Auflistung der f¨
ur das PEA-Format
relevanten:
1. Formula: Eine Formula besteht entweder aus genau einer BooleanExpression,
genau einer RangeExpression, genau einer EventExpression oder genau einem
FormulaTree. Es k¨onnen also boolsche Formeln damit kodiert werden.
2. BooleanExpression: Eine BooleanExpression dient zum Notieren boolscher
Ausdr¨
ucke. Im Moment wird der Ausdruck jedoch nur als String kodiert.
3. RangeExpression: Eine RangeExpression dient zum Vergleich einer Variable
mit einer Zahl (double).
Projektgruppe Syspect
121
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 13. ANFORDERUNGSDEFINITION
4. FormulaTree: Ein FormulaTree besteht aus einer bis unbegrenzt vielen
BooleanExpression, RangeExpression EventExpression, FormulaTree und einem FormulaOperator.
5. RangeOperator: Der RangeOperator ist eine bin¨are Relation (>, ≥, =, 6=, ≤, <).
Im XML-Format werden diese Symbole durch Strings repr¨asentiert (greater,
greaterequal, equal, notequal, lessequal, less).
6. EventExpression: Eine EventExpression speichert den Namen eines Events.
7. FormulaOperator: Der FormulaOperator kann im Moment AND, OR oder NOT
sein. Er wird verwendet, um boolsche Formeln in XML kodieren zu k¨onnen.
8. Variable: Eine Variable besteht aus einem Namen und einem Typen (beides
als String).
9. Clock: Eine Clock besteht nur aus einem Namen als String.
Die Abbildung 13.5 enth¨alt ein Beispiel f¨
ur das aktuelle Format.
¨
Ansatzpunkte fu
¨ r Anderungen
Da eine Anforderung die Erweiterung des aktuellen Formates ist, hier eine Liste von
Ansatzpunkten f¨
ur die notwendigen Erweiterungen.
1. Variablentypen m¨
ussen vom Benutzer definierbar sein. Im Moment ist die Typdarstellung nur als String vorhanden.
2. Mit dem FormulaTree ist im aktuellen Format nur die Darstellung von boolschen
Ausdr¨
ucken und bin¨aren Relationen m¨oglich. Hier soll die Darstellung von ZAusdr¨
ucken erm¨oglicht werden.
3. Es muss m¨oglich sein, Transitionen mit nur einem Ziel, sowie optional Guards
und der Uhrenr¨
ucksetzmenge einzuf¨
ugen, da nach der neusten PEA-Definition
[Hoe05] die initialen Kanten beschriftet werden d¨
urfen.
13.5
Anwendungsf¨
alle
Um das Arbeiten mit dem Werkzeug Syspect zu verdeutlichen, sind analog zur Produktskizze zu vier Themenbereichen Anwendungsfalldiagramme mit Erl¨auterungen vorhanden. Diese decken jedoch nur oberfl¨achlich den jeweiligen Anwendungsfall ab. Eine
genauere Erl¨auterung inklusive von Konsistenzbedingungen werden im Entwurf erarbeitet.
Die Anwendungsfalldiagramme f¨
ur das Bearbeiten von Klassen-, Struktur und Zustandsdiagrammen beschreiben die m¨oglichen Anwendungsf¨alle im Umgang mit dem
jeweiligen Diagrammtyp. Das allgemeine Anwendungsfalldiagramm befasst sich mit
Drucken, Speichern oder Laden usw. – also F¨allen, die nicht mit der unmittelbaren
Bearbeitung eines Diagramms zu tun haben, sondern allgemeing¨
ultige wichtige Funktionen erf¨
ullen.
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12. Oktober 2006
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KAPITEL 13. ANFORDERUNGSDEFINITION
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<peaNet xmlns:xsi = "http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:noNamespaceSchemaLocation = "../schemas/PEA.xsd">
<pea name = "pea2">
<variables>
<variable name = "hund" type = "default_type"/>
<variable name = "hun" type = "default_type"/>
</variables>
<events>
<event name = "S0"/>
</events>
<phases>
<phase initial = "true" name = "st">
<invariant>
<booleanExpression expression = "true"/>
</invariant>
</phase>
<phase initial = "true" name = "st0">
<invariant>
<formulaTree operator = "AND">
<rangeExpression bound = "5" operator = "lessequal"
variable = "hund"/>
<booleanExpression expression = "a"/>
</formulaTree>
</invariant>
</phase>
</phases>
<transitions>
<transition source = "st0" target = "st">
<guard>
<formulaTree operator = "AND">
<formulaTree operator = "NOT">
<eventExpression name = "S0"/>
</formulaTree>
<rangeExpression bound = "5"
operator = "lessequal" variable = "hund"/>
</formulaTree>
</guard>
</transition>
</transtions>
</pea>
</peaNet>
Abbildung 13.5: Aktuelles XML-Format f¨
ur Phaseneventautomaten
Projektgruppe Syspect
123
12. Oktober 2006
Endbericht
13.5.1
KAPITEL 13. ANFORDERUNGSDEFINITION
Allgemeine Anwendungsf¨
alle
Allgemeines
Methode erstellen
Klasse bearbeiten
Als PEA−XML exportieren
Exportieren
Als LaTeX exportieren
Drucken
Als Grafik exportieren
Speichern (in XMI)
Nutzer
Klassendiagramm erstellen
Neues Diagramm erstellen
Strukturdiagramm erstellen
Laden (von XMI)
Anwendungsfall: LATEX-Exportieren
Akteure:
Nutzer
Ziel:
LATEX-Code generieren
Ausl¨
osendes Ereignis:
Der Nutzer hat entweder in der Symbolleiste oder im Men¨
u Exportieren nach
”
LATEX” ausgew¨ahlt.
Vorbedingung:
Es muss (automatisch oder manuell) die CSP-OZ-DC-XML-Datei generiert
worden sein.
Nachbedingung Erfolg:
Es existiert der LATEX-Code.
Nachbedingung Fehlschlag:
Eine aussagekr¨aftige Fehlermeldung wird ausgegeben.
Eingabedaten:
Die CSP-OZ-DC-XML-Datei.
Projektgruppe Syspect
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12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 13. ANFORDERUNGSDEFINITION
Anwendungsfall: PEA-XML Exportieren
Akteure:
Nutzer
Ziel:
PEA-XML generieren
Ausl¨
osendes Ereignis:
Der Nutzer hat entweder in der Symbolleiste oder im Men¨
u Exportieren nach
”
PEA-XML” ausgew¨ahlt.
Vorbedingung:
Es muss (automatisch oder manuell) die CSP-OZ-DC-XML-Datei generiert
worden sein.
Nachbedingung Erfolg:
Es existiert das PEA-XML.
Nachbedingung Fehlschlag:
Eine aussagekr¨aftige Fehlermeldung wird ausgegeben.
Eingabedaten:
Die CSP-OZ-DC-XML-Datei.
Anwendungsfall: Bilder exportieren
Akteure:
Nutzer
Ziel:
Ein Bild der UML-Darstellung generieren. Zum Beispiel als EPS.
Ausl¨
osendes Ereignis:
u Exportieren als
Der Nutzer hat entweder in der Symbolleiste oder im Men¨
”
Bild” ausgew¨ahlt.
Vorbedingung:
UML-Darstellung muss vorhanden sein.
Nachbedingung Erfolg:
Die UML-Darstellung liegt in einem Bildformat vor.
Nachbedingung Fehlschlag:
Eine aussagekr¨aftige Fehlermeldung wird ausgegeben.
Eingabedaten:
Das aktuell im Arbeitsbereich angezeigte Diagramm.
Projektgruppe Syspect
125
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 13. ANFORDERUNGSDEFINITION
Anwendungsfall: Drucken
Akteure:
Nutzer
Ziel:
Ausdruck der vorhandenen ausgew¨ahlten Daten
Ausl¨
osendes Ereignis:
Der Nutzer hat entweder in der Symbolleiste oder im Men¨
u Drucken” ausge”
w¨ahlt.
Vorbedingung:
Es m¨
ussen Daten zum Drucken ausgew¨ahlt sein.
Nachbedingung Erfolg:
Es liegt ein Ausdruck der ausgew¨ahlten Daten vor.
Nachbedingung Fehlschlag:
Eine aussagekr¨aftige Fehlermeldung wird ausgegeben.
Eingabedaten:
Das aktuell im Arbeitsbereich angezeigte Diagramm.
Anwendungsfall: Speichern (in XMI)
Akteure:
Nutzer
Ziel:
Datensicherung
Ausl¨
osendes Ereignis:
u Speichern” ausDer Nutzer hat entweder in der Symbolleiste oder im Men¨
”
gew¨ahlt.
Vorbedingung:
Daten zum Speichern m¨
ussen vorhanden sein.
Nachbedingung Erfolg:
Die Daten wurden erfolgreich gespeichert und sind wieder abrufbar.
Nachbedingung Fehlschlag:
Eine aussagekr¨aftige Fehlermeldung wird ausgegeben.
Eingabedaten:
Das UML-Modell.
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Endbericht
KAPITEL 13. ANFORDERUNGSDEFINITION
Anwendungsfall: Laden (von XMI)
Akteure:
Nutzer
Ziel:
Darstellung und Bearbeitung vorher gesicherter Daten
Ausl¨
osendes Ereignis:
Der Nutzer hat entweder in der Symbolleiste oder im Men¨
u Laden” ausge”
w¨ahlt.
Vorbedingung:
Datei zum Laden muss vorhanden sein.
Nachbedingung Erfolg:
Die Daten wurden erfolgreich geladen und werden korrekt dargestellt.
Nachbedingung Fehlschlag:
Eine aussagekr¨aftige Fehlermeldung wird ausgegeben.
Eingabedaten:
Die jeweilige Datei, die geladen werden soll.
Anwendungsfall: Neues Diagramm erstellen
Akteure:
Nutzer
Ziel:
Es soll ein neues Klassen- oder Strukturdiagramm erstellt werden.
Ausl¨
osendes Ereignis:
Der Nutzer hat entweder in der Symbolleiste oder im Men¨
u Klassendiagramm
”
erstellen” oder Strukturdiagramm erstellen” ausgew¨ahlt.
”
Nachbedingung Erfolg:
Es existiert das jeweilige Diagramm.
Nachbedingung Fehlschlag:
Eine aussagekr¨aftige Fehlermeldung wird ausgegeben.
Eingabedaten:
Diagrammname
Projektgruppe Syspect
127
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 13. ANFORDERUNGSDEFINITION
Anwendungsfall: Klasse bearbeiten
Akteure:
Nutzer
Ziel:
¨
Andern
der Daten einer Klasse
Ausl¨
osendes Ereignis:
Der Nutzer hat entweder in der Symbolleiste oder im Men¨
u Klasse bearbeiten”
”
ausgew¨ahlt. Alternativ dazu ist auch ein Doppelklick auf die Klasse m¨oglich.
Vorbedingung:
Es muss eine Klasse vorhanden sein.
Nachbedingung Erfolg:
¨
Dialog zur Bearbeitung der Klasse erscheint. Die Anderungen
werden nach
Best¨atigung des Dialogs u
¨bernommen.
Nachbedingung Fehlschlag:
Eine aussagekr¨aftige Fehlermeldung wird ausgegeben.
Eingabedaten:
Daten f¨
ur die Klasse
Anwendungsfall: Methode erstellen
Akteure:
Nutzer
Ziel:
Eine neue Methode erstellen.
osendes Ereignis:
Ausl¨
Der Nutzer markiert ein capsule oder ein protocol und w¨ahlt im Kontextmen¨
u oder in der Symbolleiste Methode erstellen”.
”
Vorbedingung:
Mindestens eine capsule oder ein protocol ist vorhanden.
Nachbedingung Erfolg:
Handelt es sich bei der ausgew¨ahlten Klasse um eine capsule wird die neue
Methode zu dieser hinzugef¨
ugt. Wenn es sich bei dem markiertem Element um
ein protocol handelt wird in den mit dem protocol verbundenen capsules
und dem protocol die neue Methode erstellt.
Nachbedingung Fehlschlag:
Eine aussagekr¨aftige Fehlermeldung wird ausgegeben.
Eingabedaten:
Ein ausgew¨ahltes Element und ein Methodenname.
Projektgruppe Syspect
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12. Oktober 2006
Endbericht
13.5.2
KAPITEL 13. ANFORDERUNGSDEFINITION
Anwendungsf¨
alle in der Klassendiagrammansicht
Klassendiagramm bearbeiten
Element aus Diagrammstruktur hinzufügen
Klasse hinzufügen
Capsule erstellen
Klasse erstellen
Protocol erstellen
Data erstellen
Base Aggregation erstellen
Zustandsdiagramm der Klasse bearbeiten
Conjugated Aggregation erstellen
Nutzer
Assoziation erstellen
Generalisierung erstellen
Element löschen
Komposition erstellen
Kommentar hinzufügen
Assoziation löschen
Element bearbeiten
Kommentar löschen
Klasse löschen
Klasse bearbeiten
Kommentar bearbeiten
Methode erstellen
Assoziation bearbeiten
Projektgruppe Syspect
129
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 13. ANFORDERUNGSDEFINITION
Anwendungsfall: Klasse erstellen
Akteure:
Nutzer
Ziel:
Eine neue Klasse soll erstellt werden.
Ausl¨
osendes Ereignis:
Der Nutzer hat entweder in der Symbolleiste oder im Kontextmen¨
u Klasse
”
erstellen” ausgew¨ahlt.
Vorbedingung:
Nachbedingung Erfolg:
Eine neue Klasse wird erzeugt und, wenn sie u
¨ber die Symbolleiste erstellt
wurde, dem Klassendiagramm hinzugef¨
ugt.
Nachbedingung Fehlschlag:
Eine aussagekr¨aftige Fehlermeldung wird ausgegeben.
Eingabedaten:
Es muss der Name der Klasse und einer der folgenden drei Stereotypen gew¨ahlt
werden: capsule, protocol und data.
Anwendungsfall: Zustandsdiagramm der Klasse bearbeiten
Akteure:
Nutzer
Ziel:
F¨
ur den CSP-Teil der Klasse wird ein zugeh¨origes Zustandsdiagramm zur Bearbeitung zur Verf¨
ugung gestellt.
Ausl¨
osendes Ereignis:
Der Benutzer w¨ahlt eine Klasse aus und klickt auf Zustandsdiagramm der
”
Klasse bearbeiten”.
Vorbedingung:
Es muss mindestens eine Klasse vorhanden sein, zu der ein Zustandsdiagramm
gew¨ahlt wird.
Nachbedingung Erfolg:
Zustandsdiagramms erscheint im Arbeitsbereich.
Nachbedingung Fehlschlag:
Fehlermeldung. Fenster zur Bearbeitung erscheint nicht.
Eingabedaten:
Eine ausgew¨ahlte Klasse.
Projektgruppe Syspect
130
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 13. ANFORDERUNGSDEFINITION
Anwendungsfall: Assoziation erstellen
Akteure:
Nutzer
Ziel:
Eine Assoziation vom Typ Aggregation, Base-Aggregation, ConjugatedAggregation, Komposition oder Generalisierung, soll zwischen zwei Klassen
erstellt werden.
Ausl¨
osendes Ereignis:
Der Nutzer hat entweder in der Symbolleiste oder im Kontextmen¨
u Assozia”
tion erstellen” ausgew¨ahlt. Eine Verbindung zwischen zwei Klassen wird per
Mausklick gezogen.
Vorbedingung:
Mindestens zwei Klassen existieren, zwischen denen eine Assoziation erstellt
werden kann.
Nachbedingung Erfolg:
Eine Assoziation wird dem Klassendiagramm und wenn n¨otig den zugeh¨origen
Strukturdiagrammen hinzugef¨
ugt.
Nachbedingung Fehlschlag:
Eine aussagekr¨aftige Fehlermeldung wird ausgegeben.
Eingabedaten:
Der Typ der Assoziation und bei Auswahl von Aggregation kann zus¨atzlich
der Stereotyp base oder conjugated gew¨ahlt werden.
Anwendungsfall: Element l¨oschen
Akteure:
Nutzer
Ziel:
Assoziation, Kommentar oder Klasse l¨oschen
osendes Ereignis:
Ausl¨
Der Nutzer markiert ein Element und w¨ahlt im Kontextmen¨
u oder in der
Symbolleiste Element l¨oschen”.
”
Vorbedingung:
Ein Element ist vorhanden.
Nachbedingung Erfolg:
Das Element verschwindet aus dem Klassendiagramm und falls kein Klassendiagramm dieses Element mehr enth¨alt wird es aus dem UML-Modell entfernt.
Zugeh¨orige Strukturdiagrammen werde auf Konsistenz mit Klassendiagramm
u
uft..
¨berpr¨
Nachbedingung Fehlschlag:
Eine aussagekr¨aftige Fehlermeldung wird ausgegeben.
Eingabedaten:
Ein ausgew¨ahltes Element
Projektgruppe Syspect
131
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 13. ANFORDERUNGSDEFINITION
Anwendungsfall: Kommentar hinzufu
¨gen
Akteure:
Nutzer
Ziel:
Kommentar zur Klasse oder Assoziation hinzuf¨
ugen.
Ausl¨
osendes Ereignis:
Der Nutzer markiert eine Klasse oder Assoziation und w¨ahlt im Kontextmen¨
u
oder in der Symbolleiste Kommentar hinzuf¨
ugen”.
”
Vorbedingung:
Mindestens eine Klasse oder Assoziation existiert.
Nachbedingung Erfolg:
Ein Dialog zur Bearbeitung des Kommentars erscheint. Der Kommentar wird
nach dem Best¨atigen des Dialogs u
¨bernommen.
Nachbedingung Fehlschlag:
Eine aussagekr¨aftige Fehlermeldung wird ausgegeben.
Eingabedaten:
Kommentartext
Alternative:
Anstatt eines Dialogs und der Auswahl von Kommentar bearbeiten” kann die
”
Darstellung auch direkt in der Oberfl¨ache erfolgen.
Anwendungsfall: Element bearbeiten
Akteure:
Nutzer
Ziel:
Assoziation, Kommentar oder Klasse bearbeiten
Ausl¨
osendes Ereignis:
Der Nutzer markiert ein Element und w¨ahlt im Kontextmen¨
u oder in der
Symbolleiste Element bearbeiten”, oder der Nutzer macht einen Doppelklick
”
auf das Element.
Vorbedingung:
Ein Element ist vorhanden.
Nachbedingung Erfolg:
¨
Ein Dialog zur Bearbeitung des Elements erscheint. Die Anderungen
werden
nach dem Beenden des Dialogs u
¨bernommen.
Nachbedingung Fehlschlag:
Eine aussagekr¨aftige Fehlermeldung wird ausgegeben.
Eingabedaten:
Ein ausgew¨ahltes Element.
Alternative:
Anstatt eines Dialogs und der Auswahl von Element bearbeiten” kann die
”
Darstellung auch direkt in der Oberfl¨ache erfolgen.
Projektgruppe Syspect
132
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 13. ANFORDERUNGSDEFINITION
Anwendungsfall: Methode erstellen
Akteure:
Nutzer
Ziel:
Eine neue Methode erstellen.
Ausl¨
osendes Ereignis:
Der Nutzer markiert ein capsule oder ein protocol und w¨ahlt im Kontextmen¨
u oder in der Symbolleiste Methode erstellen”.
”
Vorbedingung:
Mindestens eine capsule oder ein protocol ist vorhanden.
Nachbedingung Erfolg:
Handelt es sich bei der ausgew¨ahlten Klasse um eine capsule wird die neue
Methode zu dieser hinzugef¨
ugt. Wenn es sich bei dem markiertem Element um
ein protocol handelt wird in den mit dem protocol verbundenen capsules
und dem protocol die neue Methode erstellt.
Nachbedingung Fehlschlag:
Eine aussagekr¨aftige Fehlermeldung wird ausgegeben.
Eingabedaten:
Ein ausgew¨ahltes Element und einen Methodennamen.
13.5.3
Anwendungsf¨
alle in der Strukturdiagrammansicht
Strukturdiagramm bearbeiten
Capsule erstellen
Base Port erstellen
Port erstellen
Conjugated Port erstellen
Capsule bearbeiten
Ports verdbinden
Port bearbeiten
Bearbeiten
Nutzer
Kommentar bearbeiten
Capsule löschen
Löschen
Port löschen
Kommentar hinzufügen
Kommentar löschen
Verbindung löschen
Strukturdiagramm zu Capsule öffnen
Geschachtelt ein Strukturdiagramm innerhalb eines Strukturdiagramms
Projektgruppe Syspect
133
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 13. ANFORDERUNGSDEFINITION
Anwendungsfall: capsule erstellen
Akteure:
Nutzer
Ziel:
Eine neue capsule soll erstellt werden.
Ausl¨
osendes Ereignis:
Der Nutzer hat entweder in der Symbolleiste oder im Kontextmen¨
u capsule
”
erstellen” ausgew¨ahlt.
Vorbedingung:
Ein Strukturdiagramm ist ge¨offnet.
Nachbedingung Erfolg:
Eine neue capsule wird in dem Strukturdiagramm hinzugef¨
ugt. Die neue
capsule besitzt die zur ausgew¨ahlten Klasse geh¨orenden Ports.
Nachbedingung Fehlschlag:
Eine aussagekr¨aftige Fehlermeldung wird ausgegeben.
Eingabedaten:
Zu der capsule geh¨orende Klasse. Optional: Eine bereits ausgew¨ahlte capsule.
Anwendungsfall: Port erstellen
Akteure:
Nutzer
Ziel:
Eine neuer Port zu einer capsule soll erstellt werden.
Ausl¨
osendes Ereignis:
Der Nutzer hat entweder in der Symbolleiste oder im Kontextmen¨
u Port er”
stellen” ausgew¨ahlt.
Vorbedingung:
Ein Strukturdiagramm ist ge¨offnet. Eine capsule ist ausgew¨ahlt.
Nachbedingung Erfolg:
Eine neuer Port vom ausgew¨ahlten Typ wird der capsule hinzugef¨
ugt. Wurde
ein neues Protokoll ausgew¨ahlt, so muss eine entsprechende neue Klasse mit
Stereotyp protocol erstellt werden.
Nachbedingung Fehlschlag:
Eine aussagekr¨aftige Fehlermeldung wird ausgegeben.
Eingabedaten:
Vorhandenes oder neues Protokoll; Typ des Ports (conjugated/base); die ausgew¨ahlte capsule
mo
gliche
Fehler:
¨
Ung¨
ultiger Protokollname
Projektgruppe Syspect
134
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 13. ANFORDERUNGSDEFINITION
Anwendungsfall: Ports verbinden
Akteure:
Nutzer
Ziel:
Zwei Ports sollen miteinander verbunden werden.
Ausl¨
osendes Ereignis:
Der Nutzer w¨ahlt das entsprechende Symbol in der Symbolleiste.
Vorbedingung:
Strukturdiagramm ist ge¨offnet. Mindestens zwei Ports sind verf¨
ugbar.
Nachbedingung Erfolg:
Die angegebenen Ports sind miteinander verbunden.
Nachbedingung Fehlschlag:
Eine Warn- bzw. Fehlermeldung wird an entsprechender Stelle angezeigt. Die
Ports sind nicht miteinander verbunden.
Eingabedaten:
Die zwei zu verbindenen Ports
m¨
ogliche Fehler:
Die ausgew¨ahlten Ports stehen nicht u
¨ber ein gemeinsames Protokoll in Beziehung.
Anwendungsfall: Bearbeiten
Akteure:
Nutzer
Ziel:
capsule, Port oder Kommentar bearbeiten.
Ausl¨
osendes Ereignis:
Der Nutzer markiert ein Element und w¨ahlt im Kontextmen¨
u oder in der
Symbolleiste Element bearbeiten”.
”
Vorbedingung:
Ein Element ist vorhanden.
Nachbedingung Erfolg:
¨
Ein Dialog zur Bearbeitung des Elements erscheint. Die Anderungen
werden
nach dem Beenden des Dialogs u
bernommen.
¨
Nachbedingung Fehlschlag:
Eine aussagekr¨aftige Fehlermeldung wird ausgegeben.
Eingabedaten:
Zu bearbeitendes Element, zu ¨andernde Daten.
m¨
ogliche Fehler:
Bei Eingabe von Kardinalit¨aten sind alle Werte kleiner 1 ung¨
ultig.
Alternative:
Anstatt eines Dialogs und der Auswahl von Element bearbeiten” kann die
”
Darstellung auch direkt in der Oberfl¨ache erfolgen.
Projektgruppe Syspect
135
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 13. ANFORDERUNGSDEFINITION
Anwendungsfall: Element l¨oschen
Akteure:
Nutzer
Ziel:
Eine capsule, ein Port, eine Verbindung zwischen Ports oder ein Kommentar
sollen gel¨oscht werden.
Ausl¨
osendes Ereignis:
Der Nutzer markiert ein Element und w¨ahlt im Kontextmen¨
u oder in der
Symbolleiste Element l¨oschen”.
”
Vorbedingung:
Mindestens ein Element ist im Diagramm vorhanden.
Nachbedingung Erfolg:
Das Element wird aus dem Strukturdiagramm gel¨oscht.
Nachbedingung Fehlschlag:
Eine aussagekr¨aftige Fehlermeldung wird ausgegeben.
Eingabedaten:
Das zu l¨oschende Element; M¨oglicherweise eine Sicherheitsabfrage.
mo
gliche
Fehler:
¨
Es ist kein Element ausgew¨ahlt.
Anwendungsfall: Kommentar hinzufu
¨gen
Akteure:
Nutzer
Ziel:
Ein neuer Kommentar soll zu einer capsule, einem Port oder einer Verbindung
hinzugef¨
ugt werden.
Ausl¨
osendes Ereignis:
Der Nutzer markiert ein Element im Diagramm und w¨ahlt im Kontextmen¨
u
oder in der Symbolleiste Kommentar hinzuf¨
ugen” aus.
”
Vorbedingung:
Es existiert ein Element.
Nachbedingung Erfolg:
Dem ausgew¨ahlten Element wird ein Kommentar hinzugef¨
ugt.
Nachbedingung Fehlschlag:
Eine aussagekr¨aftige Fehlermeldung wird ausgegeben.
Eingabedaten:
Element, zu dem der Kommentar hinzugef¨
ugt werden soll, der Kommentartext.
mo
gliche
Fehler:
¨
Es ist kein Element ausgew¨ahlt.
Projektgruppe Syspect
136
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 13. ANFORDERUNGSDEFINITION
Anwendungsfall: Strukturdiagramm zu capsule ¨offnen
Akteure:
Nutzer
Ziel:
Das Strukturdiagramm zu einer capsule soll ge¨offnet werden.
Ausl¨
osendes Ereignis:
Der Nutzer w¨ahlt im Kontextmen¨
u oder in der Symbolleiste den entsprechenden Eintrag.
Vorbedingung:
Eine capsule existiert.
Nachbedingung Erfolg:
Das Strukturdiagramm f¨
ur das Innere der capsule wird angezeigt. Existierte
bisher kein Diagramm, so wird ein neues erzeugt und angezeigt. Dieses beinhaltet capsules, welche als Teil in einer Komposition mit der ¨ausseren capsule
in Verbindung stehen.
Nachbedingung Fehlschlag:
Eine aussagekr¨aftige Fehlermeldung wird ausgegeben.
Eingabedaten:
capsule zu der das Diagramm angezeigt werden soll.
m¨
ogliche Fehler:
Es ist keine capsule ausgew¨ahlt.
Projektgruppe Syspect
137
12. Oktober 2006
Endbericht
13.5.4
KAPITEL 13. ANFORDERUNGSDEFINITION
Anwendungsf¨
alle in der Zustandsdiagrammansicht
UseCase Zustandsdiagramm
Initialzustand erzeugen
Neuen Zustand erzeugen
Normalen Zustand erzeugen
Endzustand erzeugen
Neue Transition erzeugen
Parallelität erzeugen
Transition bearbeiten
Nutzer
Zustand bearbeiten
Element bearbeiten
Kommentar bearbeiten
Löschen
Transition löschen
Kommentar erstellen
Zustand löschen
Kommentar löschen
Anwendungsfall: Neuen Zustand erzeugen
Akteure:
Nutzer
Ziel:
Ein neuer Initial-, Normal- oder Endzustand soll erzeugt werden.
Ausl¨
osendes Ereignis:
u oder in der
Der Nutzer w¨ahlt den entsprechenden Eintrag im Kontextmen¨
Symbolleiste aus.
Vorbedingung:
Zustandsdiagramm ist ge¨offnet.
Nachbedingung Erfolg:
Der Zustand wird erzeugt.
Nachbedingung Fehlschlag:
Eine aussagekr¨aftige Fehlermeldung wird ausgegeben.
Eingabedaten:
Typ des Zustands
Projektgruppe Syspect
138
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 13. ANFORDERUNGSDEFINITION
Anwendungsfall: Neue Transition erzeugen
Akteure:
Nutzer
Ziel:
Eine neue Transition zwischen zwei Zust¨anden soll erzeugt werden.
Ausl¨
osendes Ereignis:
Der Nutzer w¨ahlt die entsprechende Funktion im Kontextmen¨
u oder der Symbolleiste aus.
Vorbedingung:
Es existieren mindestens zwei Zust¨ande.
Nachbedingung Erfolg:
Eine neue Transition wird erzeugt. Falls eine Methode ausgew¨ahlt ist, so muss
diese an der Transition erscheinen.
Nachbedingung Fehlschlag:
Eine aussagekr¨aftige Fehlermeldung wird ausgegeben.
Eingabedaten:
Zu verbindende Zust¨ande; Optional: zur Transition geh¨orende Methode
Anwendungsfall: Superzustand erzeugen
Akteure:
Nutzer
Ziel:
Es soll ein Superzustand erzeugt werden.
Auslo
¨sendes Ereignis:
Der Nutzer w¨ahlt die entsprechende Funktion im Kontextmen¨
u oder in der
Symbolleiste aus oder der Nutzer zieht einen oder mehrere Zust¨ande in einen
bestehenden Zustand hinein (Drag and Drop).
Vorbedingung:
Es existiert mindestens ein Zustand (zwei bei Drag and Drop).
Nachbedingung Erfolg:
Ein Superzustand wird erzeugt. Die ausgew¨ahlten Zust¨ande werden in den
Superzustand eingef¨
ugt.
Nachbedingung Fehlschlag:
Eine aussagekr¨aftige Fehlermeldung wird ausgegeben.
Eingabedaten:
Ausgew¨ahlte Zust¨ande, bei Drag and Drop: Zielzustand
Mo
gliche
Fehler:
¨
Es ist kein Zustand ausgew¨ahlt.
Projektgruppe Syspect
139
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 13. ANFORDERUNGSDEFINITION
Anwendungsfall: Parallelit¨at erzeugen
Akteure:
Nutzer
Ziel:
In einem Zustand soll Parallelit¨at im Sinne von CSP erzeugt werden.
Ausl¨
osendes Ereignis:
Der Nutzer w¨ahlt die entsprechende Funktion im Kontextmen¨
u oder in der
Symbolleiste aus.
Vorbedingung:
Ein Zustand existiert.
Nachbedingung Erfolg:
Der ausgew¨ahlte Zustand wird zu einem Zustand mit Parallelit¨at.
Nachbedingung Fehlschlag:
Eine aussagekr¨aftige Fehlermeldung wird ausgegeben.
Eingabedaten:
Ausgew¨ahlter Zustand.
M¨
ogliche Fehler:
Es ist kein Zustand ausgew¨ahlt.
Anwendungsfall: Element bearbeiten
Akteure:
Nutzer
Ziel:
Zustand, Transition oder Kommentar bearbeiten.
Ausl¨
osendes Ereignis:
Der Nutzer markiert ein Element und w¨ahlt im Kontextmen¨
u oder in der
Symbolleiste Element bearbeiten”.
”
Vorbedingung:
Ein Element ist vorhanden.
Nachbedingung Erfolg:
¨
Ein Dialog zur Bearbeitung des Elements erscheint. Die Anderungen
werden
nach dem Beenden des Dialogs u
bernommen.
¨
Nachbedingung Fehlschlag:
Eine aussagekr¨aftige Fehlermeldung wird ausgegeben.
Eingabedaten:
Zu bearbeitendes Element, zu ¨andernde Daten
M¨
ogliche Fehler:
Ung¨
ultige Daten werden eingegeben.
Alternative:
Anstatt eines Dialogs und der Auswahl von Element bearbeiten” kann die
”
Darstellung auch direkt in der Oberfl¨ache erfolgen.
Projektgruppe Syspect
140
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 13. ANFORDERUNGSDEFINITION
Anwendungsfall: Element l¨oschen
Akteure:
Nutzer
Ziel:
Ein Zustand, eine Transition oder ein Kommentar soll gel¨oscht werden.
Ausl¨
osendes Ereignis:
Der Nutzer markiert ein Element und w¨ahlt im Kontextmen¨
u oder in der
Symbolleiste Element l¨oschen”.
”
Vorbedingung:
Mindestens ein Element ist im Diagramm vorhanden.
Nachbedingung Erfolg:
Das Element wird aus dem Strukturdiagramm gel¨oscht. Falls n¨otig werden alle
abh¨angigen Elemente gel¨oscht.
Nachbedingung Fehlschlag:
Eine aussagekr¨aftige Fehlermeldung wird ausgegeben.
Eingabedaten:
Das zu l¨oschende Element.
Mo
gliche
Fehler:
¨
Es ist kein Element ausgew¨ahlt.
Anwendungsfall: Kommentar hinzufu
¨gen
Akteure:
Nutzer
Ziel:
Ein neuer Kommentar soll zu einem Zustand oder einer Transition hinzugef¨
ugt
werden.
Ausl¨
osendes Ereignis:
Der Nutzer markiert ein Element im Diagramm und w¨ahlt im Kontextmen¨
u
oder in der Symbolleiste Kommentar hinzuf¨
ugen” aus.
”
Vorbedingung:
Es existiert ein Element.
Nachbedingung Erfolg:
Dem ausgew¨ahlten Element wird ein Kommentar hinzugef¨
ugt.
Nachbedingung Fehlschlag:
Eine aussagekr¨aftige Fehlermeldung wird ausgegeben.
Eingabedaten:
Element, zu dem der Kommentar hinzugef¨
ugt werden soll und der Kommentartext.
ogliche Fehler:
m¨
Es ist kein Element ausgew¨ahlt.
Projektgruppe Syspect
141
12. Oktober 2006
Endbericht
Projektgruppe Syspect
KAPITEL 13. ANFORDERUNGSDEFINITION
142
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 14. MODIFIZIERUNG DER ANFORDERUNGEN
Kapitel 14
Modifizierung der Anforderungen
14.1
Einleitung
¨
In diesem Kapitel werden die Anderungen
beschrieben, die sich im Laufe des Projektes
¨
in Bezug auf die Anforderungen ergeben haben. Haupts¨achlich geht es dabei um Anderungen des UML-Profils. Aus diesem Grund werden die Anpassungen des UML-Profil
ausf¨
uhrlich im folgenden Abschnitt beschrieben.
¨
¨
Andere Anderungen
sind im Abschnitt 14.3 Sonstige Anderungen,
S. 145 aufgef¨
uhrt.
14.2
Anpassung des UML-Profils
Da die Object Management Group vor Beginn des Projektes die Version 2.0 der UML
verabschiedet hat, das vorhandene Profil jedoch noch auf der Version 1.5 basierte, soll
hier eine Anpassung auf die aktuelle Version erfolgen. Hierbei wurde darauf geachtet,
dass sich das neue Profil in großen Teilen wie das alte benutzen l¨asst.
¨
Die Anderungen
beziehen sich gr¨oßtenteils auf die Strukturdiagramme, die aus der
UML-RT u
¨bernommen wurden. Diese konnten komplett durch die in der UML 2.0
u
¨berarbeiteten Komponentendiagramme ersetzt werden, welche eine ¨ahnliche Bedeutung besitzen. Der Stereotyp capsule ist nun eine Erweiterung des in der UML definierten Stereotyps component. Die capsules kommunizieren u
¨ber festgelegte Schnittstellen
(interfaces) miteinander. Diese werden entweder von einer capsule ben¨otigt oder bereitgestellt. Die genauen Unterschiede werden nun anhand des Fallbeispiels Bank, das
schon in Abschnitt 9 (S. 77) vorgestellt wurde, dargestellt.
Die Abbildungen 14.1, 14.2 und 14.3 stellen die Diagramme nach dem alten Profil denen
des neuen Profils gegen¨
uber. Das Verhalten der Klassen wird weiterhin u
¨ber Zustandsautomaten spezifiziert, an deren Notation sich nichts ge¨andert hat.
Die st¨arksten Ver¨anderungen der Klassendiagrammnotation betrifft die Anbindung von
capsules an Schnittstellen, welche im alten Profil durch Klassen mit dem Stereotyp
protocol dargestellt wurden. Da im Laufe der Umstellung des Profils auf die UML 2.0
festgestellt wurde, dass die gew¨
unschte Sematik dieser Klassen mit der Semantik des
UML-Stereotyps interface u
¨bereinstimmt, wird nun eine Schnittstelle mit diesem Stereotyp markiert. Die Verbindung der capsules mit den Schnittstellen wurde im alten
Profil u
¨ber Aggregationen mit den Stereotypen base und conjugated modelliert. Durch
Projektgruppe Syspect
143
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 14. MODIFIZIERUNG DER ANFORDERUNGEN
«protocol»
Init_P
«protocol»
Withdraw_P
«in» + ident()
«out_S» + setup()
«in_S» + ready()
«out» + auth()
«out» + debit()
«in» + result()
«data»
Account
+wd
+ini
«base»
+ id
+ bal
+ pin
«conjugated»
−accounts
«data»
Account
«capsule»
Bank
− resultQ
− atms
1..n
−accounts
«Interface»
«component»
BankService
Bank
«broadcast»
«Interface»
ATMCtrl
«use»
ident()
+ id
+ bal
+ pin
1..n
− resultQ
− atms
ready()
auth()
debit()
«broadcast»
setup()
result()
Abbildung 14.1: Klassendiagramm f¨
ur die Bank nach dem alten/neuen UML-Profil
«protocol»
Init_P
«protocol»
Withdraw_P
«conjugated»
+i
«base»
+w
«capsule»
ATM
− bank
− params
− id
− pin
− amount
− retcard
«protocol»
Use_P
«base»
+use
«capsule»
ML_ATM
− lang
«base»
«Interface»
«use»
BankService
«in» + insert()
«in» + pin()
«in» + amount()
«out» + idle()
«out» + money()
«out» + eject()
ATM
«Interface»
Feedback
money()
eject()
«component»
«use»
− bank
− params
− id
− pin
− amount
− retcard
«Interface»
ATMCtrl
«Interface»
Use
insert()
pin()
amount()
«protocol»
«component»
Lang_P
ML_ATM
«Interface»
Lang
+lg
− lang
«in» + select()
select()
ur die ATM nach dem alten/neuen UML-Profil
Abbildung 14.2: Klassendiagramm f¨
die Umstellung des Stereotyps der Schnittstellen bot sich auch eine neue Modellierung
dieser Verbindungen an, indem Basiselemente der UML genutzt werden. Namentlich
sind dies Assoziationen mit den Sterotypen realization und dependency, welche auch ein
eigenes Notationselement – den gestrichelten Pfeil mit einem weißen Dreieck – beziehungsweise mit einem Winkel als Pfeilspitze, besitzen. Die realization entspricht hierbei
einer Aggregation mit dem Stereotyp base, die dependency entspricht einer Aggregation
mit dem Stereotyp conjugated.
Im alten Diagramm war es m¨oglich, mit den Sterotypen in und out innerhalb einer
Schnittstelle zwei Richtungen“ der Kommunikation zu definieren. Um die Bedeutung
”
der neuen Verbindungen innerhalb der UML beizubehalten, wurden diese beiden Stereotypen aus dem Profil entfernt, so dass alle Methoden einer Schnittstelle, die von
einer capsule realisiert“ wird, nun als CSP-Kan¨ale der Form method u
¨bersetzt werden.
”
Entsprechend werden alle Methoden einer Schnittstelle, von der eine capsule abh¨angig“
”
ist, in Kan¨ale des Typs chan umgewandelt. Da weiterhin eine Unterscheidung zwischen
eins zu eins“- und viele zu viele“-Kommunikation n¨otig ist, wurden die Stereotypen
”
”
simple und broadcast hinzugef¨
ugt.
Um eine UML 2.0 konforme Modellierung der Instanziierung des zu spezifizierenden
Systems zu erhalten, wurden die Strukturdiagramme aus der UML-RT durch Kompontendiagramme ersetzt (Abbildung 14.3). Diese wurden mit der Version 2.0 in die
¨
UML mit aufgenommen. Die Anderungen
gegen¨
uber der UML-RT sind nicht gravierend, sondern beziehen sich weitestgehend auf die Notationselemente und nicht deren
Projektgruppe Syspect
144
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 14. MODIFIZIERUNG DER ANFORDERUNGEN
+i
:System
2
«component»
:ATM
+w
System
+use
BankService
+use
«delegate»
«component»
«component»
:Bank
:ATM [2]
Use
Feedback
+ini
+i
+wd
+w
:Bank
«delegate»
ATMCtrl
+use
:ML_ATM
«component»
:ML_ATM
+lg
«delegate»
Lang
+lg
Abbildung 14.3: Strukturdiagramm/Komponentendiagramm des Systems nach dem alten/neuen UML-Profil
Bedeutung. So werden nun Verbindungen u
¨ber eine Schnittstelle nicht mehr anhand der
Farbe des Ports, sondern u
¨ber weitere Notationselemente der UML dargestellt. Diese
Elemente sind das implemented interface“, welches mittels eines Kreises, der mit einer
”
Linie mit der assozierten Komponente verbunden ist, dargestellt wird, beziehungsweise das required interface“, welches anstelle eines Kreises einen Halbkreis besitzt. Die
”
Kommunikation zweier Komponenten wird u
¨ber einen sogenannten assembly connector
modelliert, der einen Kreis darstellt, der von einem Halbkreis umfasst wird. Wie auch
im alten Profil, ist es m¨oglich, dass mehrere Komponenten u
¨ber dieselbe Schnittstelle
miteinander kommunizieren, und sich auf dieser Kommunikation synchronisieren, also
dass alle verbundenen Komponenten gleichzeitig die entsprechende Methode ausf¨
uhren.
Hierzu werden alle entsprechenden Komponenten u
¨ber denselben assembly connector
verbunden.
14.3
¨
Sonstige Anderungen
Bei der folgenden Aufz¨ahlung wird immer zu Beginn auf den Bezugspunkt in Produktskizze oder Anforderungsdefinition hingewiesen. Wenn gew¨
unschte Funktionalit¨at
zwar bedacht aber nicht umgesetzt wurde, so wird dies im Kapitel Ausblick (S. 209)
besprochen.
• Produktskizze, 12.2: Es gibt keine speziellen Buttons f¨
ur den Export. Dieser ist
stattdessen u
u bzw. das Kontextmen¨
u erreichbar.
¨ber das Hauptmen¨
• Produktskizze, 12.2.2: Es ist nicht m¨oglich, in einem Komponentendiagramm
ein neues Komponentendiagramm f¨
ur das Spezifizieren des Inneren einer capsule
anzulegen. Das Innere eine capsule kann direkt in der capsule in genau einem der
Komponentendiagramme spezifiziert werden, in denen die capsule auftaucht.
ueintrag Superzustand er• Produktskizze, 12.2.3: Es gibt keinen Button oder Men¨
zeugen, die Funktionalit¨at ist nur u
¨ber Drag and Drop m¨oglich.
• Produktskizze, 12.2.3: Parallelit¨at wird u
¨ber UML-Regions erm¨oglicht.
• Produktskizze, 12.3: Das Laden und Speichern erfolgt nicht mithilfe von XMI
sondern mit einem eigenen XML-Format.
Projektgruppe Syspect
145
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 14. MODIFIZIERUNG DER ANFORDERUNGEN
• Anforderungsdefinition, 13.2: Eine Druckfunktion muss nicht vorhanden sein, da
voraussichtlich in den meisten F¨allen die Grafiken in einen Textkontext gestellt
werden sollen. Deswegen ist die Bildexport-Funktion ungemein wichtiger als eine
Druckfunktion. Außer als PNG und EPS ist es m¨oglich, BMP und JPEG-Bilder
zu exportieren.
• Anforderungsdefinition, 13.2.2, Object-Z-Datentypen und -Ausdr¨
ucke und DCAusdr¨
ucke, 2.: Der DC-Formeleditor ist nur f¨
ur Countertraces und nicht f¨
ur Testformeln vorgesehen, da es im CSP-OZ-DC nur Countertraces gibt.
• Anforderungsdefinition, 13.2.3, Allgemeine Eigenschaften, 9. d): Es ist gar nicht
m¨oglich, Transitionen mit Operationen zu beschriften, die in keiner Klasse definiert sind, deswegen wird dieser Vorgang auch nicht als Fehler angezeigt.
• Produktskizze und Anforderungsdefinition allgemein: Alles was in diesen Dokumenten u
¨ber Kommentare und sogenannte Metadaten steht, wird durch folgendes
ersetzt: Es soll zum einen Kommentare f¨
ur Elemente geben, die in einer PropertyAnsicht geschrieben werden k¨onnen. Desweiteren soll es optional m¨oglich sein,
Notizzettel“ direkt in Diagramme zu zeichnen und mit einer gestrichelten Linie
”
mit anderen Diagrammelementen zu verbinden.
Projektgruppe Syspect
146
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 15. ENTWURF
Kapitel 15
Entwurf
15.1
Einleitung
Dieses Kapitel beschreibt den Entwurf von Syspect, also die Modellierung eines
¨
Software-Produkts zur Umsetzung der Anforderungsdefinition. Ublicherweise
werden
dabei zwei Ebenen unterschiedlichen Abstraktionsgrades unterschieden: Die Architektur bzw. der Grobentwurf beschreibt die wesentlichen Komponenten der Software sowie
die Kommunikation dieser Komponenten u
¨ber Schnittstellen. Hierauf baut dann der
Feinentwurf auf, der m¨oglichst pr¨azise die einzelnen Komponenten modelliert und somit
als Implementierungsgrundlage f¨
ur die Entwickler dienen kann.
W¨ahrend in der Architektur wichtige Entwurfsentscheidungen erl¨autert werden, wird
im Feinentwurf aufgezeigt, wie ihre positiven Konsequenzen genutzt und die vereinzelt
auch auftretenden negativen Konsequenzen abgefangen werden k¨onnen.
Da wir uns entschieden haben, auf der Eclipse-Plattform aufzubauen, u
¨bernehmen
wir die hier vorliegende Architektur und das daf¨
ur wesentliche Plug-in-Konzept. Die
Eclipse-Plattform selbst, verwendete Plug-ins, so wie eigene als Plug-ins entwickelte
Komponenten werden in Abschnitt 15.2 beschrieben und ihr Zusammenwirken im Gesamtsystem Syspect grob erl¨autert.
Im Abschnitt 15.3 hingegen wird die Funktionsweise jedes einzelnen Plug-ins sowie
seine bereitgestellten und ben¨otigten Schnittstellen und spezielle verwendete Prinzipien
erkl¨art.
Schließlich ist ein weiteres Ziel dieses Kapitels, die Wiederverwendung und Weiterentwicklung von Syspect zu erm¨oglichen und zu erleichtern. Deswegen wurde Wert darauf
gelegt, die Schnittstellen so einfach wie m¨oglich zu halten und so das Austauschen
vorhandener Komponenten sowie das Hinzuf¨
ugen neuer Komponenten komfortabel zu
gestalten.
15.2
Architektur
Da viele der funktionalen Anforderungen bereits in freier Software umgesetzt worden
sind, wurde beschlossen, keine Applikation von Grund auf neu zu entwerfen, sondern
Projektgruppe Syspect
147
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 15. ENTWURF
vorhandene Software zu nutzen. Nach kurzer Produktanalyse (siehe Kapitel 1, S. 7,
Kapitel 2, S. 17, Kapitel 3, S. 27 und Kapitel 4, S. 33) wurde die Eclipse-Plattform
[EFI05b] zusammen mit einigen Eclipse-Plugins gew¨ahlt:
• Das Graphical Editing Framework (GEF) wird f¨
ur die Erstellung grafischer Editoren verwendet.
• Das Graphical Modeling Framework (GMF) wird f¨
ur den Image-Export verwendet.
Weiterhin werden von Syspect das PEA-Tool von Jochen Hoenicke und Roland Meyer
f¨
ur den Export von PEA-XML und die Community Z Tools f¨
ur die Eingabe, Verarbeitung und Datenhaltung von Z-Ausdr¨
ucken (Siehe Kapitel 8, S. 69 und Kapitel 5,
S. 43) verwendet. Abbildung 15.1 stellt grob die Abh¨angigkeiten dieser verschiedenen
Softwarekomponenten dar.
Syspect
GEF
GMF
PEA
CZT
Tool
Eclipse
Abbildung 15.1: Abh¨angigkeiten des Syspect Werkzeuges
Die Architektur von Syspect kann also keineswegs als allein stehend betrachtet werden, sondern muss im Kontext der bestehenden Software gesehen werden, in die sie
eingebettet ist.
Im folgenden Unterabschnitt wird deswegen zun¨achst dieser Kontext und seine wesentlichen Komponenten n¨aher beschrieben.
15.2.1
Umgebung und Einbettung
Eclipse besteht zun¨achst aus der Eclipse-Plattform, welche ein Laufzeitmodul ist, das
Plug-ins verwalten kann. Alle weiteren Funktionalit¨aten werden durch Plug-ins bereitgestellt. Zus¨atzliche Flexibilit¨at wird dadurch erreicht, dass Plug-ins (wie das weiter
unten beschriebene GEF) auch Schnittstellen f¨
ur andere Plug-ins bereitstellen k¨onnen.
Die Verwendung als Entwicklungsumgebung ist die g¨angigste M¨oglichkeit Eclipse einzusetzen. Eclipse stellt weiterhin eine Rich Client Platform (RCP) zur Verf¨
ugung, mit
der es m¨oglich ist, ein eigenes Softwareprodukt auf der Basis des Eclipse-Frameworks
zu erstellen, in dem dann nur die daf¨
ur ben¨otigten Plug-ins enthalten sind.
Durch dieses Konzept l¨asst sich, trotz der anfangs etwas l¨angeren Einarbeitungszeit,
sehr viel Zeit bei der Implementierung h¨aufig genutzter Komponenten wie Wizards und
Projektgruppe Syspect
148
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 15. ENTWURF
Editoren einsparen. Dies ist auch deswegen besonders vorteilhaft, weil die Erweiterbarkeit nicht durch die bereitgestellten Komponenten beeintr¨achtigt wird, da gen¨
ugend
Schnittstellen f¨
ur eigene Anpassungen und Erweiterungen zur Verf¨
ugung stehen.
Aufgrund dieser Kombination von bereitgestellter Funktionalit¨at und flexibler Erweiterbarkeit, sowie der großen Entwicklergemeinde – und damit vorhandene Dokumentation, Stabilit¨at und Erprobtheit – haben wir uns daf¨
ur entschieden, Syspect als
Plug-in f¨
ur Eclipse bzw. als RCP-Applikation zu entwickeln.
GEF und Draw2D
F¨
ur die grafischen Editoren von Syspect wird das Grafik-Framework und Eclipse-Plugin GEF verwendet. Dieses realisiert eine Model-View-Controller -Architektur (MVC)
[eNo06], d.h. es trennt die Ansicht (View ) von der Datenhaltung (Model ).
Die View wird bei GEF durch so genannte Figures gebildet, welche die zu zeichnenden
Elemente in einem Diagramm darstellen. Figures werden aus dem GEF-Framework
bzw. im Detail aus der Draw2D-Komponente abgeleitet. Die Draw2D-Komponente
baut auf SWT(siehe Kapitel 2, S. 17) auf, wobei diese beiden Komponenten auch
außerhalb von Eclipse als Grafik-Bibliotheken verwendet werden k¨onnen. Aufgrund
dieser Bibliotheken werden die Figures von Syspect unabh¨angig von anderen Komponenten und sogar unabh¨angig von Eclipse sein. Zudem stellt Draw2D m¨achtige LayoutAlgorithmen f¨
ur gerichtete Graphen zur Verf¨
ugung.
Das Framework stellt an das Model keine Anforderungen. Allgemein wird es jedoch
meist ein Model -Objekt geben, das ein Figure-Objekt repr¨asentiert.
Der Controller wird bei GEF durch so genannte Editparts gebildet. Die Editparts
sind die Verbindungsst¨
ucke zwischen dem Model und der View, wobei es hier in der
Regel ein Editpart f¨
ur ein Model - und ein Figure-Objekt gibt. Die Editparts sind an
das Model nur lose gekoppelt, was durch ein Factory-Pattern [GHJ95] und Observer -Pattern [GHJ95] realisiert wird. Die Factory erstellt anhand eines Model -Objekts
den zugeh¨origen Editpart und der Editpart erstellt die zugeh¨orige Figure. Diese
Zusammenh¨ange sind in Abbildung 15.2 mit den durchgezogenen Pfeilen dargestellt.
F¨
ur die Event-Behandlung stellt GEF ebenfalls ein Entwurfsmuster bzw. Schnittstellen
zur Verf¨
ugung. Events werden in so genannten Editpolicies gekapselt, die einem Editpart zugeordnet werden. Benutzereingaben von der GUI werden dann als Request zu
den entsprechenden Editpolicies weitergeleitet. Hier gibt es f¨
ur alle m¨oglichen Events
eine entsprechende Editpolicy. F¨
ur die Verarbeitung der Events werden von den Editpo¨
licies so genannte Commands erstellt, die Anderungen
an dem Model durchf¨
uhren. Ein
Command bietet standardm¨aßig Unterst¨
utzung f¨
ur Undo- und Redo-Funktionalit¨aten.
¨
Die Anderungen
an dem Model werden u
¨ber das Observer-Pattern an den entsprechenden Editpart weitergeleitet, der schließlich die Figure entsprechend aktualisiert.
Diese Zusammenh¨ange sind in Abbildung 15.2 mit den gestrichelten Pfeilen dargestellt.
¨
Ubersicht
u
die
in
¨ ber
ter/Architekturmuster [EFI06d]
GEF
Projektgruppe Syspect
149
verwendeten
Entwurfsmus-
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 15. ENTWURF
Abbildung 15.2: Wesentliche Abl¨aufe des GEF-Frameworks
• Das Model-View-Controller -Muster wird verwendet um Schnittstelle, Verhalten
und Pr¨asentation von einander zu entkoppeln. Jedes Java-Objekt kann ein Model Element sein. Jedes View -Element muss das Interface IFigure implementieren.
¨
• Das Command -Muster wird verwendet, um Anderungen
am Model zu kapseln.
• Das Chain of Responsibility-Muster entkoppelt Sender von Requests von den
Empf¨angern, in dem mehr als einem Empf¨anger die M¨oglichkeit gegeben wird,
den Request zu verarbeiten. Zum Beispiel gibt es Editpolicies die Requests an
mehrere verkettete Commands weitergegeben.
• Das State-Muster erlaubt dem Editor, sein Verhalten zu ¨andern, wenn sein interner Zustand sich a¨ndert. Zum Beispiel verh¨alt sich der Editor bei einem ausgew¨ahlten marquee tool anders, als wenn ein create tool aktiv ist.
ur das Erstellen von Fami• Das Abstract Factory-Muster stellt eine Schnittstelle f¨
lien mit einer in Beziehung stehender Objekte zur Verf¨
ugung. Dies kann in GEF
zum Erstellen von Editparts verwendet werden.
Das GEF-Framework stellt sowohl eine Bandbreite an Editor-Funktionalit¨at zur Verf¨
ugung, die von Syspect genutzt oder angepasst werden kann, als auch eine solide,
modulare Architektur.
Projektgruppe Syspect
150
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 15. ENTWURF
GMF
GMF Das Graphical Modeling Framework ist ein Plug-in f¨
ur das Generieren von grafischen Editoren und basiert auf GEF und EMF (siehe auch Kapitel 16.1, S. 209). Da
GMF jedoch ein sehr neues, unerprobtes Produkt ist, konnten wir es leider nicht f¨
ur
die Generierung unserer grafischen Editoren nutzen.
Das einzige, was wir von diesem Plug-in f¨
ur uns verwendet haben, ist einige Funktionalit¨at f¨
ur den Image-Export (siehe auch Abschnitt 15.3.15, S. 201).
PEA-Tool
Das PEA-Tool [HM05] ist ein Software-Werkzeug von Jochen Hoenicke und Roland
Meyer und dient dazu, Phasen-Event-Automaten (PEA) in eine Java-Repr¨asentation
darzustellen. Das Werkzeug bietet dar¨
uber hinaus die M¨oglichkeiten, PEA nach XML
zu konvertieren, DC-Countertrace-Formeln in PEA umzuwandeln und das ParallelProdukt von PEAs zu berechnen. Bislang fehlte eine M¨oglichkeit, die Transitionen
in PEA mit Z-Ausdr¨
ucken zu beschriften, diese wurde im Laufe unseres Projektes
hinzugef¨
ugt. Die XML-Darstellung, die vom PEA-Tool produziert wird, kann als
Eingabe f¨
ur einen Model-Checker benutzt werden.
Intern gliedert sich das PEA-Tool folgendermaßen: Die Klasse PhaseEventAutomata
dient als Repr¨asentation von PEA. Die Phasen werden durch Objekte der Klasse
Phase beschrieben und die Transitionen durch Objekte der Klasse Transition.
Formeln, die f¨
ur Invarianten oder Guards verwendet werden, werden als Constraint
Decision Diagram (CDD) durch die gleichnamige Klasse dargestellt. Die CDDs
lassen sich durch verschiedene Decision-Klassen einfach generieren. Formeln des
Duration Calculus lassen sich mit Hilfe der Klasse CounterTrace in PEA umwandeln.
Ein weiterer Teil des PEA-Tools ist das Package modelchecking. Hier finden sich
verschiedene Compiler und Konverter zur Umwandlung von Formeln in bestimmte
Darstellungen, wie z.B. DNF oder zur Konvertierung in eine XML-Darstellung. Die
wichtigste Klasse f¨
ur uns stellt hier die Klasse PEA2XMLConverterFast dar. Sie
wandelt PhaseEventAutomata-Objekte in eine XML-Darstellung um und produziert
direkt den XML-Output.
Das PEA-Tool wurde als Eclipse-Plug-in in unsere Architektur integriert.
Community-Z
Community-Z-Tools (CZT) ist ein Projekt, das eine Sammlung von Werkzeugen f¨
ur
die Spezifikationssprache Z und teilweise auch Object-Z bereitstellt.
Folgende Funktionalit¨aten von CZT werden von uns verwendet:
• Die Entwicklung des XML-Schemas ZML erm¨oglicht eine strukturierte Speicherung von Z-Spezifikationen. Dieses Schema kann von uns verwendet und erweitert
werden, um CSP-OZ-DC-Spezifikationen als XML zu speichern.
• CZT bietet mit den Werkzeugen CoreJava und GnAST die M¨oglichkeit, ZAusdr¨
ucke als Java-Klassen zu speichern. Mit Hilfe des CZT-Parsers und dieser
Projektgruppe Syspect
151
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 15. ENTWURF
Werkzeuge wird das Umwandeln von ZML, LATEX-Ausdr¨
ucken und Unicode in
Java-Klassen und -Interfaces sowie auch umgekehrt erm¨oglicht.
¨
• Ebenfalls im Projekt enthalten ist ein Type-Checker zum Uberpr¨
ufen von ZAusdr¨
ucken auf Typkorrektheit.
Das Verwenden des Speicherformats ZML sowie das Parsen und Konvertieren der verschiedenen Formate konnte von uns gut weiterverwendet werden und reduzierte somit
den Arbeitsaufwand.
Die Funktionalit¨aten, die wir von CZT verwenden wollen, sind in unserem Plug-in
OZ-DC-Util (siehe Abschnitt 15.3.11, S. 189) integriert.
15.2.2
Plug-in-Struktur
Aufbauend auf dem Plug-in-Konzept von Eclipse haben wir uns f¨
ur einen sehr modularen Ansatz entschieden, unser Programm zu gliedern. Ein Plug-in ist hierbei eine
Softwarekomponente, deren Einsatzm¨oglichkeiten von ihrer Schnittstellendefinition
abh¨angt. Dort wird festgelegt, wie das Plug-in innerhalb einer Applikation verwendet
werden kann, von welchen anderen Plug-ins es abh¨angig ist bzw. welche Funktionalit¨at
es nach außen hin bereitstellt.
In Eclipse werden zwei Arten von Abh¨angigkeiten unterschieden:
• Einfache Dependencies liegen dann vor, wenn eine Komponente A von Komponente B abh¨angt, ohne das der gegenseitige Fall zutrifft.
ussen im Gegensatz dazu sogenannte
• Bei einer wechselseitigen Abh¨angigkeit m¨
Extension Points eingesetzt werden. D.h. wenn Komponente A von Komponente
B und andersherum abh¨angig ist, dann w¨are eine M¨oglichkeit, zu definieren, A
stellt Extension Points zur Verf¨
ugung, die von B implementiert werden. B beh¨alt
seine Abh¨angigkeit zu A.
¨
Im Folgenden soll ein Uberblick
u
¨ber das Zusammenwirken der Syspect-Plug-ins gegeben werden. Der zentrale Einstiegspunkt ist dabei de.syspect.core. Erl¨auterungen
zu den einzelnen Plug-ins sind im Kapitel Feinentwurf“ (Abschnitt 15.3, S. 157) zu
”
finden.
de.syspect.core Das Core-Plug-in implementiert die Extension Points der Rich Client Platform und stellt dar¨
uberhinaus die Verbindung zwischen bestimmten Plug-ins
her. Es definiert eine Reihe eigener Extension Points, z.B. f¨
ur das Model. Die anderen
Plug-ins k¨onnen nun auf die bereitgestellten Funktionen des Core-Plug-ins zugreifen.
¨
Aus Gr¨
unden der Ubersichtlichkeit
ist der Großteil der weiteren Funktionalit¨at in andere Plug-ins ausgelagert. Dabei unterscheiden wir zwei grunds¨atzliche Arten:
Projektgruppe Syspect
152
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 15. ENTWURF
Library-Plug-ins Library-Plug-ins implementieren in der Regel keine vollst¨andige Funktionalit¨at. Sie dienen als Erg¨anzungen der anderen Plug-ins. So gibt es z.B.
de.syspect.editorbundle das von den Editoren benutzt wird, um gemeinsam genutzten Code geordnet zu verwalten. In dem Editor-Bundle befinden sich beispielweise
eine Reihe abstrakter Commands.
Die Abh¨angigkeiten von den Library-Plug-ins sind in Abbildung 15.3 zu sehen.
<< component >>
<< component >>
de.syspect.editorbundle
de.syspect−componenttable
<< component >>
<< component >>
<< component >>
de.syspect.consistency.diagram
de.syspect.core
de.syspect.consistency.model
<< component >>
<< component >>
de.syspect.properties
de.syspect.export.cspozdc
<< component >>
<< component >>
<< component >>
de.syspect.statemachineeditor
de.syspect.utils
de.syspect.export.pea
<< component >>
<< component >>
de.syspect.classdiagrameditor
de.syspect.ozdcutil
<< component >>
<< component >>
<< component >>
de.syspect.editor.componentdiagram
de.syspect.persistence
de.syspect.export.image
Abbildung 15.3: Abh¨angigkeiten von Library-Plug-ins
Aktive Plug-ins Auf der anderen Seite gibt es aktive Plug-ins. Diese implementieren Extension Points, um sich in das Programm einzugliedern. Es gibt hierbei zwei
Arten von Extension Points: zum einen sind da jene, die von uns selbst angelegt wurden, zum anderen gibt es eine Reihe Extension Points, die wir durch die Rich Client
Platform von Eclipse erben. So ist es durch letztere m¨oglich, beispielweise sogenannte
view contributions zu erstellen, um Men¨
ueintr¨age zu generieren und ¨ahnliches.
Die aktiven Plug-ins bilden eine baumartige Struktur mit dem Haupt-Plug-in
de.syspect.core als Wurzel. Die Beschreibung der von Syspect definierten Extension
Projektgruppe Syspect
153
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 15. ENTWURF
Points folgt im Kapitel Feinentwurf.
Die Abh¨angigkeiten zwischen den Plug-ins u
¨ber Extension Points sind in Abbildung
¨
15.4 zu sehen und sollen einen Uberblick u
¨ber die Struktur schaffen.
<< component >>
<< component >>
de.syspect.persistence
de.syspect.model
syspectexithook
persistence
syspectmodel
<< component >>
de.syspect.core
syspectdeleteactionhook
preferenceinitializer
syspecteditpartfactory syspectdiagram
<< component >>
<< component >>
<< component >>
de.syspect.editor.componentdiagram
de.syspect.classdiagrameditor
de.syspect.statemachineeditor
toolbarcontributor
actioncontributor
<< component >>
<< component >>
de.syspect.navigator
de.syspect.ozdcutil
<< component >>
de.syspect.editorbundle
<< component >>
classdiagramconsistency
de.syspect.consistency.diagram
statemachineconsistency
componentdiagramconsistency
Abbildung 15.4: Extension Points in Syspect
Eclipse-Extension Points
Viele unserer Plug-ins erweitern Extension Points von Eclipse. Diese werden hier erl¨autert, so dass in folgenden Kapiteln, die sich mit den Details der einzelnen Plug-ins
besch¨aftigen, nur darauf verwiesen werden muss.
Das Core-Plug-in erweitert die beiden Extension Points org.eclipse.help.contexts
und org.eclipse.help.toc. Sie erm¨oglichen das Einbinden eines Eclipse-HilfeSystems in Syspect. Jedes Plug-in, das seine Hilfe-Seiten – in Form von Web-Seiten –
bei diesem System registrieren will um Hilfe-Seiten einzubinden, muss ebenfalls den Extension Point org.eclipse.help.toc eweitern, der dieses erm¨oglicht. Auf diese Weise
k¨onnen die Hilfe-Seiten jedes Plug-ins einzeln verwaltet werden und in der Syspect-Hilfe
sind nur von den Plug-ins Seiten aufrufbar, die im Produkt eingebunden sind. F¨
ur eine
ausf¨
uhrliche Beschreibung des Eclipse-Hilfesystems sei auf die Eclipse-Hilfe verwiesen.
Ein weiteres Eclipse-Plug-in, das Syspect sehr viele Extension Points zur Verf¨
ugung
Projektgruppe Syspect
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12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 15. ENTWURF
¨
stellt, ist org.eclipse.ui. Die folgende Grafik 15.5 soll einen Uberblick
geben, welche
Extension Points von welchen Plug-ins genutzt werden.
<< component >>
<< component >>
<< component >>
<< component >>
<< component >>
de.syspect.consistency.model
de.syspect.navigator
de.syspect.componenttable
de.syspect.consistency.diagram
de.syspect.core
<< component >>
<< component >>
de.syspect.export.cspozdc
de.syspect.editor.componentdiagram
views
perspectiveExtensions
startup
<< component >>
de.syspect.export.pea
perspectives
<< component >>
popupMenus
org.eclipse.ui
<< component >>
editors
de.syspect.classdiagrameditor
bindings
actionSets
<< component >>
commands
<< component >>
preferencePages
de.syspect.export.image
de.syspect.statemachineeditor
<< component >>
<< component >>
<< component >>
<< component >>
de.syspect.ozdcutil
de.syspect.utils
de.syspect.editorbundle
de.syspect.persistence
Abbildung 15.5: Extension Points des Plug-ins org.eclipse.ui
Das Plug-in org.eclipse.ui unterst¨
utzt die Interaktion mit und die Erweiterung von
der Benutzerschnittstelle (GUI). Wir verwenden daf¨
ur folgende Extension Points:
• org.eclipse.ui.actionSets wird zum Hinzuf¨
ugen von Men¨
us, Men¨
u-Items und
Toolbar-Buttons an den daf¨
ur vorgesehenen Stellen der Arbeitsf¨ache verwendet.
• org.eclipse.ui.commands wird benutzt, um Actions in einem bestimmten Scope (Bereich) an ein Command zu binden. Diese Commands werden sowohl verwendet, um Men¨
u-Eintr¨age mit Funktionalit¨at zu belegen, als auch Tastaturk¨
urzel zu erm¨oglichen. Die Idee von Commands ist hierbei, dass ein Command (z.B.
delete) in einem Editor anders auszuf¨
uhren ist, als beispielsweise im Navigator.
Dies kann dar¨
uber realisiert werden, dass man im Editor-Kontext eine andere
Action an das Delete-Command bindet, als beispielweise im Navigator-Kontext.
In Syspect werden die Commands bislang stehts mit der gleichen Action belegt
und sind somit nur daf¨
ur da, Tastaturk¨
urzel zu erm¨oglichen.
Es sei darauf hingewiesen, dass in diesem Zusammenhang der Begriff Command“
”
eine andere Bedeutung hat, als bei den GEF-Editoren (siehe Abschnitt 15.2.1,
S. 149 und Abschnitt 15.3.8 und S. 181).
• org.eclipse.ui.editors dient zum Hinzuf¨
ugen von Editoren. Es wird sowohl
die Erstellung interner Editoren, die fest integriert sind, als auch die Erstellung
externer Editoren, die in einem seperaten Fenster ge¨offnet werden, unterst¨
utzt.
• org.eclipse.ui.perspectiveExtensions wird ben¨otigt, damit Plug-ins eine
existierende Perspective“ erweitern k¨onnen. Eine Perspective“ definiert den in”
”
Projektgruppe Syspect
155
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 15. ENTWURF
itialen Inhalt von Men¨
u und Toolbar sowie die initialen Views und deren Anordnung innerhalb der Seite.
• org.eclipse.ui.perspectives muss erweitert werden um eine eigene Perspec”
tive“ zu definieren.
• org.eclipse.ui.popupMenus wird implementiert um zum Kontextmenu weitere
Aktionen hinzuzuf¨
ugen, die zu anderen Plug-ins geh¨oren.
• org.eclipse.ui.preferencePages dient zum Hinzuf¨
ugen von Preference Pages
von Plug-ins in den von Eclipse vorgesehenen Bereich.
Die Preferences sind ein allgemeines Konzept in Eclipse, welches einen Dialog
f¨
ur Einstellungen und Konfigurationen bietet. Es wird ausf¨
uhrlicher in Abschnitt
15.3.2, S. 162 erl¨autert.
• org.eclipse.ui.startup Ein Plug-in, das diesen Extension Point erweitert, registriert sich damit und ist aktiviert wenn das Programm gestartet wird.
• org.eclipse.ui.views wird zum Definieren zus¨atzlicher Views, also visueller
Komponenten, innerhalb der Rich Client Application verwendet.
Projektgruppe Syspect
156
12. Oktober 2006
Endbericht
15.3
KAPITEL 15. ENTWURF
Feinentwurf
Dieser Abschnitt stellt die einzelnen Plug-ins von Syspect vor. Die Funktionalit¨at jedes Syspect-Plug-ins wird erkl¨art und die Schnittstellen zwischen ihnen werden genauer erl¨autert. Gibt es besondere Konzepte, die bei der Implementierung der einzelnen
Komponenten umgesetzt wurden, werden diese zugeh¨orig zu den Plug-ins, in denen sie
umgesetzt wurden, erl¨autert.
Im letzten Abschnitt dieses Kapitels wird auf die Quellcode-Richtlinien eingegangen,
die vor der Implementierungsphase festgelegt wurden, um die Lesbarkeit und Einheitlichkeit des Quellcodes zu erh¨ohen.
15.3.1
Gliederung der Plug-ins
Das Stammpaket jedes Plug-ins tr¨agt die Bezeichnung desselben mit vorangestelltem
de.syspect. Beispielsweise tr¨agt das Stammpaket des Plug-ins Persistence den Namen
de.syspect.persistence.
Plug-ins mit Model-View-Controller-Anteil liegt eine einheitliche Paketstruktur
zugrunde. Das Stammpaket selbst ist klar nach dem MVC-Pattern strukturiert und
enth¨alt, wenn erforderlich, die Pakete model, view und controller. Einzelne Klassen
k¨onnen auch direkt in diesem Paket liegen. Ein einzelnes Paket sollte nicht mehr als
30 Klassen beinhalten. Bei gr¨oßeren Plug-ins kann daher das Stammpaket weitere
Unterpakete enthalten. Diese unterteilen sich dann erneut in die Pakete model, view
und controller.
Plug-ins, welche die oben erw¨ahnte Struktur nicht besitzen, sind logisch nach ihrem Inhalt strukturiert. Dies sind unter anderem die Plug-ins SyspectModel und
SyspectCSPOZDCExport.
In allen Plug-ins gibt es außerdem ein lang-Paket ( language“), welches direkt im
”
Stammpaket oder im controller-Bereich jedes Plug-ins liegt. Hierin wurden in der
GUI angezeigte Strings in sogenannte Property-Dateien ausgelagert, um eine bessere
Handhabung der Textanzeige in der GUI zu bekommen und um Text in mehreren
Sprachen zur Verf¨
ugung zu stellen.
Die Externalisierung der Strings wurde mit Hilfe von Eclipse Message Bundles realisiert. Dieses Prinzip ist auf der Eclipse Homepage [EFIa] beschrieben.
Somit beinhalten die lang-Pakete der Plug-ins sowohl die lokalisierten Strings als auch
die Methoden, um jene auszulesen.
15.3.2
Syspect Core Plug-in
Das Syspect Core ist das Herzst¨
uck unserer Applikation. Hier sind zentrale Klassen wie
SyspectApplication und SyspectPlugin angesiedelt, die die Basis unserer Produktes
bilden. In diesem Abschnitt werden sowohl die bereitgestellten und ben¨otigten Schnittstellen des Plug-ins erl¨autert, als auch weitere wichtige Klassen wie der UndoManager,
der NameAdministrator und SyspectUtil, das zentrale Prinzip der Eclipse-Actions
und schließlich das Syspect-eigene Prinzip der DeleteActionHooks.
Projektgruppe Syspect
157
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 15. ENTWURF
Schnittstellen
Syspect Core stellt einige Extension Points zur Verf¨
ugung, die im Folgenden beschrieben werden:
• persistence Ein Plug-in, welches die Persistenz von Syspect u
¨bernehmen soll,
muss das Interface IPersistenceManager implementieren.
• preferenceinitializer Der Initializer sorgt daf¨
ur, dass die Standartwerte der
Preferences gesetzt und benutzt werden.
Da von Eclipse nur genau ein PreferenceInitializer aufgerufen wird, haben wir einen eigenen Extension-Point hierf¨
ur eingef¨
uhrt, der die verschiedenen Initializer der Plug-ins einbindet. Er erwartet eine Klasse vom Typ
AbstractPreferenceInitializer.
• syspectdeleteactionhook Diese Schnittstelle wird ben¨otigt, um Editoren benachrichtigen zu k¨onnen, dass Elemente gel¨oscht werden sollen. Konkret heißt das,
dass wenn ein Element von Typ, der unter modelclass angegeben ist, gel¨oscht
werden soll, wird der delete action hook aufgerufen, der unter class definiert ist
(siehe auch Abschnitt 15.3.2, S. 162).
• syspectdiagram Dies ist ein Extension Point, der die Erweiterbarkeit von Syspect
gew¨ahrleisten soll. Er muss angesprochen werden, wenn weitere Diagrammeditoren – außer den drei bereits in Syspect integrierten – eingebunden werden sollen.
• syspecteditpartfactory Jeder Diagrammeditor, der in Syspect integriert werden soll, muss eine Klasse haben, die das Interface
org.eclipse.gef.EditPartFactory implementiert. Desweiteren ist ein Interface anzugeben, dass sich von IViewableDiagram ableitet, welche die
Diagrammart spezifiziert, f¨
ur welche der Editor gedacht ist.
¨
• syspectexithook
Uber
diesen
Extension
Point
ist
es
m¨oglich, Operationen zu definieren, die direkt vor Beenden der Applikation durchgef¨
uhrt werden sollen. Dazu muss das Interface
de.syspect.controller.eclipse.actions.ExitHookAction
implementiert
werden.
• syspectmodel Um Implementierungen passend zu den Interfaces im Paket
modelinterface erstellen zu k¨onnen, werden drei Fabriken ben¨otigt und zwar
eine f¨
ur jede der drei Modelebenen (siehe Abschnitt 15.3.6, S. 168). Da
IProjectManager (siehe Abschnitt 15.3.6, S. 171) keine dieser drei Ebenen zuzuordnen ist, muss seine Implementierung extra zur Verf¨
ugung gestellt werden.
Dies sind die Anforderungen an ein Plug-in, das die Modelimplementierung u
¨bernehmen soll.
Die genaue Struktur der Modelschnittstelle ist in das Kapitel u
¨ber das
SyspectModel-Plug-in ausgelagert (siehe Abschnitt 15.3.6, S. 167).
Projektgruppe Syspect
158
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 15. ENTWURF
Das Core-Plug-in erweitert viele Eclipse-Extension Points. Abbildung 15.6 soll einen
¨
Uberblick
dar¨
uber geben.
<< component >>
org.eclipse.ui
perspectiveExtensions
<< component >>
applications
<< component >>
perspectives
de.syspect.core
preferences
org.eclipse.core.runtime
preferencePages
products
popupMenus
actionSets
contexts
toc
<< component >>
org.eclipse.help
Abbildung 15.6: Von Syspect Core erweiterte Extension Points
Auf
die
Extension
Points
org.eclipse.core.runtime.applications,
org.eclipse.core.runtime.preferences und org.eclipse.core.runtime.products
wird im folgenden Abschnitt Rich Client Platform genauer eingegangen.
Die
Plug-ins
org.eclipse.help.contexts,
org.eclipse.help.toc,
org.eclipse.ui.actionSets,
org.eclipse.ui.perspectiveExtensions,
org.eclipse.ui.perspectives,
org.eclipse.ui.popupMenus
und
org.eclipse.ui.preferencePages wurden bereits vorgestellt (siehe Abschnitt
15.2.2, S. 154).
Es gibt weitere Abh¨angigkeiten zu folgenden Plug-ins:
de.syspect.utils,
org.apache.lucene,
org.eclipse.help.appserver,
org.eclipse.help.base,
org.eclipse.help.ui,
org.eclipse.help.webapp,
org.eclipse.gef, org.eclipse.swt, org.eclipse.tomcat, org.eclipse.ui.forms
und org.eclipse.ui.views.
Rich Client Platform
Syspect setzt auf der Eclipse Rich Client Platform auf. Die minimale Menge an
Plug-ins, die ben¨otigt wird, um eine Rich Client Application zu erstellen, nennt sich
Rich Client Platform. F¨
ur die Funktionalit¨at der Anwendung k¨onnen nat¨
urlich weitere
Plug-ins verwendet werden; die Plattform ist nur das Minimum, das zum Erstellen
einer Anwendung ausreicht.
Um so ein Stand-alone-Programm mit einer grafischen Oberfl¨ache mit Eclipse
zu erstellen, werden nur zwei Plug-ins (und deren Voraussetzungen) ben¨otigt.
Die beiden Plug-ins sind org.eclipse.ui und org.eclipse.core.runtime. Auf
org.eclipse.ui wurde bereits im Abschnitt 15.2.2 eingegangen. Dieses Plug-in wird
f¨
ur die grafische Benutzeroberfl¨ache, die Interaktion mit dieser und ihre Erweiterung
ben¨otigt. Das Plug-in org.eclipse.core.runtime ist das Fundament der Plattform.
Projektgruppe Syspect
159
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 15. ENTWURF
Dieses Plug-in wird zum Starten und Laufen eines Programms, sowie f¨
ur die Verwaltung der Plug-ins ben¨otigt.
Damit
sich
Syspect
Core
als
Anwendungs-Plug-in
gegen¨
uber
der
Eclipse-Plattform
registrieren
kann,
muss
es
den
Extension
Point
org.eclipse.core.runtime.applications erweitern. Dies ist der zentrale Punkt,
der es dem Core-Plug-in erm¨oglicht, die RCP-Anwendung zu konfigurieren.
Syspect Core erweitert noch zwei weitere Extension Points des Runtime-Plug-ins.
Die Erweiterung von org.eclipse.core.runtime.products erm¨oglicht es, aus der
Anwendung ein Produkt zu machen. Dieses beinhaltet die Anwendung inklusive aller
Plug-ins, von denen es abh¨angt. Zus¨atzlich k¨onnen Icons, Namen und About-Infos
f¨
ur das Produkt hinterlegt werden. Das Produkt Syspect kann auf Grund dieser
Erweiterung außerhalb von Eclipse gestartet werden. Syspect Core erweitert den
Extension Point org.eclipse.core.runtime.preferences um Default-Werte f¨
ur
die Preferences“ festzulegen. Das Einstellen dieser kann dann u
¨ber Preference Pages
”
erfolgen. Diese k¨onnen hinzugef¨
ugt werden, indem org.eclipse.ui.preferencePages
erweitert wird.
UndoManager
Der UndoManager verwaltet s¨amtliche Aktionen des Benutzers, die r¨
uckg¨angig zu machen bzw. wiederherstellbar sind. Solche sind in Klassen gekapselt, die das Interface
IUndoable implementieren.
Die Gr¨oße der History, also die Anzahl der Aktionen, die hintereinander wieder r¨
uckg¨angig gemacht werden k¨onnen, ist u
¨ber die Preferences einstellbar.
NameAdministrator
Der NameAdministrator sorgt f¨
ur die Eindeutigkeit von Namen von Modellelementen
innerhalb eines Projektes. D.h. bei der Erzeugung oder Umbenennung von Modellelementen muss der neue Name hier registriert und ggf. der alte Name ausgetragen werden.
Ebenso stellt diese Klasse garantiert eindeutige default-Namen zur Verf¨
ugung, damit
der Benutzer nicht gezwungen ist jedem neuen Element sofort einen eigenen Namen zu
geben.
Da die hier gespeicherte Abbildung von Elementen auf Namen nicht Teil der persistenten Datenhaltung ist, wird es beim Laden eines Projektes neu erstellt.
SyspectUtil
Eine besondere Klasse im Core-Paket ist die Klasse SyspectUtil. Hier sind allgemeine
Hilfsmethoden angesiedelt, die z.B. Programmlogik f¨
ur das Modell beinhalten. Dies
hat die Vorteile, dass Datenhaltung und Logik getrennt sind und h¨aufig verwendete
Methoden an einem zentralen Punkt von mehreren Komponenten gemeinsam benutzt
werden k¨onnen.
Es ist aber zu beachten, dass die hier definierten Methoden das Modell nicht ver¨andern.
Dies darf in unserer Architektur nur u
¨ber Commands geschehen (siehe 15.3.8, S. 181).
Projektgruppe Syspect
160
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 15. ENTWURF
Actions
Das Konzept der Actions ist ein von Eclipse bereitgestellter Mechanismus,
bei dem durch Auswahl, z.B. eines Men¨
upunktes, bestimmte Aktionen ausgef¨
uhrt werden. Zu diesem Zweck muss die abstrakte Klasse Action des Paketes
org.eclipse.jface.action erweitert werden. Diese stellt eine Standardimplementierung f¨
ur das Erstellen von konkreten Actions zur Verf¨
ugung. Insbesondere muss
die run-Methode, die das Verhalten der Action spezifiziert, implementiert werden. Eine M¨oglichkeit, diese Actions in eine GUI von Eclipse bzw. der RCP einzubinden, ist
u
¨ber entsprechende Extension Points. Diese werden in der plugin.xml definiert. U.a.
gibt es die Extension Points editorActions, viewActions oder popupMenus. Abbildung 15.7 zeigt eine solche Definition. In diesem Beispiel wird eine Action f¨
ur ein
¨
Kontextmen¨
u in einer View definiert. Uber Attribute und Tags werden entsprechende
Einstellungen f¨
ur eine Action durchgef¨
uhrt. F¨
ur genauere Informationen sei auf die
Eclipse-Dokumentation verwiesen.
<extension point="org.eclipse.ui.popupMenus">
<viewerContribution
id="de.syspect.navigator.view.delete"
targetID="de.syspect.navigator.view.diagram">
<action
class="de.syspect.controller.diagram.actions.DeleteAction"
icon="images/delete.gif"
id="de.syspect.navigator.view.delete.entry"
label="Delete"
menubarPath="new.menu">
<enablement>
<objectClass
name="de.syspect.modelinterface.IDeletable"/>
</enablement>
</action>
</viewerContribution>
</extension>
Abbildung 15.7: Bereitstellen von Actions u
¨ber Extension Point
Die Action-Klassen m¨
ussen entsprechend das Interface IActionDelegate aus dem Paket org.eclipse.ui implementieren (vgl. Abbildung 15.8). Genauer gesagt muss eine
Action, die f¨
ur das Men¨
u bzw. die Werkzeugleiste der Workbench bereitgestellt werden
soll, das IWorkbenchWindowActionDelegate Interface implementieren. F¨
ur das Hinzuf¨
ugen von Actions zu z.B. Werkzeugleisten oder Kontextmen¨
us in Views muss die
Action-Klasse das IViewActionDelegate Interface implementiert werden. Entsprechend
werden Actions f¨
ur Editoren bereitgestellt, wenn sie das IEditorActionDelegate Interface implementieren. Speziell k¨onnen Actions f¨
ur bestimmte Objekt-Typen definiert
werden. Hierzu muss das IObjectActionDelegate Interface implementiert werden.
Projektgruppe Syspect
161
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 15. ENTWURF
<< interface >>
IActionDelegate
<< interface >>
<< interface >>
<< interface >>
<< interface >>
IWorkbenchWindowActionDelegate
IObjectActionDelegate
IViewActionDelegate
IEditorActionDelegate
Abbildung 15.8: IActionDelegates-Struktur
DeleteActionHooks
Das Konzept der DeleteActionHooks wurde entwickelt, um Elemente aus der Modelund der Viewable-Ebene zu l¨oschen. Beim L¨oschen eines Model-Elements, m¨
ussen
1. auch alle mit diesem Element in Verbindung stehenden Model-Elemente,
2. alle dem Element zugeh¨origen Viewable-Elemente gel¨oscht werden.
Fall 2 muss von jedem Plug-in, welches Viewable-Elemente erzeugt, behandelt werden, da nur in diesen Plug-ins gen¨
ugend Informationen u
¨ber die Abh¨angigkeiten der
Viewable-Elemente vorliegen. Das L¨oschen der Model-Elemente, die mit dem zu l¨oschenden Objekt in Verbindung stehen, wird im Core Plug-in durchgef¨
uhrt, da ansonsten verschiedene Implementierungen z.B. in den Diagrammeditoren zu inkonsistenten
Zust¨anden eines Projekts f¨
uhren k¨onnten. So werden zum Beispiel beim L¨oschen einer
ICapsule alle mit der Klasse verbundenen IClassConnections gel¨oscht, das L¨oschen
der IVCapsule und der IVClassConnections wird vom Classdiagrameditor Plug-in
u
ur eine n¨ahere Erl¨auterung der Model -Elemente siehe Abschnitt 15.3.6,
¨bernommen (f¨
S. 167).
Die DeleteActionHooks rufen zum L¨oschen der Elemente Commands (siehe Abschnitt
15.3.8, S. 181) auf, jedoch werden diese Commands nicht an den UndoManager gemeldet, da ein L¨oschvorgang als atomare Aktion behandelt wird, um inkonsistenten Zust¨anden des Projekts vorzubeugen. Um Model-Elemente zu L¨oschen, wird das
DeleteCommand<T> aus dem Core Plug-in erzeugt, so dass f¨
ur jedes gel¨oschte Element
wieder dessen DeleteActionHooks aufgerufen werden. Um Viewable-Elemente zu entfernen, wird das DeleteCommand<T,S> aus dem SyspectDiagramEditorBundle (siehe
Abschnitt 15.3.8, S. 180) benutzt, welches ein Viewable-Element aus der Liste der
Kinder seines Eltern-Objektes l¨oscht.
Preferences
PreferencePages sind ein Konzept von Eclipse, um einfaches konfigurieren von Pro¨
gramminhalten zu bewerkstelligen. Ahnlich
wie bei den Wizards Seiten, sogenannten PreferencePages, welche ueber FieldEditoren leicht zu bauen sind. Diese Editoren greifen auf Konstanten zu welche vom schon erw¨ahnten PreferenceInitilizer ihren
Defaultwert erhalten.
Projektgruppe Syspect
162
12. Oktober 2006
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KAPITEL 15. ENTWURF
Beim bauen der Seite ist zu beachten das diese von FieldEditorPreferencePage abgeleitet ist, um an die FieldEditoren heranzukommen, und IWorkbenchPreferencePage
implementiert. Beispiele f¨
ur FieldEditoren sind DirectoryFieldEditoren, zum ausw¨ahlen von Verzeichnissen, und RadioGroupFieldEditor f¨
ur die Auswahl einer Sache aus
mehreren m¨oglichen. Die Seite muss in der plugin.xml unter Extensions eingetragen
werden, damit sie dort auftaucht wo sie hinsoll.
Die Konstante, die mit dem FieldEditor bearbeitet wird, muss in der PreferenceConstants des jeweiligen Plug-ins eingetragen sein, und mit dem PreferenceInitializer initialisiert werden.
15.3.3
SyspectNavigator Plug-in
Bei diesem Plug-in handelt es sich um eine Erg¨anzung der Benutzeroberfl¨ache. Es stellt
Baumansichten des Models zur Verf¨
ugung (f¨
ur eine n¨ahere Erl¨auterung des Models siehe
Abschnitt 15.3.6, S. 167). Es bietet drei verschiedene Darstellungen:
• Diagram Explorer : In dieser Darstellung werden in einem Projekt nur die Diagramme dargestellt. Dadurch ergibt sich eine Ansicht auf die Viewable-Ebene des
Models.
• Model Explorer : Hierbei werden in einem Projekt nur die Elemente der Model Ebene dargestellt. Es werden also keine Diagramme als Kinder von Projekten
angezeigt. Zustandsautomaten tauchen allerdings in dieser Ansicht als Kinder
ihrer Capsules auf.
• Project Explorer : In dieser Ansicht werden sowohl die Viewable-Ebene als auch
die Model -Ebene angezeigt.
Schnittstellen
Das Navigator Plug-in stellt die Extension Points actioncontributor und
toolbarcontributor zur Verf¨
ugung.
Der toolbarcontributor Extension Point erm¨oglicht es anderen Plug-ins (zum
Beispiel Editoren) Actions in der Werkzeugleiste des Navigators unterzubringen.
Der actioncontributor Extension Point bietet eine Schnittstelle, um anderen
Plug-ins zu erm¨oglichen, auf Doppelklicken“ in der Baumansicht zu reagieren. Hierzu
”
muss nur das Interface de.syspect.navigator.ep.IDoubleClickContributor
implementiert werden.
Das Plug-in erweitert die Eclipse-Extension Points
org.eclipse.help.toc,
org.eclipse.ui.perspectiveExtensions und
org.eclipse.ui.views
(siehe Abschnitt 15.2.2, S. 154).
Es gibt weitere Abh¨angigkeiten zu folgenden Plug-ins:
de.syspect.core,
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KAPITEL 15. ENTWURF
org.eclipse.core.runtime,
org.eclipse.gef und
org.eclipse.ui.views.properties.tabbed.
Drag and Drop
Das Navigator Plug-In ist eine DragSource. Das heißt, dass per Drag and Drop Elemente aus dem Navigator in andere Ansichten gezogen werden k¨onnen. Insbesondere
wird diese Funktionalit¨at genutzt, um bereits existierende Modelelemente zu Editoren
hinzuzuf¨
ugen.
Hierzu wird die von Eclipse bereitgestellt Funktionalit¨at (org.eclipse.swt.dnd) genutzt. Als Daten werden vom Navigator ausschließlich Namen (als Strings von ModelElementen) u
¨bergeben. Zieht der Benutzer ein Element der Viewable-Ebene mit der
Maus, so wird, falls das Element ein Model hat, der Namen des entsprechenden Model -Elements genutzt.
15.3.4
SyspectPersistence Plug-in
Das Persistence Plug-in ist f¨
ur das Laden und Speichern des Models zust¨andig. Diese Funktionalit¨at wird unter Benutzung des XMLEncoders (java.beans.XMLEncoder)
bereitgestellt. Da daf¨
ur die Kenntnis der Klassenstruktur des Models notwendig ist,
arbeitet dieses Plug-in nicht auf der Interfacestruktur. Daher ist es nur in der Lage,
Daten in Form von Instanzen der Klassen im SyspectModel -Plug-in zu speichern beziehungsweise zu laden.
Zus¨atzlich zu der Grundfunktionalit¨at stellt das Plug-in auch Wizards beziehungsweise
Actions zum Speichern, Laden und neue Projekte Erstellen bereit.
Schnittstellen
Das Persistence-Plug-in erweitert drei Extension Points des Syspect Core Plug-ins:
de.syspect.core.persistence,
de.syspect.core.preferenceinitializer und
de.syspect.core.syspectexithook (Beschreibung siehe Abschnitt 15.3.2, S. 158).
Zus¨atzlich erweitert es folgende Eclipse-Extension Points:
org.eclipse.help.toc,
org.eclipse.ui.actionSets,
org.eclipse.ui.bindings,
org.eclipse.ui.commands,
org.eclipse.ui.popupMenus und
org.eclipse.ui.preferencePages (siehe Abschnitt 15.2.2, S. 154).
Das Syspect Persistence Plug-in besitzt weitere Abh¨angigkeiten zu folgenden Plug-ins:
de.syspect.model,
de.syspect.utils,
org.eclipse.core.runtime,
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KAPITEL 15. ENTWURF
org.eclipse.draw2d und
org.eclipse.ui.views
Die Klasse de.syspect.persistence.PersistenceManager ist die Schnittstelle des
Plugins nach außen. Sie bietet sowohl Methoden zum Laden als auch zum Speichern
eines Projektes.
Dateiformat
Im Folgenden wird beschrieben, in welchem Format Projektdaten gespeichert, transportiert und geladen werden k¨onnen.
Die Daten werden in einer Datei mit der Endung .zsp gespeichert. Hierbei handelt
es sich um ein Zip-Archiv. Dadurch ist es f¨
ur eine sp¨atere Erweiterung von Syspect
einfach, eigene Daten abzuspeichern. Es kann einfach eine weitere Datei in das Archiv
eingef¨
ugt werden.
In dem Archiv liegt eine Datei, die die tats¨achlichen Daten enth¨alt. Diese Datei
heißt view.xml. In dieser wird ein Projekt als XML gespeichert. Hierzu wird der
in Java eingebaute XMLEncoder verwendet. Dieser erzeugt eine textuelle Darstellung
einer Java-Bean. Zum Speichern des Models werden f¨
ur mehrere Klassen spezielle
Persistence-Delegates verwendet:
• Rectangle: Da die Eclipse-Implementation von Rectangle im Model verwendet
wird, wurde ein Persistence-Delegate definiert, der den Konstruktor Rectangle(int, int, int, int) benutzt.
• AbsoluteBendpoint: Ein Persistence-Delegate zur Benutzung des Konstruktors AbsoluteBendpoint(int, int) wurde erstellt.
• Point: Es wird der Konstruktor Point(int, int) verwendet.
• Enums: F¨
ur die Klassen EVisibility, IConnectionLabel.EPosition,
EMethodType, EProblemStatus und EZStatus wurde ein gemeinsamer
Persistence-Delegate implementiert, welcher die Methode valueOf(String)
verwendet.
Zudem wurden die Attribute fileName, path und dirty aus ProjectImpl, sowie
label aus ConnectionLabelImpl auf transient gesetzt, da diese zur Laufzeit generiert werden. Das Attribut parent aus ProjectImpl wurde ebenfalls auf transient
gesetzt, damit nicht alle offenen Projekte gespeichert werden.
Ein leeres Projekt, das nur die System-Definitionen enth¨alt, sieht dementsprechend
folgendermaßen als XML aus:
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<java version="1.5.0_07" class="java.beans.XMLDecoder">
<object id="ProjectImpl0" class="de.syspect.model.ProjectImpl">
<void id="HashSet0" property="children">
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KAPITEL 15. ENTWURF
<void method="clear"/>
<void method="add">
<object class="de.syspect.model.SystemDefinitionImpl">
<void property="parent">
<object idref="ProjectImpl0"/>
</void>
</object>
</void>
</void>
<void property="children">
<object idref="HashSet0"/>
</void>
<void property="name">
<string>ProjectName</string>
</void>
</object>
</java>
Wie zu erkennen ist, werden die als transient markierten Attribute nicht ausgegeben.
15.3.5
SyspectUtils Plug-in
Das Plug-in stellt Basisfunktionalit¨aten zur Verf¨
ugung, die nicht von anderen Plugins abh¨angen. Beispielsweise beinhaltet die Klasse LayoutsAndDatas aus dem Paket
de.syspect.utils.view statische Funktionen, die standardisierte Layouts f¨
ur Komponenten der Benutzeroberfl¨ache erzeugen. Des Weiteren werden allgemeine Widgets
und verschiedene Wizards f¨
ur das Syspect-Projekt implementiert. Die Wizards erweitern die abstrakte Klasse AbstractSyspectWizard (vgl. Abbildung 15.9), die eine
Initialisierungsmethode bereitstellt.
AbstractSyspectWizard
RenameWizard
ExportWizard
...
SelectionWizard
NewProjectWizard
...
Abbildung 15.9: Die Verberbungshierarchie von AbstractSyspectWizard
Dieses Plug-in erleichtert die Erweiterbarkeit von Syspect insofern, als dass von mehreren Plug-ins gemeinsam genutzte Funktionalit¨at vorl¨aufig an dieser Stelle gesammelt
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Endbericht
KAPITEL 15. ENTWURF
werden kann. Nat¨
urlich muss es in regelm¨aßigen Abst¨anden Reengineering-Phasen geben, in denen untersucht wird, inwieweit Funktionalit¨at thematisch zusammenpassend
in ein separates Plug-in – in unserem Falle z.B. eine Wizard -Bibliothek – ausgelagert
werden kann. Ist dies aber der Fall, ist ein solches utils-Plug-in ein wichtiges Hilfsmittel, um die Flexibilit¨at w¨ahrend der Entwurfs- und Implementierungsiterationen zu
erh¨ohen.
Schnittstellen
Das Plug-in erweitert den Extension Point org.eclipse.help.toc. Weitere Abh¨angigkeiten hat SyspectUtils nur von den Eclipse Plug-ins org.eclipse.core.runtime
und org.eclipse.ui (siehe Abschnitt 15.2.2, S. 154).
15.3.6
SyspectModel Plug-in
Dieses Plug-in enth¨alt die Implementierung f¨
ur das Model und stellt somit die Struktur
f¨
ur die Datenhaltung von Syspect.
Schnittstellen
Dieses Plug-in dockt an dem Extension Point de.syspect.core.syspectmodel
vom SyspectCore (siehe Abschnitt 15.3.2, S. 158) und dem Eclipse Extension Point
org.eclipse.help.toc (siehe Abschnitt 15.2.2, S. 154) an.
SyspectModel besitzt folgende weitere Abh¨angigkeiten:
• org.eclipse.core.runtime.Plugin, da die Eclipse-Architektur fordert, dass
ein Plug-in eine Klasse haben muss, die das Interface BundleActivator implementiert.
• org.eclipse.draw2d, weil Klassen wie Point und Rectangle verwendet werden,
um grafische Informationen zu speichern.
• Aus org.eclipse.ui.views werden Elemente wie IPropertySource f¨
ur das
Event-Konzept verwendet (siehe Abschnitt 15.3.6, S. 169).
Dar¨
uber hinaus werden in dem Enum EPropertyConstants dem Java-Bean-Konzept
folgend, die Namen der Attribute der Modelklassen aufgelistet. Dies wird ben¨otigt,
damit die Tabbed Property View (siehe Abschnitt 15.3.12, S. 192) darauf zugreifen
kann.
Im folgenden werden nun zun¨achst einige Konzepte vorgestellt, die durchgehend im
gesamten Model verwendet werden. Anschließend werden thematisch sortiert in einem
ausgew¨ahlten Kontext alle Modelelemente vorgestellt.
¨
Ubergeordnete
Konzepte
• Namenskonventionen
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KAPITEL 15. ENTWURF
– Alle Namen in der Interface-Struktur im Model haben ein I“ am Anfang
”
des Namens.
– Ein Interface der Viewable-Ebene hat ein V“ nach dem I“ im Namen, wenn
”
”
es ein dazu korrespondierendes Interface (dann ohne V“) auf der Model”
Ebene gibt (Informationen zu den Modelebenen siehe unten).
– Eine Klasse, die ein Model -Interface implementiert, tr¨agt denselben Namen
wie dieses Interface, nur ohne I“ zu Beginn und mit Impl“ am Ende.
”
”
– Verwendete Enums beginnen mit einem E“.
”
• Eltern-Kind-Beziehungen Die Datenhaltung von Syspect basiert auf einer
Baumstruktur, d.h. die meisten Elemente sind u
¨ber Eltern-Kind-Beziehungen
miteinander verkn¨
upft. Klassen, die Elternelement sind, m¨
ussen das Interface
IParent implementieren und Klassen die Kindelement sind, m¨
ussen das Interface IChild implementieren.
¨
Abbildung 15.10 zeigt eine Ubersicht
dieser Struktur. Vererbungsbeziehungen
sind dann mit eingezeichnet, wenn dadurch das Verst¨andnis erleichtert wird –
eine vollst¨andige Darstellung der Vererbungsbeziehungen ist in den nachfolgenden Abschnitten enthalten.
Bei der Modellierung der Eltern-Kind-Beziehung wurden folgende Anforderungen
ber¨
ucksichtigt:
– Die Beziehungen sollten gegenseitig aufeinander abgestimmt sein, d.h. genau
dann wenn ein Element A Vater von einem Element B ist, soll B Kind von
A sein.
– Die Beziehungen sollen sich daran orientieren, was im Navigationsbaum angezeigt werden soll, damit dieser m¨oglichst einfach zu implementieren ist.
Zu beachten ist jedoch, dass nicht alle Klassen des Modells u
¨ber die Eltern-KindBeziehungen zu erreichen sind. Das sind
– alle Verbindungen (Connections),
– alle Elemente der View-Ebene,
– alle Z-Elemente
– und die DC-Elemente.
• Die drei Ebenen im Syspect-Model Es gibt drei Ebenen, denen fast alle
Modellelemente zugeteilt werden k¨onnen:
– Die reine“ Model-Ebene beinhaltet alle wesentlichen Elemente des UML”
Profils (siehe Kapitel 9, S. 77 und Kapitel 14.2, S. 143) als Interfaces sowie
sinnvolle abstrakte Superinterfaces. So gibt es z.B. f¨
ur das Capsule-Element
das Interface ICapsule.
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KAPITEL 15. ENTWURF
<< interface >>
IProjectManager
<< interface >>
IProject
<< interface >>
ITopLevelElement
<< interface >>
<< interface >>
<< interface >>
IAbstractClass
IViewableDiagram
ISystemDefinition
<< interface >>
<< interface >>
<< interface >>
IStateMachine
IClassContent
IDiagramContent
<< interface >>
<< interface >>
<< interface >>
<< interface >>
IStateContainer
IVAbstractClass
IVAbstractState
IComponent
<< interface >>
<< interface >>
<< interface >>
<< interface >>
IAbstractState
IVClassContent
IVState
IComponentContent
<< interface >>
<< interface >>
<< interface >>
IState
IVRegion
IConnector
<< interface >>
IRegion
Abbildung 15.10: Eltern-Kind-Beziehungen im Syspect Model (in Pfeilrichtung gelesen
ist die Semantik ist Kind von“)
”
– Die Viewable-Ebene ist eine Art Ansichts“-Ebene: Es gibt z.B. mehrere
”
Ansichten auf eine Capsule, da sie beliebig oft in Klassendiagrammen oder
als Component in Komponentendiagrammen auftauchen kann. Um dies zu
erm¨oglichen, sind auf dieser Ebene die Interfaces IVClass und IComponent
angesiedelt. In diesen Klassen wird gespeichert, welche Attribute und Methoden (bzw. welche bereitgestellten und ben¨otigten Interfaces) in der jeweiligen
Ansicht gezeigt werden sollen.
– Schließlich geht es in der View-Ebene nur um die rein grafischen Elemente.
Das heißt, dass – dem Beispiel folgend – sowohl f¨
ur jedes IVClass-Objekt als
auch f¨
ur jedes IComponent-Objekt ein IConstrainedNode-Objekt existiert,
dass speichert, wo es wie groß in einem Diagramm auftaucht.
• Das Event-System von Syspect Allgemein besteht der Sinn von Events darin,
dass Ver¨anderungen, die an einer Stelle im Programm stattfinden, an alle anderen
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KAPITEL 15. ENTWURF
Teile, die Informationen u
¨ber diese Ver¨anderung ben¨otigen, weitergeleitet werden.
Beispielsweise ¨andert ein Benutzer im Klassendiagrameditor den Namen einer
Methode. Dazu wird – auf der Modelebene betrachtet – die Methode setName in
¨
der Klasse CommentedNamedElement aufgerufen, die nach Anderung
des Names
den Event NAME CHANGED feuert.
M¨ochte eine Klasse u
¨ber Events in einer Modelklasse informiert werden, kann
sie sich u
ur dieses
¨ber die Methode addPropertyChangeListener als Listener f¨
Modelelement eintragen. Außerdem werden Events an den jeweiligen Parent einer
Klasse weitergereicht. Ein aufgetretener Event propagiert sich durch den ganzen
Baum der Parent/Child-Hierarchie bis nach oben zum project manager hin durch.
urde das Event NAME CHANGED von der MeIm Beispiel der Namens¨anderung w¨
thode an die Klasse, in der die Methode liegt, weitergeleitet. Die Klasse u
¨bergibt
dieses Event dann wiederum an ihren Parent, also an das Projekt. Der Grund
¨
daf¨
ur ist, dass bei Anderung
des Namens einer Methode im Klassendiagramm es
m¨oglicherweise nicht ausreicht, nur die Methode neu zu zeichnen. M¨oglicherweise
muss die ganze Klasse oder gar das ganze Diagramm neu gezeichnet werden, um
auf die Ver¨anderung zu reagieren.
Tritt ein Event in View- oder Viewable-Ebene auf, wird dieses an das dazugeh¨orige Modelelement weitergegeben. Dadurch wird eine gewisse Fehlertoleranz
erreicht, da es nicht n¨otig ist, sich als Listener f¨
ur einzelne grafische Elemente wie
zum Beispiel ConstrainedNode einzutragen. Stattdessen erh¨alt ein Modelelement
auch alle Informationen u
¨ber Ver¨anderungen in den dazugeh¨origen grafischen Elementen.
Alle in Syspect verwendeten Events sind in dem Enum EEventsConstants definiert.
ProjectManager
event
event
...
Project
event
event
ViewableDiagram
Model
event
event
event
Diagram
Class
VClass
event
event
ConstrainedNode
View
Parent
Abbildung 15.11: Ein in einer ConstrainedNode“-Klasse aufgetretener Event wird an
”
die Modelebene weitergeleitet (vertikale Richtung) und in der Parent/Child-Hierarchie
zur Wurzel propagiert (horizontale Richtung).
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KAPITEL 15. ENTWURF
Die Strategie, wie in Syspect Events gefeuert werden, ist somit ein Kompromiss
zwischen einer aufwendigen Logik, die m¨oglichst wenig Events nur an die Elemente feuert, die diese auch ben¨otigen und einer simplen Logik, die aber so viele
Events feuert, dass die Performanz des Gesamtsystems u
uhr in Mitlei¨ber Geb¨
denschaft gezogen wird.
Kontext: Hilfreiche Superinterfaces
In Abbildung 15.12 sind einige verwendete Superinterfaces und ihre Vererbungszusammenh¨ange skizziert. Ihre Namen sind zum großen Teil selbsterkl¨arend und
funktionieren nach folgendem Prinzip: Alle Klassen, die INamedElement implementieren, k¨onnen benannt werden, alle Klassen die ICommented implementieren, k¨onnen
mit einem Kommentar versehen werden usw.
Eine Ausnahme bildet IPotentiallyProblematicElement, denn in der gegenw¨artigen
Implementierung gibt es nur eine Klasse – ProblemSupport –, die dieses Interface
implementiert. Diese ist per Komposition in alle betreffenden Klassen eingebunden.
Es sei aber darauf hingewiesen, dass es m¨oglich w¨are, bei einer anderen Modelimplementierung dies ebenfalls durch Vererbung zu l¨osen.
<< interface >>
<< interface >>
<< interface >>
<< interface >>
IDeletable
INamedElement
ICommented
IPotentiallyProblematicElement
<< interface >>
<< interface >>
<< interface >>
<< interface >>
IView
IViewable
IModelElement
ICSPOZDCExportable
ProblemSupport
<< interface >>
IPEAExportable
Abbildung 15.12: Superinterfaces
Kontext: Projektmanager und Projekte
Die Schnittstelle, u
¨ber die s¨amtliche Modelldaten erreicht werden k¨onnen, heißt
IProjectManager. Sie verwaltet eine Liste von IProject-Instanzen, welche jeweils alle
Modelldaten f¨
ur ein Projekt beinhalten. Die Klasse IProject verwaltet die ihm untergeordneten Modellelemente wie folgt:
• In einer Liste von IAbstractClass-Instanzen werden s¨amtliche Klassen und Interfaces gespeichert.
• In einer Liste von IViewableDiagram-Instanzen werden s¨amtliche Diagramme
gespeichert.
• In einer ISystemDefinition-Instanz werden globale Z-Definitionen gespeichert.
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KAPITEL 15. ENTWURF
Zum besseren Zugriff auf diese Modellelemente implementieren sie alle das Interface
ITopLevelElement, so dass bei einem Aufruf von getChildren eines Projektes s¨amtliche dieser Modellelemente zur¨
uckgegeben werden.
<< interface >>
*
ITopLevelElement
<< interface >>
<< interface >>
<< interface >>
IAbstractClass
IViewableDiagram
ISystemDefinition
*
*
<< interface >>
IProjectManager
*
is_parent
<< interface >>
IProject
is_parent
Abbildung 15.13: Projektmanager und Projekte
Kontext: Klassen und Interfaces
Das abstrakte Oberinterface f¨
ur die Model-Repr¨asentationen von Capsule, Data und Interface ist IAbstractClass. IAbstractClass-Instanzen k¨onnen IClassConnections
als ausgehende und abgehende Verbindungen haben und sie sind immer Kind ihres
Projektes. Sie selbst sind Eltern von IClassContent-Instanzen.
Die erbenden Interfaces der IAbstractClass sind IClass und IInterface. Sie unterscheiden sich wie folgt:
• IClass hat als IClassContent IAttribute- und IMethod-Objekte. IClass ist
wie IAbstractClass abstrakt und hat als konkrete Unterklassen ICapsule und
IData. Diese beiden unterscheiden sich dadurch voneinander, dass ICapsule eine
IStateMachine (zus¨atzlich als ClassContent) und ein Set von IDCTag-Objekten
besitzt. IDCTag kapselt eine IDCFormula und implementiert das INamedElementInterface. Die IStateMachine und andere zugeh¨orige Klassen werden in dem
entsprechenden Abschnitt (Seite 175) behandelt.
• IInterface-Instanzen haben als IClassContent IMethodSignature-Objekte.
Einige Details zum IClassContent:
• IMethodSignature und IAttribute implementieren das IFeature-Interface,
welches besagt, dass sie eine Sichtbarkeit haben (Wir haben uns f¨
ur den Namen Feature entschieden, weil in der UML auch Elemente mit einer Sichtbarkeit
Feature genannt werden).
• Jede IMethod besitzt eine IMethodSignature. Wenn z.B. eine Realisierungsbeziehung zwischen einer ICapsule und einem IInterface erstellt wird, wird f¨
ur
jede IMethodSignature in dem Interface jeweils eine IMethod erstellt, die die
entsprechende IMethodSignature als Attribut hat.
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KAPITEL 15. ENTWURF
• Es gibt einen Ausnahmefall, in dem IMethodSignature-Instanzen IClassInstanzen als Elternelemente haben k¨onnen, und zwar wenn sie Signaturen von
lokalen Methoden sind.
Die Beziehungen von IAbstractClass-Objekten zu Z-Elementen wird in dem Abschnitt u
¨ber Z-Elemente (S. 173) behandelt.
<< interface >>
IClassConnection
*
incoming
*
outgoing
<< enumeration >>
<< interface >>
EVisibility
IFeature
<< interface >>
IAbstractClass
<< interface >>
<< interface >>
IClass
IInterface
<< interface >>
is_parent
*
<< interface >>
IClassContent
<< interface >>
* IMethodSignature
<< interface >>
IMethod
IAttribute
*
<< enumeration >>
<< enumeration >>
EMethodSignatureStereotype
EMethodType
*
<< interface >>
<< interface >>
<< interface >>
IData
ICapsule
IStateMachine
*
<< interface >>
<< interface >>
<< enumeration >>
IDCTag
IDCFormula
EZStatus
Abbildung 15.14: Klassen und Interfaces
Kontext: Z-Elemente
Alle Z-Elemente leiten sich von IZElement ab. Jedes IZElement hat einen EZStatus.
Im folgenden werden die einzelnen Unterklassen von IZElement aufgelistet und beschrieben, wo sie vorkommen:
• Ein IZType speichert in einem String einen Z-Typ. Jedes IAttribute und jede
IZDeclaration haben einen IZType. Außerdem leitet sich IData von IZType ab.
Dies hat folgenden Grund: Wenn z.B. eine ICapsule durch eine IAggregation
ein IData-Objekt beinhaltet, so bekommt sie dieses als Attribut. Da IAttributeObjekte einen IZType brauchen ist IData ein IZType.
• Die schon erw¨ahnte IZDeclaration findet in der IMethodSignature ihre Anwendung. Eine IMethodSignature hat jeweils mehrere IN -, OUT - und SIMPLE -IZDeclarations.
• Die Klasse IZPredicate wird zum einen als ENABLE und EFFECT in der
IMethod verwendet und zum anderen als INIT und INVARIANT in IClass.
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KAPITEL 15. ENTWURF
• Sowohl die ISystemDefinition als auch jede IClass haben die M¨oglichkeit ZDefinitionen in einem IZTypeDefinition-Objekt zu definieren.
<< enumeration >>
<< interface >>
EZStatus
IZElement
<< interface >>
<< interface >>
<< interface >>
<< interface >>
IZTypeDefinition
IZPredicate
IZDeclaration
IZType
*
*
*
effect enable
<< interface >>
<< interface >>
<< interface >>
<< interface >>
IZTypeElement
IMethod
IData
IAttribute
*
in
invariant init
out
simple
<< interface >>
<< interface >>
<< interface >>
ISystemDefinition
IClass
IMethodSignature
*
Abbildung 15.15: Z-Elemente
Kontext: Verbindungen
Das Superinterface aller Verbindungselemente ist IConnection. Folgende Interfaces
sind ihr untergeordnet.
• Verbindungen der Model-Ebene:
– IClassConnection als Ober-Interface f¨
ur alle Verbindungen, die in Klassendiagrammen vorkommen k¨onnen. Dies sind im Einzelnen: IAggregation,
IAssociation, IComposition, IDependency, IGeneralization und
IRealization.
– ITransition, als einzige Verbindung auf Modelebene, die nicht ins Klassendiagramm geh¨ort.
• Verbindungen der Viewable-Ebene:
– IViewableConnection als Oberklasse f¨
ur alle Verbindungen dieser Ebene.
Dazu geh¨oren zum einen die Viewable-Elemente der Verbindungen auf Model -Ebene und zum anderen die Verbindungen, die keine Entsprechung im
Model haben. Letztere werden im Abschnitt Kontext: Diagramme und Verbindungen auf Viewable-Ebene, S. 177 n¨aher erl¨autert.
• Die (einzige) Verbindung der View-Ebene:
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– IEdge. Jede IViewableConnection-Instanz hat eine 1:1 Beziehung zu einer
IEdge-Instanz. N¨aheres zur IEdge im Abschnitt Kontext: Die View-Ebene,
S. 179.
<< interface >>
IConnection
<< interface >>
<< interface >>
<< interface >>
<< interface >>
IEdge
IViewableConnection
IClassConnection
ITransition
incoming
<< interface >>
<< interface >>
<< interface >>
<< interface >>
IRealization
IDependency
IGeneralization
IConnectionWithCardinality
outgoing
<< enumeration >>
ECardinality
<< interface >>
<< interface >>
<< interface >>
IAggregation
IComposition
IAssoziation
Abbildung 15.16: Verbindungen
Manche Verbindungen haben Kardinalit¨aten, die durch das Enum ECardinality
repr¨asentiert werden. Dies sind im Einzelnen IAggregation, IComposition und
IAssociation.
Kontext: Zustandsautomaten
Die Zustandsdiagramme von Syspect weisen im Vergleich zum Klassendiagramm zwei
Besonderheiten auf, die sich auch in der Datenhaltung wiederspiegeln:
• Da es m¨oglich ist, eine Region eines Zustands in einem eigenen Diagramm zu
betrachten, gibt es zwei Arten von Zustandsdiagrammen: Solche, die einen vollst¨andigen Zustandsautomaten enthalten und solche, die nur eine Region eines
bestimmten Zustands zeigen.
• W¨ahrend ein Klassendiagramm eine reine View -Angelegenheit ist (Klassen k¨onnen in keinem, einem einzigen oder mehreren Diagrammen angeordnet werden
und jeweils in verschiedene Kontexte gestellt werden), ist ein Zustandsautomat
immer genau einer Klasse zugeh¨orig und eine Klasse kann nicht mehrere davon
haben.
IStateMachine ist das Modelelement f¨
ur die Diagrammart Zustandsdiagramm. Hier
ist zu beachten, dass dies die einzige Diagrammart ist, bei der auch das Diagramm selbst ein Modelelement hat. IStateMachine und IRegion erben beide von
IStateContainer, welche IAbstractStates enthalten.
Es gibt drei Arten von Zust¨anden, die sich alle von IAbstractState ableiten:
• IState ist der normale“ Zustand. Ein Zustand kann IRegions enthalten.
”
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KAPITEL 15. ENTWURF
• IInitState ist der Startzustand.
• IFinalState ist der Endzustand.
IAbstractState-Objekte k¨onnen ITransitions als ankommende oder abgehende Verbindungen haben. Eine ITransition kann eine MethodSignature als trigger besitzen.
*
<< interface >>
*
is_parent
IStateContainer
<< interface >>
outgoing
IAbstractState
<< interface >>
ITransition
incoming *
trigger
<< interface >>
<< interface >>
IStateMachine
IRegion
*
<< interface >>
<< interface >>
<< interface >>
<< interface >>
IState
IInitState
IFinalState
IMethodSignature
is_parent
<< interface >>
ICapsule
Abbildung 15.17: Zustandsautomaten
Kontext: Komponentendiagramme
In diesem Abschnitt werden alle Elemente beschrieben, die f¨
ur Komponentendiagramme wichtig sind. Generell zu beachten ist, dass hier alle Klassen auf der Viewable-Ebene
angesiedelt sind und es f¨
ur sie keine eigenen Klassen auf der reinen Model -Ebene gibt.
• IComponent repr¨asentiert eine Komponente. Eine Komponente ist gewissermaßen
eine Capsule-Instanz, bzw. jede Komponente bseitzt eine Capsule als Model.
• Eine Komponente kann mehrere IPorts haben.
• IPort und IComponent erben beide von IConnectorContainer. Dies bedeutet,
sie k¨onnen beide u
¨ber IConnectorConnection mit IConnector-Instanzen verbunden sein. Sie verwalten aber auch direkt die Instanzen der Konnektoren, mit
denen sie verbunden sind. Diese redundante Datenhaltung ist dem Umstand geschuldet, dass die IConnectorConnection f¨
ur die grafische Darstellung relevant
ist, f¨
ur den Export jedoch nicht – deswegen ist f¨
ur letzteren sozusagen die M¨oglichkeit eingebaut, direkt die Konnektoren abfragen zu k¨onnen.
• IConnector ist das Superinterface f¨
ur IProvidedInterface und
IRequiredInterface. Ein IConnector kann u
¨ber ein IDelegate mit einem
IPort verbunden sein.
Ein IConnector kennt immer sein IInterface, dass durch ihn bereitgestellt (provided ) oder von ihm ben¨otigt (required ) wird.
• IAbstractConnector
IAssemblyConnector.
ist
das
Superinterface
von
IConnector
und
• IComponentContent ist das Superinterface von IComponent und IConnector.
Es ist die Schnittstelle f¨
ur Elemente, die Kindelemente von Komponenten seien
k¨onnen und damit eine entsprechende Beziehung wiederum zu IComponent.
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KAPITEL 15. ENTWURF
<< interface >>
<< interface >>
<< interface >>
IAbstractConnector
IComponentContent
IConnectorContainer
is_parent
*
<< interface >>
<< interface >>
<< interface >>
IConnector
IComponent
IAssemblyConnector
*
<< interface >>
IPort
*
*
*
<< interface >>
<< interface >>
<< interface >>
<< interface >>
<< interface >>
IInterface
IRequiredInterface
IProvidedInterface
IConnectorConnection
IDelegate
*
Abbildung 15.18: Komponentendiagramme
Kontext: Abstrakte Oberstruktur der Viewable-Ebene
Die Viewable-Ebene hat folgende Struktur: Alle Klassen dieser Ebene erben von
der Wurzelklasse IViewable. Auf der darunter liegenden Ebene gibt es zun¨achst
f¨
ur jede Basis-Objektart (Diagramm, Verbindung, Knoten) eine eigene Oberklasse:
IViewableDiagram, IViewableConnection, IViewableNode. Zus¨atzlich wurde ein Interface IViewableWithModel eingef¨
uhrt, da alle Elemente dieser Ebene aufteilbar in
zwei Gruppen sind: In der einen Gruppe haben alle Elemente ein dazugeh¨origes Element auf der reinen Model-Ebene (wie IVCapsule und ICapsule) und in der anderen
Gruppe haben alle Elemente so ein Element auf der reinen Model-Ebene eben nicht
(wie IPort). Alle Elemente, die zur ersten Gruppe geh¨oren, implementieren besagtes
Interface.
<< interface >>
IViewable
<< interface >>
<< interface >>
<< interface >>
<< interface >>
IViewableDiagram
IViewableWithModel
IViewableNode
IViewableConnection
<< interface >>
* IConnectionLabel
Abbildung 15.19: Abstrakte Oberstruktur der Viewable-Ebene
Kontext: Diagramme und Diagramminhalt
Damit ein Diagramm, unabh¨angig von seinem Typ, mit getChildren nach seinem
Inhalt gefragt werden kann, erben alle Diagrammtypen von IViewableDiagram und die
jeweiligen Hauptinhalte (von ihnen aus sind u
¨ber weitere get-Methoden alle weiteren
Inhalte zugreifbar) von IDiagramContent.
Kontext: Diagramme und Verbindungen auf Viewable-Ebene
Passend zu den von Syspect unterst¨
utzten Diagrammarten sind die drei erbenden Interfaces von IViewableDiagram IComponentdiagram, IClassdiagram und
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KAPITEL 15. ENTWURF
<< interface >>
<< interface >>
is_parent
IViewableDiagram
*
IDiagramContent
<< interface >>
<< interface >>
<< interface >>
IClassdiagram
IComponentdiagram
IVStateContainer
is_parent
is_parent
is_parent
*
*
*
<< interface >>
<< interface >>
<< interface >>
IVAbstractClass
IComponent
IVAbstractState
Abbildung 15.20: Kontext: Diagramme und Diagramminhalt
IVStateContainer. Letzteres Interface erbt ebenfalls von IViewableWithModel und
hat als erbende Kinder IVRegion und IVStateMachine.
Die erbenden Interfaces von IViewableConnection lassen sich in zwei Gruppen einteilen:
• IVTransition und IVClassConnection haben korrespondierende Interfaces auf
der Model-Ebene und erben deswegen auch von IViewableWithModel.
• IConnectorConnection und IDelegate haben keine zugeh¨origen Modelelemente.
<< interface >>
<< interface >>
<< interface >>
IViewableDiagram
IViewableWithModel
IViewableConnection
<< interface >>
<< interface >>
<< interface >>
<< interface >>
<< interface >>
<< interface >>
<< interface >>
IComponentdiagram
IClassdiagram
IVStateContainer
IVTransition
IVClassConnection
IConnectorConnection
IDelegate
<< interface >>
<< interface >>
IVRegion
IVStateMachine
<< interface >>
<< interface >>
<< interface >>
<< interface >>
<< interface >>
<< interface >>
IVRealization
IVDependency
IVGeneralization
IVAggregation
IVComposition
IVAssoziation
Abbildung 15.21: Diagramme und Verbindungen auf Viewable-Ebene
Kontext: Die Vererbungshierarchie von ViewableNode
Ebenso wie bei IViewableConnection lassen sich die erbenden Interfaces von
IViewableNode in zwei Gruppen einteilen:
• IVClassContent, IVAbstractClass und IVAbstractState haben zugeh¨orige Interfaces auf der Model-Ebene.
• IConnectorContainer und IAbstractConnector sind nur auf der ViewableEbene angesiedelt.
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KAPITEL 15. ENTWURF
Dementsprechend leiteten sich die Elemente der ersten Gruppe zus¨atzlich von
IViewableWithModel ab, die der zweiten Gruppe hingegen nicht.
Es sei darauf hingewiesen, dass alles ein IViewableNode ist, was in einem Diagramm
gezeichnet werden kann und keine Verbindung ist. Die Unterscheidung zwischen Elementen, die eine eigene Position und Gr¨oße haben und solchen, deren Position und
Gr¨oße direkt von anderen abh¨angig ist, wird erst auf View -Ebene getroffen und entsprechend im folgenden Abschnitt behandelt.
<< interface >>
<< interface >>
IViewableWithModel
IViewableNode
<< interface >>
<< interface >>
<< interface >>
<< interface >>
<< interface >>
IVClassContent
IVAbstractClass
IVAbstractState
IConnectorContainer
IAbstractConnector
Abbildung 15.22: Die Vererbungshierarchie von ViewableNode
Kontext: Die View -Ebene
Die View-Ebene ist f¨
ur die rein grafische Notation verantwortlich. Alle Interfaces dieser
Ebene erben von IView. Mit IDiagram, INode und IEdge ergibt sich zun¨acht eine
korrespondierende Struktur zu den abstrakten Viewable-Elementen (siehe Abschnitt
15.3.6, Seite 177). Mit IConstrainedNode liegt eine Spezialisierung von INode vor die
eine Position und Gr¨oße in einem Diagramm beinhaltet.
<< interface >>
*
IConnectionLabel
<< interface >>
<< interface >>
IViewable
IView
<< interface >>
<< interface >>
<< interface >>
<< interface >>
<< interface >>
<< interface >>
<< interface >>
IViewableConnection
IViewableNode
IViewableDiagram
IDiagram
INode
IEdge
IViewLabel
<< interface >>
* IConstrainedNode
Abbildung 15.23: Die View -Ebene
15.3.7
SyspectModelConsistencyChecker Plug-in
Das ModelConsistencyChecker Plug-in u
uft, angestoßen durch ein Event, das ak¨berpr¨
tuelle Projekt auf Inkonsistenzen. Diese werden in der ProblemView angezeigt und sind
in die zwei Problemarten Error und Warning unterteilt. Als zus¨atzliche Besonderheit
werden die Elemente, welche ein Problem ausgel¨ost haben, farbig markiert.
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KAPITEL 15. ENTWURF
Schnittstellen
Ein Aufruf der Methode notifyChanged des ProjectChangedNotifiers im Core Plugin wirft das Event PROJECT CHANGED. Dieses f¨
uhrt neben dem zu u
ufenden Projekt
¨berpr¨
auch ein Set von Elementen mit sich, welche sich seit dem letzten Aufruf ver¨andert
haben.
Der ModelConsistencyChecker reagiert mit dem Start der Konsistenz¨
uberpr¨
ufung.
Der SyspectModelConsistencyChecker erweitert die Eclipse Extension Points
org.eclipse.ui.perspectiveExtensions,
org.eclipse.ui.startup und
org.eclipse.ui.views, welche im Abschnitt 15.2.2 (S. 154) beschrieben werden.
Weitere Abh¨angigkeiten existieren zu den Plug-ins
de.syspect.componenttable,
de.syspect.core,
org.eclipse.core.runtime und
org.eclipse.ui.views.
Ablauf der Konsistenzu
¨ berpru
¨ fung
Der gesamte Vorgang gliedert sich in drei Teile. Als erstes werden Referenzen f¨
ur das
aktuelle Projekt gesetzt und Container f¨
ur den schnellen Zugriff auf Components und
Klassen erstellt. Dies dient der Vorbereitung f¨
ur den zweiten Schritt, in welchem die
eigentlichen Konsistenzbedingungen u
uft und betroffene Elemente zwei internen
¨berpr¨
Listen hinzugef¨
ugt werden. Neben dem Element werden den Listen noch eine genaue
Fehlerbeschreibung und der Typ des Problems, Error oder Warning, mitgeliefert. Eine
der Listen dient dazu die ProblemView zu aktualisieren. S¨amtliche Elemente in der anderen Liste werden entsprechend des Problemtyps mit Hilfe der Methode addProblem
als problematisch markiert und in vorkommenden Diagrammen eingef¨arbt. Diese Synchronisation mit der Anwendungsoberfl¨ache ist als dritter Teil zu verstehen.
15.3.8
SyspectDiagramEditorBundle Plug-in
Dieses Plug-in ist daf¨
ur zust¨andig, gemeinsam genutzte Funktionalit¨at der Diagrammeditoren zu verwalten. Abbildung 15.24 macht an einem Beispiel deutlich, wie
das SyspectDiagramEditorBundle im Kontext von Syspect eingebettet ist: Es werden drei Commands betrachtet, die f¨
ur die Erstellung jeweils eines Elements (Method,
Association, Interface) im Klassendiagrammeditor zust¨andig sind.
Die Klasse Command und das dazugeh¨orige Prinzip wird von GEF bereitgestellt. Das
im core-Paket definierte SyspectCommand leitet sich davon ab und erweitert das GEFKonzept um ein Syspect-spezifisches Konzept.
Das SyspectDiagramEditorBundle stellt nun die Klassen CreateConnectionCommand
und CreateCommandWithConstraints bereit, die von allen Diagrammeditoren benutzt
werden k¨onnen. Das Plug-in, das f¨
ur den Klassendiagrameditor zust¨andig ist, kann
nun auf dieser Hierarchie aufbauen – hier muss nur der Code implementiert werden,
Projektgruppe Syspect
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12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 15. ENTWURF
der Klassendiagramm-spezifisch“ ist.
”
Command
GEF
SyspectCommand
MethodCreateCommand
SyspectCore
CreateConnectionCommand
CreateClassConnectionCommand
CreateAssociationCommand
CreateCommandWithConstraints
AbstractClassCreateCommand
SyspectEditorBundle
ClassDiagramEditor
InterfaceCreateCommand
Abbildung 15.24: Vererbungshierarchie bei den CreateCommands
Nach demselben Prinzip sind in diesem Plug-in auch Klassenhierarchien anderer GEFGrundtypen wie EditPart, EditPolicy und Figure (siehe Abschnitt 15.2.1, S. 149)
bereitgestellt, um das Implementieren von Diagrameditoren zu erleichtern.
Da es – wie oben schon erw¨ahnt – ein Syspect-eigenes Command-Konzept gibt, soll im
folgenden Abschnitt n¨aher darauf eingegangen werden.
Commands
¨
Eine elementare Rolle spielt in Syspect das Command Pattern, denn jede Anderung
am Model wird durch Commands ausgef¨
uhrt. Die von uns verwendeten Commands
bestehen aus folgenden Methoden, deren Inhalte im Folgenden beschrieben werden:
• In den Konstruktoren sollen nur die u
¨bergebenen Felder gespeichert werden, da
der Konstruktor potentiell sehr oft aufgerufen wird.
• init: Hier soll das Erstellen von Objekten, z.B. eines Teilbaums mit einem Viewable- und einem View -Modelelement, geschehen. Wichtig ist hierbei, dass keine
Referenzen der erstellten Objekte an das Modell u
¨bergeben werden. Es darf also auf einem erstellten Objekt beispielsweise setParent mit einem bestehenden
Modell-Objekt als Parameter aufgerufen werden, jedoch ist ein addChild auf dem
bestehenden Objekt verboten.
• canExecute: Die canExecute-Methode dient f¨
ur die Umgebung dazu, herauszufinden ob das Command ausgef¨
uhrt werden darf oder nicht. Sie greift in der Regel
auf Consistency-Checker-Methoden zur¨
uck um dies herauszufinden.
Projektgruppe Syspect
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12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 15. ENTWURF
• execute: Die execute-Methode sollte nicht verwendet werden, sie wird benutzt
um das Command in den Undo-Manager einzuf¨
ugen, dar¨
uberhinaus ruft sie
reproduce auf.
¨
• reproduce: Die reproduce-Methode nimmt die eigentlichen Anderungen
am Modell vor. Hier werden Namen, mithilfe des NameAdministrators erstellt, sowie
¨
Anderungen
an bestehenden Modell-Elementen vorgenommen. Ein Beispiel f¨
ur
eine typische Anweisung, die in reproduce geschehen sollte ist addChild um
einen neuerstellten Teilbaum in das Modell einzuf¨
ugen. Wichtig ist, dass die
reproduce-Methode auf jeden Fall super.reproduce aufruft, denn sonst wird
init nicht ausgef¨
uhrt.
• undo: Die undo Methode macht nun genau das r¨
uckg¨angig, was die reproduce
Methode gemacht hat. An dieser Definition ist auch zu sehen, dass die reproduceMethode keine Objekte erstellen sollte, denn dies ist in Java nicht explizit r¨
uckg¨angig zu machen.
• toString: Als letztes gibt es noch die toString-Methode, die einen Text liefern
soll, der bei den Undo/Redo-Buttons und Men¨
ueintr¨agen angezeigt wird.
Zum Command Stacking, also dem Benutzen von Commands innerhalb von Commands,
ist zu bemerken, dass die Commands dann nur erzeugt und redo beziehungsweise
undo delegiert werden muss. Die execute-Methode darf nicht aufgerufen werden, weil
andernfalls die Commands alle in den Undo-Manager eingetragen w¨
urden, was ein
atomares Undo verhindern w¨
urde.
Schnittstellen
Extension Points:
• componentdiagramconsistency Das Plug-in, welches die Benutzereingaben in Komponentendiagrammen pr¨
ufen soll, muss das Interface
IComponentDiagramConsistencyChecker implementieren.
• statemachineconsistency
Das
Plug-in,
welches
die
Benutzereingaben
in
Zustandsautomaten
pr¨
ufen
soll,
muss
das
Interface
ICStatemachineConsistencyChecker implementieren.
• classdiagramconsistency
Das
Plug-in,
welches
die
Benutzereingaben
in
Klassendiagrammen
pr¨
ufen
soll,
muss
das
Interface
IClassDiagramConsistencyChecker implementieren.
Extensions:
• de.syspect.preferenceinitializer (siehe Abschnitt 15.3.2, S. 158)
• org.eclipse.help.toc (siehe Abschnitt 15.2.2, S. 154)
• org.eclipse.ui.preferencePages (siehe Abschnitt 15.2.2, S. 154)
Projektgruppe Syspect
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Endbericht
KAPITEL 15. ENTWURF
Dieses Plug-in hat folgende weitere Abh¨angigkeiten:
• org.eclipse.core.runtime
• org.eclipse.equinox.common
• org.eclipse.gef
• org.eclipse.ui.views
15.3.9
Die drei Diagrammeditoren
Die Beschreibung der drei Diagrammeditor-Plug-ins ist einem Kapitel zusammengefasst, da sie viele Gemeinsamkeiten aufweisen – zum Beispiel stimmen die meisten
Schnittstellen u
¨berein.
Jedes dieser Plug-ins erweitert Syspect um einen grafischen Editor f¨
ur jeweils einen
der drei Diagrammtypen, die erforderlich sind, um die Anforderungen des UML-Profils
zu erf¨
ullen (siehe Kapitel 9, S. 77 und Kapitel ??, S. ??). Sie verwenden hierf¨
ur
sowohl das GEF-Plug-in, als auch das Syspect-eigene de.syspect.editorbundle.
Diese Architektur soll es erleichtern, weitere Diagrammtypen zu Syspect hinzuf¨
ugen
zu k¨onnen.
Die Paketstruktur der Diagrammeditor-Plug-ins ist nach dem in Abschnitt 15.3.1 (S.
157) vorgestellten Prinzip in Controller - und View -Teil untergliedert. W¨ahrend im
Controller -Bereich sowohl die ben¨otigten GEF-Klassen wie EditParts, EditPolicies
und Commands als auch Actions und jeweils ein Sprachpaket untergebracht sind,
werden im View -Bereich neben den GEF-Figures auch die View -Anteile der Wizards
und Preferences bereitgehalten.
In den folgenden Abschnitten werden pro Plug-in einige Besonderheiten und Techniken
vorgestellt, die f¨
ur den Entwurf des Editors f¨
ur die jeweilige Diagrammart zu beachten
wichtig sind.
SyspectClassdiagramEditor Plug-in
F¨
ur den Klassendiagrammeditor sind zwei verschiedene GEF-Layout-Konzepte notwendig, um die grafischen Elemente richtig anordnen zu k¨onnen:
• Mithilfe einer XYLayoutEditPolicy werden die Klassen und Interfaces innerhalb
des Diagramms angeordnet. Dieses Konzept wird immer dann angewendet, wenn
ein grafisches Element innerhalb eines anderen gr¨oßeren in X- und Y-Richtung
frei verschiebbar sein soll.
• Den Effekt, dass Attribute und Methoden als eine Art Liste innerhalb der Klasse
erscheinen, wird hingegen mit der FlowLayoutEditPolicy realisiert.
Um Klassen und Interfaces das UML-typische Aussehen zu verleihen, sind neben dem
angezeigten Rechteck und der Attribut/Methoden-Liste der Name und separierende
Projektgruppe Syspect
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Endbericht
KAPITEL 15. ENTWURF
Linien notwendig. Da hierf¨
ur einerseits keine eigene Datenhaltung notwendig ist (die
Klasse speichert ihren Namen selbst, die Separatorpositionen werden vom Controller
bei jedem Zeichnen neu berechnet), aber andererseits das GEF-Framework f¨
ur jedes
zu zeichnende Element ein dahinterstehendes Model ben¨otigt, haben wir uns f¨
ur einen
Kompromiss entschieden:
In der Klasse SyspectNodeEditPart werden entsprechende Model -Elemente als innere
Klassen bereitgehalten. Dies ist f¨
ur das GEF-Framework ausreichend, hat aber den
Vorteil, dass diese Klassen nicht in unserer Datenhaltung vorkommen.
Durch Vererbung stehen diese inneren Klassen allen betreffenden EditParts zur Verf¨
ugung (siehe Abbildung 15.25).
<< interface >>
<< interface >>
INamedElement
IView
ClassTitle
SyspectNodeEditPart
Separator
AbstractClassEditPart
InterfaceEditPart
ClassEditPart
DataEditPart
CapsuleEditPart
Abbildung 15.25: Bereitstellung von ClassTitle und Separator
SyspectComponentdiagramEditor Plug-in
Herausforderungen bei der Entwicklung des Komponentendiagrammeditors waren vor
allem Eigenschaften des Komponentendiagramms, welche nicht typisch f¨
ur das GEFKonzept sind.
Hierunter fallen unter anderen die Hauptzeichenelemente Provided/Required Interfaces,
der AssemblyConnector und der Port.
• Ein Provided/Required Interface wird im Editor durch eine Figure und eine
Verbindungslinie zu einer Komponente dargestellt. Demnach m¨
usste erst eine
Provided/Required Figure im Diagramm gezeichnet werden, die anschließend
mit einer Komponente durch eine Verbindungslinie verbunden wird. Da allerdings ein Provided/Required Interface immer zu einer Komponente geh¨ort,
sollte die Figure und die Verbindung in einem gezeichnet werden. D.h. ein
Projektgruppe Syspect
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KAPITEL 15. ENTWURF
Provided/Required Interfaces, und nicht nur die Verbindung, muss einer Komponente zugewiesen werden. Dieses wurde so realisiert, dass erst eine Verbindung
durch den Command CreateProvide/RequireWithWizardCommand gezeichnet
wird und dann automatisch die Figure des jeweiligen Interfaces als Target
der Verbindung durch den Command ProvidedCreateCommand gesetzt wird.
Hierzu ruft der CreateProvide/RequireWithWizardCommand den Command
ProvidedCreateCommand auf. Die Abbildung 15.26 zeigt diesen Vorgang anhand
von Screenshots des Editors.
Abbildung 15.26: Die Erstellung eines Provided Interfaces bestehend aus einer Figure
und einer Verbindungslinie
Eine weitere Schwierigkeit bestand darin, einem Provided/Required Interface
ein Modelelement zuzuweisen, da hier auch schon bestehende Modelelemente
verwendet werden k¨onnen und nicht immer ein neues erzeugt werden soll. Zu
diesem Zweck wurde in den CreateConnectorWithWizardCommand ein kompletter Wizard eingebaut, der bei der Ausf¨
uhrung des Commands aufgerufen wird
und eine Auswahl an m¨oglichen Modelelementen zur Verf¨
ugung stellt.
Des Weiteren geh¨ort zwar ein Provided/Required Interface zu einer Komponente,
allerdings wird die Figure außerhalb der Komponente gezeichnet. Dadurch ergibt
sich der Konflikt, dass im Model ein Interface als Child einer Komponente gespeichert werden muss, im Editor aber nicht als Child gezeichnet werden kann,
da die Figure außerhalb des Zeichenbereichs der Komponente liegt. In Abbildung
15.27 ist der Zeichenbereich eine Komponente durch ein rotes Gitter gekennzeichnet. Die innere Komponente kann problemlos als Kind der ¨außeren Komponente gespeichert und gezeichnet werden. Die Figure des Provided Interfaces liegt
jedoch außerhalb, wodurch sie nicht als Kind von ihrer zugeh¨origen Komponente gezeichnet werden kann. Dieses musste im Editor so umgangen werden, dass
ein Parent von einer Komponente dessen Interfaces zeichnet, d.h. im Detail der
EditPart des Komponentendiagramms und der einer Komponente zeichnen ihre
Komponenten-Kinder und auch deren Interfaces.
• Ein Provided Interface und ein Required Interface k¨onnen miteinander verbunden
werden, wodurch sich ein AssemblyConnector ergibt. Hierbei tritt die Schwierigkeit auf, dass zwei Figuren miteinander verbunden werden m¨
ussen, die keine
Verbindungslinie haben und dass beide Figuren durch einen AssemblyConnector
ersetzt werden m¨
ussen. Hierbei wurde eine Policy verwendet, mit der man Figuren zu Figuren hinzuf¨
ugen kann - also ein Provided zu einem Required Interface
Projektgruppe Syspect
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KAPITEL 15. ENTWURF
Abbildung 15.27: Der Zeichenbereich einer Komponente rot hinterlegt.
und umgekehrt (ConnectorXYLayoutPolicy). Der dadurch aufgerufene Command
AssemblyConnectorCreateCommand f¨
ugt beiden Interfaces ein AssemblyConnector Modelelement hinzu. Bei dem Zeichnen der Interfaces wird im entsprechenden
EditPart darauf getestet, ob ein Interface einen AssemblyConnector hat und dieser dann anstelle des Interfaces Figure gezeichnet. D.h. f¨
ur die Verbindungslinie
ist der neue Target der AssemblyConnector, wobei hier die Ausrichtung der Verbindungslinie ebenfalls eine Schwierigkeit darstellt. Die Verbindungslinie sollte
an dem Teilbereich der AssemblyConnector Figure enden, die das damit voher
verbundene Interface darstellt. Also sollte die Verbindungslinie des Provided Interfaces auch an der Stelle des AssemblyConnectors enden, die das Provided Interface darstellt. Sonst w¨are eine Unterscheidung, ob eine Komponente ein Required oder Provided Interface hat nicht m¨oglich, da der AssemblyConnector keine
Unterscheidung macht. Dieses wurde versucht mit dem von GEF zur Verf¨
ugung
gestellten Konzept der RotatableDecoration zu l¨osen. Die RotatableDecoration
dreht die Target Figure einer Linie mit, wenn sich die Position der Verbindung
a¨ndert. Dadurch kann die Verbindung einen festen Ankerpunkt am Target beibehalten. Allerdings wurde das Problem nicht vollst¨andig gel¨ost. Es lassen sich die
Figuren im Editor so anordnen, dass zum Beispiel eine Verbindung eines Provided Interfaces an dem Bereich der Figure des AssemblyConnetor endet, der das
Required Interfaces darstellt (siehe Abbildung 15.28). Hier bedarf es wahrscheinlich der Erstellung eines eigenen ConnectionAnchors f¨
ur den AssemblyConnector
der diese Eigenschaft erf¨
ullt.
• Eine weitere Figure des Komponentendiagramms, welche ebenfalls nicht trivial
zu implementieren war, ist der Port. Ein Port hat die Eigenschaft, dass dieser
sich nur auf der Kante einer Komponente befindet und somit innerhalb und außerhalb der Komponente gezeichnet werden muss. Hierbei tritt, wie oben schon
bei dem Required/Provided Interfaces beschrieben, wieder die Schwierigkeit der
Projektgruppe Syspect
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KAPITEL 15. ENTWURF
Abbildung 15.28: Der AssemblyConnector macht keinen Unterschied zwischen Provided
oder Required Interfaces
Parent Child Beziehung zwischen Model und Diagramm auf. Dieses wurde nach
dem gleichen Prinzip gel¨ost, welches schon bei den Provided/Required Interfaces
beschrieben worden ist und wird deshalb nicht noch einmal erw¨ahnt.
Allerdings kommt bei dem Port noch die Ausrichtung auf der Kante einer Komponente hinzu. Wenn ein Port verschoben wird, dann soll dieser sich automatisch
wieder auf der ihm am n¨achsten liegenden Kante seiner Komponente ausrichten.
Das wurde dadurch realisiert, dass in dem Command, der den Port im Diagramm
verschiebt (PortChangeConstraintCommand), die neue Position des Port durch
Berechnungen so angepasst wird, dass dieser auf einer Kante der Komponente
liegt.
Da ein Port nur erzeugt werden soll, wenn eine Komponente eine innere Komponenten hat, wurde der Port als Zeichenelement aus der Palette des Editors
entfernt. Wenn ein Port im Diagramm ben¨otigt wird, wird dieser automatisch
gesetzt. Die Implementierung f¨
ur das automatische Setzen des Ports wurde in
den ConnectorCreateCommand eingef¨
ugt, da ein Port den Source des Connector bildet. Aus diesem Command wird im Falle von inneren Komponenten der
Command PortsCreateCommand aufgerufen, der einen neuen Port erstellt.
SyspectStatemachineEditor Plug-in
Besondere Anforderungen an den Editor f¨
ur Zustandsautomaten waren:
• Die durch das UML-Profil vorgesehene M¨oglichkeit der Schachtelung von
Zustandsautomaten mithilfe von Regionen in Zust¨anden.
• Die M¨oglichkeit, dass eine Transition denselben Zustand als Quelle und Ziel hat.
Dies wurde durch das Erstellen zweier zus¨atzlicher Bendpoints im
TransitionCreateCommand gel¨ost, die in die View-Repr¨asentation – also in
Projektgruppe Syspect
187
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 15. ENTWURF
ihre IEdge-Instanz – eingeflochten werden, so dass die Transition entsprechend
umgebogen wird und wieder auf ihren Startzustand zeigt.
Schnittstellen
Alle drei Diagrammeditor-Plug-ins sprechen dieselben Extension Points an:
Es werden vier Core Extension Points (de.syspect.core.preferenceinitializer,
de.syspect.core.syspecteditpartfactory,
de.syspect.core.syspectdeleteactionhook, de.syspect.core.syspectdiagram)
und zwei Navigator Extension Points (de.syspect.navigator.actioncontributor,
de.syspect.navigator.toolbarcontributor) erweitert. Die Beschreibung dieser Extension Points k¨onnen im Abschnitt 15.3.2 (S. 158) und im Abschnitt 15.3.3 (S. 163)
nachgelesen werden.
Auf die Eclipse Extension Points die diese Plug-ins erweitert wurde bereits eingegangen
(siehe Abschnitt 15.2.2, S. 154):
org.eclipse.help.toc, org.eclipse.ui.actionSets,
org.eclipse.ui.bindings, org.eclipse.ui.commands,
org.eclipse.ui.editors, org.eclipse.ui.popupMenus und
org.eclipse.ui.preferencePages.
Die gemeinsamen Abh¨angigkeiten der drei Editor-Plug-ins sind:
de.syspect.navigator, de.syspect.core,
de.syspect.editorbundle, de.syspect.utils,
org.eclipse.core.runtime, org.eclipse.gef,
org.eclipse.ui org.eclipse.ui.views und
org.eclipse.ui.views.porperties.tabbed.
Zus¨atzlich ist das ClassdiagramEditor Plug-in von org.eclipse.draw2d und
de.syspect.ozdcutil abh¨angig und das ComponentdiagramEditor Plug-in von
de.syspect.classdiagram.
15.3.10
SyspectDiagramConsistencyChecker Plug-in
Das DiagramConsistencyChecker Plug-in stellt Methoden zur Validierung von Benutzereingaben bereit. Eine R¨
uckmeldung bei falscher Eingabe bekommt der Benutzer
umgehend durch die integrierte ErrorView mitgeteilt.
Der
DiagramConsistencyChecker
selbst
ist
in
die
drei
Klassen
ClassDiagramConsistencyChecker, ComponentDiagramConsistencyChecker und
StatemachineConsistencyChecker aufgeteilt, welche die gemeinsame Oberklasse
ConsistencyChecker besitzen und Design-Pattern Singleton implementieren.
Schnittstellen
Aufgerufen werden die DiagramConsistencyChecker u
¨blicherweise in den canExecuteMethoden der das Model ¨andernden Commands. Diese Vorgehensweise liegt insofern
auf der Hand, als dass so die DiagramConsistencyChecker die Kontrolle u
¨ber die
Projektgruppe Syspect
188
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 15. ENTWURF
Ausf¨
uhrung der Commands haben, und Model¨anderungen verhindern k¨onnen, die
zu Inkonsistenzen f¨
uhren w¨
urden. Der Zugriff erfolgt u
¨ber die im EditorBundle
bereitgestellten Extension Points:
de.syspect.editorbundle.classdiagramconsistency,
de.syspect.editorbundle.componentdiagramconsistency und
de.syspect.editorbundle.statemachineconsistency (siehe Abschnitt 15.3.8,
S.182).
Eclipse-Extension Points werden ebenfalls erweitert:
org.eclipse.help.toc, org.eclipse.ui.perspectiveExtensions und
org.eclipse.ui.views (siehe Abschnitt 15.2.2, S. 154)
Das Plug-in hat weitere Abh¨angigkeiten zu folgenden Plug-ins:
de.syspect.core,
org.eclipse.core.runtime,
org.eclipse.draw2d und
org.eclipse.ui.views.
Prinzip anhand eines Beispiels
Vor dem Hinzuf¨
ugen einer Dependency zwischen zwei Klassen soll gepr¨
uft werden, ob
dies u
¨berhaupt m¨oglich ist:
1. In der canExecute-Methode des Commands DependencyCreateCommand wird
mit Hilfe der Klasse Activator die Referenz des aktuellen ClassDiagramConsistencyCheckers geholt und auf diesem die Methode addDependency(IConnected
vsource, IConnected vtarget) aufgerufen.
2. Die Methode u
uft nun anhand der u
¨berpr¨
¨bergebenen Referenzen, ob eine Dependency zwischen den Klassen erlaubt ist. Konkret werden hier zun¨achst die Referenzen auf Gleichheit mit null gepr¨
uft. Sind die Referenzen vorhanden, wird
validiert, dass eine Capsule als Quelle und ein Interface als Ziel vorliegt und noch
keine Dependency zwischen beiden vorhanden ist. Weiterhin wird kontrolliert, ob
Generalisierungsbeziehungen zu einer Inkonsistenz f¨
uhren k¨onnen.
3. Bei jedem der oben durchgef¨
uhrten Tests wird sofort mit return false abgebrochen, sobald eine Konsistenzbedingung verletzt wurde. Außerdem wird der
ErrorView mit addErrorMessage eine Beschreibung des Problems und eine Ursache hinzugef¨
ugt.
4. Wenn jedoch alle Tests bestanden werden, wird dem Command mit return true
signalisiert, dass es ausgef¨
uhrt werden darf.
15.3.11
Syspect OZ-DC-Util Plug-in
Das OZ-DC-Util stellt diverse Funktionen in Bezug auf Object-Z und den Duration
Calculus zur Verf¨
ugung. Es kapselt die Community Z Tools mithilfe des CZTWrappers,
Projektgruppe Syspect
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12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 15. ENTWURF
stellt einen Editor zum komfortablen Editieren von Formeln, diverse Listener, die zum
Ersetzen von LATEX-Eingaben des Benutzers in Unicodezeichen verwendet werden, sowie einen DC-Parser zum Umwandeln der eingegebenen DC Formeln in eine JavaDarstellung bereit. Letzter ist mithilfe von javacc generiert. Dieses Plugin ist aufgrund
der vielf¨altigen Formel-Funktionalit¨aten ein zentraler Bestandteil unseres Tools und
wird beispielsweise von dem Property-Plug-in, dem CSP-OZ-DC-, sowie dem PEAExport benutzt.
Schnittstellen
Extensions:
de.syspect.navigator.actioncontributor
org.eclipse.help.toc,
org.eclipse.core.runtime.preferences und
org.eclipse.ui.preferencePages.
Weitere Abh¨angigkeiten:
de.syspect.core,
de.syspect.utils,
org.eclipse.draw2d und
org.eclipse.ui.views.
15.3.12
SyspectProperties Plug-in
Dieses Plug-in wird zur Erstellung des Tabbed Property Views ben¨otigt, die f¨
ur
die Eigenschaftsseite des Syspect-Projektes verwendet wird. Die Tabbed Property
View wurde von IBM f¨
ur verschiedene Produkte, die auf Eclipse basieren, auf Open
Source Basis entwickelt. Zuerst geh¨orte sie zur so genannten Eclipse Web Tools
Platform und ab der Eclipse-Version 3.2 zur Core Platform. Implementiert ist sie im
org.eclipse.ui.views.properties.tabbed Plug-In.
Schnittstellen
Extensions
Die Tabbed Property View wird u
¨ber drei Extension Points konfiguriert (s. plugin.xml):
• Property Contributor
(org.eclipse.ui.views.properties.tabbed.PropertyConributor)
• Property Tabs
(org.eclipse.ui.views.properties.tabbed.PropertyTabs)
• Property Sections
(org.eclipse.ui.views.properties.tabbed.property.Sections)
Projektgruppe Syspect
190
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 15. ENTWURF
Abbildung 15.29: Tabbed Property View
Die einzelnen Extension Points, die von SyspectProperties implementiert werden,
definieren eine Reihe von Attributen, auf die im Folgenden eingegangen wird.
Property Contributor
Der Property Contributor ist die Schnittstelle zwischen den einzelnen WorkbenchParts und einer Tabbed Property View, d.h. der Contributor wird von mehreren WorkbenchParts geteilt, die auf ein Model zugreifen wollen. Zu diesem Zweck m¨
ussen die entsprechenden WorkbenchParts das Interface ITabbedPropertySheetPageContributor
implementieren. Dieses beinhaltet nur die Methode getContributorId(), u
¨ber die die
eindeutige ID des Property Contributors zur¨
uckgegeben wird. Des Weiteren muss
den WorkbenchParts mitgeteilt werden, dass sie die Tabbed Property View benutzen
sollen. Hierf¨
ur wird die Methode getAdaptable(Class adapter) u
¨berschrieben, die
u
uft, ob der Adapter wirklich IPropertySheetPage ist und entsprechend die
¨berpr¨
Tabbed Property View zur¨
uckgibt. Im Syspect-Projekt sind die relevanten WorkbencheParts der Navigator, der ClassdiagramEditor, der ComponentdiagramEditor und
der StatemachineEditor.
Optional k¨onnen dem Property Contributor ein TypeMapper zum Abbilden der Typen von selektierten Objekten auf andere bzw. ein LabelProvider f¨
ur die Darstellung
hinzugef¨
ugt werden.
Property Tabs
Der Property Tabs Extension Point definiert die m¨oglichen Reiter, die in der Tabbed
¨
Property View auftreten k¨onnen. Uber
die Contributor-ID wird eine Referenz
zum Property Contributor geschaffen. Jeder Reiter wird ebenfalls durch eine ID
gekennzeichnet und erh¨alt eine Beschriftung. F¨
ur die Anordnung der Reiter in der
View gibt es das Attribut afterTab, das jedem Reiter mitteilt, nach welchem er folgt.
Zus¨atzlich k¨onnen die Reiter gruppiert werden.
Projektgruppe Syspect
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12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 15. ENTWURF
<extension point="org.eclipse.ui.views.properties.tabbed.propertyTabs">
<propertyTabs contributorId="syspectproperties.ID">
<propertyTab
id="syspectproperties.General"
label="General"/>
</propertyTabs>
</extension>
Abbildung 15.30: Property Tabs Extension Point
Abbildung 15.30 zeigt einen Ausschnitt aus der Konfigurationsdatei eines Plug-ins
(plugin.xml), das den Property Tabs Extension Point definiert.
Property Sections
¨
Uber
die Property Sections werden die Widgets f¨
ur die View definiert. Diese enthalten eine ID und werden einem Reiter zugeordnet. Die Anordnung wird u
¨ber das Attribut afterSection geregelt. Die Widgets werden in einer Klasse implementiert, die der
Section zugeordnet wird. Diese Klasse wird von der Klasse AbstractPropertySection
abgeleitet und implementiert die folgenden Methoden:
• createControls() erzeugt das eigentliche Widget
¨ber setInput() wird der Workbench und das selektierte Modelelement u
• U
¨bergeben
• refresh() aktualisiert die sichtbaren Bedienelemente
Die Aufrufreihenfolge durch das Framework entspricht der Reihenfolge der Auflistung.
Die einzelnen Sections werden f¨
ur bestimmte Eingabetypen des Models in die Reiter
eingebunden. Hierf¨
ur werden die Typen u
ur die Sections defi¨ber input-Attribute f¨
niert. Wenn f¨
ur einen bestimmten Modeltyp keine Section in einen Reiter eingebunden
wird, wird dieser ebenfalls nicht in die View eingebunden.
Abbildung 15.31 zeigt einen Ausschnitt der plugin.xml Datei, in der beispielhaft
Property Sections Extension Point definiert wird.
F¨
ur das Syspect-Projekt werden diverse Sections bzw. Section-Klassen erzeugt. Das
¨
folgende Klassendiagramm (Abbildung 15.32) soll einen Uberblick
u
¨ber die Struktur
dieser Klassen geben.
Die einzelnen Elemente der Oberfl¨ache sollen einem einheitlichen Look and Feel entsprechen. Zu diesem Zweck gibt es die TabbedPropertySheetWidgetFactory, die u
¨ber
¨
die Methode getWidgetFactory() aufgerufen wird. Uber create-Methoden k¨onnen
Projektgruppe Syspect
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12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 15. ENTWURF
<extension point="org.eclipse.ui.views.properties.tabbed
.propertySections">
<propertySections contributorId="syspectproperties.ID">
<propertySection
afterSection="syspectproperties.ElementNameSection"
class="de.syspect.syspectproperties.view.MultiplicitySection"
id ="syspectproperties.MultiplicitySection"
tab="syspectproperties.General">
<input type="de.syspect.modelinterface.viewable.IComponent"/>
<input type="de.syspect.componentdiagrameditor.controller
.editparts.ComponentEditPart"/>
</propertySection>
</propertySections>
</extension>
Abbildung 15.31: Property Sections Extension Point
dann die einzelnen Elemente erzeugt werden. Im Syspect-Projekt werden die Klassen
AbstractPropertySection und TabbedPropertySheetWidgetFactory erweitert, um
ein StyledText-Element erzeugen zu k¨onnen. Dieses wurde f¨
ur interne Zwecke bevorzugt.
Um auf Aktualisierungen des Models reagieren zu k¨onnen, muss man die Section als
Listener (PropertyChangeListener) beim Model registrieren (vgl. Abbildung 15.30).
Dies erm¨oglicht immer die aktuelle Darstellung des Models in der Tabbed Property View.
Um andererseits Eingaben in der Tabbed Property View ins Model zu propagieren,
wird ein SimplePropertyChangeCommand aufgerufen, dass mithilfe des Java-BeansProperty-Konzeptes und des Enums EPropertyConstants die Attribute des Models
neu setzt.
Zum Einbinden von Hilfe-Seiten in Syspect erweitert dieses Plug-in ebenfalls
org.eclipse.help.toc.
Dependencies
Das SyspectProperties Plug-in ist weiterhin von folgenden Plug-ins abh¨angig:
de.syspect.core,
de.syspect.editorbundle,
de.syspect.navigator,
de.syspect.ozdcutil,
de.sypsect.utils,
Projektgruppe Syspect
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12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 15. ENTWURF
AbstractPropertySection
<< interface >>
PropertyChangeListener
SyspectAbstractPropertySection
AbstractComboBoxSection
AbstractOZSection
...
MethodOZSection
OZSchemaSection
...
...
...
MethodSignatureOZSection
...
Abbildung 15.32: Section-Klassen
TabbedPropertySheetWidgetFactory
SyspectTabbedPropertySheetWidgetFactory
SyspectAbstractPropertySection
Abbildung 15.33: Widget Factory
org.eclipse.core.runtime,
org.eclipse.gef und
org.eclipse.ui
15.3.13
SyspectCSPOZDCExport Plug-in
Der CSP-OZ-DC-Export stellt zum einen die Funktionalit¨at bereit, unser UML-Modell
nach CSP-OZ-DC zu exportieren. Dieses wird beispielweise vom PEA-Export benutzt
um den Export vorzubereiten. Desweiteren beinhaltet er auch die Funktionalit¨at die
CSP-OZ-DC-Spezifikation nach CSP-OZ-DC-XML, als auch nach LATEX zu exportieren.
Die Datenstruktur, die eine CSP-OZ-DC-Spezifikation repr¨asentiert, ist in Abbildung
15.34 zu sehen. Innerhalb dieser Datenstruktur wird der Zugriff auf den Object-Z¨
Teil einer Klasse u
¨ber das Interface ClassInterface realisiert, da die Ubersetzung
Projektgruppe Syspect
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12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 15. ENTWURF
aus der UML-Datenstruktur in Object-Z f¨
ur IData- und ICapsule-Klassen analog verl¨auft. Eine CSP-OZ-DC-Klasse enth¨alt zus¨atzlich noch ein ProcessEquationSystem,
welches die CSP-Prozesse darstellt, und eine Menge an DCCounterTraces, welche die
DC-Gegenbeispiel-Formeln enthalten.
Instanzen dieser Datenstruktur werden von der Klasse UML2CSPOZDCJConverter
¨
erzeugt, wobei die eigentliche Ubersetzung
auf mehrere Hilfsklassen aufgeteilt wurde. Zustandsautomaten werden durch SyspectSM2CSPConverter in CSPProzessysteme u
¨bersetzt und mit den durch den ComponentTable2CSPConverter
erzeugten CSP-Prozessen, die die f¨
ur die Klasse relevanten Komponentendiagramme darstellen, vereinigt. Die Object-Z-tagged values der UML-Klassen werden von der Klasse UML2ObjectZConverter in die entsprechenden Object-ZElemente u
ucken mittels der Klasse
¨bersetzt. Schließlich werden aus den DC-Ausdr¨
String2CountertraceConverter Syntaxb¨aume erzeugt.
Um aus dieser Datenstruktur CSP-OZ-DC-XML und LATEX zu erzeugen, besitzen die
entsprechenden Klassen toLaTeX- und toXML-Methoden, die das gew¨
unschte Format in
eine u
¨bergebene Writer-Instanz schreiben.
OZSchema
OperationSchema
State
Init
EnableSchema
EffectSchema
Operation
*
<< interface >>
ClassInterface
CSPOZDCSpecification
<< interface >>
* +getInheritance():Set<String>
+getVisibility():List<IAttribute>
OZClass
IZTypeDefinition
CSPOZDCClass
*
Interface
ProcessEquationSystem
DCCounterTrace
*
ProcessEquation
Abbildung 15.34: CSP-OZ-DC-Spezifikation
Projektgruppe Syspect
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12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 15. ENTWURF
Schnittstellen
Dieses Plug-in erweitert die zwei Extension Points org.eclipse.ui.actionSets und
org.eclipse.ui.popupMenus, sowie den Extension Point org.eclipse.help.toc
(siehe Abschnitt 15.2.2, S. 154).
Desweiteren hat das Plug-in Abh¨angigkeiten zu folgenden Plug-ins:
de.syspect.componenttable,
de.syspect.core,
de.syspect.ozdcutil,
de.syspect.persistence,
de.syspect.utils,
org.eclipse.core.runtime und
org.eclipse.ui.views org.eclipse.ui
¨
Ubersetzung
der Komponentendiagramme
¨
Die Ubersetzung
der Komponentendiagramme geschieht in 6 Phasen:
1. Tabelle erstellen (Aufsammeln der bestehenden Verbindundungen)
2. Zusammenfassen (Erkennen gemeinsamer Verbindungen)
3. Konflikt¨
uberpr¨
ufung (Erkennen u
¨berlappender Verbindungen)
4. Zweites Zusammenfassen (Eliminieren enthaltener Verbindungen)
5. Priorisierung
¨
6. Ubersetzung
nach CSP
Im folgenden werden diese Phasen genauer beschrieben.
Tabelle erstellen Zuerst wird eine leere Tabelle angelegt, die Spalten der Tabelle
werden beschriftet mit (AssemblyConnector, Interface, Provide, Require). F¨
ur jeden
AssemblyConnector (AC) erstellen wir eine Zeile in dieser Tabelle, wobei wir in die
Interface-Spalte das zugeh¨orige Interface, in die Provide-Spalte die bereitstellende(n)
Komponente(n) und in die Require-Spalte die ben¨otigende(n) Komponente(n) schreiben. Hierbei muss darauf geachtet werden, dass die Komponenten-Instanzen unterschieden werden. Dies kann durch Indizierung geschehen.
Eine Zeile in der Tabelle beschreibt jeweils eine Verbindung von Komponenten durch
einen AssemblyConnector A. F¨
ur die Informationen in den Spalten definieren wird die
folgenden Abk¨
urzungen:
int(A)
r (A)
p(A)
comp(A)
:=
::=
::=
::=
das Interface zum AssemblyConnector A
alle ben¨otigenden Komponenten, am AssemblyConnector A.
alle bereitstellenden Komponenten, am AssemblyConnector A.
r (A) ∪ p(A)
Im Folgenden bezeichne (Ai )i=1..n die so erstellte Tabelle.
Projektgruppe Syspect
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KAPITEL 15. ENTWURF
Zusammenfassen Nun werden paarweise alle Zeilen der Tabelle verglichen, und sofern die Interfaces identisch sind sowie die Eintr¨age in der Requirespalte oder die Eintr¨age in der Providespalte, so wird eine der Zeilen gel¨oscht.
Dieses Verfahren wird in zwei Durchl¨aufen durchgef¨
uhrt. Zun¨achst werden von jeweils
zwei Zeilen (Ai , Aj mit i, j ∈ 1..n ∧ i 6= j ∧ Ai , Aj 6∈ Deleted ) mit identischem Interface
(int(Ai ) = int(Aj )) die Requirespalte verglichen. Sind sie identische (r (Ai ) = r (Aj )) so
handelt es sich um eine gemeinsame Verbindung. In dem Fall werden die Komponenten
der Providespalte vereinigt. Eine der beiden Spalten wird gel¨oscht (Deleted 0 = Deleted ∪
{Aj }) und die jeweils andere erh¨alt die neue Provides-Information (p(Ai )0 = p(Ai ) ∪
p(Aj )).
Im zweiten Durchlauf tauschen Requires- und Providespalte die Rollen. D.h. bei gleichem Interface (int(Ai ) = int(Aj )) werden die Providespalten vergleichen und bei
Gleichheit (p(Ai ) = p(Aj )) die Requires-Information vereinigt (r (Ai )0 = r (Ai )∪r (Aj )).
Durch dieses Verfahren werden AssembleyConnectoren entdeckt, die semantisch ¨aquivalent durch einen einzigen Connector ausgedr¨
uckt werden k¨onnten. Die zusammenge0
fasste Tabelle (Ai )i=1..n 0 = (Ai )i=1..n \ Deleted beschreibt diese vereinfachten Verbindungen.
Konfliktu
uberpr¨
ufung wird nun sichergestellt, dass die
¨ berpru
¨ fung In der Konflikt¨
verbleibenden Verbindungen entweder konfliktfrei durch andere u
¨berdeckt werden, oder
aber dass sie v¨ollig unabh¨angig voneinander sind. Ist beides nicht der Fall – die Kom¨
ponentenverbindungen liegen also schief“ zueinander – dann kann keine Ubersetzung
”
nach CSP erfolgen.
Zun¨achst definieren wir eine Funktion, die uns die gemeinsamen Komponenten von
zwei Verbindungen A und B heraussucht:
share(A, B ) := comp(A) ∩ comp(B )
Komponenten k¨onnen nur schief“ zueinander liegen, wenn diese Schnittmenge nicht
”
leer ist. In dem Fall gilt es zu u
ufen, ob die gemeinsamen Komponenten vertr¨ag¨berpr¨
lich zueinander in beiden Verbindungen benutzt werden. Vertr¨aglich k¨onnen sie zum
einen sein, wenn eine Verbindung die gemeinsamen Komponenten u
¨berdeckt. Falls Ver¨
bindung A eine Uberdeckung von B ist so schreiben wir A ≥ B mit:
A ≥ B ≡ share(A, B ) ⊆ r (A) ∨ share(A, B ) ⊆ p(A)
A>B ≡ A≥B ∧¬B ≥A
¨
A ist also eine Uberdeckung
von B , falls die gemeinsamen Komponenten komplett auf
¨
der Require- oder Provideseite von A auftauchen. A ist genau dann eine echte Uberde¨
ckung von B , wenn B dabei keine Uberdeckung von A ist. Wir sagen die Verbindungen
sind u
¨berdeckungskompatibel, genau dann wenn eine der Komponenten die andere echt
u
¨berdeckt:
cover (A, B ) ≡ A > B ∨ B > A
Zum anderen sind die Verbindungen vertr¨aglich, wenn (ggf. durch Vertauschung der
Rollen bei einer Verbindung) Require und Provide auf den gemeinsamen Komponenten
Projektgruppe Syspect
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Endbericht
KAPITEL 15. ENTWURF
u
¨bereinstimmen:
compatible(A, B ) ≡
(((r (A) ∩ share(A, B )) = (r (B ) ∩ share(A, B )))
∧ ((p(A) ∩ share(A, B )) = (p(B ) ∩ share(A, B ))))
∨ (((r (A) ∩ share(A, B )) = (p(B ) ∩ share(A, B )))
∧ ((p(A) ∩ share(A, B )) = (r (B ) ∩ share(A, B ))))
Alternativ kann dieses auch wie folgt u
uft werden:
¨berpr¨
compatible(A, B ) ⇔
((r (A) ∩ r (B )) ∪ (p(A) ∩ p(B )) = ∅
∨ ((r (A) ∩ p(B )) ∪ (p(A) ∩ r (B )) = ∅
Wieder gehen wir paarweise alle Zeilen der Tabelle durch (#Tests ≤ n(n − 1)). Sei A
die erste und B die zweite betrachtete Zeile. Ein Konflikt zwischen den Zeilen besteht
genau dann wenn:
(share(A, B ) 6= ∅) ∧ ¬ cover (A, B ) ∧ ¬ compatible(A, B )
In dem Fall sind also die Verbindungen der Komponenten share(A, B ) u
¨ber die Interfaces int(A) ∪ int(B ) nicht kompatibel miteinander.
Priorisierung Die Priosierung soll sicherstellen, dass Verbindungen, deren Komponenten Teil einer anderen Verbindung sind, favorisiert u
¨bersetzt werden. Es werden also
quasi Subkomponenten gebildet, die von der kleinsten zur gr¨oßten u
¨bersetzt werden.
F¨
ur die Priorisierung z¨ahlen wir einfach wie oft eine Verbindung Ai eine andere u
¨berdeckt.
prio(Ai ) := | {Aj | Ai 6= Aj ∧ Ai > Aj } |
In der Implementierung wird die hier zur Bestimmung der Priorit¨at benutzte Menge
f¨
ur jede Verbindung auch festgehalten, um die Neuberechnung der Priorit¨at nach einem
¨
Ubersetzungsschritt
(s.u.) effizient zu halten.
Zweites Zusammenfassen Wiederum werden paarweise alle Zeilen der Tabelle
betrachtet. Hierbei seien die AssemblyConnectoren mit A und B bezeichnet und
share(A, B ) ist die Menge der gemeinsamen Komponenten von A und B . Die beiden
Zeilen werden genau dann zusammengefasst, wenn
share(A, B ) 6= ∅ ∧ compatible(A, B ) ∧ prio(A) = prio(B ),
also wenn die beiden Verbindungen gemeinsame Komponenten haben, sich nicht u
¨berdecken und kompatibel sind, also die gemeinsamen Komponenten jeweils auf der gleichen Seite der Verbindungen liegen (ggf. nach Vertauschung der Rollen bei einer Verbindung).
¨
Zusammengefasst werden die Zeilen, indem die neue Zeile die Uberdeckung
der einen
Verbindung durch die andere ausdr¨
uckt. Hierbei muss sichergestellt werden, dass in der
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Endbericht
KAPITEL 15. ENTWURF
neuen Zeile die Require- und Providespalten jeweils nur Elemente vereinigen, die nicht
schon in der jeweils anderen Spalte auftauchen. Das Pr¨adikat ϕ soll ausdr¨
ucken, ob
gemeinsame Komponenten die gleiche Rolle in beiden Verbindungen einnehmen, also
auf der gleichen Seite der Verbindung auftauchen:
ϕ ≡ (r (A) ∩ r (B ) 6= ∅ ∨ p(A) ∩ p(B ) 6= ∅)
F¨
ur die neue Zeile erhalten wir dann die Vereinigung der Interfaces int 0 (A) = int(A) ∪
int(B ). Wenn die gemeinsamen Komponenten die gleiche Rolle einnehmen, dann werden Require- und Providespalte direkt vereinigt.
ϕ ⇔ ((r 0 (A) = r (A) ∪ r (B )) ∧ (p 0 (A) = p(A) ∪ p(B )))
sonst werden sie mit vertauschten Rollen bei einer der Verbindungen zusammengefasst.
¬ ϕ ⇔ ((r 0 (A) = r (A) ∪ p(B )) ∧ (p 0 (A) = p(A) ∪ r (B )))
¨
Die urspr¨
unglichen Zeile B wird dann gel¨oscht. Bei der jeweils n¨achsten Uberpr¨
ufung
ist zu beachten, dass sich die Priorit¨aten aller Verbindungen ggf. durch die neue Zeile
ge¨andert haben kann.
¨
¨
Ubersetzung
nach CSP Bei der Ubersetzung
eines Komponentendiagramms m¨
ussen nun alle Komponenten, die in dem Diagramm auftauchen, als Prozesse instantiiert
werden.
Inst := {Ci | Ci ist im Diagramm instantiierte Komponente}
Die Komponenten, die hierbei mit anderen Komponenten verbunden sind, finden wir
in der erzeugten Tabelle (Ai )i=1..n wieder:
S
i=1..n
comp(Ai ) ⊆ Inst
¨
Wir beginnen mit der Ubersetzung
der verbundenden Komponenten. Dazu werden die
Zeilen der Tabelle nun nach Priorit¨at geordnet abgearbeitet. Begonnen wird mit einer
Zeile mit der niedrigster Priorit¨at. F¨
ur eine Komponente C , eine Verbindung I und
einen Prozess PI definieren wir uns induktiv eine Alphabetfunktion:
im(C ) := alle Methoden von C, die Interfaces zugeordnet sind
im(I ) := alle Methoden aus Interfaces von int(I )
proc(PI ) := alle Prozesse (bzw. Komponenten), die in PI vorkommen
α(C ) := im(C )
[
α(PI ) :=
αcomp (x )
x ∈proc(PI )
Projektgruppe Syspect
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KAPITEL 15. ENTWURF
Weiterhin werden noch einige Hilfsfunktionen ben¨otigt.
br (alphabet) := alle Broadcast-Methoden von alphabet
nth(A, s, i) := liefert die i-te Komponente aus r (A) (f¨
ur s=r) bzw.
p(A) (f¨
ur s=p) der Tabellenzeile mit AssemblyConnector A
Sei nun I der Name des Interfaces der betrachteten Zeile. Dann definieren wir uns zwei
Prozesse PIr ,n1 und PIp,n2 mit n1 =| r (I ) | bzw. n2 =| p(I ) | :
mit s ∈ r , p
PIs,1 := nth(I , s, 1)
PIs,i := PIs,i−1
k
nth(I , s, i)
br (α(PIs,i−1 )∩α(nth(I ,s,i)))
Dann ergibt sich PI wie folgt:
k
PI = PIr ,n1
PIp,n2
im(I )∪br (α(PIr ,n1 )∪α(PIr ,n1 ))
Sollte es mehrere Zeilen in der Tabelle geben, die auf das gleiche Interface verweisen,
¨
so muss bei der Ubersetzung
der Zeile das Interface umbenannt werden.
PIi = (PIi,r ,n1
k
PIi,p,n2 )[I /Ii ]
im(I )∪br (α(PIr ,n1 )∪α(PIr ,n1 ))
¨
Nach dem Ubersetzen
einer Zeile werden in den verbleibenden Verbindungen die gerade
instanziierten Komponenten durch die neue (virtuelle) Komponente ersetzt. Hierzu
definieren wir wieder eine Funktion subst, die in der Menge X alle Vorkommen von
Elementen aus Y durch das Element x ersetzt:
subst(X , Y , x ) := (X \ Y ) ∪ {| X ∩ Y 6= ∅ • x }
¨
F¨
ur aus der Ubersetzung
hervorgegangene Prozesse k¨onnen wir dann definieren, dass
die Komponentenvorkommen comp(PI ) durch die neue Komponente PI ersetzt werden:
substP (X , PI ) := subst(X , comp(PI ), PI )
Damit erhalten wir f¨
ur die aktualisierte Tabelle:
∀ i : 1..n | Ai 6= I • r 0 (Ai ) = substP (r (Ai ), PI ) ∧ p 0 (Ai ) = substP (p(Ai ), PI )
Auch unsere Menge zu instantiierender Komponenten aktualisieren wir entsprechend:
Inst 0 = substP (Inst, PI )
Anschließend wird die Zeile I aus der Tabelle entfernt und die Zeilen neu priorisiert.
Hierzu kann die aktuelle u
ur die Priorisierung
¨bersetzte Zeile I aus den Basismengen f¨
einer jeden u
¨brigen Zeile entfernt werden, um so effizient die neue Priorit¨at zu erhalten.
Projektgruppe Syspect
200
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 15. ENTWURF
¨
Nun wird mit aufsteigender Priorit¨at mit der Ubersetzung
der n¨achsten Tabellenzeile
fortgefahren.
ussen noch Interfaces zur¨
uckbenannt werden
Wurde das letze Interface u
¨bersetzt, m¨
und der entstehende Prozess parallel zum Prozess der Statemachine der Komponente
erzeugt werden.
comp :=
k|PX ∈Inst PX [{(p, q) |
main := mainSM
k
p ist Instanz von q (und umbenannt)}]
comp
α(mainSM )∩α(comp)
15.3.14
SyspectPEAExport Plug-in
Der PEA Export exportiert aufbauend auf dem CSP-OZ-DC-Export unsere UMLSpezifikation zu Phasen-Event-Automaten. Mithilfe der PEA-Tools kann er daru
¨ber hinaus diese auch zu PEA-XML exportieren. Das Plugin besteht prim¨ar
aus 3 Convertern, jeweils einem f¨
ur jede Spezifikationskomponente. Die Klasse
pea.modelchecking.PEAJ2XMLConverter aus den PEA-Tools wird benutzt um die
XML-Darstellung der Phasen-Event-Automaten zu erstellen. Bislang ist es nicht m¨oglich den CSP-Rename-Operator zu u
¨bersetzen. Daher k¨onnen Spezifikation, die u.a.
aus Komponentendiagrammen erstellt wurden nicht in PEA u
¨bersetzt werden.
Schnittstellen
Dieses
Plug-in
erweitert
ebenfalls
nur
die
Extension
org.eclipse.ui.actionSets
und
org.eclipse.ui.popupMenus,
org.eclipse.help.toc (siehe Abschnitt 15.2.2, S. 154).
Points
sowie
Weitere Abh¨angigkeiten bestehen zu folgenden Plug-ins:
de.syspect.core,
de.syspect.export.cspozdc,
de.syspect.ozdcutil,
de.syspect.persistence,
de.syspect.utils,
org.eclipse.core.runtime,
org.eclipse.ui.views und
PEA Tool
15.3.15
SyspectImageExport Plug-in
Der ImageExport nutzt den EditPartFactory-Extension-Point des core’s um die verschiedenen Diagramme in die Formate BMP, EPS, JPEG und PDF zu exportieren.
Der Export geschieht u
¨ber Frameworkfunktionen von SWT. Wir benutzen hierbei die
Editpart-Factories der Editoren, um die Diagramme “in” die Bilder zu zeichnen. F¨
ur
den EPS Export im speziellen benutzen wir dar¨
uber hinaus Funktionen von GMF.
Im Moment sind wir hierbei auf eine ¨altere Version von GMF angewiesen, da bei der
aktuellen, die verwendeten Funktionen nicht mehr sichtbar sind.
Projektgruppe Syspect
201
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 15. ENTWURF
Schnittstellen
Dieses Plug-in erweitert ebenfalls die Extension Points org.eclipse.ui.actionSets,
org.eclipse.ui.popupMenus,und org.eclipse.help.toc (siehe Abschnitt 15.2.2, S.
154).
Weitere Abh¨angigkeiten:
de.syspect.core,
de.syspect.navigator,
de.syspect.persistence,
de.syspect.utils,
org.eclipse.core.runtime,
org.eclipse.gef,
org.eclipse.gmf.runtime.draw2d.ui.render und
org.eclipse.ui.views
15.3.16
SyspectComponentTable Plug-in
Das ComponentTable Plugin implementiert den ersten Teil der Komponenten¨
Diagramm-Ubersetzung
(siehe Abschnitt 15.3.13, S. 196). Es wird benutzt um sowohl
dem ModelConsistencyChecker zu erm¨oglichen Konflikte zu erkennen, als auch dem
Export auf die entsprechenden, bereits aufgebauten Datenstrukturen zuzugreifen.
Schnittstellen
Dieses Plug-in hat Abh¨angigkeiten zu folgenden drei Plug-ins:
de.syspect.core,
org.eclipse.core.runtime und
org.eclipse.ui.views
15.3.17
Richtlinien fu
¨ r den Quellcode
Die Quellcode-Richtlinien von Syspect dienen der Einheitlichkeit und Lesbarkeit des
Quellcodes und somit der Wiederverwendbarkeit und Wartbarkeit des Produktes.
Grundlage f¨
ur unsere Quellcode-Richtlinien sollen die Java Code Conventions [Mic97]
sein.
Es folgen einige Erweiterungen bzw. Hervorhebungen besonders wichtiger Regeln:
• Sprache: Bezeichnernamen und Kommentare des Quellcodes sind in englisch zu
verfassen.
• Bezeichnernamen sollten selbstverst¨andlich selbsterkl¨arend sein und keine kryptischen Abk¨
urzungen oder ¨ahnliches enthalten.
• Es soll unterschieden werden zwischen Dokumentationskommentaren, die beschreiben, was eine Methode tut und Implementierungskommentaren, die bei
Projektgruppe Syspect
202
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 15. ENTWURF
besonders komplexen Quellcode eingesetzt werden, welcher Gefahr l¨auft, nicht
selbsterkl¨arend zu sein. Implementierungskommentare beschreiben, wie eine Methode arbeitet.
• F¨
ur Dokumentationskommentare ist javadoc einzusetzen. Jede Klasse und jede
Methode sollte mit javadoc kommentiert sein! Dokumentationskommentare sollten insbesondere zwei Ziele verfolgen:
1. Sie sollen es einem Programmierer erm¨oglichen, die Klasse als Blackbox zu
benutzen, ohne den Quellcode zu kennen.
2. Sie sollen es einem Testprogrammierer erm¨oglichen, sinnvolle Testf¨alle abzuleiten.
• Bevor man Implementierungskommentare verwendet, sollte versucht werden, den
Code so umzuschreiben, dass die Implementierungskommentare nicht mehr n¨otig
sind. Durch selbsterkl¨arende Bezeichnernamen, kurze Methoden (zur Orientierung: nur in Ausnahmef¨allen u
¨ber 30 Zeilen!) und Implementierungskommentare
muss ein Programmierer, der eine Methode nicht selbst verfasst hat, m¨oglichst
schnell und dabei pr¨azise erfassen k¨onnen, wie sie arbeitet.
• Wichtige Entscheidungen sollten ebenfalls dokumentiert werden. Beispiel: Wenn
ich drei M¨oglichkeiten sehe, die Funktionalit¨at einer Methode zu realisieren und
mich aus bestimmten Gr¨
unden f¨
ur eine M¨oglichkeit entscheide bzw. aus bestimmten Gr¨
unden gegen die beiden anderen, dann sollte dieser Vorgang dokumentiert
werden. Eine Anmerkungen dazu: Was wichtig“ in diesem Fall bedeutet, ist sub”
jektiv und sollte zun¨achst vom Programmierer entschieden werden. Allerdings
sollte bei Review-Phasen konstruktive Kritik an der Dokumentation ge¨
ubt werden, um diese im Zweifelsfall zu pr¨azisieren.
• Jeder Klasse soll ein Verantwortlicher zugeordnet werden. Dieser wird zu Beginn
als Autor erw¨ahnt und ist im Normalfall der, der die erste Version der Klasse
eincheckt. F¨
ur den Fall, dass ein anderer an der Klasse etwas a¨ndern muss, hat
¨
er zu markieren, dass die Anderung
nicht vom Autor stammt und er hat den
¨
Autor zum n¨achstm¨oglichen Zeitpunkt zu kontaktieren und die Anderung
mit
ihm abzusprechen. Dadurch erhalten wir f¨
ur jeden Schnipsel Code einen klaren
Ansprechpartner. Nat¨
urlich kann im Ausnahmefall die Verantwortung f¨
ur eine
Klasse mal getauscht werden bzw. kommissarisch und zeitlich begrenzt von einem
anderen gef¨
uhrt werden (z.B. wenn einer Urlaub hat).
Nachtrag: Durch die große Anzahl der Klassen in Syspect, der h¨aufig eingesetzten
Praxis, dass einige wenige viele Klassenr¨
umpfe erstellen, die dann nach und nach
von anderen umgearbeitet werden und bestimmt auch zu wenig Disziplin wurde
diese Richtlinie kaum eingehalten.
• Weitere Richtlinien:
– F¨
ur den Fall, dass for-Schleifen nicht in der neuen 5er-Schreibweise verfasst
sind, sondern mit Indexvariablen, sollte hier immer i“ verwendet werden.
”
Bei verschachtelten for-Schleifen dann weiter j“, k“, usw.
” ”
Projektgruppe Syspect
203
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 15. ENTWURF
– Einschr¨ankung der Methodenl¨ange: Die L¨ange einer Methode sollte nur im
begr¨
undeten Ausnahmefall eine L¨ange von 30 Zeilen (oder einem ¨ahnlichen
Wert) u
¨berschreiten.
– In keinem Fall sollten Strings fest codiert im Code erscheinen, sondern es
sollte einerseits eine Lokalisierung stattfinden und andererseits Enums bzw.
Konstanten verwendet werden.
• Abschliessend l¨asst sich sagen, dass Lesbarkeit definitiv vor K¨
urze geht.
Klassennamen Abgesehen von den Namenskonventionen im Model (siehe Abschnitt
15.3.6, S. 167) gab es folgende Namenskonventionen:
• EditPolicies erhalten das Suffix EditPolicy“ (z.B. MethodEditPolicy)
”
• Suffix Figure“ f¨
ur Figures (z.B. MethodFigure)
”
• Suffix Command“ f¨
ur Commands (z.B. DeleteCommand)
”
Projektgruppe Syspect
204
12. Oktober 2006
Teil III
Zusammenfassende Bewertung und
Ausblick
205
Endbericht
KAPITEL 16. ZUSAMMENFASSENDE BEWERTUNG
Kapitel 16
Zusammenfassende Bewertung
In diesem Abschnitt soll die erstellte Syspect-Applikation und seine Entwicklung
zusammengefasst beschrieben und die Vor- und Nachteile dargelegt werden.
¨
Uber
eine Produktanalyse sollte die Plattform f¨
ur das Syspect-Projekt gefunden werden. Diese Analyse beruhte zu meist auf Kenntnissen der Beteiligten aus den Seminaren. Aufgrund der offensichtlichen Vorteile der Eclipse-Plattform entschied sich die
Projektgruppe daf¨
ur, diese als Plattform f¨
ur die Syspect-Applikation zu verwenden.
Ausschlaggeben war daf¨
ur vor allem das Eclipse-Plug-in-Konzept, das es erm¨oglicht,
nicht nur die eigene Applikation auf einem hohen Level der Erweiterbarkeit, Wartbarkeit und Wiederverwendung zu halten, sondern auch die Verwendung von schon
bestehenden Plug-ins. Die Grundfunktionalit¨aten einer GUI wurden somit vom dem
Eclipse-Framework und die eines grafischen Editors von dem GEF-Plugin zu Verf¨
ugung gestellt. Zudem ist Eclipse Open Source und hat eine große Community bzw. eine
daraus resultierende gute Dokumentation und ist in der Anwendung getestet.
Daneben wird noch weitere Software (z.B. Community Z Tools) als Komponenten
in das Projekt mit eingebettet. Zus¨atzlich zur Integration in Eclipse besteht die
M¨oglichkeit das Projekt als Rich Client Application zu realisieren. Somit entsteht ein
eigenst¨andiges Produkt auf Basis der Eclipse-Plattform.
¨
Uber
das Plug-in-Konzept k¨onnen komponentenbasierten Systeme entwickelt werden.
Dies erm¨oglicht eine einfache Skalierung von Syspect, obwohl es Grundkomponenten
gibt, wie das Syspect Core Plug-in, die in jedem Fall vorhanden sein m¨
ussen. Einstellungen, wie Abh¨angigkeiten oder Extension Points, der einzelnen Plug-ins k¨onnen
u
u oder direkt in der plugin.xml
¨ber die Plug-in Editor Tools komfortabel im Men¨
editiert werden.
Beim Feinentwurf werden die einzelnen Komponenten definiert, d.h. die Plug-inStruktur f¨
ur Syspect erstellt. Beispielhaft dargestellt sei die Ausgliederung der Views
und Editoren in einzelne Plug-ins. Diese umfassen die Diagramm-Editoren sowie
den Navigator. Die Editoren besitzen Abh¨angigkeiten zum Navigator und zum
SyspectDiagramEditorBundle-Plug-in. Dieses stellt allgemeine Funktionalit¨aten f¨
ur
die Editoren zur Verf¨
ugung. Die Editoren benutzen zur Darstellung von Objekten
GEF. Dieses bedient sich der MVC-Architektur, so dass eine strukturierte KlassenProjektgruppe Syspect
207
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 16. ZUSAMMENFASSENDE BEWERTUNG
hierarchie innerhalb der Editor-Plug-ins garantiert wird. Diese Architektur liegt auch
den meisten anderen Komponenten zu Grunde. Folglich ist die Paketstruktur der
Plug-ins einheitlich. Als Stammpaket wurde entsprechend der Konvention de.syspect
gew¨ahlt.
F¨
ur eine Bewertung sei hier auf die Strukturierung des Models eingegangen. In einer
Redesign-Phase wurde ein Model, das f¨
ur die L¨osung komplexer Probleme nicht mehr
ausreichte, durch ein neu entworfenes Model ersetzt. Das neue Model basiert auf
einer Interface-Struktur, die den Austausch der Modelimplementierung erlaubt. Die
Interface-Struktur befindet sich im Syspect Core Plug-in und das konkrete Model
wurde in das SyspectModel-Plug-in ausgelagert. Nach der Umstellung des Models
wurde das gesamte Projekt auf dieses angepasst. Komplexe Problemstellungen wurden
vereinfacht. Im Gegensatz dazu mussten bereits gel¨oste Probleme neu diskutiert
werden.
Abschließend soll die Test-Methodik bzw. die Evaluierung er¨ortert werden. Das Testen des Systems sollte durch JUnit-Tests erreicht werden. Nach der Redesign-Phase,
die eine komplexe Plug-in-Struktur hervorbrachte, wurde aus zeitlichen Gr¨
unden auf
den Aufbau einer Testsuite verzichtet. Im Kapitel Ausblick soll dieser Aufbau n¨aher
erl¨autert werden. F¨
ur die Evaluierung des Softwareproduktes wurde eine Fallstudie
durchgef¨
uhrt. Diese befasst sich mit der Erstellung eines Mail User Agent (MUA)
[Sta06]. Durch diesen Workflow wurden viele Funktionen von Syspect getestet. Da sich
die angegebene Fallstudie nur mit CSP-OZ besch¨aftigt, war es damit nicht m¨oglich,
Funktionen zu testen, die im Zusammenhang mit dem Duration Calculus stehen. Diese
mussten anhand anderer Beispiele getestet werden.
16.1
Fallstudie E-Mail-Client
Die Fallstudie E-Mail-Client [Sta06] behandelt die Modellierung eines Softwaresystems zum Lesen elektronischer Post mittels des UML-Profils f¨
ur CSP-OZ-DC, das
in Abschnitt 9, S. 77 vorgestellt wurde. Das Softwaresystem soll E-Mails anzeigen
k¨onnen, die im Anhang Text und Bildern enthalten k¨onnen. Der Nutzer kann E-Mails
ausw¨ahlen und deren Anh¨ange anzeigen lassen. Die drei Komponenten des Systems
werden als Mail User Agent, TextViewer und ImageViewer bezeichnet. Der Mail User
Agent kontrolliert die Kommunikation mit dem Nutzer, w¨ahrend die beiden Viewer
die Anh¨ange der E-Mails darstellen k¨onnen.
Da sich das UML-Profil f¨
ur CSP-OZ-DC im Laufe des Projekts ge¨andert hat, wie in
Abschnitt 14.2, S. 143 beschrieben, musste auch die Modellierung in Syspect angepasst
werden. Die Unterschiede und Besonderheiten, die beachtet werden m¨
ussen, werden
anhand des Zustandsautomaten des Mail User Agent, dem Klassendiagramm, in dem
die Schnittstellen des Mail User Agent definiert werden und dem Komponentendiagramm, das das System spezifiziert dargestellt.
Projektgruppe Syspect
208
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 17. AUSBLICK
Kapitel 17
Ausblick
In diesem abschließenden Kapitel sollen Features und Konzepte vorgestellt werden,
die im Laufe unseres Projektes zwar diskutiert wurden, aber nicht in die endg¨
ultige
Version unserer Software aufgenommen wurden. Wenn es daf¨
ur andere Gr¨
unde gab
als die Knappheit der zur Verf¨
ugung stehenden Zeit, so sind diese angegeben. Ebenso
werden konkrete Sch¨
usselstellen im Quellcode genannt, falls solche f¨
ur ein Feature gibt.
17.1
EMF
Die Idee des Eclipse Modeling Framework ist, dass sich ein Datenmodell, ob es nun in
Java, XML oder UML notiert ist, auf gemeinsame Konzepte zur¨
uckf¨
uhren l¨aßt. Das
theoretische Model ist das MOF von der OMG (siehe Kapitel 6, S. 49 bzw. [MOF06]).
Existiert eine Darstellung eines Datenmodells in Form von Java-Interfaces, l¨aßt sich
mit Hilfe von EMF daraus eine Darstellung als UML-Diagramm oder als XML-Schema
erzeugen (vgl. Abbildung 17.1). Unabh¨angig davon, welche Darstellung benutzt wird,
um das EMF-Modell zu erzeugen, erm¨oglicht es EMF, daraus die anderen Darstellungen
und sogar die zugeh¨origen Implementierungsklassen zu generieren. Das zentrale Modell,
das benutzt wird, um Modelle in EMF selbst zu repr¨asentieren, nennt sich ECore und
l¨aßt sich am besten als kleine vereinfachte Menge der gesamten UML beschreiben.
Abbildung 17.1: EMF vereint Java, UML und XML
Projektgruppe Syspect
209
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 17. AUSBLICK
Zus¨atzlich zu der bisher beschriebenen Funktionalit¨at kann EMF ein ECore-Modell
auch als XMI serialisieren. Das w¨are f¨
ur Syspect vor allem deswegen von Bedeutung,
da fast jedes UML-Werkzeug sein eigenes persistentes UML-Format benutzt. XMI ist
¨
als Standard zur Ubertragung
von UML-Daten vorgesehen.
Es wird jedoch an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass bisher kaum ein UMLModellierungswerkzeug in der Lage ist, das XMI-Format eines anderen Werkzeugs vollst¨andig und korrekt zu lesen (vgl. [RHQ+ 05], S. 35f). Es w¨are also im absch¨atzbaren
Aufwand m¨oglich, eine XMI-Schnittstelle zu realisieren, aber ob sie sinnvoll nutzbar
ist, ist zumindest als fraglich zu bezeichnen.
17.2
UML2
Das UML2-Plug-in f¨
ur Eclipse ist eine Implementierung der UML 2.0 in Java. Das
Plug-in basiert auf EMF.
Innerhalb des UML2-Plug-ins sind Klassen f¨
ur die f¨
ur Syspect erforderlichen in Klassen, Komponenten- und Zustandsdiagrammen enthaltenen Elemente vorhanden. Die Verbindung dieser Elemente geschieht u
¨ber Klassen, die Assoziationen und Transitionen
modellieren. Das Plug-in unterst¨
utzt weiterhin die Erweiterung eines Modells u
¨ber
Profile und Stereotypen, was essentiell f¨
ur die Anwendung innerhalb Syspects ist. Ein
innerhalb des Plug-ins entwickeltes Modell l¨asst sich direkt in das Austauschformat
XMI exportieren.
Zum Erzeugen der einzelnen Elemente werden sowohl die Klasse UML2Factory, welche das Design-Pattern Singleton [GHJ95] implementiert, als auch die Repr¨asentationsklassen der konkreten UML 2.0-Elemente, welche hierf¨
ur Factory-Pattern [GHJ95]
bereitstellen, benutzt.
Da die Entwickler großen Wert auf die Konformit¨at des Plug-ins zur UML 2.0Spezifikation legen, ist es unwahrscheinlich, dass sich bei der Weiterentwicklung wesentliche Schnittstellen und Funktionalit¨aten ¨andern.
Das UML2-Plug-in bietet sich auf den ersten Blick als eine gute Datenhaltung f¨
ur Diagramme an, da die Diagramme UML2 konform sein sollen. Allerdings war die Einarbeitung in das UML2-Plug-in und die Integration in Syspect so aufwendig, dass schließlich
die fehlende Funktionalit¨at einer Undo- und Redo-Funktion in Verbindung mit GEF
ausschlaggebend war, eine eigenst¨andige Datenhaltung zu entwerfen. Da das UML2Plug-in – aufbauend auf dem EMF-Plug-in – aber genau die XMI-Export-Funktion zur
Verf¨
ugung stellt, die Syspect ben¨otigen w¨
urde, bleibt das UML2-Plug-in als Exportkomponente interessant. Eine Alternative ist die Datenhaltung von Argo-UML, welches
jedoch noch problematischer dadurch ist, dass es nur die UML 1.5-Spezifikation implementiert.
17.3
Druckfunktion
Momentan existiert keine funktionsf¨ahige Druckfunktion, um die erzeugten Diagramme direkt aus Syspect heraus auf einem Drucker auszugeben. In einer fr¨
uheren Entwicklungsphase des Programms wurde die Druckfunktion bereits implementiert, besaß
Projektgruppe Syspect
210
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 17. AUSBLICK
jedoch die Einschr¨ankung, dass es nur auf einer Microsoft Windows Plattform einwandfrei lauff¨ahig war. Aufgrunddessen, sowie dem Grund, dass die Kunden die erzeugten
Diagramme haupts¨achlich in Dokumente einbetten n¨ochten, um Sachverhalte zus¨atzlich dokumentieren zu k¨onnen, wurde diese Funktion vorerst nicht in die vorliegende
Version des Programms aufgenommen, da ein Export des Diagramms in PDF und
verschiedene Bildformate m¨oglich ist.
¨
Im Folgenden wird eine Ubersicht
dar¨
uber gegeben, welche Funktionalit¨aten die Druckfunktion haben k¨onnte:
• Druckfunktion aufrufbar u
u im Navigator durch selektieren ein¨ber Kontextmen¨
zelner oder mehrerer Diagramme, oder durch einen Men¨
ueintrag in der Men¨
uleiste.
• Selektieren des Ausgabeger¨ats.
• Selektieren der Ausgabeseiten: alle, von/bis.
• Vorschau des Ausdrucks mit folgender Funktionlit¨at.
– Iterieren u
¨ber s¨amtliche Seiten des Ausdrucks.
– Zoom-Funktionen: fit to page, fit to width, fit to height
17.4
Notizzettelkommentare
Mit Notizzettelkommentaren“ sind hier die f¨
ur UML-Modellierungswerkzeuge typi”
schen Kommentarfl¨achen gemeint, die direkt in Diagramme eingezeichnet und mit gestrichelten Linien mit z.B. Klassen verbunden werden k¨onnen.
In der Sprache von Syspect gesprochen sind dies Viewable-Kommentare im Gegensatz
zu den bereits vorhandenen Model -Kommentaren: Wenn in der gegenw¨artigen Version
von Syspect eine Klasse im Tabbed Property View kommentiert wird, so gilt dieser
Kommentar f¨
ur alle Vorkommen dieser Klasse in verschiedenen Diagrammen, es
handelt sich also um Kommentare in Bezug auf das Model. Mit den Notizzettelkommentaren hingegen w¨are es m¨oglich, die verschiedenen Kontexte, in denen eine Klasse
in mehreren Diagrammen gezeigt wird, separat voneinander zu kommentieren.
Voraussichtlich ist dieses Feature mit den bereits angewandten M¨oglichkeiten von GEF,
Eclipse und unseren eigenen Bibliotheken ohne besondere Schwierigkeit zu l¨osen.
17.5
TypeChecking
Im Moment wird im Properties-Plugin Z nur auf syntaktische Fehler gepr¨
uft, Typfehler werden nicht gefunden. Schl¨
usselstellen, die angepasst werden m¨
ussten, um diese
Funktionalit¨at zu erreichen, sind mit entsprechenden Kommentaren versehen und sind
in folgenden Klassen zu finden:
• MethodParameterWizardPage
Projektgruppe Syspect
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12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 17. AUSBLICK
• OZEditorListener
• OZPropertiesChangeKeyListener
• ZTypeDefinitionsEditorListener
• ZTypeDefinitionsPropertiesChangeKeyListener
• ZTypeEditorListener
• ZTypePropertiesChangeKeyListener
• de.syspect.model.core.CapsuleImpl
17.6
Verschieben von Klassen
Wenn eine Klasse verschoben werden soll und es ist eins ihrer Kinder (also Attribute oder Methoden) selektiert, so ist dies nur schwer m¨oglich. Eine M¨oglichkeit ist,
die Klasse am Titel anzufassen. Fast man stattdessen eins ihrer Kinder an, so wird
zwar angedeutet, dass die Klasse verschoben werden soll, jedoch erscheint immer der
Verbots-Cursor. Um dies zu l¨osen, m¨
ussten der DelegateDragTracker angepasst werden, damit auch solches Bewegen m¨oglich ist. Das Selektieren von Attributen und
Methoden(signaturen) kann nicht ausgeschaltet werden, da sonst der Zugriff auf die
Properties eben jener nur sehr umst¨andlich m¨oglich w¨are.
17.7
Z-Text-Widget
die getter und setter haben echte/korrekte unicode-Strings, intern benutzt es aber
Strings mit nur 16-bit Zeichen - und dann kann es auch die unsichbaren Zeichen sichtbar
machen...
17.8
AssemblyConnector ConnectionAnchor
Der AssemblyConnector ist ein Element, dass die Elemente bereitgestellten und
ben¨otigten Schnittstellen im Komponentendiagramm vereint. Da diese jeweils durch
eine Linie mit einer Komponente verbunden sind, ist auch der AssemblyConnector
mit dieser Linie verbunden. Allerdings wird in der Logik des AssemblyConnectors
nicht unterschieden, zu welcher Schnittstelle eine Linie geh¨ort. D.h. eine Linie die zu
einer bereitgestellten Schnittstelle geh¨ort wird nicht an den Teil der AssemblyConnector -Figure gesetzt, die erstere repr¨asentiert. Das gleiche gilt auch f¨
ur die Linie der
ben¨otigten Schnittstelle.
Abbildung ?? veranschaulicht dieses Problem: Bei der Erstellung der Komponente
Component 0 wurde angegeben, sie ben¨otige die Schnittstelle. Trotzdem ist es – durch
Projektgruppe Syspect
212
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 17. AUSBLICK
Abbildung 17.2: Assembly
¨
einfaches Verschieben im Diagrammeditor, ohne Anderung
der dahinter stehenden Modelldaten – m¨oglich, es so aussehen zu lassen, als stelle sie die Schnittstelle zur Verf¨
ugung.
Ein L¨osungsansatz w¨are, einen ConnectionAnchor f¨
ur den AssemblyConnector zu
schreiben der diese Eigenschaften erf¨
ullt. Ansatzpunkt f¨
ur diese Erweiterung w¨are die
Klasse AssemblyConnectorEditPart.
17.9
¨
Ubersetzung
nach PEA
¨
Da im Moment keine Ubersetzung
f¨
ur den CSP-Rename-Operator nach PEA existiert,
k¨onnen Spezifikationen, die Komponentdiagramme enthalten, nicht u
¨bersetzt werden.
Hier w¨are es n¨otig, eine M¨oglichkeit zu finden, wie sich der Rename-Operator in PEA
ausdr¨
ucken l¨asst und diese im CSP2PEAConverter zu implementieren.
17.10
Undo im OZ-Editor
Im OZ-Editor sind derzeit keine R¨
uckg¨angig/Wiederherstellen- Funktionen verf¨
ugbar.
Da unser bereits implementiertes Undo/Redo nicht darauf ausgelegt ist, m¨
usste hier
ein eigenes System entwickelt werden. Ansatzpunkt ist die Klasse OZEditor.
17.11
Optimierung der Nutzung von javacc
Zur Erstellung des DC2XMLConverter wird javacc in Verbindung mit dem Visitor Pattern eingesetzt. D.h. vom Entwickler muss nur ein Interface implementiert werden,
dass Methoden f¨
ur den Umgang mit jedem einzelnen Knoten vorschreibt. Die Navigation durch den Parse-Baum u
¨bernimmt generierter Code.
Das Problem ist aber, dass die Superklasse SimpleNode aller Knotenklassen nicht
als abstract generiert wird, und somit besagtes Interface auch f¨
ur diese Klasse eine
Projektgruppe Syspect
213
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 17. AUSBLICK
visit-Methode vorschreibt, die implementiert werden muss.
Da keine Situation m¨oglich erscheint, dass diese Methode tats¨achlich aufgerufen wird,
ist es zun¨achst nur ein ¨asthetisches Problem, diese Methode u
ussen
¨berhaupt haben zu m¨
und in ihr einfach null zur¨
uckzugeben. Da jedoch nicht absch¨atzbar ist, wie Syspect
noch weiterentwickelt wird und durch m¨ogliche Nebeneffekte hier doch weitergehende
Probleme auftreten k¨onnen, w¨are eine Beseitigung dieser Schwachstelle w¨
unschenswert.
17.12
Clipped Connections
Clipped Connections sind abgeschnittene Verbindungen in Diagrammen. Diese sind
beispielsweise gew¨
unscht, wenn ein Zustand in einer Region außerhalb des sichtbaren
Bereichs liegt und eine Transition zu ihm f¨
uhrt. Momentan wird der Zustand selbst
dann entsprechend abgeschnitten“, die Transition hingegen nicht.
”
Mit der aktuell verf¨
ugbaren Version von GEF sind clipped connections leider nicht
m¨oglich, Ansatzpunkt f¨
ur diese Funktionalit¨at w¨are die Klasse ContainerFigure.
17.13
Drag and Drop zwischen Projekten
In der aktuellen Version von Syspect ist Drag and Drop nur innerhalb von Projekten
m¨oglich. Um es projekt¨
ubergreifend zu realisieren, w¨are beispielsweise die Implementierung eines custom transfer denkbar. Ansatzpunkt f¨
ur diese Funktionalit¨at ist die
Klasse de.syspect.navigator.View.
17.14
Effizienteres Event-System
In einer zuk¨
unftigen Version von Syspect k¨onnte unser Event-System (siehe Abschnitt
15.3.6, S. 169) weiter verbessert werden.
Ansatzpunkt w¨are unter anderem die Klasse de.syspect.navigator.ContentProvider.
17.15
Verschieben von Regionen innerhalb von Zust¨
anden
Momentan ist es nicht m¨oglich, Regionen innerhalb von Zust¨anden in Zustandsdiagrammen zu verschieben. Um dieses Feature zu implementieren, muss die Klasse
StateFlowLayoutEditPolicy erweitert werden.
17.16
Definition der Methodentypen in der Konvertierung zu PEA
In CSP2PEAConverter for future work: insert definition of the method types?
Projektgruppe Syspect
214
12. Oktober 2006
Endbericht
17.17
KAPITEL 17. AUSBLICK
Performanz bei der Bendpoint-Berechnung
In BendpointEditPolicy for future work: optimize so that handles aren’t added constantly.
17.18
Test
Wie bereits in vorangehenden Kapitel erw¨ahnt wird, konnte Syspect auf Grund des Model Redesigns kaum getestet werden. Das Testen besteht bisher aus dem Durchf¨
uhren
der Fallstudie MUA.
Testrichtlinien nach denen Tests geschrieben werden sollen, wurden jedoch bereits vorher festgelegt und sollen hier erl¨autert werden.
17.18.1
Richtlinien fu
¨ r Tests
Diese Richtlinien beziehen sich auf Modultests mit JUnit. Weitere Teststufen, wie z.B.
Integrationstests oder Systemtests werden bisher nicht behandelt. Ebenfalls treten auch
keine Richtlininen bez¨
uglich GUI-Tests auf.
Allgemeines
• Die Ordnerstruktur der Testklassen wird parallel zur eigentlichen Programmstruktur angelegt.
• Die Testklassen sollten relativ parallel zum eigentlichen Quellcode erstellt werden,
d.h. sie m¨
ussen nicht vor der Implementierung und auch nicht parallel erzeugt
werden. Sp¨atestens bei Abschluss eines Entwicklungsabschnitts (nach Meinung
des entsprechenden Entwicklers) sollten vor dem weiteren Vorgehen die n¨otigen
Tests erstellt werden. Diese sollten nat¨
urlich funktionsf¨ahig sein, bevor weitergearbeitet wird.
• Testklassen bzw. die Methoden sind entsprechende der Vorgaben der QuellcodeRichtlinien zu erstellen und zu kommentieren. Des Weiteren sollten die Nameskonventionen von JUnit u
¨bernommen werden.
Modultests mit JUnit
• Testf¨alle werden f¨
ur Methoden aufgestellt, die folgende Kriterien erf¨
ullen:
– sie sollten eine Parameterliste und einen R¨
uckgabewert haben
– die Methode sollte min. eigene einfache Operationen (z.B. mathematische
Op. oder Op. auf Strings) haben
– weiter sind Methoden, die R¨
uckgabewerte von Bibliotheksfunktionen liefern
bzw. deren R¨
uckgabewerte wieder Eingabewerte f¨
ur weitere Funktionen sind,
in jedem Fall zu testen (also Methoden, die diverse Bibliothksmethoden
intern benutzen)
Projektgruppe Syspect
215
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 17. AUSBLICK
• Um im Programmcode Methoden nicht zu verwenden, die nur f¨
ur Testzwecke ben¨otigt werden, sollten die assert-Methoden auf primitive Datentypen angewandt
werden. Dies betrifft insbesondere die equals-Methode, die man sonst immer u
¨berschreiben m¨
usste.
• Testf¨alle sollten, wenn m¨oglich, um Testobjekte gruppiert werden.
Testsuiten
• Jeder Entwickler sollte seine aufgestellten Testklassen zu einer Testsuite zusammenfassen, bzw. mehrere Testsuiten aufstellen.
• Zentral werden die Testsuiten von jedem einzelnen zu einer gesamten Testsuite
zusammengefasst. Neu hinzugekommene Testklassen bzw. -suiten werden dieser
gesamten Testsuite selbstst¨andig hinzugef¨
ugt.
Projektgruppe Syspect
216
12. Oktober 2006
Anhang
217
Endbericht
KAPITEL 17. AUSBLICK
Phasen-Event-Automaten
Phasen-Event-Automaten (PEA) [Hoe05] liefern einen Formalismus, mit dem es m¨oglich ist, eine kompositionelle Semantik f¨
ur CSP-OZ-DC zu formulieren. Ein PEA ist
ein 8-Tupel (P , V , A, C , E , s, I , Init). Die einzelnen Komponenten sind:
• P : Zustandsmenge
• V : Menge von Zustandsvariablen
• A: Menge von Events
• C : Menge der Uhren
• E ⊆ P × L(V ∪ V 0 ∪ A ∪ C ) × P(C ) × P : Transitionsrelation
• s : P → L(V ): Invarianten-Pr¨adikat f¨
ur Zust¨ande
• I : P → L(C ): Uhreninvariante f¨
ur Zust¨ande
• Init ⊆ L(V ) × P : Initiale Transitionen.
Projektgruppe Syspect
219
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 17. AUSBLICK
Lizenz
Das Systemspezifizierungswerkzeug Syspect wird unter der GNU General Public License [FSF06b], kurz GPL, ver¨offentlicht werden. Hierf¨
ur waren folgende Fakten entscheidend:
• Die PEA Tools von Jochen Hoenicke und die Community Z Tools stehen unter
der GPL. Wird eine unter der GPL stehende Bibliothek verlinkt, so muss das
verlinkende Programm auch unter der GPL stehen. Bei der Benutzung der oben
genannten Bibliotheken muss Syspect also unter der GPL stehen.
• Syspect ist ein Eclipse Plug-In und nutzt des Weiteren das Eclipse Plug-in GEF
[EFI06c]. Diese und Eclipse selbst stehen unter der Eclipse Public License, welche
eine freie Lizenzwahl des verlinkenden Plug-Ins erlaubt, sofern sich dieses nicht
aus Eclipse Public License lizensierten Applikationen ableitet. Syspect selbst besteht nicht aus abgeleiteter Arbeit (im amerikanischen Recht derivative work“
”
genannt) und kann somit jede beliebige Lizenz annehmen.
Aufgrund der restriktiven Bedingungen der GPL wird Syspect unter die GPL gestellt.
Projektgruppe Syspect
220
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 17. AUSBLICK
Richtlinien fu
¨ r die Fehlerbehandlung
Fehlerbehandlung
In diesem Abschnitt wird allgemein beschrieben, wie dem Nutzer mitgeteilt werden
kann, dass ein Fehler im Programm aufgetreten ist. Es wird insbesondere nicht darauf
eingegangen, wie diese Fehler im Programm entdeckt werden k¨onnen.
Ist ein kritischer Fehler aufgetreten, so muss dieser dem Nutzer mitgeteilt werden. Dies
geschieht auf mindestens zwei verschiedenen Wegen, n¨amlich per Dialog so wie per
Logdatei. Die folgenden Informationen m¨
ussen dabei in beiden Meldungen vorhanden
sein:
• Eine aussagekr¨aftige Fehlermeldung
• Provider Name
• Plug-in Name (user friendly name)
• Plug-in ID
• Version
Fehlerdialog
Dem Benutzer wird mit Hilfe eines Fehlerdialogs mitgeteilt, dass ein Fehler aufgetreten
ist. Dieser muss die oben beschriebenen Informationen enthalten. Zus¨atzlich ist ein aussagekr¨aftiger Dialogtitel zu w¨ahlen. Der Dialog wird mit der JFace Klasse ErrorDialog
erzeugt. Damit ergibt sich dann ein Aussehen wie etwa in Abbildung 3.
Abbildung 3: Beispiel eines Fehlerdialogs
Projektgruppe Syspect
221
12. Oktober 2006
Endbericht
KAPITEL 17. AUSBLICK
Logdatei
Weiterhin muss jeder aufgetretene Fehler auch in die Eclipse Logdatei geschrieben werden. Auch hierzu gibt es bereits einfach nutzbare Schnittstellen (via Plugin.getLog().log(...)). Die so geschriebene Nachricht wird von Eclipse in eine im
Workspace im Unterverzeichnis .metadata liegenden Logdatei geschrieben. Dadurch
erh¨alt der Nutzer die M¨oglichkeit, die Fehlermeldung sp¨ater wiederzufinden und zur
Fehlerbehebung zu nutzen.
Projektgruppe Syspect
222
12. Oktober 2006
Endbericht
ANHANG . GLOSSAR
Glossar
Assoziation (UML) (Fast) alle Verbindungen bzw. Beziehungen in UML heißen Assoziationen. Die konkreten Instanzen von Assoziationen (also das, was Objekte
f¨
ur Klassen sind) heißen Links.
Aggregation ist eine spezielle Assoziationen, die eine Teil-vom-Ganzen-Beziehung
darstellt. Die Teile des Ganzen k¨onnen auch einzeln bestehen im Vergleich zu
einer Komposition.
Capsule ist ein Stereotyp f¨
ur eine Klasse im CSP-OZ-DC-UML-Profil.
Code Completion Autovervollst¨andigung f¨
ur Anweisungen/Befehle/Objekte in
Code-Editoren.
Community-Z-Tools (CZT) ist eine Ansammlung von Werkzeugen f¨
ur die formale
Spezifikationssprache Z.
Countertrace DC-Countertraces sind spezielle DC-Formeln.
CSP steht f¨
ur Communicating Sequential Processes und ist eine Spezifikationssprache
zur Beschreibung kommunizierender Prozesse, die von Tony Hoare entwickelt
wurde [Hoa04].
CSP-OZ-DC Dies ist eine Kombination der drei Spezifikationssprachen CSP [Hoa04],
Object-Z [Smi00] und Duration Calculus [ZHR91] zur Spezifikation von Abl¨aufen,
Daten und Zeit.
CSP-OZ-DC-Spezifikation Das sind mehrere CSP-OZ-DC-Klassen, die zusammen
das Verhalten eines Systems spezifizieren. Der Spezifikations-Begriff wird hier
anders verwendet als in der UML.
DC Der Duration Calculus, entwickelt von Zhou, Hoare und Ravn, ist eine Intervall
Temporal Logik f¨
ur Realzeitsysteme.
Eclipse ist eine Open-Source-Community, deren Projekte darauf ausgerichtet sind,
eine erweiterbare Entwicklungs-Plattform und Anwendungssysteme zur SoftwareEntwicklung bereitzustellen [EFI05b].
EMF Das Eclipse Modeling Framwork ist ein Open Source Java-Framwork zur automatisierten Erzeugung von Quelltext anhand von strukturierten Modellen.
Projektgruppe Syspect
223
12. Oktober 2006
Endbericht
ANHANG . GLOSSAR
Entwurfsmuster (engl. design pattern) beschreibt eine bew¨ahrte Schablone f¨
ur ein
Entwurfsproblem. Es stellt damit eine wiederverwendbare Vorlage, unabh¨angig
von einer Programmiersprache, zur Probleml¨osung dar.
Extension Point ist eine von einem Plug-in angegebene Erweiterungsm¨oglichkeit.
Factory ist eine Klasse, die nach bestimmten Kriterien Objekte anderer Klassen erzeugt.
Feature steht allgemein in der Software-Entwicklung f¨
ur eine besondere Eigenschaft/F¨ahigkeit eines Produktes. Im Eclipse-Umfeld gibt es jedoch eine weitere
Bedeutung: Ein Feature ist hier eine M¨oglichkeit verschiedene Plug-ins und ihre F¨ahigkeiten zu gruppieren. Es sind XML-Dateien, die keinen Code enthalten,
sondern nur die Informationen u
¨ber die von einem Produkt ben¨otigten Plug-ins
und wie erforderliche Updates m¨oglich sind.
GEF Das Graphical Editing Framework ist ein Plug-in, das ein Framework f¨
ur die
Erstellung von grafischen Editoren liefert.
Generalisierung ist in der UML eine gerichtete Beziehung zwischen einem generelleren und einem spezielleren Classifier.
GUI Graphical User Interface (Grafische Benutzeroberfl¨ache). Das ist eine grafische
Schnittstelle, um Interaktion mit dem Benutzer zu erm¨oglichen.
JVM steht f¨
ur Java Virtual Machine. Sie ist der Teil der Java-Laufzeitumgebung
(JRE), der f¨
ur die Ausf¨
uhrung des Java-Bytecodes verantwortlich ist.
LATEX Lamports TEX, entwickelt von Leslie Lamport (1984), ist ein Softwarepaket,
dass die Benutzung des Textsatzprogramms TEXvereinfacht.
Kommentar ist eine Anmerkung, die ein Modellierer in einem UML-basierten Modell
einf¨
ugen kann. Ein Kommentar kann mit anderen UML-Elementen verbunden
sein.
Komposition ist eine spezielle Assoziationen, die eine Teil-vom-Ganzen-Beziehung
darstellt. Die Teile des Ganzen k¨onnen nicht einzeln bestehen im Vergleich zu
einer Aggregation.
Konsistenz bedeutet Zusammenhalt und meint hier das schl¨
ussige Zusammenpassen
von View und Model ohne das Widerspr¨
uche auftreten.
Model-Checker Ein Model-Checker ist eine Software zur automatischen Verifikation
von Systembeschreibungen (Modellen) gegen eine Spezifikation.
MOF Meta-Object Facility ist die Metadaten-Architektur der OMG.
Object-Z Dies ist eine objektbasierte Spezifikationssprache [Smi00] zur Beschreibung
von Daten, Zust¨anden und deren Transformationen.
Projektgruppe Syspect
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12. Oktober 2006
Endbericht
ANHANG . GLOSSAR
OMG Object Management Group, ein Konsortium f¨
ur die Entwicklung von Standards f¨
ur die herstellerunabh¨angige system¨
ubergreifende objektorientierte Programmierung. Mitglieder sind unter anderen IBM, Apple und Sun. Die bekanntesten Entwicklungen sind CORBA und UML.
PEA Phasen Event Automat. Ein spezielles Timed Automata Modell, das als operationelle Semantik f¨
ur CSP-OZ-DC definiert wurde [Hoe06].
PEA-Tool Tool von Jochen H¨onicke und Roland Meyer zur Darstellung von Phasen
Event Automaten als Java-Repr¨asentationen.
Plug-in ist ein Zusatz-Modul, das u
¨ber vordefinierte Schnittstellen an ein SoftwareProdukt angeschlossen werden kann und dessen Funktionalit¨at erweitert.
RCP Die Eclipse Rich Client Platform ist ein Sammlung von Plug-ins zur Entwicklung einer Rich Client Anwendung.
Region ist eine UML-Region in Zustandsautomaten.
Stereotype ist in der UML 2.0 eine Metaklasse, die verwendet wird, um die Semantik
von UML-Basiselementen (wie z.B. Klassen) genauer zu spezifizieren.
Swing API zum Programmieren von grafischen Benutzeroberfl¨achen. Swing wurde von
Sun Microsystems f¨
ur die Programmiersprache Java entwickelt.
SWT Das Standard Widget Toolkit ist eine Bibliothek f¨
ur die Erstellung grafischer
Oberfl¨achen mit Java.
Syntax-Highlighting Darstellung von W¨ortern und Zeichenkombinationen abh¨angig
von der Bedeutung in unterschiedlichen Farben, Schriftarten und -stilen.
Tagged Values sind Standard-Metaattribute von UML-Stereotypen.
Testformeln sind eine Teilklasse aller DC-Formeln [Hoe06]. Eine Testformel ist die
Negationen einer Formel, die darauf getestet werden soll, ob ein gegebener PEA
sie erf¨
ullt.
TEX Textsatzsystem mit integrierter Makrosprache.
UML Unified Modeling Language, eine standardisierte Beschreibungssprache, um
Strukturen und Abl¨aufe in objektorientierten Softwaresystemen darzustellen.
UML-Diagramm grafische Notationsweise, die eine bestimmte Sicht auf ein mit UML
modelliertes System bietet.
UML-Modell Wenn man ein Software-System mit Hilfe von UML modelliert, so ist
die Gesamtheit dieser Diagramme das UML-Modell dieses Software-Systems. Im
Gegensatz zu einer CSP-OZ-DC-Spezifikation kann ein UML-Modell unvollst¨andig sein bzw. redundante Informationen enthalten, da es sich um eine Sammlung von verschiedenen Sichten handelt. Wenn wir bei Syspect eine CSP-OZ-DCSpezifikation mit Hilfe des UML-Profils mit UML-Diagrammen modellieren, so
Projektgruppe Syspect
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12. Oktober 2006
Endbericht
ANHANG . GLOSSAR
wollen wir die Gesamtheit dieser Diagramme, die diese CSP-OZ-DC-Spezifikation
abbilden, UML-Modell der CSP-OZ-DC-Spezifikation nennen.
UML-Spezifikation Das ist das Dokument, was die UML (bzw. eine bestimmte Version davon) definiert. Der Spezifikations-Begriff wird hier anders verwendet als
bei CSP-OZ-DC.
UML-Profil ist eine konkrete Erweiterung der UML.
Wizard ist eine GUI, die dem Benutzer - meistens in Dialogform - eine besondere
Hilfestellung bei der Dateneingabe in Bezug auf ein bestimmtes Ziel gibt.
XMI XML Metadata Interchange, Mitglied der XML-Sprachfamilie. Es ist ein
Standard der OMG, insbesondere f¨
ur Datenaustausch zwischen UML-basierten
Software-IDEs. Es kann aber alles ausgedr¨
uckt werden, was auf MOF basiert.
XML Extensible Markup Language, bietet eine einfache Syntax, mit der die Struktur
von Daten beschrieben werden kann. XML ist damit eine Metasprache mit der
andere Sprachen beschrieben werden k¨onnen.
ZML XML-Format f¨
ur die Spezifikationssprache Z
Projektgruppe Syspect
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12. Oktober 2006
Endbericht
INDEX
Index
LATEX, 47, 109, 152
LATEX-Quellcode, 105, 111
Factory, 149, 210
Formeleditor, 107, 114
Actions, 161
Aggregation, 108
Assoziation, 107, 114, 210
GEF, 25, 148, 149
Generalisierung, 107
GMF, 148, 151
base, 107, 108
capsule, 107, 108, 113
Code Completion, 114
Commands, 149
Community-Z-Tools, 43, 148, 151
conjugated, 107, 108
Countertraces, 114
CSP, 57, 69, 199
CSP-OZ-DC, 69, 74, 77, 105, 109, 111, 119,
151
CSP-OZ-DC-LATEX, 106
CSP-OZ-DC-XML, 106
CSP-Prozess, 58, 105
data, 107
Dateiformat, 165
dc-counterexample, 113
DeleteActionHook, 162
Drag and Drop, 164
Draw2d, 149
Druckfunktion, 111
Duration Calculus, 69, 71, 73, 151
Eclipse, 7, 17
Editparts, 149
Editpolicies, 149
EMF, 209
Endzustand, 109, 176
Export, 148
Exportfunktionen, 109
Extension Point, 152
Projektgruppe Syspect
init, 113
Initital-Zustand, 109
Instanz einer Klasse, 108
invariant, 113
Klasse, 107, 113
Klassendiagramm, 50, 52, 78, 105, 107,
109, 111, 112
Kommentar, 109
Komponentendiagramm, 176, 196
Komposition, 107
Konsistenz, 107
Metadaten, 112
Model-Checker, 105, 109, 111
Model-Checking, 74
Model-Ebene, 168, 174
MOF, 49, 209
MVC, 157
Object-Z, 43, 57, 69, 73, 151
Observer, 149
PEA-Tool, 148, 151
PEA-XML, 106
Performance, 118
Phasen-Event-Automaten, 72, 105, 109,
111, 151, 219
Plug-in, 17, 148, 152, 153
Port, 108, 117
Preference, 162
protocol, 107, 113
Rich Client Platform, 148, 152, 159
227
12. Oktober 2006
Endbericht
INDEX
Schablone, 113
Startzustand, 176
Statemachine, 79
Stereotyp, 107, 113, 210
Strukturdiagramm, 50, 79, 105, 108, 111,
116
Superzustand, 109
SWT, 149
Tabbed Property View, 190
Tags, 107, 113
Testformeln, 114
Transition, 109, 151, 210
Typpr¨
ufung, 114
UML, 49, 54
UML-Modell, 105, 111
UML-Profil, 77, 105, 111
UML2, 210
Unicode-Darstellung, 114
View-Ebene, 169, 174
Viewable-Ebene, 169, 174
XMI, 54, 109, 210
XML, 54, 109, 119, 151, 209
XML-Darstellung, 105, 111
ZML, 44, 151, 152
Zustand, 109, 175
Zustandsautomat, 175
Zustandsdiagramm, 51, 52, 105, 107–109,
111, 115, 175
Projektgruppe Syspect
228
12. Oktober 2006
Endbericht
ABBILDUNGSVERZEICHNIS
Abbildungsverzeichnis
1.1
1.2
1.3
Project Wizard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Java-Perspektive . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Debug-Perspektive . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9
10
11
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
2.8
2.9
2.10
Struktur von Eclipse [Sha04] . . . . . . . . . . . . . . . . .
Screenshots des Update-Managers . . . . . . . . . . . . . .
extension-point und extension . . . . . . . . . . . . . . . .
Plugin.xml und Implementierung . . . . . . . . . . . . . .
Eine Manifest-Datei eines Plug-ins und dessen Java-Klasse
Schnittstellen der Resourcen [Sha04] . . . . . . . . . . . .
Architektur einer Ansicht [Sha04] . . . . . . . . . . . . . .
Features [Sha04] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Beispiel f¨
ur einen grafischen Editor mit GEF . . . . . . . .
GEF-Architektur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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18
19
21
21
22
22
24
25
25
26
3.1
3.2
3.3
3.4
Das Model-View-Controller Konzept . . . . . . . . . . . . .
Die Implementierung des MVC-Modells in FUJABA [Tic05]
Das FUJABA zugrunde liegende Meta-Modell [Tic05] . . . .
Die FUJABA4Eclipse Struktur [Mey05a] . . . . . . . . . . .
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28
29
30
31
4.1
Benutzeroberfl¨ache ArgoUML . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
35
6.1
6.2
6.3
6.4
Ein Kompositionsstrukturdiagramm am Beispiel einer Wetterstation
Ein Klassendiagramm am Beispiel einer T¨
ursteuerung . . . . . . . .
Protokollzustandsdiagramm am Beispiel einer T¨
ursteuerung . . . .
Verhaltenszustandsdiagramm am Beispiel einer Ampelsteuerung . .
.
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52
52
53
53
7.1
7.2
7.3
7.4
7.5
7.6
7.7
7.8
7.9
7.10
Beispiel f¨
ur ein reaktives System . . . . . . . . .
Der CSP-Prozess STOP . . . . . . . . . . . . .
Der CSP-Prozess SKIP . . . . . . . . . . . . . .
Der CSP-Prozess knopf 1 → fahreZu1 → STOP
CSP-Prozess mit . . . . . . . . . . . . . . . .
Der CSP-Prozess FS . . . . . . . . . . . . . . .
Der CSP-Prozess P4 . . . . . . . . . . . . . . .
Der CSP-Prozess P5 . . . . . . . . . . . . . . .
CSP-Prozess in Trace-Semantik . . . . . . . . .
CSP-Prozess in SOS . . . . . . . . . . . . . . .
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59
59
59
60
60
61
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62
63
Projektgruppe Syspect
229
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12. Oktober 2006
Endbericht
ABBILDUNGSVERZEICHNIS
7.11
7.12
7.13
7.14
7.15
7.16
7.17
Z-Schema Fahrstuhl . . . . . . . . . . . . . . . . .
Dekoriertes Z-Schema Fahrstuhl . . . . . . . . . .
Z-Schema der Operation fahreZu . . . . . . . . .
Z-Schema der Operation fahreZu mit ∆-Operator
Z-Schema der Operation fahreZu . . . . . . . . .
CSP-OZ-Schema . . . . . . . . . . . . . . . . . .
CSP-OZ-Schema eines Fahrstuhls . . . . . . . . .
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64
64
65
65
65
66
66
8.1
8.2
8.3
8.4
8.5
Erf¨
ullende Interpretation f¨
ur dP e ; dQe
CSP-OZ-DC Spezifikation eines Z¨ahlers
Automat zum CSP-Teil . . . . . . . . .
Automat zum Object-Z-Teil . . . . . .
Automaten zum DC-Teil . . . . . . . .
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72
74
75
75
76
9.1
Klassendiagramm der Bank inklusive der ben¨otigten Protokolle
[MORW05]) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Statemachine der Bank (aus [MORW05]) . . . . . . . . . . . . . .
Strukturdiagramm der Bankverwaltung (aus [MORW05]) . . . . .
(aus
. . .
. . .
. . .
80
81
82
10.1 Klassenstruktur unter JUnit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10.2 Klassenstruktur unter JUnit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10.3 Generierung von JUnit-Testklassen aus JML-Dateien . . . . . . . . . .
85
88
91
9.2
9.3
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¨
12.1 Schematische Ubersicht
der Entwicklungsumgebung . . . . . . . . . . . 106
¨
12.2 Schematische Ubersicht u
¨ber die Exportfunktionen . . . . . . . . . . . 110
13.1
13.2
13.3
13.4
13.5
13.6
13.7
13.8
13.9
Elemente von Zustandsdiagrammen . . . . . . . . .
Diagrammelemente eines Strukturdiagramms . . . .
Aufbau einer CSP-OZ-DC-Klasse . . . . . . . . . .
XML-Beispiel einer CSP-OZ-DC-Klasse . . . . . . .
Aktuelles XML-Format f¨
ur Phaseneventautomaten
Allgemeine Anwendungsf¨alle . . . . . . . . . . . . .
Anwendungsf¨alle in der Klassendiagrammansicht . .
Anwendungsf¨alle in der Strukturdiagrammansicht .
Anwendungsf¨alle in der Zustandsdiagrammansicht .
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115
117
119
120
123
124
129
133
138
14.1 Klassendiagramm f¨
ur die Bank nach dem alten/neuen UML-Profil . . . 144
14.2 Klassendiagramm f¨
ur die ATM nach dem alten/neuen UML-Profil . . . 144
14.3 Strukturdiagramm/Komponentendiagramm des Systems nach dem alten/neuen UML-Profil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
15.1
15.2
15.3
15.4
15.5
15.6
15.7
Abh¨angigkeiten des Syspect Werkzeuges . . . .
Wesentliche Abl¨aufe des GEF-Frameworks . . .
Abh¨angigkeiten von Library-Plug-ins . . . . . .
Extension Points in Syspect . . . . . . . . . . .
Extension Points des Plug-ins org.eclipse.ui
Von Syspect Core erweiterte Extension Points .
Bereitstellen von Actions u
¨ber Extension Point
Projektgruppe Syspect
230
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148
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153
154
155
159
161
12. Oktober 2006
Endbericht
ABBILDUNGSVERZEICHNIS
15.8 IActionDelegates-Struktur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15.9 Die Verberbungshierarchie von AbstractSyspectWizard . . . . . . . .
15.10Eltern-Kind-Beziehungen im Syspect Model (in Pfeilrichtung gelesen ist
die Semantik ist Kind von“) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
”
15.11Ein in einer ConstrainedNode“-Klasse aufgetretener Event wird an die
”
Modelebene weitergeleitet (vertikale Richtung) und in der Parent/ChildHierarchie zur Wurzel propagiert (horizontale Richtung). . . . . . . . .
15.12Superinterfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15.13Projektmanager und Projekte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15.14Klassen und Interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15.15Z-Elemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15.16Verbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15.17Zustandsautomaten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15.18Komponentendiagramme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15.19Abstrakte Oberstruktur der Viewable-Ebene . . . . . . . . . . . . . . .
15.20Kontext: Diagramme und Diagramminhalt . . . . . . . . . . . . . . . .
15.21Diagramme und Verbindungen auf Viewable-Ebene . . . . . . . . . . .
15.22Die Vererbungshierarchie von ViewableNode . . . . . . . . . . . . . . .
15.23Die View -Ebene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15.24Vererbungshierarchie bei den CreateCommands . . . . . . . . . . . . .
15.25Bereitstellung von ClassTitle und Separator . . . . . . . . . . . . . .
15.26Die Erstellung eines Provided Interfaces bestehend aus einer Figure und
einer Verbindungslinie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15.27Der Zeichenbereich einer Komponente rot hinterlegt. . . . . . . . . . .
15.28Der AssemblyConnector macht keinen Unterschied zwischen Provided
oder Required Interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15.29Tabbed Property View . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15.30Property Tabs Extension Point . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15.31Property Sections Extension Point . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15.32Section-Klassen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15.33Widget Factory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15.34CSP-OZ-DC-Spezifikation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
162
166
169
170
171
172
173
174
175
176
177
177
178
178
179
179
181
184
185
186
187
191
192
193
194
194
195
17.1 EMF vereint Java, UML und XML . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209
17.2 Assembly . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
3
Beispiel eines Fehlerdialogs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221
Projektgruppe Syspect
231
12. Oktober 2006
Endbericht
Projektgruppe Syspect
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232
12. Oktober 2006
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