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% Datei: valid3.tex                                                  %
% Autor: Oliver Nietsch                                              %
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% Universitaet Hamburg                                               %
% Fachbereich Informatik                                             %
% Arbeitsbereich DBIS                                                %
%                                                                    %
% Thema: Diplomarbeit: Die Modellierung und Validierung dynamischen  %
%                      Systemverhaltens am Beispiel von StP/OMT      %
%                      und Tycoon                                    %
%                                                                    %
% Inhalt: LaTeX-Dokument: Diplomarbeit,                              %
%                         Kapitel 5: Validierung dynamischen         %
%                                    Systemverhaltens, Teil 3/3      %
%                                                                    %
% Version vom 16. 4.1997                                             %
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\section{Tycoon Modellierungs- und Validierungsumgebung}
\label{Sec:statechartenv}

Wie in den vorangegangenen Abschnitten dargestellt, erfolgt der exemplarische Aufbau und die Implementierung der vorgestellten Umgebung f"ur die Modellierung und Validierung dynamischen Systemverhaltens auf der Basistechnologie des Tycoon Systems. In seinem sprachlichen und architektonischen Rahmen wird auf die ben"otigten generischen, externen Dienste der StP Umgebung und der grafischen Benutzeroberfl"ache {\sf StarView} "uber Tycoon Bibliotheken zugegriffen. Die in Kapitel~\ref{Chap:Harel} vorgestellte Modellierungsfunktionalit"at und die in diesem Kapitel dargestellten Validierungsoperationen werden in TL, der Programmiersprache des Tycoon Systems, realisiert und ebenfalls als Tycoon Bibliotheken dem Tycoon Anwendungsmodellierer zur Verf"ugung gestellt (vgl. Abschnitt~\ref{SubSec:AufgBiblio}).

Die in Abschnitt~\ref{SubSec:Biblio} vorgestellte Umgebung f"ur die Modellierung und Validierung dynamischen Systemverhaltens beinhaltet die folgenden Komponenten:

\begin{itemize}
  \item StP/OMT als methodenbasiertes CASE Werkzeug (\engl{Front End} der Umgebung) zur grafischen Entwicklung von Verhaltensspezifikationen ereignisgesteuerter Systeme innerhalb des StP/OMT dynamischen Modells. Desweiteren wird StP/OMT zur Erstellung von Ereignisflu"s- und Ereignispfaddiagrammen im Rahmen der Ereignisidentifikation typischer Interaktionssequenzen zwischen der Systemumgebung und dem zu erstellenden Softwaresystem verwendet.
  \item StP Repository zur persistenten Ablage der StP Diagrammobjekte eines spezifizierten dynamischen Modells.
  \item Tycoon System als Implementierungstechnologie f"ur die Modellierung und Validierung dynamischen Systemverhaltens ereignisgesteuerter Systeme mit TL. Dar"uberhinaus realisiert es den Zugriff auf die StP Modellierungsobjekte im StP Repository und das modellbasierte \engl{Prototyping} auf der Basis eines dynamischen StP/OMT Modells inklusive der Anbindung externer Dienste.
  \item StP/OMT als m"ogliches Visualisierungswerkzeug (\engl{Back End} der Umgebung) f"ur innerhalb des Tycoon Systems textuell entworfene und im StP Repository abgelegte Verhaltensspezifikationen zu entwerfender Systeme.
\end{itemize}

\subsection{Umgebungsumfang}
\label{SubSec:Biblio}

Der Umfang der im Rahmen dieser Arbeit exemplarisch aufgebauten und implementierten Umgebung f"ur die Modellierung und Validierung dynamischen Systemverhaltens und die darin vorgenommene Aufgabenverteilung auf die eingesetzten Werkzeuge ist in Abbildung~\ref{Fig:ModValUmg} dargestellt. Dabei umfa"st die Umgebung die in Abschnitt~\ref{Sec:statechartenv} wiedergegebenen Komponenten.\\

\begin{figure}[hbt]
  \begin{center}
    \ 
    \epsfig{figure=umgebung.eps,width=14cm}  
  \end{center}    
  \caption{\label{Fig:ModValUmg} Modellierungs- und Validierungsumgebung}
\end{figure}

Mit dem CASE Werkzeug StP/OMT werden Modelle zur Verhaltensbeschreibung und Ereignisidentifikation ereignisgesteuerter Systeme entwickelt. Diese Diagramme des dynamischen Modells, des Ereignisflusses und der Ereignispfade werden auf syntaktische Korrektheit "uberpr"uft, bevor die einzelnen Diagrammkomponenten im StP Repository abgelegt werden.

Im Rahmen des in Abschnitt~\ref{SubSec:Prototyp} vorgestellten modellbasierten \engl{Prototyping} werden die StP Repositoryobjekte eines zu validierenden dynamischen Modells identifiziert. Auf sie wird vom Tycoon System lesend zugegriffen, um eine ad"aquate Tycoon Repr"asentation des zu validierenden StP/OMT dynamischen Modells automatisch zu generieren. Hierbei gew"ahrleisten sowohl die Typisierungseigenschaften des Tycoon Systems als auch explizit implementierte Operationen eine "Uberpr"ufung der dynamischen Modelle bei der Generierung eines ausf"uhrbaren Tycoon Validierungsprototypen. An diesen Tycoon Prototypen k"onnen externe Dienste angebunden werden, um die in Abschnitt~\ref{Sec:Vorgehen} erl"auterten Validierungsoperationen durchzuf"uhren.

Zus"atzlich zu dem erl"auterten modellbasierten \engl{Prototyping} kann im Rahmen der Tycoon Modellierungsumgebung {\sl StatechartEnv} eine textuelle Repr"asentation des Systemverhaltens eines zu entwerfenden Systems entwickelt werden. Auch hierbei leisten die Typisierungseigenschaften des Tycoon Systems und explizit implementierte Operationen eine "Uberpr"ufung der Modelle.

Mit Hilfe der Anbindung externer Dienste ist sowohl eine interaktive Validierung des spezifizierten Systemverhaltens als auch eine Validierung zum Nachweis der Durchf"uhrbarkeit spezifizierter Szenarios m"oglich (in Abbildung~\ref{Fig:ModValUmg} auch als "Ubereinstimmung bezeichnet).

Die Tycoon Repr"asentation eines dynamischen Modells kann auf das StP Repository abgebildet werden. Das Werkzeug StP/OMT kann daraufhin zur grafischen Visualisierung des mit TL spezifizierten Systemverhaltens ausgehend von den im Repository abgelegten Modellierungsobjekten benutzt werden. Die daf"ur erforderliche Abbildung der Tycoon Repr"asentation eines dynamischen Modells auf die entsprechenden StP Repositoryobjekte ist allerdings kein Untersuchungspunkt dieser Arbeit.

\subsection{Umgebungsarchitektur}
\label{SubSec:AufgBiblio}

Schematisch dargestellt entspricht die in Abschnitt~\ref{SubSec:Biblio} vorgestellte Tycoon Umgebung zur Modellierung und Validierung dynamischen Systemverhaltens der in Abbildung~\ref{Fig:BibUmf} gezeigten Schichtenarchitektur.

\begin{figure}[hbt]
  \begin{center}
    \ 
    \epsfig{figure=biblio.eps,width=12.5cm}  
  \end{center}    
  \caption{\label{Fig:BibUmf} Umgebungsarchitektur}
\end{figure}

In der Schicht der Anwendungsmodellierung erstellt ein Tycoon Anwendungsmodellierer zwecks Validierung des spezifizierten Systemverhaltens ein dynamisches Modell eines Systems. Dieses Modell kann, wie in Kapitel~\ref{Chap:Harel} gezeigt, in einer textuellen Repr"asentation programmiert werden oder automatisch aus einem grafischen StP/OMT Modell generiert werden (vgl. Abschnitt~\ref{SubSec:Prototyp}).

Eine Modellierung und Validierung dynamischen Systemverhaltens unabh"angig von der StP Umgebung anhand einer textuellen Tycoon Repr"asentation wird durch die in Anhang~\ref{Ann:ModulStatechart} dargestellten Funktionen des Moduls {\sl Statechart} der Tycoon Bibliothek {\sl StatechartEnv} realisiert. Die Anbindung eines externen Dienstes erfolgt durch den Import der entsprechenden Funktionen aus den innerhalb des Tycoon Systems zur Verf"ugung gestellten Bibliotheken. Als externer Dienst kann z.B. die f"ur die interaktive Validierung ben"otigte {\sf StarView} Funktionalit"at aus der Bibliothek {\sl SvEnv} importiert werden. Aber auch sonstige im Tycoon System verf"ugbare, externen Dienste k"onnen an die Tycoon Repr"asentation eines dynamischen Modells angebunden werden.

Die Generierung des Tycoon Validierungsprototypen {\sl TV} (vgl. Abschnitt~\ref{SubSec:Prototyp}) basiert auf dem in der Tycoon Bibliothek {\sl StatechartEnv} enthaltenen Modul {\sl StP2Tycoon} (vgl. Anhang~\ref{Ann:ModulStP2Tycoon}), das unter Verwendung der Funktionalit"at des Moduls {\sl Statechart} und der Module der Bibliothek {\sl StPEnv} einen Validierungsprototypen in Tycoon Repr"asentation aus einem StP/OMT dynamischen Modell erstellt. Die Tycoon Bibliothek {\sl StPEnv} stellt, wie in Abschnitt~\ref{Sec:Modellierg} dargestellt, den Zugriff auf die Funktionalit"at des StP Object Management Systems innerhalb der StP Umgebung zur Verf"ugung, welche einen Zugriff auf die im StP Repository abgelegten Modellierungsdaten realisiert.

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