Teilprojekt B1
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Komponentenentwicklung und Deployment
Ausgehend vom aktuellen Stand der Forschung [1] und Entwicklung auf dem Gebiet des Distributed Object Computing wird untersucht, inwieweit sich die dort eingesetzten Vorgehensweisen und Technologien auf das Gebiet der selbstorganisierenden Netze übertragen lassen. Modellbasierte Softwareentwicklung und sich durch Modelle selbst beschreibende Softwarekomponenten stehen allgemein im Mittelpunkt aktueller Forschungen für komponentenorientierte verteilte Systeme. Die konsequente Weiterführung bewährter Ideen und Konzepte hinein in den Bereich der selbstorganisierenden Netze nutzt die Unterscheidung in plattformunabhängige Anwendungsmodelle und plattformspezifische Engineering-Modelle. Wesentliche Fragestellungen betreffen technologische Aspekte einer komponentenorientierten Vorgehensweise [2] und eines modellbasierten Deployment von Komponenten im Sinne von [3]. Basis für die Forschung bilden dabei die Prinzipien und Konzepte der OMG-Initiative Model Driven Architecture (OMG-MDA, [4]).
Stand des Wissens
Eine durchgängige (alle Phasen erfassende) modellbasierte Softwareentwicklung ist ein langgehegtes Ziel der Informatik und stellt im Bereich objekt- und komponentenorientierter Systeme eine aktuelle Forschungsproblematik dar. Erwartet werden eine Steigerung der Effektivität des Entwurfsprozesses und eine verbesserte Unterstützung des Lebenszyklus von Anwendungen vom Entwurf über die Installation bis hin zum Einsatz. Im Rahmen der MDA-Initiative [4] wurde durch die OMG ein Rahmenwerk für den Einsatz unterschiedlichster Modelle im Softwarelebenszyklus und eine generelle Vorgehensweise für den Übergang zwischen diesen Modellen erarbeitet. Zugleich steht mit UML-2 erstmals eine breit anerkannte und alle Phasen des Softwareentwicklungszyklus bedienende Modellierungssprache zur Verfügung. Aktuelle Forschungsarbeiten [5] zielen auf die Unterstützung und Realisierung dieses Rahmenwerks ab. Hier sei auch auf aktuelle Arbeiten an der TU München verwiesen [6]. Im Mittelpunkt stehen dabei sowohl Modellierungstechniken und Entwurfsprozesse als auch Transformationen von Modellen und deren Verfügbarkeit in allen Phasen des Softwareentwicklungszyklus.
Vorarbeiten der beteiligten Forscher
Schwerpunkt der Forschung am Lehrstuhl von J. Fischer ist die modellbasierte Entwicklung verteilter Softwaresysteme im Telekommunikationskontext. In seiner Arbeitsgruppe wird dazu der Themenbereich Modellierungssprachen unter den Aspekten ihrer Weiterentwicklung, Formalisierung, Kombination und automatischen Codegenerierung für Simulations- und Zielplattformen untersucht [7], [8]. Die Bereitstellung adäquater Werkzeuge für eine modellbasierte Softwareentwicklung bildete in der Vergangenheit die Grundlage für zahlreiche Industriekooperationen. Bei der Codegenerierung spielen Komponentenplattformen ([9], [10], [11]) eine wichtige Rolle. Komponentenbeschreibungssprachen wie eODL [12], deren Konzepte in der Arbeitsgruppe von J. Fischer entwickelt und von der ITU-T standardisiert worden sind, unterstützen insbesondere den Übergang von plattformunabhängigen zu plattformabhängigen Modellen bei Einbeziehung von Deployment-Aspekten. E. Holz arbeitet seit vielen Jahren auf dem Gebiet der Modellierungssprachen für den Entwurf und die Entwicklung verteilter Softwaresysteme [13] und habilitierte in diesem Forschungsbereich [14]. Speziell war er unter anderem aktiv an der Entwicklung und Standardisierung der Sprache SDL-2000 sowie an dem Standard für Offenes Verteiltes Verarbeiten (Open Distributed Processing – ODP) beteiligt. E. Holz ist Koautor eines der ersten deutschsprachigen Bücher zu UML-2 [15]. Gegenwärtige Arbeitsschwerpunkte sind die konzeptraumbasierte Kombination von Modellen und Modellierungstechniken (Komposition und Transformation, [16]) auf der Grundlage von Metamodellierungsverfahren sowie Architekturen und Konzepte verteilter und heterogener Systeme ([17]).
Geplante Arbeiten
Zunächst ist für den Forschungsbereich A ein generisches Plattformmodell zur Unterstützung einer modellbasierten und plattformunabhängigen Anwendungsentwicklung zu erstellen. Dieses Modell bezieht somit die Spezifika selbstorganisierender Netze ein, abstrahiert aber von konkreten technologischen Aspekten wie z. B. Betriebssystem, Programmiersprachen oder Basiskommunikationsprotokollen. Auf der Grundlage des Plattformmodells werden Regeln für die Transformation von auf einer generischen Plattform beruhenden Modellen in konkrete plattformspezifische Modelle erstellt. Der Schwerpunkt liegt dabei zum einen auf einer Formalisierung von Transformationsregeln und zum anderen auf dem modellgestützten Deployment von bereits existierenden Komponenten und der Komposition neuer Dienste auf der Grundlage dieser Komponenten.
Referenzen
[1] D. Schmidt: Model Driven Middleware for Component-based Distributed Systems. In: Proc. of EDOC2004, Monterey/USA, 2004.
[2] C. Szyperski: Component Software - Beyond Object-Oriented Programming, Addison-Wesley, 2002.
[3] OMG: Deployment and Configuration of Component-based Distributed Applications, OMG-Dokument /ptc/03-07-02.
[4] OMG: MDA Guide Version 1.0.1, OMG-Dokument omg/03-06-01, 2001.
[5] Proceedings of EDOC-2004: Enterprise Distributed Object Computing, Monterey/USA, 2004.
[6] A. Bauer, J. Romberg: Model-Based Deployment: From a High-Level View to Low-Level Implementations. Technical Report TUM-I0406, TU München, 2004.
[7] A. Prinz, J. Fischer, E. Holz, M. v. Löwis: SDL-2000: A Language with a Formal Semantics. ROOM workshop, York, 2000.
[8] F. Dubois, M. Born, H. Böhme, J. Fischer, E. Holz, O. Kath, B. Neubauer, F. Stoinski: Distributed Systems: From Models to Components. In: Proceedings of the 10th SDL Forum Conference, Copenhagen, Denmark 2001.
[9] OMG: CORBA Component Model, OMG-Dokument formal/2002-06-65, 2002.
[10] Microsoft Corporation: Microsoft.Net.
[11] Sun Microsystems: Enterprise Java Beans, EJB 2.1.
[12] ITU-T: Z. 130 – Extented Object Definition Language (eODL). Techniques for Distributed Component Development. Conceptual Foundation, Notations and Technology Mappings. Draft Z. 130, (ITU-T \COM-TSG17\COM\D. 43. doc, Geneva, 2004.
[13] E. Holz, O. Kath, M. Born: Manufacturing Software Components from Object-Oriented Design Models. In: EDOC2001, Seattle/USA, September 2001.
[14] E. Holz: Kombination von Modellierungstechniken für den Softwareentwurf. Der Andere Verlag, Juni 2004.
[15] O. Kath, E. Holz, M. Born: Softwareentwicklung mit UML 2.0, Addison-Wesley, November 2003.
[16] E. Holz: A Meta-Model based Approach for the Combination of Models in multiple Languages. IASTED MS-2003, Palm Springs, February 2003.
[17] E. Holz, J. Fischer, B. Møller-Pedersen: Structural and Behavioral Decomposition in Object Oriented Models. In: Proc. of ISORC2000, Newport Beach/USA, March 2000.
