Kurzanleitung zur Arbeit mit Rhapsody 7.6.1

Transkript

1 Kurzanleitung zur Arbeit mit Rhapsody Vorbereitung Rhapsody Developer for Java starten New project wählen Im New Project -Dialog: Projektname und Ordner einstellen, die anderen Einstellungen nicht verändern Beim folgenden Dialog ( Do you want to create it? ) auswählen, ob das Verzeichnis erstellt werden soll Yes Die Oberfläche sollte dann so aussehen: 1. Das Menü Hier sind vor allem folgende Punkte wichtig: File Unter anderem Speichern und Öffnen von Projekten Code Wichtig zum Generieren von Code aus den Diagrammen und zum Kompilieren des Codes Tools Wird später für die Simulation interessant, denn hier lässt sich die Visualisierung öffnen 2. Rhapsody Browser Gibt einen Überblick über das gesamte Systemmodell 3. Diagram Toolbar Hiermit lassen sich Assistenten zur Erstellung neuer Diagramme aufrufen 4. Drawing Toolbar Enthält die zur Auswahl stehenden Elemente zur graphischen Modellierung 1 5. Graphischer Editor Die eigentliche Arbeitsfläche, auf der modelliert werden kann 6. Log Ausgabefenster für verschiedenste Funktionen, z.b. Fehler bei der Codegenerierung oder beim Kompilieren. Dieses Fenster wird unterhalb der anderen Fenster eingeblendet, sobald Rhapsody eine Ausgabe macht. 2 Klassen- und Objektsystem Nun kann eine neue Klasse eingefügt werden. Dafür klickt man in der Drawing Toolbar auf Class und dann an die Stelle im Diagramm, an der die Klasse positioniert werden soll. 1 In älteren Versionen sieht dieses Fenster etwas anders aus und befindet sich links der Arbeitsfläche

2 Ein Doppelklick auf eine eingefügte Klasse öffnet folgenden Dialog: Die Klasse sollte hier mit einem Namen versehen werden. Außerdem können in diesem Fenster unter anderem Attributes (Variablen) und Operations (Methoden) der Klasse festgelegt werden, was aber erst an späterer Stelle benötigt wird. Zunächst wollen wir uns zur Vereinfachung auf ein System mit einer Klasse beschränken. Damit ist das Klassensystem abgeschlossen. Wie bei der gewöhnlichen Programmierung reicht es nicht, eine Klasse zu definieren, sondern es muss auch ein dazugehöriges System von Objekten angelegt werden. In Rhapsody legen wir dafür ein Object Model Diagram (Objektmodell-Diagramm) an, in dem Instanzen der Klassen modelliert werden. Zur Erhöhung der Übersichtlichkeit sollte dafür ein neues Diagramm angelegt werden: In der Diagram Toolbar auf Object Model Diagram klicken (das zweite Symbol von links) Es erscheint der Open Object Model Diagram -Dialog. Hier auf New klicken Im folgenden Fenster wird das Diagramm benannt, z.b. ObjectModel Die Arbeitsfläche besitzt nun einen neuen Reiter mit dem eingegebenen Namen, hier kann das Objektsystem modelliert werden Dazu - ähnlich zum Erstellen des Klassendiagramms - in der Drawing Toolbar auf Object klicken und das Objekt auf der Arbeitsfläche positionieren Auch hier können Relationen zwischen Objekten erstellt werden, zur Vereinfachung erstellen wir vorerst nur ein Objekt Das Objekt muss nun noch einer Klasse zugeordnet werden, von der es eine Instanz darstellen soll. Dafür öffnen wir mit einem Doppelklick auf das Objekt die Einstellungen des Objekts.

3 Der Dialog sieht folgendermaßen aus: Die wichtigen Einstellungen hier sind Name und Type. Unter Name kann das Objekt mit einem aussagekräftigen Namen versehen werden, die Namen von Objekten und Klassen dürfen global nicht wiederverwendet werden. Als Type wird der Typ des Objekts eingestellt, also die Klasse, von der das Objekt eine Instanz bilden soll. Hiermit ist das Klassen- und Objektsystem für das zu modellierende System fertiggestellt und wir können nun zur Verhaltensmodellierung übergehen. Für die Verhaltensmodellierung werden hier Aktivitätsdiagramme (ab Kapitel 3) und Statecharts (ab Kapitel 6) vorgestellt. 3 Verhaltensmodellierung mit Aktivitätsdiagrammen Zum Anlegen eines Aktivitätsdiagramms wechseln wir in den Reiter mit dem Klassendiagramm (heißt üblicherweise Model1 ) und machen einen Rechtsklick auf der Klasse. Im sich öffnenden Menü wählen wir Add new und dort Activity (in älteren Rhapsody-Versionen heißt dieser Punkt New Activity Diagram ) 2. Es öffnet sich ein weiterer Reiter mit einer leeren Arbeitsfläche, auf der ein Aktivitätsdiagramm modelliert werden kann. Auch die Drawing Toolbar ändert sich und enthält nun die Notationselemente, die für ein Aktivitätsdiagramm verwendet werden können. Die Oberfläche sieht nun folgendermaßen aus: 2 Anmerkung: Genauso lassen sich auch Statecharts anlegen - mehr dazu aber später.

4 Auf der Arbeitsfläche kann nun ein Aktivitätsdiagramm erstellt werden. Dafür klicken wir in der Drawing Toolbar das gewünschte Notationselement an und klicken an die gewünschte Stelle, um es zu platzieren. Bei Transitionen klicken wir zuerst auf die Aktion, von der die Transition ausgeht und dann auf die Aktion, zu der sie führen soll. An Transitionen und in Aktionen kann Java-Code verwendet werden. Ein kleines beispielhaftes Aktivitätsdiagramm ist in der folgenden Abbildung zu sehen: Ist man mit der Modellierung des Aktivitätsdiagramms zufrieden, kann der Ablauf direkt simuliert werden. Die nötigen Schritte werden im nächsten Abschnitt erläutert.

5 4 Simulation von Aktivitätsdiagrammen Die Simulation in Rhapsody funktioniert unter Benutzung des Codegenerators. Rhapsody besitzt einen Codegenerator, der aus den modellierten Diagrammen lauffähigen Java-Code 3 erzeugt. Um ein Verhaltensdiagramm zu simulieren wird dieser Code lediglich um Anweisungen ergänzt, die den Ablauf visualisieren. Zur Vorbereitung der Simulation muss noch eine Einstellung vorgenommen, um diesen zusätzlichen Quellcode zu erzeugen. Dafür sind folgende Schritte durchzuführen: Man klickt im Rhapsody Browser auf das Plus-Zeichen links neben Project und klappt damit das Untermenü auf Hier das Untermenü zu Components aufklappen Dort das Untermenü zu DefaultComponent öffnen In diesem Menü das Menü zu Configurations aufklappen Dort gibt es den Punkt DefaultConfig. Das dazugehörige Fenster mit verschiedenen Einstellungen wird mit einem Rechtsklick auf DefaultConfig geöffnet, dort wird das Menü Features gewählt Auf dem Reiter Settings finden sich verschiedenste Einstellungsmöglichkeiten. Zur Aktivierung der Simulation muss im Bereich Instrumentation der Instrumentation Mode auf Animation gesetzt werden. Damit teilt man dem Codegenerator mit, dass Code zur Visualisierung erzeugt werden soll. Nach Auswahl dieser Option wird bei der nächsten Codeerzeugung zusätzlich zum produktiven Code der Java-Code für eine Graphische Oberfläche erzeugt, die die Visualisierung des Diagramms während der Ausführung übernimmt. Die Option zur Aktivierung des Instrumentation Mode ist in der folgenden Abbildung rot markiert: Nun kann der Java-Quellcode zum modellierten System generiert werden. Wir wählen im Menü Code Generate DefaultConfig 4. Bei der ersten Codegenerierung wird man gefragt, ob ein neues Verzeichnis für den Code angelegt werden soll. Dies sollte bestätigt werden. Es wird ein Unterverzeichnis im Projektverzeichnis angelegt, in dem der generierte Code abgelegt wird. Ist alles gutgegangen und das Modell enthält keine Fehler erscheint im Log -Fenster unten etwa folgendes: 3 es existieren auch weitere Generatoren, z.b. für C++ 4 Schneller geht dies mit dem Shortcut STRG+F7

6 A l l Checks Terminated S u c c e s s f u l l y Checker Done 0 E r r o r ( s ), 0 Warning ( s ) Code g e n e r a t e d to d i r e c t o r y : E : / L e h r e /WS1011/GRS/Übung/ ueb07 / P r o j e c t / DefaultComponent / D e f a u l t C o n f i g G e n e r a t i n g s p e c i f i c a t i o n o f c l a s s _ 0 i n t o f i l e D e f a u l t / c l a s s _ 0. j a v a G e n e r a t i n g s p e c i f i c a t i o n o f c l a s s A i n t o f i l e D e f a u l t / c l a s s A. j a v a G e n e r a t i n g s p e c i f i c a t i o n o f c l a s s B i n t o f i l e D e f a u l t / c l a s s B. j a v a G e n e r a t i n g s p e c i f i c a t i o n o f D e f a u l t i n t o f i l e D e f a u l t / D e f a u l t _ p k g C l a s s. j a v a G e n e r a t i n g Component i n i t i a l i z a t i o n code and main f u n c t i o n i n t o f i l e MainDefaultComponent. j a v a G e n e r a t i n g make f i l e DefaultComponent. bat Code G e n e r a t i o n Done 0 E r r o r ( s ), 0 Warning ( s ), 0 Message ( s ) Ist dieser Schritt erfolgreich verlaufen, kann danach der Code kompiliert werden. Wir wählen dazu Code Build Build MainDefaultComponent.class Verläuft alles ohne Probleme erscheint im Log -Fenster B u i l d i n g MainDefaultComponent. c l a s s E x e c u t i n g : "C : \ Programme\ R a t i o n a l \ Rhapsody \ \ Share \ e t c \ jdkmake. bat " DefaultComponent. bat b u i l d c o m p i l i n g JAVA s o u r c e f i l e s B u i l d Done Um das Modell zu simulieren klicken wir auf das rote Ausrufungszeichen ( Run executable ; Im folgenden Bild umkreist und schon grau, da die Simulation bereits läuft). Die Oberfläche sieht nun so aus: Es öffnet sich also eine Shell, in der Ausgaben angezeigt werden. Außerdem erscheint eine neue Werkzeugleiste, die Animation Toolbar (im Bild rot umrandet). Mit dieser lässt sich die Simulation steuern. Um die Simulation der Verhaltensdiagramme anzeigen zu lassen, öffnen wir ein Simulationsfenster zum jeweiligen Aktivitätsdiagramm über Tools Animated Activity Diagram. Im sich öffnenden Dialog wählen wir einfach das Aktivitätsdiagramm aus, zu dem die Visualisierung angezeigt werden soll. Es können auch mehrere Aktivitätsdiagramme gleichzeitig in verschiedenen Fenstern visualisiert werden. Dabei kann die Simulation schrittweise mit dem ganz linken Button Go Step ausgeführt werden. Die gerade aktive Aktion ist violett markiert, die zuletzt aktive Aktion sowie die letzte Transition werden oliv eingefärbt. Im nachfolgenden Bild ist die rechte Aktion gerade aktiv, es wurde vorher die Transition von der linken Aktion zur rechten Aktion ausgeführt.

7 Beendet werden kann die Simulation mit dem Hand-Symbol (im Bild rot umrandet). Zu beachten sind folgende Punkte: Nach Änderungen im Diagramm muss vor der Simulation der Code jedes Mal neu generiert und kompiliert werden. Änderungen am Modell können nicht im Animationsfenster gemacht werden. Bei Aktionen darf im Feld Action nur gültiger Java-Code eingetragen sein, andernfalls gibt es beim Übersetzen eine Fehlermeldung. Um Aktionen im Diagramm dennoch mit einem aussagekräftigen Namen zu versehen tragen wir den Namen in den Eigenschaften der Aktion unter Name ein und bestätigen mit Ok. Danach machen wir einen Rechtsklick auf die Aktion und wählen Display Options.... Hier findet man den Bereich Show Name, in dem standardmäßig None ausgewählt ist. Ändert man dies auf Name wird der Name der Aktion angezeigt. 5 Weitere Konzepte zur Modellierung mit Aktivitätsdiagrammen Bisher haben wir gesehen, wie ein einfaches Aktivitätsdiagramm erstellt werden kann. Um kompliziertere Beispiele umsetzen zu können betrachten wir abschließend noch kurz einige vertiefende Aspekte. Java-Integration Da Rhapsody aus dem erstellten Systemmodell Java-Code generiert, ist die Verwendung von Java-Code an zahlreichen Stellen im Modell möglich. So kann beispielsweise in den Eigenschaften einer Aktion im Textfeld Action Java-Code eingetragen werden. Zur Benutzung der Java-API verwendet man den Fully Classified Name der entsprechenden gewünschten Klasse, z.b. java.io.inputstreamreader für den InputStreamReader. Variablen Wie bei der Programmierung in Java können auch in Rhapsody Variablen für eine Klasse deklariert werden. Dazu öffnen wir das Eigenschaften-Fenster der Klasse (Rechtsklick auf die Klasse Features... ) und wechseln zum Reiter Attributes. Mit einem Klick auf <New> wird eine neue Variable angelegt, es können Name ( Name ), Sichtbarkeit ( Visibility ), Typ ( Type ) und Anfangswert ( Initial Value ) festgelegt werden. Die Sichtbarkeit kann ebenso wie in Java als public, private usw. deklariert werden, für den Typ stehen die aus Java bekannten Typen zu Verfügung. Das folgende Bild zeigt das Fenster zum Bearbeiten der Variablen:

8 DecisionNodes, MergeNodes und Guards Um abhängig von Bedingungen den Kontrollfluss in einem Aktivitätsdiagramm zu beeinflussen existieren die DecisionNodes. Sie besitzen einen eingehenden und mehrere ausgehende Kontrollflüsse, die sich anhand ihrer Bedingungen unterscheiden. Die MergeNodes hingegen besitzen mehrere eingehende und nur einen ausgehenden Kontrollfluss. Im Gegensatz zur UML werden in Rhapsody DecisionNodes und MergeNodes unterschiedlich dargestellt und müssen exakt ihrer Bestimmung entsprechend verwendet werden, beispielsweise kann ein DecisionNode niemals mehr als einen eingehenden Kontrollfluss besitzen. DecisionNodes werden in Rhapsody als nicht-ausgefüllte Rauten dargestellt, MergeNodes als hell ausgefüllte Rauten 5. Als Guards bezeichnet man zu einem Wahrheitswert auswertbare Bedingungen als Java-Code, die zu einer Kontrollflusskante gehören. Wird die Bedingung zu true ausgewertet, kann die Kontrollflusskante passiert werden, wodurch sich in Verbindung mit DecisionNodes Fallunterscheidungen aufbauen lassen. Ein Beispiel für die Verwendung von Java-Code und eine solche Fallunterscheidung ist im nachfolgenden Bild zu sehen. Hier wird die Variable var mit einer zufälligen Zahl belegt und anhand dieses Wertes der Kontrollfluss gesteuert. 5 in älteren Versionen als kleiner Kreis

9 6 Verhaltensmodellierung mit Statecharts Die Erstellung des Klassen- und Objektsystems erfolgt bei Statecharts genau wie bei Aktivitätsdiagrammen (siehe Kapitel 1 und 2). Zum Anlegen eines Statecharts für eine Klasse machen wir im Klassendiagramm einen Rechtsklick auf die entsprechende Klasse und wählen Add New Statechart 6. Es öffnet sich ein neuer Reiter und in der Drawing Toolbar erscheinen die Notationselemente für Statecharts. Nun kann man mit der Modellierung begonnen werden, die analog zu den Aktivitätsdiagrammen erfolgt, indem man die Notationselemente in der Drawing Toolbar anklickt und an die gewünschte Stelle im Editor klickt. Transitionen werden angelegt, indem zuerst auf den Startzustand und dann auf den Zielzustand geklickt wird. Ein einfaches Statechart mit zwei Zuständen und drei Transitionen ist im folgenden Bild bereits erstellt worden: 7 Simulation von Statecharts Die Simulation von Statecharts erfolgt analog zur Simulation von Aktivitätsdiagrammen. Um das im vorherigen Bild gezeigte Statechart zu simulieren generieren wir zunächst den Java-Code ( Code Generate DefaultConfig oder STRG+F7) und kompilieren ihn ( Code Build Build MainDefaultComponent.class oder F7). Dabei ist darauf zu achten, dass die in Kapitel 4 vorgestellte Einstellung des Instrumentation Mode vor der Codegenerierung auf Animation gesetzt wurde. Verliefen Codegenerierung und Kompilierung ohne Fehler kann die Simulation durch einen Klick auf den grünen Pfeil links oben 7 ( Run Executable, Shortcut: STRG+F5) gestartet werden. Wie bei den Aktivitätsdiagrammen können wir uns nun mit dem Go Step -Button durch die Simulation klicken. In der sich öffnenden Shell werden gegebenenfalls Ausgaben angezeigt. Die Visualisierung lässt sich öffnen, indem unter Tools Animated Statechart eine Instanz der Klasse, zu der das Statechart gehört, ausgewählt wird. Es öffnet sich ein neuer Reiter, in dem wie gewohnt der aktive Zustand violett und der vorher aktive Zustand oliv markiert sind. Das nachfolgende Bild zeigt die Simulation des einfachen Beispiel-Statecharts, wobei gerade Zustand state_1 aktiv ist: 6 Eine Klasse kann immer nur höchstens ein Statechart oder höchstens ein Aktivitätsdiagramm besitzen. 7 In älteren Versionen: das rote Ausrufungszeichen

10 8 Weitere Konzepte zur Modellierung mit Statecharts Bisher haben wir ein einfaches Statechart erstellt und modelliert. In diesem Kapitel werden kurz einige vertiefende Aspekte vorgestellt, um komplexere Statecharts erstellen zu können. Trigger Transitionen können mit einem Event versehen werden, das eintreten muss, damit die Transition schaltet. Dieses Event muss zunächst im Klassendiagramm für die Klasse deklariert werden. Dafür machen wir einen Doppelklick auf die Klasse, um in die Eigenschaften zu kommen. Dort wählen wir den Reiter Operations. Hier klicken wir einfach auf <New> und wählen im Dialog Reception aus. Im folgenden Eingabefenster kann das Event benannt werden. Dies sieht folgendermaßen aus:

11 Bestätigt wird der Name mit OK, im folgenden Dialog werden wir gefragt, ob ein neues Event angelegt werden soll, was wir bestätigen. Anschließend ist das Event als Trigger an Transitionen verfügbar und kann in den Eigenschaften der Transition (Doppelklick auf die Transition im graphischen Editor) in der Liste unter Trigger ausgewählt werden. Simuliert man nun das Statechart und klickt wieder mit Go Step durch die Simulation erscheint die Meldung Executable is idle, sobald man einen Zustand erreicht, aus dem nur Transitionen mit Trigger herausführen. Um eine dieser Transitionen schalten zu lassen muss das entsprechende Event generiert werden. Dazu klicken wir während der Simulation auf das Symbol mit der blauen Fahne 8 ( Event Generator ) in der gleichen Leiste, in der sich auch der Go Step -Button befindet. Der Dialog sieht dabei folgendermaßen aus: Statt sich schrittweise durch das Statechart zu klicken kann die Ausführung auch automatisch ablaufen. Dazu verwendet man den Go -Button (rechts neben Go Step ). Hierbei läuft die Ausführung so lange, bis sie einen Punkt erreicht, an dem es nicht weiter geht, z.b. eine Transition mit Trigger. Variablen und Guards Wie bereits bei den Aktivitätsdiagrammen beschrieben lassen sich für eine Klasse in deren Eigenschaften Variablen deklarieren, die dann im Statechart verwendet werden können. Transitionen können mit Bedingungen (Guards) versehen werden. Dazu öffnen wir das Eigenschaftsfenster einer Transition und tragen unter Guard einen Java-Ausdruck ein, der sich zu einem booleschen Wert auswerten lässt. Hierarchie Zustände können in Rhapsody hierarchisch verfeinert werden. Um ein Sub-Statechart zu einem Zustand anzulegen machen wir einen Rechtsklick auf den entsprechenden Zustand und wählen Create Sub-Statechart. Es öffnet sich ein neuer Reiter, in dem das Sub-Statechart modelliert werden kann. Im folgenden Bild wurde ein Sub-Statechart zum Zustand state_1 erstellt: 8 In älteren Versionen: das rote Blitz-Symbol

12 Um das Sub-Statechart anstatt in einem eigenen Reiter direkt im übergeordneten Zustand darzustellen machen wir einen Rechtsklick auf den entsprechenden übergeordneten Zustand und wählen im Menü Merge Sub-Statechart. History-Konnektor Der History-Konnektor ist in Rhapsody als Deep-History-Konnektor umgesetzt, obwohl seine Darstellung dies nicht vermuten lässt. Zur Benutzung bindet man den History-Konnektor (umkreistes H) zwischen dem Initialzustand und dem Zustand, der beim ersten Betreten des Sub-Statecharts als erstes aktiv werden soll, ein. Dies könnte beispielsweise wie im folgenden Bild aussehen:

13 9 Weiterführende Informationen Die vollständige Anleitung zu Rhapsody 7.5 und weitere Dokumente finden sich auf den Internetseiten von IBM unter rhapsody_version75.html Letzte Änderung: 2. Januar 2012 Autor: Benjamin Mensing, Institut für Programmierung und Reaktive Systeme, TU Braunschweig Versionen: Datum Version / Änderungen Version Version 7.5.1