Model-based Requirements Engineering

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1 @andivogelsang Model-based Requirements Engineering Einführung, Organisation, Themenübersicht Prof. Dr. Andreas Vogelsang

2 Agenda Vorstellung und Organisation Thematische Einführung Themenübersicht und vergabe

3 Ansprechpartner Ansprechpartner und Verantwortlicher: Prof. Dr. Andreas Vogelsang Betreuung durch das ASET Team (abhängig vom Thema)

4 Modulzugehörigkeit Modul Automotive Software Engineering (6LP) Vorlesung ASE im SoSe17 von Prof. Vogelsang Modul Modellgestützte Software und Funktionsentwicklung für Kraftfahrzeuge (6LP) Vorlesung im SoSe17 von Prof. Gühmann Modulbeschreibung wird gerade aktualisiert

5 Ressourcen, Regeln und Prüfung Aktuelle Informationen und Unterlagen findet ihr auf https://www.dcaiti.tu-berlin.de/teaching/ws1617/mbre/ Jeder bearbeitet ein Seminarthema Betreuer: Fragen, Feedback auf Zwischenergebnisse Einstiegsliteratur Jeder ist Diskutant für ein weiteres Thema Lesen der Ausarbeitung und evtl. wichtiger Literatur, Vorbereiten von Diskussionsfragen Prüfungskriterien Seminararbeit (Umfang Seiten, Vorlage stellen wir) Präsentation (25 Minuten + 15 Minuten Diskussion) Aktive Mitarbeit im Seminar

6 Ablauf und Abgabetermine Vorveranstaltungen (Okt-Nov) Einführung Methodische Tipps Fallstudie und Tools Seminar (Jan-Feb) Block: 2 Tage mit 4-5 Vorträgen pro Tag Genaues Datum legen wir zusammen fest Zwei Wochen vor Präsentation: Abgabe der Seminararbeit Probevortrag Eine Woche nach der Präsentation Abgabe der überarbeiteten Version der Seminararbeit

7 Termine und Ablauf Ab ca. 01/17 ca. 02/17 Einführung, Organisation, Themenvergabe Effektive Literaturrecherche, Paper Writing, Effektives Präsentieren Einführung Fallstudie und Tools Zeit für Seminararbeit Einreichung der Seminararbeit Themenpräsentationen als Blockveranstaltung (2 Tage mit je 4-5 Vorträgen) Bonus Vorträge zum Thema MbRE in der Praxis

8 Erwartungen an die Seminararbeit Themen sind i.d.r. auf eine Modellierungstechnik zugeschnitten Beschreibung der Grundlagen der Technik Darstellung der erwarteten Vorteile Anwendung der Technik auf ein realistisches Anforderungsdokument (wird von uns gestellt) Bewertung der erwarteten Vorteile am Beispiel

9 Anmeldung Für Fakultät IV: über QUISPOS Alle anderen: Modulverantwortlicher Sonderfälle: ggf. vorher mit Prüfungsausschuss klären

10 Thematische Einführung Model-based Requirements Engineering

11 Das Requirements Engineering Problem

12 Was ist Requirements Engineering? Requirements Engineering ist ein systematischer Ansatz zur Spezifikation und zum Management von Anforderungen mit den folgenden Zielen: die relevanten Anforderungen zu kennen Konsens unter den Stakeholdern über die Anforderungen herzustellen die Anforderungen adäquat zu dokumentieren die Anforderungen systematisch zu managen Ermitteln Validieren & Verifizieren Analysieren Spezifizieren

13 In der Realität ist das gar nicht so lustig F. Houdek: Managing Large Scale Specification Projects, REFSQ, 2013 Das muss doch einfacher/besser gehen?!

14 Modelle und modellbasierte Entwicklung

15 Was ist ein Modell? Kriterien nach Stachowiak: Abbildung: Modelle bilden einen Ausschnitt der Wirklichkeit ab Verkürzung: Nur ein Teil der Eigenschaften des Originals werden übernommen Pragmatismus: Modelle werden für einen bestimmten Zweck entwickelt Modell Original Herbert Stachowiak: Allgemeine Modelltheorie, 1973

16 Was ist das Original im RE?

17 Was ist ein gutes Modell? Wichtige Fragestellungen Bildet das Modell die Realität korrekt ab? Ist ein Modell für einen bestimmten Zweck geeignet? Nutzen von Modellen Beantwortung von Fragen bzgl. der modellierten Wirklichkeit: Gibt es Konflikte in den Anforderungen? Wird der Airbag durch mein System schnell genug ausgelöst? Erfüllung spezifischer Aufgaben: Ableitung von Testfällen Simulation

18 Repräsentation von Modellen Modelle können unter anderem repräsentiert werden durch Diagramme, Texte, Formeln, Quellcode Modellierungssprache (Syntax) Modell selbst ist die Interpretation (Semantik) der Repräsentation

19 Detaillierungsgrad Detaillierung und Formalisierung Formalisierungsgrad informell semi-formal formal niedrig Rich Picture Use Case Diagram Abstrakte Zustandsmaschine hoch Natürlich sprachliche Spezifikationen Aktivitätsdiagramm Detaillierte Zustandsmaschine

20 Modelle im Requirements Engineering Anforderungssicht Kontext Informationsstruktur Dynamische Sicht Qualität Constraints Klassendiagramme Use-Case-Sicht Datenflussorientierte Sicht Kontrollflussorientierte Sicht Szenariosicht Zustandsorientierte Sicht Use-Case-Diagramme Simulink Modelle Aktivitätsdiagramme Sequenzdiagramme Zustandsdiagramme IREB Handbook Requirements Modeling, https://goo.gl/otfo4c

21 Grundsätzliche Aufgabenstellung im Seminar Jeder bearbeitet eine Modellierungstechnik / eine Sicht Wie sieht die Modellierungstechnik aus? Was sind die versprochenen Vorteile? Wie sieht eine Anwendung für die Praxis aus? Werden die versprochenen Vorteile eingehalten?

22 Fallstudie Automotive System Cluster Öffentliche Fallstudie 2 Systeme Adaptives Außenlicht Geschwindigkeitsregelung Verfügbar: Lastenheft Textuelle Beschreibungen Tabellen Bilder

23 Literatur IREB Handbook Requirements Modeling https://goo.gl/otfo4c Pohl, K.: Requirements Engineering. Grundlagen, Prinzipien, Techniken van Lamsweerde, A.: Requirements Engineering - From System Goals to UML Models to Software Specifications Sommerville, I., Kotonya, G.: Requirements Engineering: Processes and Techniques

24 Themenübersicht und vergabe

25 Themenübersicht Zielmodellierung Use Case Modellierung Boiler Plates / Satzmuster Aktivitätsdiagramme Safety und Risikomodelle Ausführbare Spezifikationen Model-basierte Dokumentation Zustandsbasierte Modellierung Informationsmodellierung

26 Zielmodellierung Fokus: Ziele der Stakeholder Modelle: i*, KAOS Zweck: Vollständigkeit von Anforderungen Konflikte zwischen Anforderungen Abwägen von Alternativen

27 Use Case Modellierung Fokus: Interaktionen/Ziele der Stakeholder Modelle: Use-Case Diagramme Use Case Templates Zweck: Kommunikation von Anforderungen Strukturierte Analyse von Anforderungen Grundlage für Tests

28 Boiler Plates / Satzmuster Fokus: Spezifikation von Anforderungen Modelle: EARS, AnforderungsMASTER (Sophisten) Zweck: Präzise Anforderungen Einheitliche Struktur Vermeidung von Defekten

29 Aktivitätsdiagramme Fokus: Ablauf des Systems Modelle: Aktivitätsdiagramme Zweck: Analyse der Ablauflogik Aufdecken von parallelen Abläufen Zerlegung/Verfeinerung von Anforderungen

30 Safety und Risikomodelle Fokus: Absicherung des Systems Modelle: Goal Structuring Notation (GSN) Zweck: Dokumentation von (Safety) Argumentationen

31 Ausführbare Spezifikationen Fokus: Operationalisierung der Anforderungen Modelle: Zustandsmaschinen Aktivitätsdiagramme Zweck: Validierung von Anforderungen Simulation

32 Modellbasiert Dokumentation Fokus: Strukturierung von Dokumentation Modelle: Spezifikations Templates und Vorlagen Zweck: Strukturierung von Anforderungen Übersichtlichkeit

33 Zustandsbasierte Modellierung Fokus: Zustände und Zustandsübergänge Modelle: State Charts, Zustandsmaschinen Zweck: Konsistente Anforderungen Fokussierung auf einzelne Objekte

34 Informationsmodellierung Fokus: Daten und Informationsobjekte Modelle: Klassendiagramme, ER Diagramme Zweck: Grundlage für dynamische Sichten Spezifikation von fachlichen Begriffen (Domänenwissen)

35 Themenübersicht Zielmodellierung Use Case Modellierung Boiler Plates / Satzmuster Aktivitätsdiagramme Safety und Risikomodelle Ausführbare Spezifikationen Model-basierte Dokumentation Zustandsbasierte Modellierung Informationsmodellierung Variabilitätsmodellierung

36 Nächste Schritte Ihr wollt am Seminar teilnehmen? Anmeldung bis zum Themenwünsche per Mail an mich. Abhängig vom Thema bekommt ihr einen Betreuer zugewiesen Los geht s!

37 Fragen und Diskussion

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