Modellgetriebene Entwicklung von Webanwendungen: eine erste Analyse

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1 Modellgetriebene Entwicklung von Webanwendungen: eine erste Analyse 25. Oktober 2012 Taentzer Modellgetriebene Softwareentwicklung 59

2 Überblick Anforderungsanalyse auf zwei Ebenen: Analyse einer konkreten Anwendung Analyse einer Infrastruktur für die modellgetriebene Entwicklung von Webanwendungen Analyse einer konkreten Webanwendung: Welche funktionalen Anforderungen? Welche nichtfunktionalen? Ist eine modellgetriebene Entwicklung möglich? Analyse einer Infrastruktur für Webanwendungen: Welche Anwendungen sollen generiert werden? Welche Aspekte sollen modelliert werden? Codegenerierung: Welche Architektur? Welche Plattformen? Taentzer Modellgetriebene Softwareentwicklung 60

3 Eine konkrete Webanwendung Beispiel: ein Vorlesungsverzeichnis Funktionale Anforderungen: Lehrveranstaltungen, Dozenten und Räume verwalten Zwei Rollen: Leser und Verwalter Nichtfunktionale Anforderungen: Quality of Service Verwendete Technologien Entwicklungsprozess Taentzer Modellgetriebene Softwareentwicklung 61

4 Ausschnitte aus Anwendungsfalldiagrammen Hauptanwendungsfälle für ein Vorlesungsverzeichnis Taentzer Modellgetriebene Softwareentwicklung 62

5 Beispiel: Anwendungsfall Titel: Vorlesung eintragen Kurzbeschreibung: Dozent gibt Raum, Zeit und Titel einer Vorlesung ein und legt einen Vorlesungseintrag an. Akteur: Dozent Vorbedingungen: Eine Vorlesung mit diesem Titel gibt es noch nicht. Beschreibung des Ablaufs: Prüfe, ob der Vorlesungstitel schon vergeben ist Prüfe, ob der Raum zur angegebenen Zeit schon vergeben ist Wenn nicht, wird die neue Vorlesung eingetragen und die Daten der Vorlesung werden angezeigt. Falls vergeben, wird die Vorlesung nicht eingetragen und eine entsprechende Fehlermeldung wird angezeigt. Auswirkungen: Die Vorlesung wird angezeigt, in diesem Fall hat sie eine eindeutige Nummer zugeordnet bekommen, oder ein Fehler wird gemeldet. Anmerkungen: Taentzer Modellgetriebene Softwareentwicklung 63

6 Quality of Service Verfügbarkeit der Webanwendung und ihrer Dienste Wie hoch ist die Zeit, um einen ausgefallenen Dienst wieder bereit zustellen? (Time to repair) Wie skalierbar ist das System? Integrität: Dienste werden als Transkationen ausgeführt Gute Performanz bedeutet hoher Durchsatz und niedrige Latenz Roundtrip-Zeit zwischen Senden einer Anfrage und Empfang der Antwort Sicherheit der Datenhaltung und übertragung Authentifizierung der Benutzer und definierte Zugriffskontrolle Verschlüsseln von Nachrichten Taentzer Modellgetriebene Softwareentwicklung 64

7 Verwendete Technologien Typische Anforderungen: Regelmäßige Weiterentwicklung erfordert eine strikte Trennung von Datenhaltung, Anwendungslogik und Darstellung Einheitliches Look and Feel auf verschiedenen Geräten Objektorientierte Programmierung Vertrauter Umgang mit Datenstrukturen Automatische Funktionstests Open-Source-Software JSF Ajax Ruby JavaScript ASP C# HTML Struts Eclipse RAP Cocoon Java XML PHP Python GWT Viele Fragen, die für jede Webanwendung immer wieder neu beantwortet werden müssen. Taentzer Modellgetriebene Softwareentwicklung 65

8 Überblick Anforderungsanalyse auf zwei Ebenen: Analyse einer konkreten Anwendung Analyse einer Infrastruktur für die modellgetriebene Entwicklung von Webanwendungen Analyse einer konkreten Webanwendung: Welche funktionalen Anforderungen? Welche nichtfunktionalen? Ist eine modellgetriebene Entwicklung möglich? Analyse einer Infrastruktur für Webanwendungen: Welche Anwendungen sollen generiert werden? Welche Architektur? Welche Plattformen? Taentzer Modellgetriebene Softwareentwicklung 66

9 Beispiele für datenorientierte Webanwendungen Taentzer Modellgetriebene Softwareentwicklung 67

10 Eigenschaften datenorientierte Webanwendungen Datenorientierte Webanwendungen: verteilte Systeme mit Datenbank Beispiele für datenorientierte Webanwendungen: Vorlesungsverzeichnis Kinoprogramm Online Versandhandel Online Reisebüro Bibliothekssystem und viele weitere Eigenschaften von datenorientierten Webanwendungen: viele Daten meist mehrere verschiedenartige Benutzer Hauptaktivitäten: Sammeln und Freigeben von Daten Bereitstellung von Diensten interaktive Anwendungen Taentzer Modellgetriebene Softwareentwicklung 68

11 Webanwendungen Client-seitig Server-seitig http-anfrage Webanwendung http-antwort Webserver persistente Daten Taentzer Modellgetriebene Softwareentwicklung 69

12 Funktionsablauf Benutzer startet Webanwendung, gibt die URL des Webservers und die erste Anfrage ein. Webserver leitet die Anfrage an die Webanwendung weiter. Webanwendung generiert den HTML-Code einer Webseite, die vom Webserver an den Browser des Benutzers zurückgeschickt wird. Browser zeigt die erhaltene Webseite an. Was sind die Vor- und Nachteile von Webanwendungen gegenüber unverteilten Anwendungen? Taentzer Modellgetriebene Softwareentwicklung 70

13 Grundlegende Systemstruktur Das System aus der internen (technischen) Sicht: Typische Systemarchitektur: Benutzerschnittstelle: Entwurf der Interaktion zwischen System und Benutzer/anderen Systemen Anwendungslogik: Dienste und Controller-Klassen, die die Funktionalität der Anwendungsfälle modellieren Datenbasis: Datenzugriffsschicht wie im Domänenmodell beschrieben Schnittstelle Anwendungslogik Datenbasis Taentzer Modellgetriebene Softwareentwicklung 71

14 Welche Aspekte von Webanwendungen müssen modelliert werden? Präsentationsschicht: Wie soll die Weboberfläche aussehen? Welche Daten sollen an der Oberfläche angezeigt werden? Services: Welche Services haben wir? Wie sind die Services definiert? Datenzugriffsschicht: Welche Datenstrukturen werden verwendet? Datenbankschicht: Welche Daten soll persistent sein? Wie sollen die Daten in der Datenbank gespeichert werden? andromda.org Taentzer Modellgetriebene Softwareentwicklung 72

15 Funktionale Anforderungen an den Generator Eingabe an den Generator: anwendungsspezifische Informationen über die Webanwendung Welche Anwendungsfälle? Welche Rollen? Welche Datenstrukturen? Wie speichern? Welche Services? Welche Darstellung an der Oberfläche? Ausgabe des Generators: generierter Code Welche Designentscheidungen werden durch den Generator entschieden und welche nicht? Welche Plattformen werden unterstützt? Welche Anwendungsarchitektur? Wo kann individueller Code eingefügt werden? Taentzer Modellgetriebene Softwareentwicklung 73

16 Funktionale Anforderungen an die Modellierungssprache und ihre Editoren Wie viele Editoren für welche Teilsprachen? Welche Teilsprachen? Modellelemente mit Attributen Relationen zwischen den Modellelementen Welche Editieroperationen? CRUD-Funktionalität: Create, Read, Update, Delete Komplexe Operationen wie z.b. Refactorings Validierung Syntaxchecks und Smells Quick Fixing Taentzer Modellgetriebene Softwareentwicklung 74

17 Nichtfunktionale Anforderungen Technologien: an die Infrastruktur Welche Metawerkzeuge zur Entwicklung von Infrastrukturen: welche Editor- und Codegenerator-Generatoren? Qualität der entwickelten Infrastruktur: Qualität der Editoren Qualität des generierten Codes Entwicklungsprozess: Welche Iterationsstufen? Welche Art der Zertifizierung? Taentzer Modellgetriebene Softwareentwicklung 75

18 Testgetriebene Entwicklung Erst Tests erstellen, dann implementieren! Im Kontext von Infrastrukturentwicklung: Auswahl von Referenzanwendungen: Welche sind die richtigen? Welche Informationen sollen modelliert werden? Können diese editiert werden? Welche Validierungen? Ist der Code gut genug? Vollständigkeit der Testsuiten: Diversität der ausgewählten Referenzanwendungen: Überdeckung der Modellierungssprache Taentzer Modellgetriebene Softwareentwicklung 76

19 Qualitätsmerkmale für Software Der generierte Code soll die folgenden Qualitätskriterien erfüllen: Funktionalität: Korrektheit, Angemessenheit, Interoperabilität, Ordnungsmäßigkeit, Sicherheit Zuverlässigkeit: Reife, Fehlertoleranz, Wiederherstellbarkeit Benutzbarkeit: Verständlichkeit, Bedienbarkeit, Erlernbarkeit, Robustheit Effizienz: Wirtschaftlichkeit, Zeitverhalten, Verbrauchsverhalten Wartungsfreundlichkeit: Analysierbarkeit, Änderbarkeit, Stabilität, Testbarkeit Übertragbarkeit: Anpassbarkeit, Installierbarkeit, Konformität, Austauschbarkeit Taentzer Modellgetriebene Softwareentwicklung 77

20 Zusammenfassung Analyse von konkreten Webanwendungen Anwendungsfälle Datenstrukturen Serviceschnittstellen Oberfläche Analyse der Domäne der datenorientierten Webanwendungen Verschiedenste Fachdomänen Mehrschichtenarchitektur Schematisch wiederkehrende Aspekte von datenorientierten Webanwendungen, die modelliert werden können: Datenstrukturen, Serviceschnittstellen, Oberfläche Anforderungen an die Modellierungssprache Generator: ein Anwendungsfall Editor: an die domänenspezifische Modellierungssprache angepasste Editieroperationen Taentzer Modellgetriebene Softwareentwicklung 78