Software Engineering in der Praxis

Transkript

1 Software Engineering in der Praxis Praktische Übungen

2 Inhalt Nachlese Überblick Aufgaben

3 Lernziele bei der Objektorientierten Analyse Abgrenzung der Analyse zum Design als Lernprozeß UML Verhaltensdiagramme Anwendungsfall-Diagramme: Systemgrenzen, Verfeinerung, Erweiterung Aktivitäten-Diagramme: Verzweigungen und Nebenläufigkeit Zustands-Diagramme: Zustände, Trigger, Guards, Effekte als mehr oder weniger geeignete Beschreibungsmittel.

4 Josef Adersberger Dirk Wischermann Lehrstuhl für Software Engineering Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg 6. November 2006

5 erlauben es, sowohl die Kooperation nebenläufiger Prozesse als auch die Konkurrenz paralleler Prozesse um gemeinsame Resourcen darzustellen. Mit nur wenigen Notationselementen werden gemeinsame Aufgaben koordiniert und der wechselseitige Ausschluß modelliert.

6 Die formale Notation erlaubt computergestützte/ automatische Simulation Analyse des erstellten Modells. Sie werden häufig industriell eingesetzt.

7 Petrinetz Definition (Petrinetz) Eine Petrinetz ist ein (gerichteter bipartiter) Graph aus: 1. P = {p 1, p 2,..., p n }, n N eine endliche Menge von Plätzen 2. T = {t 1, t 2,..., t m }, m N endliche Menge von Transitionen, es gilt P T = 3. F (P T ) (T P) Flußrelation (Kanten des Graphen) 4. W : F N Kantengewichte 5. K : P N Stellenkapazitäten 6. M : P N die aktuelle Markierung des s Anfangsmarkierung M 0 : P N mit M 0 (p) K(p)

8 Erzeuger-Verbraucher-System Grundsätzlich: Token werden nicht transportiert, sondern erzeugt und verbraucht.

9 Erweiterte Definitionen von n Häufig vorzufindende Erweiterungen Erlaubnis von Mehrfachkanten Inhibierende Kanten Farben, Schaltwerte, Fuzzy,... Zeitverhalten

10 Hilfsfunktionen Ein- und Ausgabeplätze einer Transition aus T werden mit I : T P (P) für die Menge der Eingabeplätze (Vorbereich der Transition) und O : T P (P) für die Menge der Ausgabeplätze (Nachbereich der Transition) referenziert.

11 Aktivierungsbedingung Definition (Schaltbereitschaft) Eine Transition t T eines s heißt unter der Markierung M schaltbereit, geschrieben M[t >, wenn: a) p I (t) \ O(t) : M(p) W (p, t) b) p O(t) \ I (t) : M(p) K(p) W (t, p) c) p I (t) O(t) : W (p, t) M(p) K(p) W (t, p) + W (p, t) Aktivierungsbedingung für die starke Schaltregel (schleifentolerante Version), die Stellenkapazitäten berücksichtigt.

12 Schaltregel Durch das Schalten der Transition t ergibt sich die neue Markierung M, geschrieben M[t > M, nach der Schaltregel a) p I (t) \ O(t) : M (p) = M(p) W (p, t) b) p O(t) \ I (t) : M (p) = M(p) + W (t, p) c) p I (t) O(t) : M (p) = M(p) W (p, t) + W (t, p) d) sonst : M (p) = M(p) Die Schaltregel verleiht n ihre Dynamik.

13 Dynamik von n Durch die Schaltregel ergeben sich die Begriffe der Erreichbarkeitsmenge [M 0 > als Menge aller Folgemarkierungen und der Erreichbarkeit einer Markierung M eines s unter der Anfangsmarkierung M 0

14 Beschränktheit und Sicherheit Ein Petrinetz heißt beschränkt, wenn die Zahl der Token im Netz in keiner Stelle einen endlichen Wert überschreiten kann. formal: p P b(p) N : M [M 0 >: M(p) b(p) b-beschränkt wenn an keiner Stelle die Zahl der Marken den endlichen Wert b überschreiten kann. formal: b N : M [M 0 > p P : M(p) b sicher, wenn es 1 beschränkt ist. Bemerkung: Ein Petrinetz ist beschränkt gdw. seine Erreichbarkeitsmenge ist endlich.

15 Aktivierbarkeit und Lebendigkeit Für eine Markierung M heißt eine Transition tot, wenn sie unter keiner Folgemarkierung schaltbereit ist: M i [M >: M i [t > aktivierbar, wenn sie unter mindestens einer Folgemarkierung schaltbereit ist: M i [M >: M i [t > lebendig, wenn sie unter allen Folgemarkierungen aktivierbar ist: M i [M >: M k [M i >: M k [t >

16 Verklemmungen von Netzen Für eine Markierung M heißt ein Petrinetz G tot, wenn keine Transition schaltbereit ist: t T : M[t > schwach lebendig, wenn unter jeder Folgemarkierung mindestens eine Transition schaltbereit ist: M i [M >: t T : M i [t > lebendig oder stark lebendig, wenn alle seine Transitionen lebendig sind: t T M i [M >: M k [M i >: M k [t > partiell verklemmt, wenn es schwach lebendig, aber nicht lebendig ist.

17 Weitere Begriffe Weitere Begriffe tauchen in Vorlesung, Literatur und z.t. der Software auf: Erreichbarkeitsgraph reversibel Konflikt, Kontakt nebenläufig aktiviert u.v.m....

18 Aufgaben WinPetri Freeware! Aufgabenstellung genau lesen! Aufgabe umfangreicher als bisher und es wird eine Abgabe erwartet! Bearbeitung hier im CIP-Raum oder zu Hause möglich. Abgabe auch per .