Projektgruppe Kollaborative Modellierung Vision

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1 Projektgruppe Kollaborative Modellierung Vision 1 Motivation Version vom 12. Juni 2014 In Softwareprojekten ist die Modellierung eine wichtige Technik zur Planung und Erstellung von Softwareartefakten sowie zur Kommunikation mit verschiedenen Stakeholdern wie z.b. dem Auftraggeber oder dem Entwicklerteam. Es ist oftmals erforderlich, dass Modelle kollaborativ, d.h. gleichzeitig in Zusammenarbeit mit verschiedenen Personen, erstellt werden. Dabei sind jedoch nicht immer alle Projektteilnehmer am gleichen Standort, wodurch das gemeinsame Arbeiten an einem Modell erschwert wird. Als stellvertretendes Beispiel kann die Vorlesung Softwaretechnik I (ST I) der Universität Oldenburg betrachtet werden. Dort werden den Studenten die Grundlagen der Unified Modeling Language (UML) [Obj11] gelehrt. Im Übungsbetrieb müssen die Studierenden in Gruppen UML-Modelle erstellen. Da allerdings kein kollaboratives Modellierungstool für UML existiert, teilen die Studierenden die Aufgaben untereinander auf, wodurch die Lösungsvorschläge nicht diskutiert werden. Dies verschlechtert den Lernprozess, da das Diskutieren von Lösungen eigene Fehler sowie Vor- und Nachteile anderer Ansätze aufzeigen würde. Aktuelle Tools bieten entweder Modellierung mit Syntaxprüfung oder Kollaboration an. Modellierungstools wie der IBM Rational Software Architect (RSA) [IBM14], welcher von den Lehrenden empfohlen wird, besitzen zu den Diagrammen ein Modell mit fester Syntax, wodurch Funktionen wie Syntaxprüfung ermöglicht werden. Es stehen aber keine kollaborativen Mittel zur Verfügung und es bietet einen größeren UML-Umfang als für die Vorlesung benötigt wird, wodurch die Lernkurve für die Studierenden unnötig hoch ist. Darüber hinaus ist bereits die Einrichtung des RSA sehr umfangreich, was für die Studierenden eine zusätzliche Einstiegshürde darstellt. Auf der anderen Seite ermöglichen kollaborative Tools wie Cacoo [Nul14] das gleichzeitige Zeichnen von Diagrammen, jedoch ohne Beschränkung von Zeichenelementen auf UML-Notationen und ohne Modell mit fester Syntax. Es ist also möglich Diagramme zu zeichnen, die nicht zu UML konform sind und es fehlt eine Möglichkeit die UML-Syntax zu überprüfen. Somit existert im Moment kein Tool, welches sich für den Einsatz in der ST I Lehre eignet, wo in Kleingruppen kollaborativ Modelle mit den Modellierungsmitteln aus der Vorlesung erstellt werden. 1

2 Bei der kollaborativen Bearbeitung von Modellen ist zudem eine Versionsverwaltung wichtig. Diese archiviert Zwischenstände der Arbeit, ermöglicht den Zugriff sowie die Wiederherstellung älterer Versionen und protokolliert, welcher Anwender wann Änderungen durchgeführt hat. Bisherige Tools bieten in der Regel keine eigene Versionierung und der Einsatz gängiger Versionskontrollsysteme (SVN, GIT) führt zu Problemen. Die Speicherstruktur der Tools verhindert häufig eine automatische Konfliktbehebung. Dies ist umso gravierender, da diese für Menschen nicht nachvollziehbar ist, was eine manuelle Konfliktbehebung ausschließt. Aktuell forscht die Softwaretechnik-Abteilung der Universität Oldenburg (ST-Abteilung) an der effzienten Versionierung von Modellen [KW14]. Somit bietet das Projekt ein Fallbeispiel für diese Forschung und dient zusätzlich zur Verbesserung der Lehre in der ST-Abteilung. Das Projekt wird auf eine Projektdauer von 12 Monaten mit 10 Teammitgliedern festgelegt. Finanzielle Mittel stehen nicht zur Verfügung. 2 Zielsetzung Das Ziel unseres Projektes ist die Entwicklung eines kollaborativen Modellierungstools zur Unterstützung von Forschung und Lehre. Die Kollaboration soll den Studenten ermöglichen an einem Modell von verschiedenen Orten gleichzeitig zu arbeiten und die Lösungsvorschläge auszudiskutieren. Um die Diskussion zu unterstützen soll unser Tool Kommunikationsmittel bereitstellen. Zusätzlich soll der Einrichtungsaufwand des Tools minimiert werden, damit dieser keine Hürde für die Verwendung darstellt. Da die Studierenden Geräte mit unterschiedlichen Betriebssystemen verwenden ist zudem eine plattformunabhängige Lösung wichtig. Eine Forderung des Auftraggebers ist es, dass die kollaborativ erstellten Modelle nur an einem Ort verwaltet werden (Single Point of Truth), damit Asynchronität zwischen den Anwendern leicht behoben werden kann. Den UML-Umfang beschränken wir auf die Inhalte der ST I Vorlesung, um die Lernkurve für die Studenten zu reduzieren. Zusätzlich soll unser Tool den Studenten ermöglichen Modellierungsfehler durch syntaktische Prüfung zu vermeiden. Dabei dürfen sie aber nicht beim Modellieren behindert werden. Ein weiteres Ziel ist die multiperspektivische Modellierung, wodurch z.b. Methodennamen diagrammübergreifend verändert werden. Die Versionierung in unserem Tool soll Differenzen zwischen Modellen zuverlässig erkennen und dem Anwender eine einfache Konfliktlösung anbieten, falls eine automatische Konfliktlösung nicht möglich ist. Darüber hinaus muss es eine leicht einsehbare Historie geben, damit der Änderungsverlauf nachvollzogen werden kann und die Möglichkeit besteht auf ältere Versionen zuzugreifen. 2

3 3 Lösungsidee Um die angestrebten Ziele zu erreichen verfolgen wir folgende Lösungsideen: Abbildung 1: Client-Server Architektur Für die Kollaboration ist eine Synchronisation zwischen Clients erforderlich und es wird ein Single Point of Truth verlangt. Daher erstellen wir eine Client-Server-Architektur, die in Abbildung 1 zu sehen ist. Dabei übernimmt der Server die Modellverwaltung und synchronisiert die Clients miteinander. Damit die Einrichtung leicht bleibt ist der Client nur für die graphische Darstellung und die Interaktion mit dem Anwender zuständig. Für die Darstellung verwaltet der Client das Diagramm in einem Modell. Die erforderlichen Berechnungen sowie eine Versionierung werden vom Server bereitgestellt. In Form einer Java- oder Weblösung kann der Client plattformunabhängig realisiert werden. Alle Informationen werden versioniert und persistent in einer Datenbank gespeichert. Der reduzierte UML-Umfang der ST I Vorlesung wird in einem integrierten Metamodell definiert. In diesem sind die Metamodelle aller Diagrammtypen miteinander verknüpft, wodurch multiperspektivische Modellierung sowie eine Syntaxprüfung ermöglicht wird. Zur Versionierung der Modelle wird eine aktuelle Arbeit [KW14] der ST- Abteilung verwendet. Diese bietet uns eine Sprache zur Repräsentation von Modelldifferenzen, die Delta Operation Language (DOL). Diese beinhaltet Operationen zum Hinzufügen, Löschen oder Ändern von Modellelementen. Diese Operationen können zur Versionierung verwendet werden und gleichzeitig kann damit das Konzept dieser Arbeit erprobt werden. 4 Roadmap Projektstart Entwicklungsbeginn Test-Release; Studie mit Tutanden, Tutoren und Lehrenden der ST1-Vorlesung vom WS 13/ Release, Klassendiagramme Evaluierung mit Anwendern Winterferien, Entwicklungspause Projektende, Produktübergabe an Kunden 3

4 5 Evaluation In diesem Abschnitt werden Akzeptanzkriterien vorgestellt, die für einen erfolgreichen Projektabschluss erfüllt werden müssen. Evaluation der Kollaborativität: Das Modell kann von mehreren Anwendern gleichzeitig bearbeitet werden. Die Änderungen der anderen Anwender werden in Echtzeit (< 1 sec.) angezeigt. Das System muss die Anwender beim Auflösen von Konflikten unterstützen. Evaluation des UML-Umfangs: Der Umfang entspricht genau der ST 1 Vorlesung. Der Umfang ist für die Modellierung der Übungsaufgaben aus dem WS 13/14 ausreichend. Der Umfang ist für die Modellierung der Klausuraufgaben aus dem WS 13/14 ausreichend. Evaluation der Versionierung: Das Repository muss die aktuelle Version des Modells zum ausgelesen bereitstellen. Das Repository muss zur einer älteren Version des Modells zurück springen können. Das Tool muss die Differenzen zwischen zwei Versionen eines Modells anzeigen. Das System muss Konflikte automatisch erkennen und diese automatisch beheben oder dem Anwender die Möglichkeit geben diese per Hand zu lösen. Bearbeitungsverlauf 1. Thomas Crone, Benjamin Justice 2. Thomas Crone, Benjamin Justice, Sergej Tihonov 3. Thomas Crone, Sergej Tihonov, Alexander Zeyßig 4. Thomas Crone, Sergej Tihonov 5. Eike Wulff 6. Thomas Crone, Sergej Tihonov 4

5 Literatur [IBM14] IBM: IBM Rational Software Architect. software/products/en/ratisoftarch, [Online, abgerufen am ] [KW14] Kuryazov, Dilshodbek ; Winter, Andreas: Representing Model Difference by Delta Operations. In: Workshop on Methodical Development of Modeling Tools (ModTools14) on the 17th IEEE International Enterprise Computing Conference EDOC Ulm, Germany : IEEE Computer Society Press, to appear 2014 [Nul14] Nulab Inc.: Cacoo: Online Diagram Software for Flow Chart & UML and More [Online, abgerufen am ] [Obj11] Object Managment Group: OMG Unified Modelung Lanugage TM (OMG UML), Superstructure. Version [Online, abgerufen am ] 5