Produktskizze. 28. November 2005 Projektgruppe Syspect

Transkript

1 28. November 2005 Carl von Ossietzky Universität Oldenburg Fakultät II Department für Informatik Abteilung Entwicklung korrekter Systeme

2 Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 3 2 Die graphische Oberfläche der Entwicklungsumgebung Arbeiten mit Klassendiagrammen Arbeiten mit Strukturdiagrammen Arbeiten mit Zustandsdiagrammen Exportfunktionen der Entwicklungsumgebung November 2005

3 1 Einleitung Das vorliegende Dokument beschreibt das Verhalten und die Funktion des Softwarewerkzeuges Syspect. Es geht nicht auf die technische Umsetzung ein. Das Produkt der gleichnamigen Projektgruppe soll eine graphische Entwicklungsumgebung für ein UML-Modell sein, das durch ein UML-Profil derart eingeschränkt ist, dass eine Übersetzung in die formale Spezifikationssprache CSP-OZ-DC möglich ist. Die dazu nötigen Klassendiagramme, Strukturdiagramme und Zustandsdiagramme sollen über eine graphische Oberfläche bearbeitet werden können. Klassendiagramme geben Klassen und ihre Beziehungen zueinander wieder. In Klassendiagrammen können Operationen und Attribute der Klassen angegeben werden. Die Klassen besitzen bestimmte Tags, die für die Übersetzung des UML-Modells in eine CSP-OZ-DC-Spezifikation nötigen Object-Z- und Duration Calculus-Formeln enthalten. Zustandsdiagramme beschreiben das Verhalten einer einzelnen Klasse und sollen in CSP-Prozesse umgewandelt werden. Die Strukturdiagramme stellen die Beziehungen der einzelnen Instanzen der Klassen dar. [MORW05] Aus dieser UML-Darstellung wird es möglich sein, eine XML- Darstellung der Spezifikationssprache CSP-OZ-DC zu erzeugen. Daraus kann anschließend L A TEX-Quellcode generiert werden. Zusätzlich soll das Werkzeug die Möglichkeit bieten, die CSP-OZ-DC-Spezifikation in Phasen-Event-Automaten zu transformieren, um deren Eigenschaften durch einen Model-Checker verifizieren zu können. 2 Die graphische Oberfläche der Entwicklungsumgebung Die Entwicklungsumgebung ist in drei Bereiche aufgeteilt. Ein Vorschlag für das spätere Aussehen zeigt Abbildung 1. Der Diagrammstrukturbereich beinhaltet eine baumartige Ansicht der verschiedenen Diagrammarten und der einzelnen Komponenten der Diagramme. Neue Klassendiagramme können hier erstellt werden. Diese Funktion kann wie auch alle weiteren sowohl über das Kontextmenü als auch über das Programmmenü am oberen Bereich des Bildschirms erreicht werden. Weiterhin ist es möglich, sich alle Klassen der bis dahin erzeugten UML-Diagramme anzeigen zu lassen. Diese können innerhalb der Baumstruktur bearbeitet und per Drag and Drop in den Arbeitsbereich eingefügt werden. Am Ende des Diagrammstrukturbereichs befinden sich drei spezielle Dokumente: CSP- OZ-DC-XML, PEA-XML und CSP-OZ-DC-L A TEX. Wird eines dieser Dokumente geöffnet, so wird vorher die entsprechende Exportfunktion aufgerufen, so dass der Nutzer immer die aktuelle Übersetzung seines UML-Modells vorliegen hat. Innerhalb des Arbeitsbereichs wird zu einem Zeitpunkt maximal ein Diagramm angezeigt. In diesem Bereich können die Elemente des jeweiligen Diagramms angeordnet, bearbeitet und erstellt werden. Es existiert eine Symbolleiste mit häufig benutzten Aktionen wie z.b. Löschen, Neue Klasse, Neue Transition usw. Desweiteren ist es über ein Symbol innerhalb dieser Leiste möglich, den Vergrößerungsfaktor der Ansicht des Arbeitsbereiches zu verändern. Der untere Bereich der Oberfläche repräsentiert einen Nachrichtenbereich, in welchem Fehlermeldungen und Warnungen vor Inkonsistenzen zwischen den UML-Diagramme ausgegeben werden November 2005

4 Abbildung 1: Schematische Übersicht der Entwicklungsumgebung 2.1 Arbeiten mit Klassendiagrammen Wurde ein neues Klassendiagramm angelegt, so beinhaltet dieses anfänglich keine Klassen. Sobald es geöffnet wurde, erscheint die Darstellung des Diagramms im Arbeitsbereich. Nun können neue Klassen und Beziehungen über die Symbolleiste, per Drag and Drop aus der Diagrammstruktur oder per Kontextmenü hinzugefügt werden. Innerhalb der Symbolleiste sind folgende Aktionen verfügbar: Neue Klasse capsule protocol data Neue Assoziation November 2005

5 base-aggregation conjugated-aggregation Generalisierung Komposition Bearbeiten Löschen Kommentar hinzufügen Zustandsdiagramm für die Klasse erzeugen/anzeigen Beim Erzeugen einer neuen Klasse muss deren Stereotyp ausgewählt werden. Eine neue Klasse des ausgewählten Stereotyps erscheint daraufhin im Arbeitsbereich und kann hier angeordnet werden. Will der Benutzer eine Assoziation erstellen, so muss deren Typ ausgewählt werden, woraufhin die beiden zu verbindenden Klassen gewählt werden müssen. Innerhalb des Programms wird daraufhin eine Prüfung auf Konsistenz durchgeführt, deren Ergebnis im Nachrichtenbereich angezeigt wird. Die Wahl des Symbols Bearbeiten öffnet einen Dialog zum ausgewählten Element. In diesem können die relevanten Eigenschaften des Elements verändert werden, z.b. bei einer Klasse deren Name, Methoden, Attribute, Tags, usw. Zur Bearbeitung der Tags dient neben einer Texteingabe ein Formeleditor, der je nach Tag OZ- oder DC-Formeln erstellen kann. Optional kann sich der Bearbeitungs-Dialog in den Arbeitsbereich einbetten. Soll ein Element aus einem Diagramm gelöscht werden, so wählt man Löschen. Zum Hinzufügen eines Kommentars wird ein neues Kommentarelement erzeugt, in dem der entsprechende Kommentartext eingegeben werden kann. Als zusätzliche Funktion ist es möglich, innerhalb der Klassendiagrammansicht ein Zustandsdiagramm für eine Klasse des Stereotyps capsule zu erzeugen. Durch erneutes Auswählen der Funktion oder bei schon existierendem Zustandsdiagramm, wird dieses in den Arbeitsbereich geladen und angezeigt. 2.2 Arbeiten mit Strukturdiagrammen Das Verhalten des Programms beim Erzeugen eines Strukturdiagramms ist analog zum Erzeugen eines Klassendiagramms. Die folgenden Funktionen sind über die Symbolleiste erreichbar: Neue capsule Neuer port base-port conjugated-port ports verbinden Bearbeiten November 2005

6 Löschen Kommentar hinzufügen Strukturdiagramm für die capsule erzeugen Beim Erzeugen einer neuen capsule als Instanz einer Klasse des Stereotyps capsule, wird ein Dialog geöffnet, in welchem die zu instanziierende Klasse ausgewählt werden kann. Eine capsule erscheint darauf im Arbeitsbereich. Wurden im Klassendiagramm ports spezifiziert (base-, conjugated-aggregationen) so sind diese auch bei der erzeugten capsule vorhanden und können beliebig auf dem Rand dieser angeordnet werden. Durch Erzeugen eines neuen ports wird wiederum ein Dialog geöffnet, in welchem das zu verwendene protocol ausgewählt werden kann. Das Erstellen eines neuen protocols ist auch innerhalb des Dialogs möglich, woraufhin die entsprechene Klasse mit dem Stereotyp protocol erzeugt wird. Die Wahl des Symbols ports verbinden erfordert das Auswählen zweier ports. Sind diese nicht über ein protocol in Beziehung so wird eine Warnung im dafür vorgesehenen Bereich der Oberfläche ausgegeben. Bearbeiten, Löschen und Kommentar hinzufügen verlaufen analog zur Beschreibung in Abschnitt 2.1. Als zusätzliche Funktion ist es möglich innerhalb der Strukturdiagrammansicht ein Strukturdiagramm für das Innere einer capsule zu erzeugen. Falls die capsule schon ein Strukturdiagramm besitzt, wird dieses in den Arbeitsbereich geladen. 2.3 Arbeiten mit Zustandsdiagrammen Auch beim Erzeugen eines Zustandsdiagramms ist das Verhalten des Programms analog zum Erzeugen eines Klassendiagramms. In der Symbolleiste sind die folgenden Funktionen verfügbar: Neuer Zustand Initital-Zustand Normaler Zustand Endzustand Neue Transistion Superzustand erzeugen Parallelität erzeugen Bearbeiten Löschen Kommentar hinzufügen November 2005

7 Wird ein neuer Zustand erzeugt, so muss zwischen einem Initialzustand, einem normalen Zustand und einem Endzustand unterschieden werden. Das Erstellen einer neuen Transition erfordert die Auswahl zweier zu verbindender Zustände und optional die zur Transition zugehörige Methode. Durch Auswahl des Symbols Superzustand erzeugen, werden selektierte Zustände von einem Superzustand eingefasst. Eine andere Möglichkeit, einen Superzustand zu erschaffen, besteht darin, Zustände per Drag and Drop in einen anderen hineinzubewegen. Um Parallelität innerhalb eines Zustandes zu erzeugen, muss dieser vorher ausgewählt werden. Die Aktionen Bearbeiten, Löschen und Kommentar hinzufügen verlaufen wie in Abschnitt 2.1 beschrieben. 3 Exportfunktionen der Entwicklungsumgebung Abbildung 2: Schematische Übersicht über die Exportfunktionen Die Abbildung 2 veranschaulicht die Exportfunktionalitäten des Programms. Innerhalb des Dateisystems wird die UML-Darstellung nach dem XMI-Standard gespeichert, wodurch die Weiterverarbeitung durch XMI-unterstützende Programme ermöglicht wird. Wird die Funktion Export nach CSP-OZ-DC über die Menüleiste ausgewählt, so wird aus der internen UML-Darstellung die CSP-OZ-DC-Spezifikation erstellt. Diese liegt anschließend in einem XML-Format vor. Außerdem ist es möglich, direkt L A TEX- Quellcode oder eine XML-Darstellung von Phasen-Event-Automaten (PEA) zu generieren. Diese Darstellung von PEA kann daraufhin von einem Modelchecker auf Korrektheit verifiziert werden. Literatur [MORW05] M. Möller, E.-R. Olderog, H. Rasch, and H. Wehrheim. Integrating a Formal Method into a Software Engineering Process with UML and Java November 2005