Übersetzung von UML-Software-Spezifikationen in Simulationsmodelle
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- Roland Brauer
- vor 8 Jahren
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1 Übersetzung von UML-Software-Spezifikationen in Simulationsmodelle Stefan Walter Lehrstuhl für Informationstechnik, insb. Realzeitsysteme FernUniversität in Hagen Fachtagung Echtzeit 2014 in Boppard am Rhein
2 Motivation Immer komplexer werdende Anforderungen an Softwaresysteme modellgetriebene Softwareentwicklung gewinnt zunehmend an Bedeutung. Unified Modeling Language (UML) zur Beschreibung von Softwarearchitekturen UML ist ein sehr mächtiges und generisches Instrument Modelle besitzen viel Interpretationsspielraum. zur Modelltransformation nur bedingt geeignet UML-Profile, um den Standardsprachumfang von UML zu erweitern und zu konkretisieren Sehr frühes Testen auf Basis der entwickelten Modelle z.b. quantitative und qualitative Analysen von Softwarearchitekturen einfachere und auch kostengünstigere Behebung von Fehlern Erstellen von Simulationsmodellen aus UML Softwarearchitekturen Stefan Walter - Echtzeit
3 Ziele Masterarbeit am Lehrstuhl für Informationstechnik, insb. Realzeitsysteme der FernUniversität in Hagen Abgrenzung: Machbarkeitsuntersuchung der Übersetzung von Softwarearchitekturen von UML nach Simulink Berücksichtigung von UML-Modellen eines Echtzeit-UML-Profils (UML-RT-Profils), entwickelt am Lehrstuhl für Informationstechnik der FernUniversität in Hagen Beschränkung auf UML-Komponenten- und UML-Sequenzdiagramme, sowie deren echtzeitspezifische Erweiterung Keine durchgängige Implementierung der Transformation Beschränkung ausschließlich auf plattformunabhängige Softwaremodelle Keine Berücksichtigung von Softwarearchitekturen für verteilte Systeme Stefan Walter - Echtzeit
4 Inhalt Einführung Übersetzen von UML-Komponentendiagrammen nach Simulink Übersetzen von UML-Sequenzdiagrammen nach Simulink Zusammenfassung Stefan Walter - Echtzeit
5 Inhalt Einführung Übersetzen von UML-Komponentendiagrammen nach Simulink Übersetzen von UML-Sequenzdiagrammen nach Simulink Zusammenfassung Stefan Walter - Echtzeit
6 RT-UML-Komponente Überblick UML-Komponente Echtzeiterweiterung Stefan Walter - Echtzeit
7 Übersetzen von UML-Komponenten UML-Komponente Stefan Walter - Echtzeit
8 Übersetzen von UML-Komponenten Generische UML-Komponente Ports: DataIn DataOut Func Modelltransformation Atomares Simulink-Subsystem Stefan Walter - Echtzeit
9 UML-RT-Profil Komponenten Periodische Komponenten: Def: ; S: Startzeitpunkt F: Endzeitpunkt D: Fertigstellungstermin P: Periode MaxRT: Maximale Antwortzeit T min : minimaler Abstand zwischen zwei Aktivierungen Aperiodische Komponenten: Def: Sporadische Komponenten: Def: Aktivierbares, ereignisgesteuertes Simulink-Subsystem Stefan Walter - Echtzeit
10 Inhalt Einführung Übersetzen von UML-Komponentendiagrammen nach Simulink Übersetzen von UML-Sequenzdiagrammen nach Simulink Zusammenfassung Stefan Walter - Echtzeit
11 UML-Sequenzdiagramme Ergänzung zum statischen Komponentendiagramm Festlegung der Ausführungsreihenfolge von Operationen Festlegung der Operationen einer Komponente, die im Kontext aufgerufen werden Zeitlicher Zusammenhang zwischen den Ausführungszeitpunkten von Operationen Kontrollfluss: Optionale/ Alternative Ausführung: Iterative Ausführung Echtzeitaspekte: Zeitbedingungen Dateninvarianten Vor- und Nachbedingung Stefan Walter - Echtzeit
12 UML-Sequenzdiagramme Stefan Walter - Echtzeit
13 Echtzeitaspekte Zeitbedingungen: Definieren von Zeitmarkierungen im Sequenzdiagramm Einschränken der Abhängigkeit zwischen Zeitmarkierungen Überprüfung der Zeitmessung in Simulink mittels Model Verification -Blöcken Dateninvarianten: Definition von Zwangsbedingungen zur Einschränkung des Wertebereichs von Variablen Überprüfung nur an bestimmten Stellen möglich (keine permanente Überwachung) Überprüfung in Simulink mittels Model Verification -Blöcken Vor- und Nachbedingung: Zwangsbedingungen als Vor- und Nachbedingung von Operationen Aufspalten in Simulink-Subsysteme für Vor-/ Nachbedingung und Operationen Überprüfung in Simulink mittels Model Verification -Blöcken Stefan Walter - Echtzeit
14 RT-UML Simulink Modelltransformation UML-Sequenzdiagramme Zeitbedingungen Komponente A Komponente B Komponente C p1 updateoutputs() p2 setin1(out1:double) p3 setin2(out2:double) p4 setin3(out3:double) p5 setin4(out4:double) p6 updateoutputs() {p6 p6 + T} p7 setin1(out1:double) p8 setin2(out2:double) {p10 <= p5 + T} p9 updateoutputs() p10 setin1(out1: double) p11 setin2(out2: double) Stefan Walter - Echtzeit
15 UML-Sequenzdiagramme Dateninvarianten Zeitbedingungen: Definieren von Zeitmarkierungen im Sequenzdiagramm Einschränken der Abhängigkeit zwischen Zeitmarkierungen Überprüfung der Zeitmessung in Simulink mittels Model Verification -Blöcken Dateninvarianten: Definition von Zwangsbedingungen zur Einschränkung des Wertebereichs von Variablen Überprüfung nur an bestimmten Stellen möglich (keine permanente Überwachung) Überprüfung in Simulink mittels Model Verification -Blöcken Vor- und Nachbedingung: Zwangsbedingungen als Vor- und Nachbedingung von Operationen Aufspalten in Simulink-Subsysteme für Vor-/ Nachbedingung und Operationen Überprüfung in Simulink mittels Model Verification -Blöcken Stefan Walter - Echtzeit
16 UML-Sequenzdiagramme Dateninvarianten Stefan Walter - Echtzeit
17 UML-Sequenzdiagramme Vor- und Nachbedingung Zeitbedingungen: Definieren von Zeitmarkierungen im Sequenzdiagramm Einschränken der Abhängigkeit zwischen Zeitmarkierungen Überprüfung der Zeitmessung in Simulink mittels Model Verification -Blöcken Dateninvarianten: Definition von Zwangsbedingungen zur Einschränkung des Wertebereichs von Variablen Überprüfung nur an bestimmten Stellen möglich (keine permanente Überwachung) Überprüfung in Simulink mittels Model Verification -Blöcken Vor- und Nachbedingung: Zwangsbedingungen als Vor- und Nachbedingung von Operationen Aufspalten in Simulink-Subsysteme für Vor-/ Nachbedingung und Operationen Überprüfung in Simulink mittels Model Verification -Blöcken Stefan Walter - Echtzeit
18 UML-Sequenzdiagramme Vor- und Nachbedingung Stefan Walter - Echtzeit
19 Inhalt Einführung Übersetzen von UML-Komponentendiagrammen nach Simulink Übersetzen von UML-Sequenzdiagrammen nach Simulink Zusammenfassung Stefan Walter - Echtzeit
20 Zusammenfassung Übersetzung von Statischen UML-Komponentendiagrammen Generische UML-Komponentenstruktur Übersetzen von UML-Komponenten nach Simulink Zeitmessung zur Realisierung/Überprüfung von periodischen, aperiodischen und sporadischen Komponenten Übersetzung von Dynamischen UML-Sequenzdiagrammen In dieser Arbeit immer als Ergänzung zum UML-Komponentendiagramm verwendet Signal und Kontrollfluss Beschränkung von Operationen und Zeitintervallen Dateninvarianten Vor-/Nachbedingungen Stefan Walter - Echtzeit
21 Fragen Stefan Walter - Echtzeit
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