Modellgetriebene Softwareentwicklung

Datum: 10. Juli 2009 Themendossier Modellgetriebene Softwareentwicklung Seite 1

Einführung in das Thema Die Disziplin des Software Engineerings befasst sich bereits seit vielen Jahren mit der Frage, wie man den Prozess der Softwareentwicklung stärker automatisieren und verbessern kann. Eine zentrale Idee dazu ist der verstärkte Einsatz von Modellen also modell-getrieben zu entwickeln. Diese Idee wird unter verschiedenen Bezeichnungen diskutiert, die im Wesentlichen aber einen ähnlichen Ansatz verfolgen. Zu den gebräuchlichsten gehören die folgenden: (MSE) Model Driven Software Development (MDSD) Model Driven Software Engineering (MDSE) Model Driven Development (MDD) Modellgetriebene Architektur, Model-Driven Architecture (MDA) Bei der modellgetriebenen Entwicklung werden die Informationen über eine zu erstellende Software bereits in den frühen Phasen in Form eines Modells dargestellt. Diese Modelle werden oft mit der UML erstellt, es können aber grundsätzlich auch andere Modellierungssprachen verwendet werden (z. B. Domänenspezifische Sprachen, DSL). Davon verspricht man sich eine Reihe von Vorteilen: Die modellierte Information ist immer in sich konsistent, da entsprechende Modellierungsmethoden und -sprachen zum Einsatz kommen. Die manuelle Transformation der Informationen (z. B. Fachkonzept -> Architektur -> Quellcode) wird weitgehend vermieden, stattdessen wird das Modell automatisch in den jeweils benötigten Zustand transformiert. Im Ergebnis kann man große Teile der Software aus einem Modell generieren, statt diese manuell zu programmieren. Damit erreicht man eine hohe Qualität der Software, da Programmierfehler weitgehend vermieden werden, Modell und Code sind zueinander konsistent. Testfälle können ggf. automatisch aus den Modellen erzeugt und ausgeführt werden. Ein weiterer Vorteil des Ansatzes ist die höhere Abstraktionsebene, auf der man eine Software beschreibt. Dies ermöglicht es allen Beteiligten eines Projektes, schneller das Verständnis für nicht selbst entworfene Softwareteile zu bekommen. Die Unterscheidung von fachlichen und technischen Aspekten in den Modellen unterstützt alle Teilnehmenden im Softwareentwicklungsprozess und fördert die Konzentration auf deren wesentliche Kernaufgaben. Insbesondere für Softwareprodukte, die häufigen Änderungsanforderungen unterliegen, ist dieser Ansatz interessant, da eine Änderung im Idealfall nur im Modell durchgeführt wird und die geänderte Software anschließend automatisiert erzeugt wird. Ebenso lohnt sich der Einsatz in Projekten, die für mehrere Zielplattformen realisiert werden müssen, da man das Projekt nur einmal modellieren muss. Für kleinere Projekte oder selten zu ändernde Software lohnt sich der anfänglich zu leistende Aufwand oft nicht, da z. B. die Erstellung von DSLs oder von Transformationen sehr zeitaufwendig ist. Wie viel Code tatsächlich automatisiert aus den Modellen erzeugt werden kann, hängt unter anderem stark vom gewählten Vorgehen und vom Softwaretyp ab. Eine vollständige Codegenerierung wird nur in seltenen Fällen gelingen. Stattdessen werden kritische Teil oft herkömmlich manuell entwickelt. Auch aus Performancegründen kann es sinnvoll sein, ausgewählte Systemteile lieber händisch zu programmieren. Wir wünschen Ihnen eine interessante Lektüre! Bei Fragen kommen Sie gern auf uns zu. Ihr Team der Softwareforen Leipzig Seite 2

Inhaltsverzeichnis Allgemeines MDSD Model Driven Software Development Techniken, Engineering, Management MD* Best Practices Modellgetriebene Architektur Model Driven Architecture Themenüberblick Generative Softwareentwicklung mit der Model Driven Architecture MDA The Object Management Group - FAQ Modellgetriebene Testentwicklung Model Driven Testing with UML 2.0 Model Driven Testing Using the UML Testing Profile Modellbasiertes Testen praxisgerecht realisiert Vom UML2-Profil zum Testmanagement- Werkzeug Testautomatisierung mit modellgetriebener Testskript-Entwicklung Domänenspezifische Sprachen Domänenspezifische Sprachen und Microsoft Oslo Werkzeuge für domänenspezifische Sprachen UML vs. DSL aus Sicht der Semiotik UML vs. DSL: Stärken, Schwächen, Unterschiede und Mischformen Erfahrungsberichte Agile Modellbasierte Softwareentwicklung in der Praxis MDA: Einordnung in der Praxis MDA und OptimalJ: Ein Erfahrungsbericht Seite 3

MDSD Model Driven Software Development http://wwwiti.cs.uni-magdeburg.de/iti_ti/ws0506/folienseminar/vortrag_mdsd_ttischler.ppt Quelle: Uni Magdeburg Autor: Tobias Tischler Datum: 30. Januar 2006 Die Folien geben eine Einführung in die Thematik der Modellgetriebenen Softwareentwicklung. So werden im ersten Teil einige grundlegende Begriffe aufgezählt, wie z. B. das Generieren von Code aus Modellen. Neben der Verringerung der Entwicklungszeit durch Automatisierung werden noch weitere Ziele der MDSD vorgestellt. Im letzten Teil wird der Aufbau des MDSD in Form von Domänen, Plattformen, Transformationen und manuellen Ergänzungen näher erläutert. Techniken, Engineering, Management Verlag: dpunkt Autor: Tom Stahl, Markus Völter Datum: Mai 2007 Das Buch bietet dem Leser einen sehr ausführlichen Überblick über das Thema MDSD. Im ersten Kapitel werden die Grundlagen vermittelt und wichtige Begriffe. Das zweite Kapitel beschäftigt sich mit Techniken der Metamodellierung und Codegenerierung. Des Weiteren werden Kriterien angegeben, die bei der Auswahl des richtigen Werkzeuges helfen sollen. Im dritten Kapitel wird auf unterschiedlichste Themenebereiche, die im Softwareentwicklungsprozess vorkommen, in Verbindung mit MDSD näher eingegangen (z. B. Test, Versionierung und Product Line Engineering). Das letzte Kapitel betrachtet MDSD aus ökonomischer und organisatorischer Sicht. MD* Best Practices http://www.voelter.de/data/articles/dslbestpractices-website.pdf Quelle: www.voelter.de Autor: Markus Völter Datum: 14. Dezember 2008 Seite 4

Der Artikel fasst MDSD Best Practices zusammen. Diese umfassen den Entwurf von DSLs, die Überprüfung der Modelle und des daraus zu erzeugenden Codes sowie Prozesse und Organisation in der Modellgetriebenen Softwareentwicklung. Besonders interessant gestaltet sich die Bewertung der Best Practices, wobei die Skala von ich denke nicht, dass dies funktioniert, denn ich habe eine Technik die dagegen spricht bis ich habe das schon öfters erfolgreich benutzt und könnte ohne nicht mehr arbeiten. Zwar haben nur 10 Personen die Best Practices bewertet, jedoch geben die Ergebnisse erste Richtlinien, welche Verfahren erfolgversprechend sind. Model Driven Architecture - Themenüberblick http://www.software-kompetenz.de/servlet/is/26634 Quelle: www.software-kompetenz.de Autor: Diverse Datum: k. A. Auf der Seite von Software Kompetenz findet man eine Reihe von Informationen zum Thema Software Engineering, so auch für die Modellgetriebene Architektur der OMG. Neben einer Einführung findet man außerdem kurze Zusammenfassungen zu Motivation und Nutzen, Konzepte und Basistechnologien, MDA in der Wissenschaft, offene Punkte in der MDA-Anwendung sowie über Werkzeuge im Bereich der MDA. Generative Softwareentwicklung mit der Model Driven Architecture (MDA) https://www.gulp.de/kb/pt/techexpert/mda.html Quelle: www.gulp.de Autor: Oliver Höß Datum: 2004 Der Artikel unterteilt sich in 5 Teile. Im ersten Abschnitt wird der Stand der Softwareentwicklung im Jahre 2004 betrachtet. Im zweiten Abschnitt wird auf generative Software-entwicklung eingegangen. Der dritte Abschnitt leitet das Thema MDA der OMG ein. Im vierten Abschnitt betrachtet der Autor die Werkzeugunterstützung von MDA. Besonders interessant gestaltet sich der letzte Abschnitt, da in ihm MDA mit seinen Vor- und Nach-teilen bewertet wird. Seite 5

MDA http://books.google.de/books?id=l7w3_hoe1aqc&printsec=frontcover Verlag: Xpert.press Autor: Volker Gruhn, Daniel Pieper, Carsten Röttgers Datum: 2006 Das Buch bietet Anfängern im Bereich der Modellgetriebenen Architektur der OMG einen Einstieg in die Thematik. Interessant ist es jedoch auch für Praktiker, so wird unter anderem an einem Fallbeispiel ein MDA Framework erstellt. Ein besonderes Augenmerk wird auf Open Source Werkzeuge gelegt, so werden unter anderem Hibernate und Eclipse und deren Anwendung in der MDA behandelt. The Object Management Group http://www.omg.org/mda/faq_mda.htm Quelle: www.omg.org Autor: Object Management Group Datum: k. A. Die Seite der Object Management Group bietet viele spezifische Informationen zum Thema MDA, unter anderem FAQs. So stehen z. B. Guides und diverse andere Hilfen zu UML, Java, Webservices und anderen Themen zur Verfügung. Model-Driven Testing with UML 2.0 http://www.cs.kent.ac.uk/projects/kmf/mdaworkshop/submissions/dai.pdf Quelle: www.cs.kent.ac.uk Autor: Zhen Ru Dai Datum: k. A. Seite 6

Der Autor beschreibt in seinem Artikel, wie sich der MDA-Ansatz auf das Testen anwenden lässt. Er zeigt anhand des UML 2.0 Testing Profiles (U2TP) wie man Tests modellieren kann, da UML 2.0 selbst keine Lösung dafür anbietet. U2TP ist seit März 2004 der OMG Standard und soll die Lücke zwischen Testern und Entwicklern schließen. Model Driven Testing Using the UML Testing Profile http://books.google.de/books?id=1jph-ewwapmc&printsec=frontcover Verlag: Springer Autor: Paul Baker, Zhen Ru Dai, Jens Grabowski, Oystein Haugen, Ina Schieferdecker, Clay Williams Datum: 2007 Das Buch beschreibt, wie man komplexe Softwaresysteme mit Hilfe von UML testet. Wie auch schon in der vorhergehenden Quelle kommt dabei das U2TP zum Einsatz. Die Autoren zeigen Schritt für Schritt, wie man damit Tests modelliert und spezifiziert, sowie funktionale und nicht funktionale Tests durchführt. Des Weiteren wird auch die Schnittstelle zu Frameworks wie TTCN 3 und JUnit näher erläutert. Modellbasiertes Testen praxisgerecht realisiert Vom UML2-Profil zum Testmanagement- Werkzeug http://www.sigs.de/publications/os/2008/03/brandes_ditze_os_03_08.pdf Quelle: Objekt Spektrum 03/2008 Autor: Dr. Christian Brandes, Andreas Ditze, Christian Kollee, Dr. David Kreische Datum: Mai/Juni 2008 Nach einer kurzen Einführung in die und an die Anforderungen an Tests wenden sich die Autoren der Modellgetriebenen Testentwicklung zu. Anhand des Beispiels Car Configurator wird gezeigt, wie man mithilfe von UML Tests modelliert. Außerdem wird beschrieben, wie man in vier Schritten Testfälle generiert. Im Fokus des Artikels liegt ebenso Seite 7

das Tool Open Architecture Ware, welches Modell-zu-Modell- sowie Modell-zu-Text- Transformationen unterstützt und sich unkompliziert in Eclipse einbinden lässt. Testautomatisierung mit Modellgetriebener Testskript-Entwicklung http://www.sigs.de/publications/os/2006/03/kunz_sensler_os_03_06.pdf Quelle: Objekt Spektrum 03/2006 Autor: Carsten Sensler, Michael Kunz, Peter Schnell, Datum: Mai/Juni 2006 Zu Beginn wird kurz auf das Capture und Replay Verfahren eingegangen und dessen Nachteile beleuchtet. Als Alternative wird ein Vorgehensmodell zum Generieren von Testskripten mit Hilfe von modellgetriebenen Ansätzen erläutert. Beispielhaft wird dies an einem HTML-Projekt unter Benutzung des Testwerkzeuges JMeter dargestellt, wobei eine grafische Benutzeroberfläche getestet wird. Schließlich werden noch einmal die Vorteile der Modellgetriebenen Softwareentwicklung genannt, weil diese ebenso im Bereich des Testens erhalten bleiben. Domänenspezifische Sprachen und Microsoft Oslo http://www.voelter.de/data/articles/voeltercorneliussen-oslo.pdf Quelle: www.voelter.de Autor: Markus Voelter, Lars Corneliussen Datum: 29. März 2009 Der Artikel führt in die Thematik der DSLs ein, indem er sie mit anderen Technologien und Ansätzen, wie Programmiersprachen, XML und UML, vergleicht. Es werden die Vorteile von DSLs zusammengefasst, sowie die Bestandteile aufgezählt. Nach einer Aufzählung von unterschiedlichen Werkzeugen zur Nutzung und Erstellung von DSLs, wird das Microsoft Tool Oslo kurz vorgestellt, welches sich zur Zeit noch in der Entwicklung befindet. Seite 8

Werkzeuge für domänenspezifische Sprachen http://www.heise.de/developer/werkzeuge-fuer-domaenenspezifische-sprachen--/artikel/135246/0 Quelle: www.heise.de Autor: Markus Völter Datum: 26.03.2009 Der Inhalt dieses Beitrages führt zunächst in das Gebiet der DSLs ein und zählt dessen Bestandteile auf. Danach werden einige Open Source Werkzeuge vorgestellt, wie z. B. Open Architecture Ware und das Eclipse-Modeling-Projekt. Aber auch kommerzielle Tools werden präsentiert, wie z. B. MetaEdit+ von der finnischen Firma Metacase und Oslo von Microsoft. UML vs. DSL aus Sicht der Semiotik http://www.sigs-datacom.de/sd/publications/pub_article_show.htm?&aid=2356&table=sd_article Quelle: Objekt Spektrum 05/2008 Autor: Dr. Viktor Sirotin Datum: September 2008 In dem Bericht von Viktor Sirotin werden DSL und UML in der Softwareentwicklung be-trachtet. Oft werden beide als gegensätzlich Ansätze betrachtet, weswegen der Autor diese auf Gemeinsamkeiten untersucht. Die Semiotik soll dabei Aufschluss über diese Problematik geben. UML vs. DSL: Stärken, Schwächen, Unterschiede und Mischformen http://www.sigs-datacom.de/sd/publications/pub_article_show.htm?&aid=2448&table=sd_article Quelle: Objekt Spektrum 06/2008 Autor: Dr. Viktor Sirotin Datum: November 2008 Dieser Artikel ist die Fortsetzung des Artikels UML vs. DSLs aus Ausgabe 05/2008 des Objekt Spektrums. Diesmal werden diese beiden Technologien auf ihre Vor- und Nachteile untersucht. Außerdem werden noch Mischformen daraus vorgestellt. Seite 9

Agile Modellbasierte Softwareentwicklung in der Praxis http://www.sigs-datacom.de/sd/publications/pub_article_show.htm?&aid=2277&table=sd_article Quelle: Objekt Spektrum 03/2008 Autor: Prof. Dr. Roland Petrasch, Florian Fieber, Maciej A.Bednarz Datum: Mai/Juni 2008 Der Artikel fasst in den ersten Absätzen einige Grundlagen zusammen. So werden Agiles Projektmanagement und Modellgetriebene Architektur näher erläutert. Im weiteren Verlauf wird auf den Schwerpunkt APM4MDA (Agiles Projektmanagement für Modellgetriebe-ne Softwareentwicklung) eingegangen. Dabei wird beschrieben, wie sich dieser Ansatz durch das Eclipse Process Framework, einer Freiversion des Rational Method Composers von IBM, unterstützen lässt. MDA: Einordnung in der Praxis http://www.software-kompetenz.de/?28667 Quelle: www.software.kompetenz.de Autor: www.software-kompetenz.de Datum: k. A. Auf der Website findet man gesammelte Erfahrungen, in welchen Fällen sich Modellgetriebene Architektur lohnt, und wann ein Wechsel schwierig, wenn nicht sogar unmöglich ist. MDA: Einordnung in der Praxis http://www.sigs.de/publications/js/2006/01/brandt_devitt_js_01_06.pdf Quelle: Java Spektrum 01/06 Autor: Guido Brandt, Helen Mc Devitt Datum: Januar 2006 Seite 10

In diesem Artikel schildern die Autoren ihre Erfahrungen mit dem Werkzeug OptimalJ anhand eines Praxisbeispiels aus dem Biershop. Dabei kommt das Struts Framework zum Einsatz. Es wird gezeigt, wie der Shop modelliert wird, welche Details man kennen muss und wie man fehlende Funktionalität ergänzt. Zusammenfassend wird eine Produktivitätssteigerung von 30-50% genannt, die jedoch eine hohe Einarbeitungszeit in die Tools und in das Stuts Framework voraussetzt. Seite 11

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