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F.6 - Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften
Informatik
Modellbasierte Softwareentwicklung

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Lizenz: UHH-L2G

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15.12.2020

Informatik

7.6 Entwicklung der technischen Architektur

Prof. Dr. Matthias Riebisch

Inhalte

Die Komplexität der heute entwickelten Softwaresysteme nimmt stetig zu. Die Entwicklung wird dadurch immer aufwändiger und fehleranfälliger.
Die Entstehung von Fehlern bei Problembeschreibung und bei Lösungsumsetzung können weitgehend vermieden werden, wenn das angestrebte Systemverhalten auf abstrakter Ebene – als Modell – beschrieben und durch sukzessive Verfeinerungen bis zur Implementierungsebene konkretisiert wird. Der Themenbereich Modellbasierte Softwareentwicklung bezeichnet sämtliche softwaretechnischen Ansätze, die diese modellbasierte Vorgehensweise unterstützen, um
- durch Modelle komplexe Zusammenhänge für den Entwickler besser erfassbar zu machen - beispielsweise für Weitergabe und Konservierung von Wissen,
- werkzeuggestützte Verifikation und Validation zu ermöglichen – beispielsweise zur Fehlervermeidung und zur formalen Überprüfung von Konsistenzeigenschaften, sowie
- durch Automatisierung von Tätigkeiten – beispielsweise für Testfallgenerierung, Codegenerierung - den Aufwand zu verringern und die geforderten Eigenschaften von Systemen zu erreichen.
Im Rahmen dieses Moduls werden unterschiedliche modellbasierte Methoden, Modellierungssprachen, Techniken und Werkzeuge zur Unterstützung des gesamten Softwarelebenszyklus behandelt. Besonderes Gewicht haben Modelle der Softwaretechnik, insbesondere UML, SysML und Techniken der Modelltransformation sowie Domain Specific Languages (DSL). Darüber hinaus werden Querbezüge zu Modellierungstechniken für Informationssysteme, Verteilte Systeme, Workflowsysteme und Organisationen sowie zum Zweck der Systemanalyse hergestellt.
Im integrierten Seminar werden Modellierungswerkzeuge anhand von Fallbeispielen untersucht und bewertet.

Lernziel: Die Teilnehmer kennen verschiedene Methoden und Werkzeuge der modellbasierten Softwareentwicklung, ihre Einsatzbereiche und Möglichkeiten. Sie besitzen Kenntnisse und Fähigkeiten der Model-lierung und können diese in der Softwareentwicklung und zur Veri-fikation einsetzen. Sie sind in der Lage, Modelltransformationen und DSLs weiterzuentwickeln und einzusetzen. Sie kennen Werkzeuge zur Modelltransformation, Verifikation und Validation. Sie können Querbezüge zu Modellierungstechniken für Informationssysteme, Verteilte Systeme, Workflowsysteme und Organisationen sowie zum Zweck der Systemanalyse herstellen.

Lehrveranstaltungen

Das Modul InfM-MBSE Modellbasierte Softwareentwicklung besteht aus den Lehrveranstaltungen 64-440 Vorlesung Modellbasierte Softwareentwicklung und 64-441 Übungen/Seminar Modellbasierte Softwareentwicklung. Ein Zeitplan mit der konkreten Abfolge von Terminen mit Vorlesung, Übung bzw. Seminar wird in der Veranstaltung bekannt gegeben.

Einordnung ins Studium – Voraussetzungen

Das Modul InfM-MBSE Modellbasierte Softwareentwicklung ist

im Studiengang M.Sc. Informatik dem Bereich Vertiefung,
im Studiengang M.Sc. ITMC dem Wahlpflichtbreich IT-Entwicklung,
im Studiengang M.Sc. Wirtschaftsinformatik dem Wahlpflichtbereich sowie der Spezialisierung Informationssysteme,
im Studiengang M.Sc. Bioinformatik dem Wahlpflichtbereich Informatik

zugeordnet. Für die Teilnahme existieren keine formalen Voraussetzungen, aber inhaltlich sind Vorkenntnisse im Bereich der Softwaretechnik (z.B. im Rahmen des Bachelor-Moduls InfB-SWT Softwaretechnik) hilfreich.

Material

Die Vorlesung stützt sich auf das Buch:

Tim Weilkiens, Alexander Huwaldt, Jürgen Mottok, Stephan Roth, Andreas Willert:
Modellbasierte Softwareentwicklung für eingebettete Systeme verstehen und anwenden
Dpunkt.Verlag 2018, ISBN 978-3-86490-524-7

Mehrere Exemplare sowie die Online-Ausgabe sind in der Informatik-Bibliothek verfügbar.

Vorlesungsmaterialen werden im Moodle-Kurs bereitgestellt, die unter anderem Fragen zur Wiederholung und Prüfungsvorbereitung enthalten und die Basis für Mitschriften darstellen. Die Materialien enthalten in einzelnen Abschnitten Hinweise auf weiterführende Literatur.

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12.2 Domain Specific Languages DSL-2

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28.01.2021

12.1 Domain Specific Languages DSL-1

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11.3 Technologie des Metamodells

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11.2 Metamodelle

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21.01.2021

11.1 Modellanpassung

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10.4 Werkzeug mit Erweiterungen / 10.5 Datenaustausch-Formate

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21.01.2021

10.2 Synchronisation von Repositories / 10.3 Gemeinsames Repository mehrerer Werkzeuge

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21.01.2021

10.1 Werkzeugintegration - Ziele und Herausforderungen

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14.01.2021

9.1 Modellbasiertes Testen - Konzepte

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8.3 SysML weiteres

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07.01.2021

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17.12.2020

7.4 Software-Entwurfsprinzipien

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7.3 Entwicklung einer fachlichen Architektur

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7.2 Beschreibung von Entscheidungen

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17.12.2020

7.1.2 Kriterien für gute Modellierung

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7.1.1. Gute Modellierung - Sichten

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15.12.2020

7.6 Entwicklung der technischen Architektur

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6. Matlab Simulink Stateflow

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5.9 UML Verteilungsdiagramm

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03.12.2020

5.8 UML Zustandsdiagramm

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03.12.2020

5.7 UML Kommunikationsdiagramm

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03.12.2020

5.5 UML Aktivitätsdiagramm

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03.12.2020

5.4 UML Paketdiagramm

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03.12.2020

5.3 UML Kompontendiagramm

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03.12.2020

5.2 UML Klassendiagramm

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03.12.2020

5.1 UML Überblick

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5.6 UML Sequenzdiagramm

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26.11.2020

4.5 Ausführbare Spezifikation vs. Grafiken

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26.11.2020

4.4 Szenario: Modellbasierte Spezifikation mit UML

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26.11.2020

4.3 Anforderungen und Architektur im Zickzack

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4.2 Modellierung von Anforderungen

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4.1 Requirements Engineering

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3.2 Auswahl von Werkzeugen

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3.1 Paradigma, Methode und Werkzeug

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3.3 Einbindung in Vorgehensmodelle

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