download - SPES 2020

1 Einleitung
Die Entwicklung von softwareintensiven technischen Systemen stellt eine zunehmend große
Herausforderung dar: Der wachsende Anteil der Funktionen, die durch Software gelöst werden,
sowie die steigende Vernetzung und die Integration bestehender heterogener Teilsysteme führt
zu Systemen mit hochgradig komplexen Abhängigkeiten. Da aus Kostengründen die Entwicklung
relativ zügig erfolgen muss, wird diese meist durch mehrere parallele Aktivitäten realisiert.
Diese parallelen Aktivitäten werden innerhalb eines Betriebes von unterschiedlichen Bereichen
oder extern durch Supplier Ketten bearbeitet. Diese Gruppen arbeiten mit einer eigenen Arbeitsplanung,
eigener Begriffswelt und eigenen Methoden und Tools weitgehend unabhängig
voneinander.
Die wesentlichen Probleme, die bei einer parallelen Entwicklung entstehen, sind eine Mehrfachspezifikation
gleicher Daten, Werkzeug- und Modellbrüche und die nicht rechtzeitige Weitergabe
von Schnittstellenänderungen. Beispielsweise hat jede Gruppe eigene Anforderungen
auf Entwicklungsgegenstände und spezifiziert die für sie relevanten Aspekte unabhängig von
den anderen Gruppen. Alle Anforderungen zusammen ergeben dann die gesamte Spezifikation
an den jeweiligen Entwicklungsgegenstand. In der Implementierungsphase werden Subsysteme
in den einzelnen Gruppen durch unterschiedliche Tools realisiert. Durch ausführbare Modelle
können hier frühzeitig Fehler durch Simulation oder formale Analysemethoden entdeckt und
korrigiert werden. Bleibt der Einsatz dieser Verifikationstechniken allerdings nur lokal, d.h. werden
diese nur auf den einzelnen Modellen der Gruppen durchgeführt, können Probleme in der
Integrationsphase entstehen. Erst zu dieser späten Projektphase werden dann Fehlplanungen,
Schnittstellenprobleme und Inkonsistenzen festgestellt. Aufwändige, nicht geplante Iterationszyklen,
die kostspielige Projektverzögerungen mit sich ziehen, sind die Folge.
Das Ziel des SPES Projektes ist es, diese Schwierigkeiten zu adressieren: In [4] wurde ein
Anwendungsbereichunabhängiges Meta-Modell zur Architekturmodellierung entwickelt, das
einen Ansatz bietet, um softwareintensive Systeme und deren Architektur strukturiert zu entwickeln
und somit unter anderem Integrationsprobleme zu verringern.
Das Meta-Modell basiert auf den Heterogeneous Rich Components (HRC) [5], das das Konzept
der Kontrakt-basierten Spezifikation realisiert. Bei einer Kontrakt-basierten Spezifikation
werden im Allgemeinen explizit Annahmen über das Eingangsverhalten eines Entwicklungsgegenstandes
von dem Systemkontext spezifiziert und Garantien über das Ausgangsverhalten an
den Kontext getroffen, an den sich der Entwicklungsgegenstand bei korrektem Einsatz hält, d.h.
wenn der Systemkontext sich innerhalb der Annahmen bewegt. Das “Rich” der HRCs bezieht
sich im Speziellen darauf, dass aspektspezifische Schnittstellenspezifikationen eindeutig erfasst
werden. Aspekte dienen zur Gruppierung der Spezifikation und kapseln sowohl funktionale
als auch extra-funktionale (z. B. Safety oder Real-Time) Eigenschaften von Entwicklungsgegenständen.
Das Meta-Modell bietet des Weiteren Abstraktions- und Verfeinerungstechniken sowie Sichten
(View) auf eine Architektur. Abstraktion im Allgemeinen erlaubt dem Entwickler, sich auf
die wesentlichen Probleme in einem Entwurfsschritt zu konzentrieren und unnötige Details auszublenden.
Das Meta-Modell bietet Abstraktionsebenen an, die es ermöglichen, einen Entwicklungsgegenstand
mit einer bestimmten Granularität zu beschreiben und somit in einer bestimm-
1/ 18