Diese Seminararbeit befaßt sich mit den gemeinsamen Anwendungsgebieten der Unified Modeling Language (UML) und der Extensible Markup Language (XML). Im ersten Teil der Arbeit wird gezeigt, wie XML-Dokumenttypen mit UML-Klassendiagrammen modelliert werden können. Außerdem werden weitere Anwendungsmöglichkeiten der UML im XML-Umfeld kurz vorgestellt.
Im zweiten Teil der Arbeit wird die Abbildung der UML-Semantik in einer XML-Sprache diskutiert. Hierzu wird auf den Extensible Metadata Interchange (XMI)-Ansatz des W3C und seinen Bezug zur Meta-Object-Facility (MOF) eingegangen.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
2 Die Modellierung von XML-Systemen mit der UML
2.1 Die Verwendung von UML Klassendiagrammen
2.1.1 Abgrenzung der XML-Komponenten vom Gesamtsystem
2.1.2 Repräsentation von Daten
2.1.3 Multiplizität von Beziehungen
2.1.4 Bedeutung von Reihenfolgen
2.2 Verwendung von Verteilungs-Diagrammen
2.3 Die Verwendung der dynamischen Teile der UML
2.4 Fazit
3 Der XMI-Ansatz
3.1 Die Meta-Object-Facility
3.2 Die UML-DTD
3.3 Beschränkungen von XMI
4 Ausblick
Zielsetzung und thematische Schwerpunkte
Diese Arbeit untersucht die Synergien zwischen der Unified Modeling Language (UML) und der Extensible Markup Language (XML), um Software-Systeme effizienter zu modellieren und modellbasierte Daten portabel zu gestalten.
- Methoden zur Modellierung von XML-Dokumenttypen mittels UML-Klassendiagrammen.
- Einsatz von Stereotypen und Hilfsklassen zur Abbildung spezifischer XML-Strukturen.
- Technische Grundlagen des XMI-Ansatzes (XML Metadata Interchange) zum Werkzeugaustausch.
- Rolle der Meta-Object-Facility (MOF) bei der Standardisierung von Metamodellen.
- Herausforderungen bei der Transformation zwischen UML-Semantik und XML-Datenstrukturen.
Auszug aus dem Buch
2.1.2 Repräsentation von Daten
In XML können Daten auf zwei Arten repräsentiert werden: Als Attribut oder als Inhalt eines XML-Elements.
Es liegt nahe, Attribute von XML-Elementen in UML ebenfalls als Attribute zu modellieren. Da XML-Attribute aber keine komplexen Datentypen besitzen können, steht dabei nicht die gesamte Ausdrucksmöglichkeit der UML zur Verfügung. Die Verwendung von Attributen in einer UML-Klasse entspricht immer einer aggregierenden, gerichteten Assoziation zu einem Datentypen, der im Metamodell ebenfalls als Klasse definiert ist (Siehe OMG, 1999), oder einer Assoziation zu einer anderen Klasse des Modells. Beide Darstellungen haben die gleiche Bedeutung (Siehe Abb. 1).
Es gibt also, mit Hinblick auf eine DTD, nur die Möglichkeit, im Modell einfache Attribute vom Typ String (bzw. CDATA) anzulegen.
Wird hier auf eine andere Klasse verwiesen, so kann man dies für eine DTD als eine IDREF-Beziehung, dem XML-Äquivalent zu einem Zeiger, deuten, falls die referenzierte Klasse ein ID-Attribut besitzt (ungeprüft). Allerdings sind IDREF-Beziehungen in DTDs nicht typsicher und entsprechen daher nicht der UML-Semantik.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Einführung in die gemeinsame Verwendung von UML und XML sowie Vorstellung der zwei Hauptanwendungsgebiete: Modellierung von XML-Systemen und Austausch von UML-Modellen via XMI.
2 Die Modellierung von XML-Systemen mit der UML: Detaillierte Untersuchung, wie UML-Klassendiagramme genutzt werden können, um XML-Strukturen, Beziehungen und Multiplizitäten zu spezifizieren.
2.1 Die Verwendung von UML Klassendiagrammen: Analyse der Eignung von Klassendiagrammen zur Abbildung von DTDs und XML-Schemata unter Berücksichtigung von OO-Prinzipien.
2.1.1 Abgrenzung der XML-Komponenten vom Gesamtsystem: Verwendung von Stereotypen und dem UML-Modellmanagement zur Identifikation und Trennung von XML-spezifischen Komponenten im Software-Design.
2.1.2 Repräsentation von Daten: Diskussion der Abbildung von XML-Attributen und Elementinhalten auf UML-Strukturen unter Einschränkungen der Datentypen.
2.1.3 Multiplizität von Beziehungen: Gegenüberstellung von UML-Assoziationsmultiplizitäten und XML-Kardinalitätsoperatoren inklusive notwendiger Workarounds für alternative Elemente.
2.1.4 Bedeutung von Reihenfolgen: Behandlung der Herausforderungen bei der Abbildung strikter XML-Reihenfolgen in UML durch den Einsatz von Constraints und Hilfsklassen.
2.2 Verwendung von Verteilungs-Diagrammen: Untersuchung der Deployment-Diagramme zur Spezifikation verteilter Systeme, die XML als Kommunikationsmedium einsetzen.
2.3 Die Verwendung der dynamischen Teile der UML: Einordnung der Bedeutung dynamischer Diagramme für die Modellierung des Gesamtsystems in einem XML-Umfeld.
2.4 Fazit: Bewertung der Praktikabilität, Werkzeugabhängigkeit und der Komplexität der Modellierung von XML-Strukturen mit UML.
3 Der XMI-Ansatz: Vorstellung der XML Metadata Interchange (XMI) Spezifikation zur textuellen Repräsentation und zum Austausch grafischer Modelle zwischen verschiedenen Tools.
3.1 Die Meta-Object-Facility: Erläuterung der MOF als Grundlage für Metamodelle und ihrer Rolle bei der Definition interoperabler Modellierungssprachen.
3.2 Die UML-DTD: Beschreibung der Abbildung von MOF-basierten Modellen in DTDs zur XMI-konformen Datenhaltung.
3.3 Beschränkungen von XMI: Diskussion der Grenzen des XMI-Standards, insbesondere hinsichtlich des fehlenden Layout-Supports und potenzieller Lösungsansätze.
4 Ausblick: Analyse des Einflusses des neueren XML-Schema-Standards auf die Modellierungsmethodik im Vergleich zu klassischen DTDs.
Schlüsselwörter
UML, XML, XMI, MOF, DTD, XML-Schema, Metamodellierung, Modellierungswerkzeuge, Software-Engineering, Datentypen, Kardinalität, Klassenmodellierung, Interoperabilität, CASE-Tools, Systementwicklung
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in der Arbeit grundlegend?
Die Arbeit behandelt die Schnittmenge der Modellierungssprache UML und der Markup-Sprache XML, sowohl zur Designunterstützung von XML-Systemen als auch zum Austausch von Modellen.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die zentralen Felder sind die statische Modellierung von XML-Dokumentstrukturen mittels UML sowie die Standardisierung des Modellaustauschs durch den XMI-Ansatz.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Ziel ist es zu zeigen, wie UML-Klassendiagramme für DTD-Strukturen genutzt werden können und wie XMI die Portabilität von Modellen zwischen verschiedenen Software-Werkzeugen ermöglicht.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Es erfolgt eine deskriptive und analysierende Untersuchung von Standards (UML, XMI, MOF) sowie eine Evaluierung von deren praktischer Anwendung in Modellierungswerkzeugen wie Rational Rose.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in zwei Teile: Die detaillierte Modellierung von XML-Systemen unter Einsatz von Stereotypen und Multiplizitäten sowie die technische Beschreibung von XMI und MOF.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Die wichtigsten Begriffe sind UML, XML, XMI, MOF, DTD, Metamodellierung und CASE-Umgebungen.
Warum sind Hilfsklassen beim Modellieren mit UML notwendig?
Hilfsklassen werden benötigt, um bestimmte XML-Strukturen, wie etwa alternative Sequenzen oder Auswahlmöglichkeiten (Choices), die sich nicht direkt mit UML-Standard-Assoziationen abbilden lassen, semantisch korrekt zu modellieren.
Welche Limitationen weist der XMI-Standard auf?
Eine wesentliche Limitation ist, dass XMI lediglich die Semantik der UML-Modelle abdeckt, jedoch nicht das visuelle Layout der Diagramme, was bei einem Import manuelles Nacharbeiten erfordert.
Inwiefern beeinflusst der XML-Schema-Standard die Modellierung?
XML-Schema bietet mächtigere Funktionen als DTDs, wie etwa Vererbung und Typinformationen, wodurch dieser Standard der Semantik der UML inhaltlich deutlich näher steht.
- Quote paper
- Frank Köhne (Author), 2000, Die Modellierung von XML-Systemen mit UML, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/1181
