Die Unified Modeling Language (UML) stellt eine Standardsprache für die Modellierung von Softwareentwürfen dar. Diese Sprache wurde von Jim Rumbaugh, Ivar Jacobsen und Grady Booch im Jahre 1997 in der ersten Version 1.1 veröffentlicht. Mittlerweile existiert die Version 1.4, welche mit Sicherheit nicht die letzte Version sein wird. Die UML kann heute bereits als ein Industriestandard angesehen werden, da heute nahezu alle Entwicklungswerkzeuge und Autoren diese Sprache unterstützen.1 Die zentralen Aufgaben der UML sind die Visualisierung, Spezifizierung, Konstruktion und Dokumentation von Softwaresystemen. In diesem Zusammenhang meint Spezifizierung die unzweideutige und vollständige Erstellung von Modellen und die Konstruktion eine direkte Kopplungsmöglichkeit an Programmiersprachen wie C++ oder Java, das heißt eine direkte Abbildbarkeit der UML Modelle auf die Programmiersprachen wird ermöglicht. Dabei ist die UML allerdings nur als ein Teil einer Methode zur Softwareentwicklung zu verstehen. Die UML stellt eine Sprache dar, die prozessunabhängig ist und dementsprechend in einem Entwicklungsprozess eingebunden sein sollte.
Die UML kann im Rahmen der möglichen Modellierungsarten (Strukturmodellierung, Verhaltenmodellierung und Architekturmodellierung) sowohl die konzeptionellen als auch physischen Aspekte eines Systems abbilden. Die Modellierung von softwareintensiven Systemen fördert dabei das Verständnis des einzelnen Entwicklers, indem er sich vor der Implementierung Gedanken zur Umsetzung des Problems macht. Weiterhin bildet hat UML eine Art kommunikative Brückenfunktion zwischen den unterschiedlichen Anspruchsgruppen in einem Softwareentwicklungsprojekt. Unter anderem nehmen folgende Personengruppen an einem solchen Prozess teil: Anwender, Analytiker, Entwickler, Systemintegratoren, Tester, technische Autoren, Projektmanager etc. Diese Personengruppen sprechen zum Teil „unterschiedliche Fachsprachen“. Die UML bietet die Möglichkeit, durch grafische Visualisierung aus den verschiedensten Sichten eine allgemein verständliche Übersetzung spezifischer Aspekte eines Softwaresystems zu erstellen.
Die vorliegende Arbeit wird sich mit der Übersetzungsfunktion der UML zwischen Softwareentwicklern und Hardware-Ingenieuren befassen, das heißt die Architekturmodellierung wird einer näheren Betrachtung unterzogen.
Inhaltsverzeichnis
1 EINFÜHRUNG
2 ARCHITEKTURMODELLIERUNG
2.1 DIE FÜNF SICHTWEISEN
2.2 MODELLE UND SYSTEME
3 KOMPONENTEN
3.1 AUFBAU VON KOMPONENTEN
3.2 FUNKTION UND ARTEN VON KOMPONENTEN
3.3 GEBRÄUCHLICHE MODELLIERUNGSTECHNIKEN VON KOMPONENTEN
4 KOMPONENTENDIAGRAMM
4.1 AUFGABE UND AUFBAU VON KOMPONENTENDIAGRAMMEN
4.2 ARTEN DER MODELLIERUNG VON KOMPONENTENDIAGRAMMEN
4.2.1 Modellieren von Sourcecode
4.2.2 Modellieren von ausführbaren Versionen
4.2.3 Modellieren einer physischen Datenbank
4.2.4 Modellieren adaptiver Systeme
4.3 HINWEISE UND TIPPS FÜR DIE MODELLIERUNG VON KOMPONENTENDIAGRAMMEN
5 KNOTEN
5.1 AUFBAU VON KNOTEN
5.2 GEBRÄUCHLICHE MODELLIERUNGSTECHNIKEN VON KNOTEN
5.2.1 Das Modellieren von Prozessoren und Geräten
5.2.2 Das Modellieren der Verteilung von Komponenten
6 EINSATZDIAGRAMME
6.1 AUFGABE UND AUFBAU VON EINSATZDIAGRAMMEN
6.2 ARTEN DER MODELLIERUNG VON EINSATZDIAGRAMMEN
6.2.1 Modellierung eines eingebetteten Systems
6.2.2 Modellierung von Client/Server-Systemen
6.2.3 Modellieren von vollständig verteilten Systemen
6.3 HINWEISE UND TIPPS FÜR DIE ERSTELLUNG VON EINSATZDIAGRAMMEN
7 EIGENES DIAGRAMMBEISPIEL
7.1 BESCHREIBUNG DES BEISPIELSYSTEMS
7.2 KOMPONENTENDIAGRAMM
7.3 EINSATZDIAGRAMM
Zielsetzung und Themen
Die Arbeit untersucht die Rolle der Unified Modeling Language (UML) bei der Architekturmodellierung, insbesondere die Schnittstellenfunktion zwischen Softwareentwicklern und Hardware-Ingenieuren. Ziel ist es, die Modellierung physischer Aspekte mittels Komponenten- und Einsatzdiagrammen praxisnah darzustellen.
- Grundlagen der Architekturmodellierung in der UML
- Modellierung softwarebasierter Aspekte durch Komponenten
- Strukturelle Modellierung mittels Komponentendiagrammen
- Hardwarebasierte Modellierung durch Knoten und Einsatzdiagramme
- Praktische Anwendung anhand eines beispielhaften Systems
Auszug aus dem Buch
4.2.1 Modellieren von Sourcecode
Unter dem Modellieren von Sourcecode wird die Verwaltung von in der Konstruktionsphase entstehenden Sourcecodedateien verstanden. Somit werden Sourcecodedateien zu Komponenten zusammengefasst und können so in Ihren Abhängigkeiten dargestellt werden. Vor allem ist mithilfe eines derartigen Komponentendiagramms ein strukturiertes Versions- und Konfigurationsmangement möglich. In der Regel enthalten diese Diagramme ausschließlich Entwicklungsergebniskomponenten, die mit dem Stereotyp „file“ dargestellt werden.
Um den Sourcecode eines Systems zu modellieren sollte man folgendermaßen vorgehen:
1. Man untersuche die Sourcecodedateien eines Systems und modelliere sie als Komponenten mit dem Stereotyp „file“.
2. Man spezifiziere die Komponenten durch Angabe von Version, Datum der letzten Änderung und Namen des Autors.
3. Man modelliere die Abhängigkeiten zwischen den identifizierten Entwicklungsergebniskomponenten.
Zusammenfassung der Kapitel
1 EINFÜHRUNG: Die Arbeit gibt einen Überblick über die Bedeutung der UML als Industriestandard und definiert das Forschungsziel der Architekturmodellierung.
2 ARCHITEKTURMODELLIERUNG: Es werden die fünf Sichtweisen der Architektur eingeführt und das Verhältnis von Modellen zu Systemen erläutert.
3 KOMPONENTEN: Das Kapitel definiert Komponenten als physische und austauschbare Bestandteile eines Softwaresystems und grenzt diese von Klassen ab.
4 KOMPONENTENDIAGRAMM: Es wird erklärt, wie Komponentendiagramme zur statischen Implementierungssicht beitragen und zur Modellierung von Sourcecode, ausführbaren Versionen, Datenbanken und adaptiven Systemen dienen.
5 KNOTEN: Knoten werden als Hardware-Ressourcen definiert, die zur Modellierung der Systemtopologie und des physischen Einsatzes von Software notwendig sind.
6 EINSATZDIAGRAMME: Dieses Kapitel behandelt die statische Einsatzsicht, wobei eingebettete Systeme, Client/Server-Architekturen und verteilte Systeme detailliert modelliert werden.
7 EIGENES DIAGRAMMBEISPIEL: Anhand eines Praxisbeispiels einer Webkamera-Konfiguration werden die theoretischen Erkenntnisse in einem konkreten Komponenten- und Einsatzdiagramm umgesetzt.
Schlüsselwörter
Unified Modeling Language, UML, Architekturmodellierung, Softwaresystem, Komponentendiagramm, Einsatzdiagramm, physische Aspekte, Systemarchitektur, Hardware, Softwareentwicklung, Knoten, Konfigurationsmanagement, Implementierungssicht, Schnittstellen, Modellierungstechniken
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in der Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit befasst sich mit der Architekturmodellierung innerhalb der Unified Modeling Language (UML) und wie diese genutzt wird, um die Brücke zwischen Software- und Hardwareebene zu schlagen.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die Schwerpunkte liegen auf der Modellierung von Komponenten zur Darstellung physischer Softwarebestandteile sowie auf der Verwendung von Knoten und Einsatzdiagrammen zur Abbildung der Hardwaretopologie.
Was ist das primäre Ziel der Arbeit?
Das Ziel ist es, die Übersetzungsfunktion der UML zwischen Softwareentwicklern und Hardware-Ingenieuren zu analysieren und zu zeigen, wie Architekturmodelle zur Dokumentation und Konstruktion eingesetzt werden.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Die Arbeit nutzt eine literaturbasierte Analyse gängiger UML-Standards und Modellierungstechniken, die durch ein selbst entwickeltes Anwendungsbeispiel veranschaulicht werden.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Im Hauptteil werden sukzessive die theoretischen Grundlagen der Komponenten, deren Diagramme, die Rolle von Knoten und schließlich die Modellierung verschiedener Systemarchitekturen in Einsatzdiagrammen erläutert.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
UML, Architekturmodellierung, Komponentendiagramm, Einsatzdiagramm, physische Implementierung und Systemtopologie sind die zentralen Begriffe.
Wie unterscheiden sich Klassen und Komponenten laut der Arbeit?
Während Klassen logische Abstraktionen repräsentieren, stehen Komponenten für die physische Implementierung, wie ausführbare Dateien oder Bibliotheken, die direkt auf Hardware eingesetzt werden.
Was zeigt das eigene Diagrammbeispiel in Kapitel 7?
Es demonstriert die Integration einer Webkamera, eines lokalen Druckers und einer Internetverbindung in einem realen PC-System durch die Anwendung von Komponenten- und Einsatzdiagrammen.
- Quote paper
- Bastian Kuhl (Author), 2002, Architekturmodellierung innerhalb der Unified Modeling Language (UML), Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/5843
