Grosse Systeme im Griff
Ein Konzept für VV-Modell konformes Anforderungsmanagement und Systemarchitekturmodellierung mit UML und RE/RM für komplexe Systeme Teil1: Methodisches Vorgehen
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Vorstellung EADS European Aeronautic Defence and Space Company Bereich: Defence & Civil Systems Firma: Lenkflugkörpersysteme GmbH Aufgabe: Entwicklungsleiter für eine Waffenführungssystem Name: D. Wagner CoCOO – Competence Centre ObjectOrientation (www.cocoo.de) Aufgabe: Methodenberater für OO/UML und V-Modell’97 Name: M. Reinhold (
[email protected])
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03.06.2010
Rahmenbedingungen • Entwicklung eines komplexen Systems – System besteht aus n Anwendungssystemen – Systementwicklung mehr als „nur“ Anwendungsentwicklung – Entwicklung/Integration unterschiedlicher Anwendungssysteme, HW, Betriebssysteme, Netzwerktechnologien
• Berücksichtigung beim Vorgehen, Teile des System als Unterauftrag zu vergeben • Berücksichtigung des Unternehmensstandards zur Erstellung von Systemen (V(V-Modell) • Realtime System
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Lösungsansatz
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Externe Know how Träger
Requirements-Engineering (RE) u. RequirementsManagement (RM) komplexes System
RM Tool
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unternehmensspezifisches V-Modell
inkrementelles Vorgehen
UML Tool Standardnotation UML
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Abhängigkeiten
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03.06.2010
Lösungsbausteine • Unternehmensspezifisches VV-Modell (erweitertes VV-Modell’97) • Inkrementelles Vorgehen auf Systemebene • Standardnotation UML
Verbindung mit der Toolumgebung
(siehe Teil 2) • Einsatz der Rational Suite • Erweiterungen der Rational Suite durch Skripts Page 5
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03.06.2010
Lebenszyklus komplexer Systeme
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03.06.2010
Unternehmensspezifisches VV-Modell SE 1 System-Anforderungsanalyse
SE 9 Überleitung in die Nutzung
VMVM-GBV
SE 2 Systementwurf SE 3 (HW) SE 3 (ILS) Analyse d.log. HW-AnfordeAnforderungen rungsanalyse
QS
SE 4 (ILS) Logistische Analysen
SE 3 (SW) SW-Anforderungsanalyse
SE 4 (HW) HW-Grobentwurf
SE 5 (ILS) Feinentwurf der Logistik
SE 8 System-Integration SE 7 (SW) SWIntegration
SE 4 (SW) SW-Grobentwurf
SE 5 (HW) HW-Feinentwurf
SE 7 (HW) HWIntegration
SE 7 (ILS) Integr. der log. Elemente
KM
SE 5 (SW) SW-Feinentwurf
SE 6 (SW) SW-Implementierg. SE 6 (HW) HW-Realisierung SE 6 (ILS) Realisierung der logistischen Elemente
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03.06.2010
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Inkrementelle Vorgehensweise aus SE Sicht Analyse, Entwurf
Verifizierung, Ergänzung SE1 + SE2
SE1
Realisierung, Integration
SE9
SE2
SE8
Vorteile: • Komplexitätsbewältigung mittels „Teile und Herrsche“ • Stufenweise Integration
SE3 SE4 (SE5)
SE7
• Flexible Reaktionsmöglichkeit auf sich ändernde Anforderungen
SE6
• Lerneffekt durch Feedbackschleifen
SE5 Inkrement 1
Inkrement 2...
Inkrement n Inkrement n beinhaltet die Funktionalität aller vorherigen Inkremente
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Zeit 03.06.2010
Inkrementelle Vorgehensweise aus QS Sicht Prüfungsvorbereitung
Prüfungsdurchführung
QS 1, QS 2 (Sys)
QS 4 (Sys)
QS 2 (Seg)
QS 4 (Seg)
QS 2 (SW-E, HW-E)
QS 4 (SW-E, HW-E)
QS 2 (Komp., Mod.)
QS 4 (Komp., Mod.) Inkrement 1
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Inkrement 2... (=Inkr 1 + neue Funkt.)
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Vorteile: • Steigerung der Qualität durch kontinuierlichen Testprozeß • Steigerung der Qualität durch wiederholtes Testen
Risiken: • Know how Defizit aufgrund integr. QS im Entwicklungsteam • Inkrementelles Testen ist ein unbekanntes Verfahren in LFK
Inkrement n (=Inkr.n -1 + neue Funkt.)
Zeit
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03.06.2010
UML Modellierung - Grundidee (1) • Kundenanforderungen bestimmen das System • Firmenanforderungen bestimmen die Realisierung • Hierarchischer Aufbau - Jedes komplexe System zerfällt hierarchisch in Teilsysteme
AnwenderAnwenderforderungen
(Teil(Teil-)Technische Anforderungen
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(Teil(Teil-)System)Systembeschreibung
*
(Teil(Teil-)System)Systemarchitektur
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03.06.2010
UML Modellierung – Grundidee (2)
AnwenderAnwenderforderungen
Systemebene
Zerlegungsebene 1
System
Teilsystem n
Technischen Anforderungen (für Gesamtsystem)
Technischen Anforderungen (pro Teilsystem)
...
...
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03.06.2010
Anforderungsarten • Fragestellung – Welche Anforderungsarten gibt es?
Anforderung
funktional (Use Case)
„beziehen sich auf“
LeistungsLeistungskenngrößen
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nicht funktional
Sicherheit
• • • •
Umwelt Qualität Logistik .....
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03.06.2010
UML Modellierung - Hierarchisierung (1) • Fragestellung – Welche „hierarchischen“ Modelltypen kennt die UML Hierarchischer Modelltyp
Dekomposition
Detaillierung
Bei einer hierarchischen Zerlegung des Systems wird pro Ebene noch ein integratives Element benötigt, welches den dynamischen Zusammenhang erläutert
Spezialisierung
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03.06.2010
Modellierungslösung – Hierarchisierung (2) In konkreten UMLUML-Modellelementen bedeutet dies: • Architektur – Klassendiagramm, Paketdiagram (Dekomposition) – Sequenzdiagramme zur Schnittstellenbeschreibung - Integrativ
• Technische Anforderungen (pro Dekompositionsebene in Architektur) – (hierarchisierbare) Use Cases (Detaillierung) – Zustandsdiagramm (Spezialisierung) – Sequenzdiagramme und Aktivitätsdiagramme - Integrativ
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Hierarchische Systemarchitektur durch Dekomposition System
Systemebene
Segment 1
Segmentebene 1
Segment 2
Segment 2.1
Segmentebene 2
Segment 3
Segment 4
Segment 2.2 Beauftragung an Unterauftragnehmer
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03.06.2010
Dynamisches Zusammenspiel der Architekturbausteine
Segment 1
Segmentebene 1
Segment 2
Segment 3
Integration durch Kommunikation zwischen den Segmenten
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Abhängigkeiten zwischen den Architekturbausteinen
Segment 1 Segmentebene 1
Segment 2
Segment 3
Abhängigkeit durch Kommunikationkanäle zwischen den Segmenten
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Hierarchische Anforderungsbeschreibung durch Detaillierung Systemebene
Use Case abc
Segmentebene
Use Case S1.1
Segment 1
Use Case S2.1
Segment 2
Rekursives Zerfallen der Use Cases auf jeder Segmentebene Page 18
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Zusammenspiel der Use Cases z.B. System Use Case abc
Segment 1
Segment 2
Segment 3
Use Case S1.1 Use Case S2.1 Use Case S1.2 Use Case S3.2
Realisierung der System Use Cases durch Segment Use Cases Page 19
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Zusammenhang der Use Cases zu Systemzuständen POWEROFF event 1: Use Case arg event 2: Use Case tre
IDLE do/Use Case bla
event 3: Use Case klo
Z1 event 4: Use Case pok event 5: Use Case tre
...
event 9: Use Case fre
Nicht alle Use Cases lassen sich auf diese Art und Weise zuordnen.
Z2 event 6: Use Case arg event 7: Use Case tre
Zuordnung der Use Cases zu den Systemzuständen Page 20
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03.06.2010
Zusammenfassung Modellelemente • Technische Anforderungen Use Case A
Use Case B Bediener
– Use Cases
GPS Empfaenger
Use Case C
PPPPOWE OWEROFF ROFF OWE OWE ROFF ROFF event 1: Use Case arg event 2: Use Case tre
– Zustandsdiagramm
IIIIDL DLEEEE DL DL do/Use Case bla ZZZZ1111 event 4: Use Case pok event 5: Use Case tre
event 9: Use Case fre event 3: Use Case klo
ZZZZ2222 event 6: Use Case arg event 7: Use Case tre
– Sequenzdiagramme und Aktivitätsdiagramme SSSSeg ment egeg egment ment ment1111
SSSSeg ment egeg egment ment ment2222
SSSSeg ment egeg egment ment ment3333
Use Case S1.1 Use Case S2.1
Use Case S1.2
Use Case S3.2
• Architektur SSSSeg ment egeg egment ment ment1111
– Klassendiagramm SSSSeg ment egeg egment ment ment2222
SSSSeg ment egeg egment ment ment3333
SSSSeg ment egeg egment ment ment1111
– Sequenzdiagramme
SSSSeg ment egeg egment ment ment2222
SSSSeg ment egeg egment ment ment3333
Use Case S1.1 Use Case S2.1
Use Case S1.2
Use Case S3.2
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