Modellgetriebene Softwareentwicklung: Techniken, Engineering, Management
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| New Title: | Modellgetriebene Softwareentwicklung |
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| Format: | Book |
| Language: | German |
| Published: |
Heidelberg
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2005
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Inhaltsverzeichnis
Teill Einführung 1
1 Einleitung 3
1.1 Das Thema des Buches 3
1.2 Zielgruppen 5
1.3 Ziele des Buches 6
1.4 Abgrenzung 7
1.5 Struktur des Buches und Leitfaden für den Leser 8
1.6 Webseite zum Buch 9
1.7 Danksagungen 9
2 MDSD Grundideen und Basisterminologie 11
2.1 Herausforderung 11
2.1.1 Historischer Rückblick 12
2.1.2 Aktuelle Bilanz 13
2.2 MDSD Ziele 14
2.3 Der MDSD Ansatz 15
2.4 Basisterminologie 17
2.5 Architekturzentrierte MDSD 24
2.5.1 Motivation 24
2.5.2 Generative Softwarearchitekturen 25
2.5.3 Architekturzentriertes Design 27
2.5.4 Vorgehensweisen 30
2.5.5 Merkmale architekturzentrierter MDSD 31
| vj Inhaltsverzeichnis
3 Fallstudie: Eine typische Web Anwendung 35
3.1 Einleitung 35
3.2 Anwendungs Entwicklungsstrang 35
3.2.1 Das Anwendungsbeispiel 36
3.2.2 MDSD Werkzeuge 39
3.2.3 Beispiel 1: Einfache Modelländerungen 40
3.2.4 Beispiel 2: Modelländerungen und geschützte Bereiche . 42
3.2.5 Beispiel 3: Arbeiten mit dynamischen Modellen 45
3.2.6 Zusammenspiel von Entwicklung und Architektur 47
3.2.7 Zwischenfazit 47
3.3 Architektur Entwicklungsstrang 48
3.3.1 UML Profil 49
3.3.2 Transformationen 51
3.3.3 Funktionsweise des MDSD Generators 57
3.3.4 Bootstrapping 59
3.3.5 Anpassungen der generativen Softwarearchitektur 59
3.3.6 Der Rand des Infrastrukturcode Rahmens 63
3.3.7 Strukturierung von Metaprogrammen 63
3.4 Fazit und Ausblick 64
4 Begriffsbildung 65
4.1 Allgemeine MDSD Konzepte und Terminologie 65
4.1.1 Modellierung 66
4.1.2 Plattformen 70
4.1.3 Transformationen 71
4.1.4 Software Systemfamilien 72
4.2 Abbildung der MDA Konzepte 74
4.3 Abbildung der AC MDSD Konzepte 76
4.4 Abbildung der Generative Programming Konzepte 77
5 Einordnung und Abgrenzung 81
5.1 MDSD vs. CASE, 4GL und Wizards 81
5.2 MDSD vs. Roundtrip Engineering 82
5.3 MDSD und Patterns 84
5.4 MDSD und Agile Softwareentwicklung 85
5.4.1 Das Agile Manifest und MDSD 85
5.4.2 Agile Techniken 87
5.5 MDSD und Domain Specific Modeling 88
5.6 MDSD und Domain Driven Design 88
Inhaltsverzeichnis vii |
Teil II Domänenarchitekturen 89
6 Metamodellierung 91
6.1 Was ist Metamodellierung? 91
6.2 Meta Ebenen vs. Abstraktheit 95
6.3 MOF und UML 96
6.4 Erweiterung der UML 96
6.4.1 Erweiterung auf Basis des Metamodells 96
6.4.2 Erweiterung mittels Stereotypen in UML 1.x 99
6.4.3 Erweiterung mittels Profilen in UML 2.0 99
6.5 UML Profile 100
6.6 Metamodellierung und OCL 103
6.7 Metamodellierung: Beispiel 1 105
6.8 Metamodellierung: Beispiel 2 107
6.9 Toolgestützte Modellvalidierung 110
6.10 Metamodellierung und Verhalten 114
6.11 Ein ausführlicheres Beispiel 116
6.11.1 Grundlegendes 117
6.11.2 ValueTypes 118
6.11.3 Physikalische Größen 120
6.12 Fallstricke bei der Metamodellierung 122
6.12.1 Interfaces 123
6.12.2 Abhängigkeiten 124
6.12.3 IDs 124
6.12.4 Primärschlüssel 125
6.12.5 Meta Ebenen und instanceOf 126
7 Konstruktion MDSD tauglicher Zielarchitekturen 129
7.1 Softwarearchitektur im Kontext von MDSD 129
7.2 Was ist eine gute Architektur? 131
7.3 Wie kommt man zu einer guten Architektur? 132
7.4 Bausteine für Softwarearchitektur 133
7.4.1 Frameworks 133
7.4.2 Middleware 134
7.4.3 Komponenten 134
| viii Inhaltsverzeichnis
7.5 Architektur Referenzmodell 135
7.6 Ausbalancierung der MDSD Plattform 136
7.6.1 Beispiele 138
7.6.2 Integration von Frameworks 139
7.7 Architekturkonformität 139
8 Konstruktion von MDSD Transformationen 143
8.1 Best Practices Vorgehen 143
8.1.1 Welche Teile der Zielarchitektur sollen generiert
werden? 143
8.1.2 Glaube an die Wiedergeburt 144
8.1.3 Beuten Sie das Modell aus 144
8.1.4 Generiere gut aussehenden Code wann immer
möglich 146
8.1.5 Modellgetriebene Integration 148
8.1.6 Trennen von generiertem und nicht generiertem Code . 149
8.2 Best Practices Technologie 150
8.2.1 Explizite Integration von Generat und manuellen
Anteilen 150
8.2.2 Dummy Code 155
8.2.3 Technische Subdomänen 157
8.2.4 Proxy Elemente 158
8.2.5 Externe Modellmarkierungen 160
8.2.6 Aspektorientierung und MDSD 160
8.2.7 Beschreibende Metaobjekte 163
8.2.8 Generierter Reflection Layer 164
8.2.9 Modulare Transformationen 165
9 Techniken der Codegenerierung 169
9.1 Codegenerierung warum? 169
9.1.1 Performance 169
9.1.2 Codegröße 170
9.1.3 Analysierbarkeit 170
9.1.4 Fehlerfrüherkennung 170
9.1.5 Plattformportabilität 170
9.1.6 Einschränkungen der (Programmier )Sprache 170
9.1.7 Aspekte 171
9.1.8 Introspection 171
Inhaltsverzeichnis ix]
9.2 Kategorisierung 171
9.2.1 Metaprogrammierung 171
9.2.2 Trennung/Verquickung von Programm und
Metaprogramm 172
9.2.3 Implizite oder explizite Integration des generierten
mit dem nicht generierten Code 173
9.2.4 Beziehungen 173
9.2.5 Beispiele für Verquickung von Programm und
Metaprogramm 173
9.3 Generierungstechniken 175
9.3.1 Templates und Filtering 176
9.3.2 Templates und Metamodell 178
9.3.3 Frame Prozessoren 179
9.3.4 API basierte Generatoren 181
9.3.5 Inline Generierung 183
9.3.6 Code Attribute 185
9.3.7 Code Weaving 186
9.3.8 Kombination verschiedener Techniken 188
9.3.9 Gemeinsamkeiten und Unterschiede der verschiedenen
Ansätze 188
9.3.10 Weitere Systeme 190
10 MDSD Werkzeuge: Rollen, Architektur und Auswahlkriterien 191
10.1 Die Rolle von Werkzeugen im Entwicklungsprozess 191
10.1.1 Modellierung 191
10.1.2 Modellvalidierung und Codegenerierung 192
10.1.3 Build Werkzeug 194
10.1.4 IDE Baukasten 194
10.2 Werkzeugarchitektur und Auswahlkriterien 194
10.2.1 Implementierung des Metamodells 194
10.2.2 Ignorieren der konkreten Syntax 195
10.2.3 Mehrstufige Generierung 197
10.2.4 Modulare Transformationen 198
10.2.5 Modelltransformationen sind »First Class Citizens« 198
|x Inhaltsverzeichnis
Teil III Prozesse und Engineering 199
11 MDSD Prozessbausteine und Best Practices 201
11.1 Einleitung 201
11.2 Trennung von Anwendungs und Domänenarchitektur
Entwicklung 202
11.2.1 Grundprinzip 202
11.2.2 Architektur Entwicklungsstrang 203
11.2.3 Anwendungs Entwicklungsstrang 211
11.2.4 Organisatorische Aspekte 212
11.3 Zweigleisig iterative Entwicklung 212
12 Testen 215
12.1 Testarten 215
12.2 Tests in der modellgetriebenen Anwendungsentwicklung 217
12.2.1 Unit Tests 218
12.2.2 Akzeptanztests 223
12.2.3 Lasttests 225
12.2.4 Nicht funktionale Tests 226
12.2.5 Modellvalidierung 226
12.3 Testen der Domänenarchitektur 228
12.3.1 Test der Referenzimplementierung und der
MDSD Plattform 228
12.3.2 Akzeptanztest der DSL 228
12.3.3 Test der MDSD Transformationen 229
13 Versionierung 231
13.1 Was wird versioniert? 231
13.2 Projekte und Abhängigkeiten 232
13.3 Struktur von Anwendungsprojekten 233
13.4 Versionsmanagement und Build Prozess bei gemischten Dateien . . . 233
13.5 Modellierung im Team und Versionierung von Teilmodellen 236
13.5.1 Partitionierung vs. Subdomänen 236
13.5.2 Verschiedene generative Softwarearchitekturen 237
13.5.3 Weiterentwicklung der DSL 237
13.5.4 Partitionierung und Integration 239
Inhaltsverzeichnis xi |
14 Grundlagen des Product Line Engineering 243
14.1 Software Systemfamilien und Produktlinien 243
14.2 Einordnung in den MDSD Prozess 244
14.3 Methodik 244
14.3.1 Domänenanalyse 245
14.3.2 Domänendesign und implementierung 248
14.4 Domänenmodellierung 250
14.4.1 Beispiel: Simple Components 250
14.4.2 Beispiel: Enterprise Applications 251
14.4.3 Beispiel: Modellierung von Hochspannungsnetzen 253
14.5 Weiterführende Literatur 256
15 Fallstudie: Eingebettete Komponenteninfrastrukturen 257
15.1 Überblick 257
15.1.1 Einführung und Motivation 258
15.1.2 Komponenteninfrastrukturen 259
15.1.3 Anforderungen an Komponenteninfrastrukturen bei
eingebetteten Systemen 259
15.1.4 Grundsätzlicher Ansatz 259
15.2 Product Line Engineering 260
15.2.1 Domain Scoping 260
15.2.2 Variabilitätsanalyse und Domänenstrukturierung 261
15.2.3 Domänendesign 265
15.2.4 Domänenimplementierung 268
15.3 Modellierung 268
15.3.1 Definition von Interfaces 268
15.3.2 Definition von Komponenten und Ports 269
15.3.3 Definition eines Systems 271
15.3.4 Gesamtmodell 273
15.3.5 Verarbeitung 274
15.4 Implementierung von Komponenten 274
15.5 Generatoranpassung 276
15.5.1 Parsen der textuellen Syntax 277
15.5.2 Parsen des Systemdefinitions XML 279
15.5.3 Parsen und Zusammenführen des Gesamtmodells 279
15.5.4 Pseudodeklarative Metamodellimplementierung 282
| xii Inhaltsverzeichnis
15.6 Codegenerierung 285
15.6.1 Referenzen 285
15.6.2 Polymorphismus 288
15.6.3 Trennung von Verantwortlichkeiten im Metamodell 289
15.6.4 Generierung der Build Files 292
15.6.5 Verwendung von AspectJ 293
15.7 Kaskadierte Domänenarchitekturen 295
15.7.1 Modellierung 295
15.7.2 Generierung 296
16 Objektorientierte Geschäftsprozessmodellierung und MDSD 299
16.1 Geschäftsprozessmodellierung 299
16.2 Einheitlichkeit 300
16.3 OOGPM Methodik 300
16.4 Transformation in das Software Analysemodell 303
16.5 Software Analysemodell 305
16.6 Systemdesign und Implementierung 305
16.7 Fazit 311
Teil VI Management 313
17 Entscheidungshilfe 315
17.1 Betriebswirtschaftliches Potenzial 315
17.2 Automation und Wiederverwendung 317
17.3 Qualität 322
17.3.1 Wohldefinierte Architektur 322
17.3.2 Konserviertes Expertenwissen 322
17.3.3 Stringentes Programmiermodell 323
17.3.4 Aktuelle und nutzbare Dokumentation 323
17.3.5 Qualität von generiertem Code 324
17.3.6 Testaufwand und mögliche Fehlerquellen 324
17.4 Wiederverwendung 325
17.5 Portabilität, Änderbarkeit 326
17.6 Investitionen und erzielbare Gewinne 327
17.6.1 Architekturzentrierte MDSD 327
17.6.2 Fachlich ausgerichtete MDSD Domänen 332
17.7 Kritische Fragen 333
17.8 Zusammenfassung 338
17.9 Weiterführende Literatur 338
Inhaltsverzeichnis xiii |
18 Organisatorische Aspekte 339
18.1 Rollenverteilung 339
18.1.1 Domänenarchitektur Entwicklung 339
18.1.2 Anwendungsentwicklung 343
18.2 Teamstruktur 344
18.2.1 Ausgestaltung der Rollen und Personalbedarf 345
18.2.2 Querschnitts Teams 346
18.2.3 Aufgaben der Architekturgruppe 347
18.3 Software Produktentwicklungsmodelle 348
18.3.1 Terminologie 348
18.3.2 In House Entwicklung 350
18.3.3 Klassisches Outsourcing 350
18.3.4 Offshoring 351
18.3.5 Radikales Offshoring 352
18.3.6 Kontrolliertes Offshoring 354
18.3.7 Komponentenweise Entscheidung 355
19 Adaptionsstrategien für MDSD 357
19.1 Voraussetzungen 357
19.2 Getting Started MDSD Pilotierung 358
19.2.1 Risikoanalyse 359
19.2.2 Projektinitialisierung 359
19.3 MDSD Adaptierung bestehender Systeme 360
19.4 Klassifikation des Software Inventars 362
19.5 Bauen, Kaufen oder Open Source 364
19.6 Entwurf einer Zulieferkette 365
19.7 Inkrementelle Evolution von Domänenarchitekturen 366
19.8 Risikomanagement 366
19.8.1 Risiko: Toolzentriertheit 367
19.8.2 Risiko: Für MDSD kontraproduktive Entwicklungs
Toolkette 367
19.8.3 Risiko: Überlastetes Domänenarchitekturteam 368
19.8.4 Risiko: Wasserfall Vorgehensmodell, datenbank¬
zentrierte Entwicklung 368
19.8.5 Risiko: Elfenbeinturm 368
19.8.6 Risiko: Keine Trennung von Anwendung und
Domänenarchitektur 369
| xiv Inhaltsverzeichnis
Anhang 371
A MDA Standard 373
A.l Ziele 373
A.2 Kernkonzepte 374
A.2.1 UML2.0 374
A.2.2 MOF die Meta Object Facility 375
A.2.3 XMI 376
A.2.4 PIM/PSM/PDM 377
A.2.5 Mehrstufige Transformationen 379
A.2.6 Action Sprachen 379
A.2.7 Core Models 382
A.2.8 Steuerung der PIM/PSM Transformation 383
A.2.9 Modelltransformationen 386
A.2.10 Executable UML 394
A.3 Herausforderungen für die MDA 394
A.3.1 Modell zu Modell Transformationen 395
A.3.2 Modell Management 395
A.3.3 Evolution von DSLs 395
A.3.4 Adäquate IDEs 395
A.3.5 Interoperabilität 396
B Referenzen 397
Stichwortverzeichnis 403 |
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