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20.11.2007 Modellierung von Aspekte 1

Seminar AOSD

Modellierung von Aspekten

Miao Tang

Betreuer: Dipl.-Inform. Dirk Wischermann

Modellierung von Aspekte 220.11.2007

Agenda Einführung Erweiterung der UML

UML Erweiterung MechanismusEin UML Profil für ASOD

Modellierung von AspektenÜberlappen, Sub-Aspekt Konzept, Aspekt

Architektur, Concern DiagrammBeispiel Digital Sound Recorder

Zusammenfassung


1. EinführungTypischer Prozess der AOSD


Vorteile der Betrachtung der Aspekte in der Designphase

Dokumentation und Lernen frühere Erkennung und gesamte Vorstellung intuitiver verstehen und dokumentieren

Wiederverwendung von Aspekte Wiederverwendung der Informationen von Aspekten enfacher auch die automatische Codeerzeugung möglich

Roundtrip-Entwicklung schrittweise und iterative Entwicklung möglich


UMLWikipedia:

Die UML( Unified Modeling Language) ist eine von der Object Management Group (OMG) entwickelte und standardisierte Sprache für die Modellierung von Software und anderen Systemen.

6 Strukturdiagramme und 7 Verhaltensdiagramme

4 Schichten Architektur: Meta-Metamodell, Metamodell, Modell und Benutzer Objekte

Zur Beschreibung der Semantik von UML wird ein Metamodell benutzt.


2. Erweiterung der UML für AOSD UML Erweiterungsmechanismen

Hilfsmittel zur Erweiterung der UML für spezielle Anwendungsgebiete

Stereotypes

Tagged Values

Constraints


Stereotypes

abgeleitet von Elementen des UML Meta-Modells oder Standardelementen

definieren neue Typen von Modellelementen

Notation: «MyStereotype»


Tagged Values

Kombination aus Tag und Value speichern Informationen über Modellelemente

«stereotype»MyObject

{feature = ”SuperFeature”}


Constraints

wolldefinierte Regeln

in informeller Sprache, Pseudo-Code, OCL…

drücken neue Semantik aus


Eine Methode für AOSD

Aspekt → Classifier



Beziehungen → Abstraction Dependency



Woven Klassen → neue Stereotyp <<woven class>> des Modellelementes Class

Entsteht aus Aspekte und Klassen durch Aspekt-Weaver

Quelle-Klasse und –Aspekt werden spezifiziert

Noch systematischer: UML Profil für AOSD


UML Profil “A UML Profile is a predefined set of Stereotypes,

TaggedValues, Constraints, and notation icons that collectively specialize and tailor the UML for a specific domain or process (e.g., Unified Process profile). A profile does not extend UML by adding any new basic concepts. Instead, it provides conventions for applying and specializing standard UML to a particular environment or domain.”

als Paket mit dem Schlüsselwort «profile» dargestellt, im allgemein auf Pakete angewendet.


UML Profil für AOSD

soll die Fähigkeit haben, Aspekte, kernfunktionale Klassen und die Assoziationen dazwischen zu präsentieren

soll die Struktur und das Verhalten von dieser Elementen beschreiben können


AOSD Profile

Aspekte als Stereotyp von dem Classifier <<class>> definiert

Klassifizierung: asynchron: keine Wirkung auf Kernklasse synchron:

beeinflussen normaleweise das Verhalten der Kernklassen mit tagged value { synchronous } Operationen Preactivation und Postactivation müssen

definiert werden


AOSD Profile

Crosscutting-Konzept

Stereotyp <<crosscut>> für Assoziation

modelliert cross-cutting Beziehung, wo der Aspektcode die kern Komponenten „cross cuts“

nur gültig zwischen Aspekte bzw. Aspekt und Klassen


AOSD Profil ─ Beispiel Bounded Buffer Der Puffer hat eine begrenzte Kapazität, kann mehrere Lesen-Operationen handeln, während alle Schreiben-

Operationen in der Warteschlange stehen

Bei einer Schreiben-Operation werden alle andere Operationen blockiert, bis die Schreiben-Operation fertig ist.

Der Service Synchronisation kontrolliert den Zugang zu dem Puffer, z.B. eine Put- Methode ist nur erlaubt wenn der Puffer im Zstand EMPTY ist.

Der Service Scheduling führt bestimmte Zugangsanforderung durch, z.B. nur ein Schreiber hat zu einem bestimmten Zeitpunkt den Zugang zu dem Puffer.

Synchronisation und Scheduling sind die croscutting Anforderungen und können als Aspekte modelliert werden.


AOSD Profil ─ Beispiel Bounded Buffer


AOSD Profile

Dynamische Beschreibung mit UML Verhaltenspacket


3. Modellierung von AspektenWie Aspekte selbe modularisiert werden können?

Ein System hat zwei Concerns: Sicherheit der Key-Variablen: verschlüsselt und entschlüsselt einige

Variabelenwerte an den empfindlichen Punkten Verhindern des Überlaufs der Variablenwerte: überprüft im voraus,

ob die erforderlichen Datenmanipulationen innerhalb eines festgelegten Bereiches bleiben.

→Überlappen

Aspekte in feinere Granularitäten zerlegen und frei kombinieren.


Sub-Aspekt, Aspekt Architektur Concern: „matter of interest“ ,kann durch einen oder

mehrere Aspekte behandelt werden. Sub-Aspekte

mehr als ein Aspekt ein Concern realisieren normaleweise von mehr als einem Concern benutzt können unter Umstände zusammen einen

zusammengesetzten Aspekt bauen, der zu einem einzigen Concern passt

Aspekt Architekturentsteht durch die Komposition und gemeinsame Benutzung von Sub-Aspekten


Concern Diagramm Eine Erweiterung des UML Komponentendiagramms stellt Aspekt Architektur wird graphisch dar besteht aus Aspekte, Dependencies und Kollektionen

von Concerns


Beispiel Digital Sound Recorder

ein kleines eingebettetes Gerät mit Funktionen Aufnahme, Wiedergebe

und Löschen von Messages und als Alarmuhr

Die Hardware setzt sich zusammen aus Mikrofon, Lautsprecher, Display, einfache Tastatur, Uhr und Batterie.


Überlappen :

Die Subsysteme, die die Speicherung und das Aufruf der der Messages erledigen, verwenden die gleiche Klasse aber die unterschiedliche Operationen in der Klasse.

In dem Subsystem Userinterface, nicht nur die gleiche Klasse, sondern auch die gleiche Operationen werden benutzt.

In der beiden Zustandsdiagramme für AudioController Klasse gibt es den gleichen Zustand Idle.



Remodularisierung

bottom-up: Einige fundamentale Klassen können identifiziert werden, z.B. Userinterface und AudioController

top-down: Offensichtlich gibt es drei Concerns: Recording, Playing, und Alarmclock




Das Design des kompletten Systems wird erhalten, indem man alle Aspekte Concern-entsprechend komponiert.


Vorteile des Aspekt Architektur Modells Es ist einfach, Anforderungen im Design zu verfolgen

gemeinsame Sub-Aspekte von verschiedenen Cross-cutting Concerns explizit dargestellt→bei der Änderung die Auswirkung besser erkennbar

„Mix-and-match“ von Eigenschaften, um unterschiedlichen Members der Softwarefamilie anzupassen, ist realisierbar

Das Concern Diagramm kann benutzt werden, um Teams, die an unterschiedlichen Concerns arbeiten, zu koordinieren.


Zusammenfassung

Quellen

[1] Junichi Suzuki, Yoshikazu Yamamoto: Extending UML with Aspects: Aspect Support in the Design Phase

[2] Omar Aldawud, Tzilla Elrad, Atef Bader: UML Profile for aspect-oriented software development

[3] Mika Katara, Shmuel Katz : Architectural Views of Aspects [4] http://de.wikipedia.org/wiki/ [5] Das UML Meta-modell:

http://www.iwr.uni-heidelberg.de/groups/comopt/teaching/uml/html/kapitel_4_800x600/sld001.htm

[6] Profile und Erweiterungsmechanismen: www3.informatik.uni-erlangen.de/Lehre/UML-Seminar/SS2003/vortrag6.pdf


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