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1818 11.12.2001 Konsistenz & Semantik 2 VL Software Architektur-Modelle Dr. Harald Störrle Vorlesung Software Architektur-Modelle Konsistenz & Semantik.

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Präsentation zum Thema: "1818 11.12.2001 Konsistenz & Semantik 2 VL Software Architektur-Modelle Dr. Harald Störrle Vorlesung Software Architektur-Modelle Konsistenz & Semantik."—  Präsentation transkript:

1 Konsistenz & Semantik 2 VL Software Architektur-Modelle Dr. Harald Störrle Vorlesung Software Architektur-Modelle Konsistenz & Semantik 2 Dr. Harald Störrle Ludwig-Maximilians-Universität München Wintersemester 2001

2 Konsistenz & Semantik 2 VL Software Architektur-Modelle Dr. Harald Störrle Gliederung für heute und nächstes Mal ·Konsistenz-Überprüfung von Modellen Formalisierung von Modellen –Sprachen, Transitionssysteme, Partielle Worte –Petrinetze –Semantiken (StateMachine, ActivityGraph, Interaction) Formalisierung von Eigenschaften –Verklemmung, Termination, Sicherheit,... informelle Konsistenzbedingungen Validation durch Rezension/Begehung (Review/Walkthrough)

3 Konsistenz & Semantik 2 VL Software Architektur-Modelle Dr. Harald Störrle Rückblick: Was hatten wir letzes Mal erreicht ·Basisdefinitionen ETS, Ablauf, einige elementare Eigenschaften Sprachsemantik, Sprachäquivalenz ·Erste Elemente einer formalen Semantik flache Zustandsautomaten Anschriften? hierarchische Automaten? Nebenläufigkeit?

4 Konsistenz & Semantik 2 VL Software Architektur-Modelle Dr. Harald Störrle Zentrale Rückblick: Soll-Software Architektur Sachbearbeiter-PC IBM S/390 Filiale Leihverkehr Leserverwaltung Bestands- führungs GUI DB/2 Bestands- führung DB/2 GUI Logik DB/2 GUI Logik Andere Filialen

5 Konsistenz & Semantik 2 VL Software Architektur-Modelle Dr. Harald Störrle Zentrale Rückblick: Soll-Software Architektur Sachbearbeiter-PC IBM S/390 Filiale Leihverkehr Leserverwaltung Bestands- führungs GUI DB/2 Bestands- führung DB/2 GUI Logik DB/2 GUI Logik Andere Filialen

6 Konsistenz & Semantik 2 VL Software Architektur-Modelle Dr. Harald Störrle Zentrale Rückblick: Soll-Software Architektur Sachbearbeiter-PC IBM S/390 Filiale Leserverwaltung Bestands- führungs GUI DB/2 Bestands- führung DB/2 GUI Logik Leihverkehr DB/2 GUI Logik Andere Filialen Leihverkehr DB/2 GUI Logik

7 Konsistenz & Semantik 2 VL Software Architektur-Modelle Dr. Harald Störrle Rückblick: Soll-Software Architektur p Leihverkehr i p Leihverkehr j VPN

8 Konsistenz & Semantik 2 VL Software Architektur-Modelle Dr. Harald Störrle Rückblick: Protokollrolle Leihverkehr p Leihverkehr i p Leihverkehr j VPN Protokollrolle

9 Konsistenz & Semantik 2 VL Software Architektur-Modelle Dr. Harald Störrle Rückblick: Verhalten des Konnektors p Leihverkehr i p Leihverkehr j VPN Protokollrolle Verzögerung, aber kein Verlust & Vertauschungen o.ä. Konnektor

10 Konsistenz & Semantik 2 VL Software Architektur-Modelle Dr. Harald Störrle Erwünschte Eigenschaft: Normalfall interne (unsichtbare) Aktionen

11 Konsistenz & Semantik 2 VL Software Architektur-Modelle Dr. Harald Störrle Erwünschte Eigenschaft: Äquivalent zum Normalfall? Äquivalent kann (im Moment) nur heißen: Sprachäquivalent unter einem gegebenen. Die Antwort ist dann: Ja, wenn gerade die Menge der internen Aktionen ist.

12 Konsistenz & Semantik 2 VL Software Architektur-Modelle Dr. Harald Störrle Konsistenz 1: Gilt die erwünschte Eigenschaft? p Leihverkehr i p Leihverkehr j VPN Protokollrolle Konnektor

13 Konsistenz & Semantik 2 VL Software Architektur-Modelle Dr. Harald Störrle ETS-Semantik von ActivityGraph ActivityGraphETS TransitionElement der Übergangsrelation ActionState normalZustand Sendwie Transition Receive wie Transition State normalZustand InitialStateZustand FinalStateZustand ObjectFlowState?

14 Konsistenz & Semantik 2 VL Software Architektur-Modelle Dr. Harald Störrle Konsistenz 1: Gilt die erwünschte Eigenschaft? p Leihverkehr i p Leihverkehr j VPN Konnektor Protokollrolle process idle wait receive _query receive _answer send _query send _answer prepare internal

15 Konsistenz & Semantik 2 VL Software Architektur-Modelle Dr. Harald Störrle Konsistenz 1: Gilt die erwünschte Eigenschaft? p Leihverkehr i p Leihverkehr j VPN Konnektor empty query answer receive_query receive_answer send _query send _answer empty Protokollrolle process idle wait receive _query receive _answer send _query send _answer prepare internal

16 Konsistenz & Semantik 2 VL Software Architektur-Modelle Dr. Harald Störrle Konsistenz 1: Gilt die erwünschte Eigenschaft? p Leihverkehr i p Leihverkehr j VPN Konnektor empty query answer receive_query receive_answer send _query send _answer empty P = {send_query.receive_query.send_answer.receive_answer} Protokollrolle process idle wait receive _query receive _answer send _query send _answer prepare internal

17 Konsistenz & Semantik 2 VL Software Architektur-Modelle Dr. Harald Störrle Konsistenz 1: Gilt die erwünschte Eigenschaft? empty query answerempty ConnectorLeihverkehr i Leihverkehr j process idle wait receive _query receive _answer send _query send _answer prepare internal process idle wait receive _query receive _answer send _query send _answer prepare internal P = {send_query.receive_query.send_answer.receive_answer} Frage: Gilt P L(PR K PR), mit = {internal}?

18 Konsistenz & Semantik 2 VL Software Architektur-Modelle Dr. Harald Störrle Parallel-Schaltung führt zum Produktautomaten empty query answerempty process idle wait receive _query receive _answer send _query send _answer prepare internal process idle wait receive _query receive _answer send _query send _answer prepare internal Schlimmstenfalls 5n*4 Zustände, also......bei 3 Teilnehmern 500 Zustände...bei 4 Teilnehmern 3000 Zustände

19 Konsistenz & Semantik 2 VL Software Architektur-Modelle Dr. Harald Störrle Innehalten: Ist das die Lösung? ETSe sind als Semantische Domäne recht unhandlich: 1: hierarchische Zustände 2: Anschriften 1: State-Space-Explosion Das Modell (hier: Aktivitätsdiagramm) wächst linear, aber sein Zustandsraum (das korrespondierende ETS) wächst polynomiell oder gar exponentiell. 2: Validität (Semantical gap) Es ist ein großer (und damit für den Nutzer nicht nachvollziehbarer) Schritt vom Modell zu seiner Semantik: ist die Semantik überhaupt valide?

20 Konsistenz & Semantik 2 VL Software Architektur-Modelle Dr. Harald Störrle Problem 1: State Space Explosion Dieses Problem hat vor allem zwei Ursachen: a) Nebenläufigkeit Lösung: Formalismen, die Nebenläufigkeit kaschieren, und die symbolische Operationen erlauben (Bisimulationsbeweise, Netzreduktionen u.ä.) Clevere Algorithmik (BDDs) - Brute Force hilft nicht viel... b) Daten Lösung: Bildung von Äquivalenzklassen von Parametern

21 Konsistenz & Semantik 2 VL Software Architektur-Modelle Dr. Harald Störrle Problem 2: Validität ·Wird durch abstraktere Formalismen nebenher erledigt Repräsentation von Nebenläufigkeit bzw. Komposition symbolisch –Parallele Komposition bei CCS –PO-Semantik bei Petrinetze Repräsentation von Daten durch komplexe Anschriften –value passing CCS –High-level Petrinetze PN

22 Konsistenz & Semantik 2 VL Software Architektur-Modelle Dr. Harald Störrle PN-Semantik von ActivityGraph ActivityGraphPetrinetzTransition ActionState normalTransition SendTransition ReceiveTransition State normalPlatz InitialStateMarkierung FinalStateMarkierung ObjectFlowStatePlatz

23 Konsistenz & Semantik 2 VL Software Architektur-Modelle Dr. Harald Störrle Konsistenz 1, zweiter Anlauf: Gilt die erwünschte Eigenschaft? p Leihverkehr i p Leihverkehr j VPN Konnektor P = {send_query.receive_query.send_answer.receive_answer} Protokollrolle send receive use receive process prepare get put get

24 Konsistenz & Semantik 2 VL Software Architektur-Modelle Dr. Harald Störrle Konsistenz 1, zweiter Anlauf: Gilt die erwünschte Eigenschaft? send receive use receive process prepare get put get send receive use receive process prepare

25 Konsistenz & Semantik 2 VL Software Architektur-Modelle Dr. Harald Störrle Konsistenz 1, zweiter Anlauf: Gilt die erwünschte Eigenschaft? get put get receive process prepare send receive use receive process prepare send receive use

26 Konsistenz & Semantik 2 VL Software Architektur-Modelle Dr. Harald Störrle Konsistenz 1, zweiter Anlauf: Gilt die erwünschte Eigenschaft? get put get receive process prepare send receive use receive process prepare send receive use und symmetrisch für die andere Richtung 1) Vervollständigen 2) Anfangs- & Endmarkierungen 3) Markenspiel durchführen 4) Bezug zum AD herstellen 5) Ist die Semantik korrekt? A

27 Konsistenz & Semantik 2 VL Software Architektur-Modelle Dr. Harald Störrle Konsistenz 2a: Gelten die unerwünschten Eigenschaften? p Leihverkehr i p Leihverkehr j VPN Ausfall von LV-Partnern Protokollrolle Konnektor

28 Konsistenz & Semantik 2 VL Software Architektur-Modelle Dr. Harald Störrle Konsistenz 2b: Gelten die unerwünschten Eigenschaften? p Leihverkehr i p Leihverkehr j VPN Leitungszusammenbruch Protokollrolle Konnektor

29 Konsistenz & Semantik 2 VL Software Architektur-Modelle Dr. Harald Störrle Konsistenz 2b: Gelten die unerwünschten Eigenschaften? p Leihverkehr i p Leihverkehr j VPN Falscher Adressat: Verklemmung Protokollrolle Konnektor

30 Konsistenz & Semantik 2 VL Software Architektur-Modelle Dr. Harald Störrle Vorschau ·Im neuen Jahr: S/390 (Host) Vergleich mit C/S-Architekturen ·noch einen Termin mit Theorie Nebenläufigkeit, Last/Leistung ·Rest des Semesters: Software-Prozeß die andere Seite der Architektur Vorbereiten: –Suchen Sie im Netz nach ISO (SPICE), ISO 12207, und CMM. –Lesen Sie die Literatur, die teilweise schon im Netz hängt, und bis Freitag vollständig sein wird

31 Konsistenz & Semantik 2 VL Software Architektur-Modelle Dr. Harald Störrle Schöne Weihnachten! Guten Rutsch! Kommen Sie wieder! Bringen Sie noch andere mit: die Themen Prozeß und Host sind von den bisherigen Inhalten nahezu vollständig unabhängig


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