UML-basierte Modellierung von Multimediaanwendungen Uni Paderborn UML-basierte Modellierung von Multimediaanwendungen Stefan Sauer Gregor Engels Universität Paderborn {sauer|engels}@uni-paderborn.de Modellierung‘99 - Karlsruhe, 12. März 1999

Inhalt Motivation OMMMA Entwicklungsstrategie von OMMMA Uni Paderborn Motivation OMMMA Objektorientierte Modellierung von Multimediaanwendungen Entwicklungsstrategie von OMMMA Konzepte für OMMMA OMMMA-L - die Sprache Diagrammtypen Kombination der Diagrammtypen OMMMA-Tools Ausblick: Resultate & Perspektiven UML-basierte Modellierung von MM-Anwendungen Modellierung‘99 StS 12.03.99 1

Motivation OMMMA Uni Paderborn Objektorientierte Modellierung von Multimediaanwendungen UML-basierte Modellierung von MM-Anwendungen Modellierung‘99 StS 12.03.99 2

Motivation OMMMA Uni Paderborn Objektorientierte Modellierung von Multimediaanwendungen OMMMA: Charakteristika von MM-Anwendungen interaktive Software Komposition von Medienobjekten Anwendungsstruktur, Medienobjekte Präsentation (GUI-Layout, Audio) Benutzerinteraktion, Ereignisverarbeitung vordefiniertes (echt)zeitliches Ablaufverhalten UML-basierte Modellierung von MM-Anwendungen Modellierung‘99 StS 12.03.99 2

Motivation OMMMA Uni Paderborn Objektorientierte Modellierung von Multimediaanwendungen OMMMA: Charakteristika von MM-Anwendungen interaktive Software Komposition von Medienobjekten Anwendungsstruktur, Medienobjekte Präsentation (GUI-Layout, Audio) Benutzerinteraktion, Ereignisverarbeitung vordefiniertes (echt)zeitliches Ablaufverhalten OMMMA: Modellierung von MM-Anwendungen unvollständiger MM-Entwicklungsprozeß integrierte Modellierung der MM-Aspekte Zuordnung von Aspekten zu Diagrammtypen Pragmatik: Verwendung & Kombination UML-basierte Modellierung von MM-Anwendungen Modellierung‘99 StS 12.03.99 2

Motivation OMMMA Uni Paderborn Objektorientierte Modellierung von Multimediaanwendungen OMMMA: Charakteristika von MM-Anwendungen interaktive Software Komposition von Medienobjekten Anwendungsstruktur, Medienobjekte Präsentation (GUI-Layout, Audio) Benutzerinteraktion, Ereignisverarbeitung vordefiniertes (echt)zeitliches Ablaufverhalten OMMMA: OO-Modellierung Struktur & Dynamik, durchgängiges Konzept, ... OMMMA: Modellierung von MM-Anwendungen unvollständiger MM-Entwicklungsprozeß integrierte Modellierung der MM-Aspekte Zuordnung von Aspekten zu Diagrammtypen Pragmatik: Verwendung & Kombination UML-basierte Modellierung von MM-Anwendungen Modellierung‘99 StS 12.03.99 2

Motivation OMMMA Uni Paderborn Objektorientierte Modellierung von Multimediaanwendungen OMMMA: Charakteristika von MM-Anwendungen interaktive Software Komposition von Medienobjekten Anwendungsstruktur, Medienobjekte Präsentation (GUI-Layout, Audio) Benutzerinteraktion, Ereignisverarbeitung vordefiniertes (echt)zeitliches Ablaufverhalten OMMMA: OO-Modellierung Struktur & Dynamik, durchgängiges Konzept, ... UML: OMG-Standard allgemein pure UML? nein: - Präsentation - zeitliches Ab- laufverhalten - Pragmatik OMMMA: Modellierung von MM-Anwendungen unvollständiger MM-Entwicklungsprozeß integrierte Modellierung der MM-Aspekte Zuordnung von Aspekten zu Diagrammtypen Pragmatik: Verwendung & Kombination UML-basierte Modellierung von MM-Anwendungen Modellierung‘99 StS 12.03.99 2

Motivation OMMMA UML: OMMMA-L Uni Paderborn Objektorientierte Modellierung von Multimediaanwendungen OMMMA: Charakteristika von MM-Anwendungen interaktive Software Komposition von Medienobjekten Anwendungsstruktur, Medienobjekte Präsentation (GUI-Layout, Audio) Benutzerinteraktion, Ereignisverarbeitung vordefiniertes (echt)zeitliches Ablaufverhalten OMMMA: OO-Modellierung Struktur & Dynamik, durchgängiges Konzept, ... UML: OMG-Standard allgemein pure UML? nein: - Präsentation (-)zeitliches Ab- laufverhalten - Pragmatik OMMMA-L OMMMA: Modellierung von MM-Anwendungen unvollständiger MM-Entwicklungsprozeß integrierte Modellierung der MM-Aspekte Zuordnung von Aspekten zu Diagrammtypen Pragmatik: Verwendung & Kombination Integrierte, konsitente MM-Modellierung UML-basierte Modellierung von MM-Anwendungen Modellierung‘99 StS 12.03.99 2

Entwicklungsstrategie für OMMMA Uni Paderborn OMMMA-L: UML-basierte Diagrammsprache zur Objektorientierten Modellierung von MultiMedia-Anwendungen UML-basierte Modellierung von MM-Anwendungen Modellierung‘99 StS 12.03.99 3

Entwicklungsstrategie für OMMMA Uni Paderborn OMMMA-L: UML-basierte Diagrammsprache zur Objektorientierten Modellierung von MultiMedia-Anwendungen Entwicklungsschritte Konzepte Bestimmung der zu modellierenden Charakteristika; Beziehungen Zuordnung zu MM-Aspekten UML-basierte Modellierung von MM-Anwendungen Modellierung‘99 StS 12.03.99 3

Entwicklungsstrategie für OMMMA Uni Paderborn OMMMA-L: UML-basierte Diagrammsprache zur Objektorientierten Modellierung von MultiMedia-Anwendungen Entwicklungsschritte Konzepte Sprachen (Syntax und Semantik) Zuordnung von MM-Aspekten zu Diagrammtypen Analyse vorhandener Sprachelemente in UML; Adaption & Erweiterung UML-basierte Modellierung von MM-Anwendungen Modellierung‘99 StS 12.03.99 3

Entwicklungsstrategie für OMMMA Uni Paderborn OMMMA-L: UML-basierte Diagrammsprache zur Objektorientierten Modellierung von MultiMedia-Anwendungen Entwicklungsschritte Konzepte Sprachen (Syntax und Semantik) Methoden (Pragmatik) Richtlinien für Verwendung und Kombination der Diagrammtypen integriertes & konsistentes Anwendungsmodell UML-basierte Modellierung von MM-Anwendungen Modellierung‘99 StS 12.03.99 3

Entwicklungsstrategie für OMMMA Uni Paderborn OMMMA-L: UML-basierte Diagrammsprache zur Objektorientierten Modellierung von MultiMedia-Anwendungen Entwicklungsschritte Konzepte Sprachen (Syntax und Semantik) Methoden (Pragmatik) Formalisierung: Verfeinertes Metamodell (& Semantikdefinition) UML-basierte Modellierung von MM-Anwendungen Modellierung‘99 StS 12.03.99 3

Entwicklungsstrategie für OMMMA Uni Paderborn OMMMA-L: UML-basierte Diagrammsprache zur Objektorientierten Modellierung von MultiMedia-Anwendungen Entwicklungsschritte Konzepte Sprachen (Syntax und Semantik) Methoden (Pragmatik) Formalisierung: Verfeinertes Metamodell (& Semantikdefinition) Werkzeuge (OMMMA-Tools) syntaxgest. Editoren, Konsistenzprüfung; Codegenerierung; Prozeßunterstützung UML-basierte Modellierung von MM-Anwendungen Modellierung‘99 StS 12.03.99 3

Beispielanwendung: Komponistenlexikon Uni Paderborn UML-basierte Modellierung von MM-Anwendungen Modellierung‘99 StS 12.03.99 4

Konzepte: Multimedia-Aspekte Uni Paderborn Benutzerinterkation Ereignisverarbeitung Anwendungsstruktur Medienobjekte Präsentation GUI-Layout Audio-Kanäle vordefiniertes (echt-) zeitliches Ablaufverhalten UML-basierte Modellierung von MM-Anwendungen Modellierung‘99 StS 12.03.99 5

Erweiterung der MVC-Perspektive Uni Paderborn View Model Controller UML MVC generische low-level Modellierungssprache OMMMA-L MVCMM Multimedia als „generische Domäne“ (V) M C VMM MMM CMM MultimediaModel Integration des MVC-Modells in die Modellierung Anpassung/Erweiterung für Multimediaanwendungen Einfluß Erweiterung/Spezialisierung: Syntax; Semantik; Pragmatik Evolution UML-basierte Modellierung von MM-Anwendungen Modellierung‘99 StS 12.03.99 6

Konzepte: Multimedia-Aspekte Uni Paderborn Benutzerinterkation Ereignisverarbeitung Anwendungsstruktur Medienobjekte Präsentation GUI-Layout Audio-Kanäle vordefiniertes (echt-) zeitliches Ablaufverhalten UML-basierte Modellierung von MM-Anwendungen Modellierung‘99 StS 12.03.99 5

Erweitertes MVC: MVCMM Uni Paderborn Controller CMM Modelstatic Media ApplicationLogic View VMM Model MMM Modeldynamic UML-basierte Modellierung von MM-Anwendungen Modellierung‘99 StS 12.03.99 7

OMMMA-L - die Sprache Controller Modelstatic Media ApplicationLogic Uni Paderborn Controller CMM Modelstatic Media Zustandsdiagramm Klassendiagramm ApplicationLogic View VMM Model MMM Modeldynamic Erweitertes Sequenzdiagramm Layoutdiagramm UML-basierte Modellierung von MM-Anwendungen Modellierung‘99 StS 12.03.99 8

OMMMA-L Beispielanwendung: Komponistenlexikon Uni Paderborn UML-basierte Modellierung von MM-Anwendungen Modellierung‘99 StS 12.03.99 4

Klassendiagramm MMM unveränderte UML-Notation Uni Paderborn MMM unveränderte UML-Notation Statisches Model Modelstatic eines MVCMM-Modells Zuordnung der statischen Anwendungsstruktur zu den Medientypen static UML-basierte Modellierung von MM-Anwendungen Modellierung‘99 StS 12.03.99 9

Layoutdiagramm Neu VMM Uni Paderborn Modellierung des Layouts als Teil der Präsentation Layoutsichten: komponierbar Bounding Box: Visualisierungsobjekte, Interaktionsobjekte VMM LViewEnc LViewCom End Alphabet ArrowAnimation ImageBox ImageVideoBox HypertextBox Prev Next Play Pause Rew Ffw Stop Prev1 Next1 UML-basierte Modellierung von MM-Anwendungen Modellierung‘99 StS 12.03.99 10

Zustandsdiagramm CMM Interaktivität: Uni Paderborn Interaktivität: dynamische Ablaufstruktur der gesamten MM-Anwendung nahezu unverändert aus UML übernommen Erweiterung von internen Transitionen: Ausführen eines Sequenzdiagramms Kopplung der ereignisgesteuerten mit der inhärent vordefinierten Ablaufdynamik CMM MMA State Diagram PlayMusic do Music(M) UML-basierte Modellierung von MM-Anwendungen Modellierung‘99 StS 12.03.99 11

Erweitertes Sequenzdiagramm Uni Paderborn Music int MTitle KNMn: MusicSheet KNMa: MusicPiece Highlight: Marker Sym42n: MusicSheet Sym42a: MusicPiece MMM T [s] [MTitle == Mozart2] dynamic max 0,5 [MTitle == Mozart1] L R L R max 0,2 HBox1 0:35 HBox2 0:35 2:10 HBox3 0:35 HBox4 0:25 ImageVideoBox 0:25 ImageVideoBox UML-basierte Modellierung von MM-Anwendungen Modellierung‘99 StS 12.03.99 12

OMMMA-L - die Sprache Controller Modelstatic Media ApplicationLogic Uni Paderborn Controller CMM Modelstatic Media Zustandsdiagramm Klassendiagramm ApplicationLogic View VMM Model MMM Modeldynamic Erweitertes Sequenzdiagramm Layoutdiagramm UML-basierte Modellierung von MM-Anwendungen Modellierung‘99 StS 12.03.99 8

OMMMA-L - die Sprache Controller Modelstatic Media Klassendiagramm Uni Paderborn Controller CMM Modelstatic Media Zustandsdiagramm Klassendiagramm ApplicationLogic + Pragmatik View VMM Model MMM Erweitertes Sequenzdiagramm Modeldynamic Layoutdiagramm UML-basierte Modellierung von MM-Anwendungen Modellierung‘99 StS 12.03.99 12

Pragmatik: Verwendung & Kombination der Diagrammtypen Uni Paderborn Pragmatik: Verwendung & Kombination der Diagrammtypen C Mstatic Mdynamic V UML-basierte Modellierung von MM-Anwendungen Modellierung‘99 StS 12.03.99 13

Pragmatik: Verwendung & Kombination der Diagrammtypen Uni Paderborn C Pragmatik: Verwendung & Kombination der Diagrammtypen Mstatic Mdynamic V UML-basierte Modellierung von MM-Anwendungen Modellierung‘99 StS 12.03.99 13

C Mstatic Mdynamic V Uni Paderborn

C Mstatic Mdynamic V Uni Paderborn

C Mstatic Mdynamic V Uni Paderborn LViewEnc LViewHB HBox1 HBox2 HBox3 LViewCom V Uni Paderborn

C Mstatic Mdynamic V MMA State Diagram PlayMusic do Music(M) Uni LViewEnc LViewHB Mdynamic HBox1 HBox2 HBox3 HBox4 LViewCom V Uni Paderborn

C Mstatic Mdynamic V MMA State Diagram PlayMusic do Music(M) Uni LViewEnc LViewHB Mdynamic HBox1 HBox2 HBox3 HBox4 LViewCom V Uni Paderborn

OMMMA-Tools Uni Paderborn UML-basierte Modellierung von MM-Anwendungen Modellierung‘99 StS 12.03.99 14

Ausblick: Resultate & Perspektiven Uni Paderborn OMMMA-L: UML-basierte Diagrammsprache zur OO-Modellierung von Multimedia-Anwendungen Zuordnung von MM-Anwendungsaspekten zu Diagrammtypen Konstrukte für spezifische MMA-Eigenschaften: Sequenzdiagramm & Layoutdiagramm Pragmatik: Richtlinien für Kombination der Diagramme zu integriertem & konsistentem Anwendungsmodell Verfeinertes Metamodell: Syntax und statische Semantik OMMMA-Tools: Entwicklung eines Editors & Konsistenz-Checkers mit Anbindung an Rational Rose 98 größere Anwendungsbeispiele modellieren Codegenerierungskomponente nach Java Komposition und Dekomposition in Diagrammen UML-basierte Modellierung von MM-Anwendungen Modellierung‘99 StS 12.03.99 15

Vision: Spezialisierte Modellierungssprachen Uni Paderborn View Model Controller UML MVC generische low-level Modellierungssprache OMMMA-L MVCMM Multimedia als „generische Domäne“ (V) M C VMM MMM CMM MultimediaModel Einfluß Erweiterung/Spezialisierung: Syntax; Semantik; Pragmatik Evolution UML-basierte Modellierung von MM-Anwendungen Modellierung‘99 StS 12.03.99 16

Vision: Spezialisierte Modellierungssprachen Uni Paderborn View Model Controller UML MVC generische low-level Modellierungssprache OMMMA-L MVCMM Multimedia als „generische Domäne“ DomainMMMLs MVCDMM + domänenspez. Sprachelemente (V) M C VMM MMM CMM MultimediaModel VDMM MDMM CDMM DomainMultimediaModel Einfluß Erweiterung/Spezialisierung: Syntax; Semantik; Pragmatik Evolution UML-basierte Modellierung von MM-Anwendungen Modellierung‘99 StS 12.03.99 16

Vision: Spezialisierte Modellierungssprachen Uni Paderborn View Model Controller UML MVC generische low-level Modellierungssprache OMMMA-L MVCMM Multimedia als „generische Domäne“ DomainMMMLs MVCDMM + domänenspez. Sprachelemente (V) M C VMM MMM CMM MultimediaModel VDMM MDMM CDMM DomainMultimediaModel Abb. auf generischen Formalismus Einfluß Metamodell - Stereotyping + Constraints Evolution UML-basierte Modellierung von MM-Anwendungen Modellierung‘99 StS 12.03.99 16