64-370 Vorlesung Modellierung verteilter Systeme
Lehrende:
Dr. Michael Köhler-Bußmeier; Dr. Daniel Moldt
Zeit/Ort:
Di 10 - 12, G-021/022
Kommentare/ Inhalte:
Grundsätzlich wird im Modul MVS die Modellierung verteilter Systeme adressiert. Da Nebenläufigkeit, Nicht-Determinismus, Konflikt, Konfusion, etc. allgegenwärtige Phänomene in verteilten und komplexen Systemen sind, werden diese systematisch untersucht. Dabei dienen (höhere) Petrinetze als beispielhafte Modellierungstechnik, die diese Phänomene in jeweils angemessener Weise repräsentieren können.
Eine angemessene Übertragung auf einfachere Modellierungstechniken für die konkrete Entwicklung von Systemen, wie z.B. BPMN, eEPKs, die UML-Modellierungstechniken oder Programmiersprachen, wird jeweils Gegenstand einzelner Veranstaltungen.
Zudem wird die Verwendung von Modellierungstechniken, -methoden, -konzepten und -werkzeugen in agenten- und organisationsorientierten Softwareentwicklungsansätzen intensiv diskutiert. Als Anwendungsgebiet für verteilte Systeme werden große Organisationen und ihre Anforderungen an Software-Systeme herangezogen.
Neben der konzeptionellen Thematik wird explizit die konkrete Umsetzung in Form von Modellierung mittels Modellierungstechniken und konkreter Werkzeuge behandelt. Dabei werden höhere Petrinetze eine herausgehobene Rolle spielen.
Lernziel:
Die Frage nach der richtigen Modellierungstechnik in einem bestimmten Kontext erfordert, dass die Beteiligten sowohl die Anwendungsdomäne als auch die informatischen Verfahren und Konzepte beherrschen. Dazu werden in diesem Modul sowohl wichtige Systemeigenschaften als auch geeignete Techniken, Methoden und Werkzeuge zur Bearbeitung erlernt. Die konzeptionellen Grundlagen werden vorwiegend mit Hilfe fortgeschrittener Verfahren (wie z.B. aus dem Gebiet der Petrinetze, Objekt-, Agenten-, Dienst- und Organisationsorientierung) vermittelt. Möglichkeiten der konkreten Umsetzung werden sowohl während der Vorlesungszeit als integrierte Übung als auch in den Übungen erlernt.
Vorgehen:
In dieser Vorlesung wird in relativ elementarer Form ein Überblick über verschiedene Modellierungs- und Analyse-Techniken gegeben, der anhand von höheren Petrinetzen, insbesondere Referenznetzen, zielgerichtet vertieft wird. Es wird ein interaktiver Vortragsstil geboten werden, der durch Beteiligung der Teilnehmenden den Stoff unmittelbar verständlich macht. Im Zentrum stehen grundlegende Paradigmen, Phänomene, Konzepte, Verfahren und Ansätze. Die Übertragung auf praktische Kontexte im Rahmen informatischer Tätigkeiten wird fortwährend diskutiert.
Als Beststandteil der Vorlesungen werden integrierte Übungen stattfinden in denen die Einführung in die Benutzung einiger Werkzeuge erfolgt. Zudem wird in diesen integrierten Übungen in Teams an konkreten kleineren Aufgaben gearbeitet, um das erworbene Wissen unmittelbar anzuwenden.
Teilnehmende erproben konkrete Modellierungsverfahren intensiv in der zum Modul gehörenden Übung, die während der Vorlesungszeit abgehalten wird, oder vertiefen die praktischen und theoretischere Anteile im Kontext der Blockveranstaltung.
Der Einsatz einer gemeinsam bearbeiteten Dokumentation der Veranstaltung wird mit Hilfe einer Lernunterstützungsumgebung ermöglicht. Dadurch werden die Inhalte zeitnah reflektiert und gemeinsam von den Teilnehmenden und den Veranstaltern bearbeitet. Zudem werden wir Jira/Confluence/Redmine/Git/Renew zur Unterstützung einsetzen.
Materialien werden in der OpenOlat-Umgebung https://www.openolat.uni-hamburg.de/dmz/ bereitgestellt. Eine Anmeldung von allen Teilnehmenden mittels der Benutzerkennung, z.B. BAO1234, der Universtität ist für die Nutzung daher zwingend notwendig.
Hinweis: Bitte melden Sie sich so früh wie möglich (bis Ende März) mindestens einmal mit der B-Kennung im OpenOlat-System unter dem Link oben an, damit sie gleich zu Beginn des Semesters Zugang zu allen Materialien haben.
Literatur:
Auszüge insbesondere aus:
- W. Reisig: Petrinetze: Modellierungstechnik, Analysemethoden, Fallstudien, Vieweg+Teubner, Berlin 2010
- L. Cabac: Modeling Petri Net-Based Multi-Agent Applications. Disseration, Universität Hamburg, https://ediss.sub.uni-hamburg.de/volltexte/2010/4666/ 2010
Weitere Inhalte kommen aus:
- C. Girault and R. Valk: Petri Nets for Systems Engineering - A Guide to Modeling, Verification, and Applications. Springer, Berlin 2003
- W. Reisig: Elements of Distributed Algorithms, Springer, Berlin 1998
- K. Jensen: Coloured Petri Nets, EATCS-Monographs, Springer, Berlin 1992
- E. Jessen und R. Valk: Rechensysteme -- Grundlagen der Modellbildung, Springer, 1987
- M. Wester-Ebbinghaus, Von Multiagentensystemen zu Multiorganisationssystemen - Modellierung auf Basis von Petrinetze. Disseration, Universität Hamburg, https://ediss.sub.uni-hamburg.de/volltexte/2011/4974/ 2011
Die einzelnen Literaturabschnitte werden im Laufe der Veranstaltung bekannt gegeben.
Zusätzliche Hinweise zu Prüfungen:
Dieses Modul mit dem Titel "Modellierung verteilter Systeme (MVS)" unterteilt sich in die gleichnamige Vorlesung mit integrierten Übungen am Dienstag und Donnerstag sowie die Übungen. Eine Übung wird durchgehend vorlesungsbegleitend wöchentlich abgehalten und die andere zu einem großen Teil als Blocktermin in der vorlesungsfreien Zeit mit einem seminarartigen Anteil.
Die vorlesungsbegleitende Arbeit mit der Lernunterstützungsumgebung ist für beide Übungsgruppen verpflichtend.
Für das Bestehen der Vorlesung sind OpenOlat-Tests erfolgreich zu bestehen.
Die in die Vorlesung integrierten Übungen sind von allen Teilnehmenden zeitnah selbstständig zu bearbeiten und gegebenenfalls abzugeben.
Für die 64-372 Übung / die Blockveranstaltung besteht Präsenzpflicht.