Modellbasierte Softwareentwicklung (InfM-MBSE)

Zeit und Ort: Donnerstag, 8–12 Uhr, D-125/129
Leitung:  Prof. Dr. Matthias Riebisch und Leif Bonorden
Material und Zeitplan: siehe Moodle-Kurs

Inhalte

• Die Komplexität der heute entwickelten Softwaresysteme nimmt stetig zu. Die Entwicklung wird dadurch immer aufwändiger und fehleranfälliger.
• Die Entstehung von Fehlern bei Problembeschreibung und bei Lösungsumsetzung können weitgehend vermieden werden, wenn das angestrebte Systemverhalten auf abstrakter Ebene – als Modell – beschrieben und durch sukzessive Verfeinerungen bis zur Implementierungsebene konkretisiert wird. Der Themenbereich Modellbasierte Softwareentwicklung bezeichnet sämtliche softwaretechnischen Ansätze, die diese modellbasierte Vorgehensweise unterstützen, um
  • durch Modelle komplexe Zusammenhänge für den Entwickler besser erfassbar zu machen - beispielsweise für Weitergabe und Konservierung von Wissen,
  • werkzeuggestützte Verifikation und Validation zu ermöglichen – beispielsweise zur Fehlervermeidung und zur formalen Überprüfung von Konsistenzeigenschaften, sowie
  • durch Automatisierung von Tätigkeiten – beispielsweise für Testfallgenerierung, Codegenerierung - den Aufwand zu verringern und die geforderten Eigenschaften von Systemen zu erreichen.
• Im Rahmen dieses Moduls werden unterschiedliche modellbasierte Methoden, Modellierungssprachen, Techniken und Werkzeuge zur Unterstützung des gesamten Softwarelebenszyklus behandelt. Besonderes Gewicht haben Modelle der Softwaretechnik, insbesondere UML, SysML und Techniken der Modelltransformation sowie Domain Specific Languages (DSL). Darüber hinaus werden Querbezüge zu Modellierungstechniken für Informationssysteme, Verteilte Systeme, Workflowsysteme und Organisationen sowie zum Zweck der Systemanalyse hergestellt.

Lernziel: Die Teilnehmenden kennen verschiedene Methoden und Werkzeuge der modellbasierten Softwareentwicklung, ihre Einsatzbereiche und Möglichkeiten. Sie besitzen Kenntnisse und Fähigkeiten der Modellierung und können diese in der Softwareentwicklung und zur Verifikation einsetzen. Sie sind in der Lage, Modelltransformationen und DSLs weiterzuentwickeln und einzusetzen. Sie kennen Werkzeuge zur Modelltransformation, Verifikation und Validation. Sie können Querbezüge zu Modellierungstechniken für Informationssysteme, Verteilte Systeme, Workflowsysteme und Organisationen sowie zum Zweck der Systemanalyse herstellen.

Lehrveranstaltungen

Das Modul InfM-MBSE Modellbasierte Softwareentwicklung besteht aus den Lehrveranstaltungen 64-440 Vorlesung Modellbasierte Softwareentwicklung und 64-441 Übungen/Seminar Modellbasierte Softwareentwicklung.

Einordnung ins Studium – Voraussetzungen

Das Modul InfM-MBSE Modellbasierte Softwareentwicklung ist

• im Studiengang M.Sc. Informatik dem Bereich Vertiefung,
• im Studiengang M.Sc. ITMC dem Wahlpflichtbreich IT-Entwicklung,
• im Studiengang M.Sc. Wirtschaftsinformatik dem Wahlpflichtbereich sowie der Spezialisierung Informationssysteme,
• im Studiengang M.Sc. Bioinformatik dem Wahlpflichtbereich Informatik

zugeordnet. Für die Teilnahme existieren keine formalen Voraussetzungen, aber inhaltlich sind Vorkenntnisse im Bereich der Softwaretechnik (z.B. im Rahmen des Bachelor-Moduls InfB-SWT Softwaretechnik) hilfreich.

Prüfung

Studien-/Prüfungsleistungen sind eine Seminararbeit (Referat und schriftliche Ausarbeitung), für die zu zweit/dritt ein Thema bearbeitet wird, sowie eine mündliche Prüfung nach Ende der Vorlesungszeit.

Material

Die Vorlesung stützt sich auf das Buch:

Tim Weilkiens, Alexander Huwaldt, Jürgen Mottok, Stephan Roth, Andreas Willert:
Modellbasierte Softwareentwicklung für eingebettete Systeme verstehen und anwenden
Dpunkt.Verlag 2018, ISBN 978-3-86490-524-7

Mehrere Exemplare sowie die Online-Ausgabe sind in der Informatik-Bibliothek verfügbar.

Weitere wichtige Werke sind Fowler: Domain-specific languages (Addison-Wesley, 2011)
und Brambilla et al.: Model-driven Software Engineering in Practice (Morgan and Claypool Life Sciences, 2017). 

Vorlesungsmaterialen werden im Kurs bereitgestellt, die unter anderem Fragen zur Wiederholung und Prüfungsvorbereitung enthalten und die Basis für Mitschriften darstellen. Die Materialien enthalten in einzelnen Abschnitten Hinweise auf weiterführende Literatur.

Für die Seminararbeiten werden individuelle Literatur-Hinweise gegeben. Die Studierenden recherchieren selbstständig weiteres Material.