Distributed and Self-organizing Computer Systems • Prof. Gaedke             VSR|EDUOberseminar Informatik                 ...
Agenda   Beiträge und Motivation   Grundlagen und Prinzipien   Vorgehensmodell   Methode   Werkzeug   Formalismus  ...
Beiträge und Motivation Thema: Ganzheitlicher Ansatz zur  Anwendungsentwicklung für Intelligenten  Umgebungen im Web Engi...
Intelligente Umgebungen  Software A Software B                                                                            ...
Konstruktive Elemente                        Werkzeuge                                     Formalismen                    ...
Konstruktive Elemente • Entwicklung konstruktiver Elemente für die     Anwendungsentwicklung        • Prinzipien für die A...
Grundlagen                                        Web-                          Web-                                      ...
Distributed and Self-organizing Computer Systems • Prof. GaedkeGrundlagenPRINZIPIEN© 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Pro...
Prinzipien Evolution Wiederverwendung Sicherheit Benutzerinterkation Abstraktion von Daten Systematische Erstellung ...
Prinzipien: Evolution Evolutionsfähige Systeme  • Unterliegen stetigem Wandel  • i.d.R. nicht vollständig spezifiziert  •...
Prinzipien: Evolution Evolution der Domänenmenge   • Erweiterung des Systems um zusätzliche     Anwendungsdomänen   • ste...
Prinzipien: Evolution (II)                                                                              Anwendungsdomäne  ...
Prinzipien: Wiederverwendung Horizontale Wiederverwendung  • Fördert Wiederverwendung von konkreten    Softwareartefakten...
Prinzipien: Wiederverwendung                            Anwendungsdomäne                                          Anwendun...
Prinzipien: Sicherheit Hier: Föderativer Zugriff auf Daten und Funktionalität Authentifizierung   • Überprüfung einer Id...
Prinzipien: Benutzerinteraktion Benutzersicht  • Einheitliche Benutzerschnittstellen  • Einheitlicher Zugriff auf Geräte...
Prinzipien: Abstraktion von Daten Repräsentation  • Darstellung nicht durch Ursprung oder Format      eingeschränkt oder ...
Prinzipien: Erstellung & Strukturierung Zusammenführen heterogener Datenquellen  • Unterschiedliche Formate und Strukture...
Prinzipien: Verwendung von Metadaten Semantik der Daten nicht global bekannt Beschreibung von Daten mittels Metadaten I...
Prinzipien: Verknüpfung von Daten Kontinuierlicher Datenstrom Keine in sich geschlossene Dateneinheiten Verknüpfung der...
Distributed and Self-organizing Computer Systems • Prof. GaedkeWebComposition/WBSVORGEHENSMODELL© 2011 Dipl.-Inform. Andre...
Vorgehensmodell: Ausganssituation  • Neue Infrastrukturkomponenten  • Außerbetriebnahme im Einsatz befindlicher      Kompo...
Vorgehensmodell: Problemstellung                                     Passive Systemevolution                              ...
Vorgehensmodell: Problemstellung Einfache Umsetzung und Implementierung des  Vorgehensmodells Ausdünnung und einfache An...
Vorgehensmodell: WebComposition/WBS Ausganspunkt:  WebComposition  Vorgehensmodell                                       ...
WebComposition/WBS Dreistufiges Lösungskonzept Additiv zum WebComposition Vorgehensmodell Systemanalyse   • Analyse geä...
WebComposition/WBS                                           Identifikation neuer/geänderter                              ...
Systemanalyse Neue und geänderter Systemkomponenten  identifizieren  • Domänenspezifische Evolution beachten  • Evolution...
Systementwurf Funktionsanalyse  • Basiert auf Klassifizierung von    Systemkomponenten und der    Funktionalitätsdefiniti...
Systemevolution Komponentenevolution  • Adaption, Anpassung existierender Komponenten  • Komposition, Kombination der Fun...
Wiederverwendungsrepositorium Ablage von Prozessartefakten  • Systemmodell  • Datenstrukturen  • Domänenfunktionalität  •...
Wiederverwendungsrepositorium     Metadaten                     Systemmodell     Metadaten                    Datenstruktu...
Distributed and Self-organizing Computer Systems • Prof. GaedkeWebComposition/TestMETHODEN© 2011 Dipl.-Inform. Andreas Hei...
Methoden: Ausgangssituation Testen im Web Engineering ein offener  Forschungspunkt Mangelndes Bewusstsein bzgl. Entwurfs...
Methoden: Problemstellung Risikominimierung durch Testen  • Was ist zu testen?  • Wann wird getestet?  • Wie wird geteste...
WebComposition/Test Testen = Verifikation + Validierung Verifikation  • Untersuchung nicht ausführbarer Artefakte  • Kor...
WebComspoition/Test Phasen  • Wann wird getestet Testobjekte  • Was wird getestet, was wird nicht getestet Qualitätsmer...
WebComposition/Test                                         Phasen                Evolutionsdurchführung                  ...
WebComposition Testmodell                                  Iteration t                                                    ...
Ressourcenbasiertes Testen REST-Architekturstil  • Client-Server  • Zustandslosigkeit  • Caching  • Schnittstelle  • Mehr...
Fehlerklassifikation Ubiquitäres Versagen  • Beobachtung eines Fehlers spiegelt nicht den      zugrundeliegenden Defekt w...
Fehlerklassifikation Klassifikation  • Geräteversagen  • Netzwerkversagen  • Dienstversagen  • Anwendungsversagen  • Web-...
Risikomodell                                                        4        5           6                             Ris...
Priorisierung                                                          Geräteversagen                                     ...
Distributed and Self-organizing Computer Systems • Prof. GaedkeWebComposition/DGSWERKZEUG© 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil...
Werkzeug: Ausgangssituation Hardwarekomponenten Softwarekomponenten Unterschiedliche Technologien zur  Verknüpfung Kei...
Werkzeug: Problemstellung Abstraktion von Daten   • Einheitliche Sicht auf Informationsquellen Systematische Erstellung ...
WebComposition/DGS                                            HTTP-Schnittstelle (REST)                    XML-RPC-Schnitt...
WebComposition/DGS Zweischichtiges Komponentenmodell Hohes Maß an Wiederverwendung Einfache Substitution oder Konvertie...
DGS Komponentenmodell (1)           WebComposition/DGS                                                                    ...
DGS Komponentenmodell (2)            Verbunddienst                                                               Authentif...
Ressourcenmodell (1)                                  Container (http://vsr.tu-chemnitz.de)                               ...
Ressourcenmodell (2)                                                                                 <rdf:Description rdf:...
Distributed and Self-organizing Computer Systems • Prof. GaedkeWebComposition/WCSFORMALISMUS© 2011 Dipl.-Inform. Andreas H...
Formalismus: Ausganssituation Formale Beschreibung schwierig  • Hohe Änderungsrate der Systemlandschaft  • Momentaufnahme...
Formalismus: Problemstellung Integration des Formalismus  • Kombination der formalen Beschreibung mit      graphischer No...
WebComposition/WCS Basierend auf dem Ambient Kalkül Beschreibung von Ressourcen (Ambients) …  •   Eindeutige Identifikat...
Active-Folder                            m                               mn                               n               ...
WAM-Modell Parent I/O      ∇n〈M〉 ≡ mv in or.mv in os.                          Ambient I/O      〈M〉rinvoke ≡ ∇ws〈param〉   ...
Unterstützung der Systemevolution Überführung der graphischen WAM-Notation  in WAM-RDF und zurück Überführung der System...
Distributed and Self-organizing Computer Systems • Prof. GaedkePraktischeUMSETZUNG © 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Pro...
Umsetzung Weiterentwicklung des WebComposition/DGS  an der VSR                                               WebCompositi...
Anwendungsszenario e-Home Microsoft Research und fischertechnik  © 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Professur VSR ∙ Faku...
Anwendungsszenario Sensornetzwerk Freie Universität Berlin und Microsoft Research  © 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Pr...
Anwendungsszenario Unternehmensdaten (1) TU Chemnitz                                                          Einstiegsse...
Anwendungsszenario Unternehmensdaten (2) International Society for Web Engineering                                       ...
Zusammenfassung Effektive Anwendungsentwicklung auf Basis  der vorgestellten Prinzipien ist für Intelligente  Umgebungen ...
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Anwendungsentwicklung fuer Intelligente Umgebungen im Web Engineering

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Presentation of the WebComposition supporting system for intelligent environments and distributed systems. Introduction to the core elements, the seven principles, the tools, methods and approaches of the WebComposition process model for Web-based systems.

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  • Part://Vorlesung PVS
  • Anwendungsentwicklung fuer Intelligente Umgebungen im Web Engineering

    1. 1. Distributed and Self-organizing Computer Systems • Prof. Gaedke VSR|EDUOberseminar Informatik Anwendungsentwicklung für Intelligente Umgebungen im Web Engineering Dipl.-Inform. Andreas Heil Fakultät für Informatik Professur für Verteilte und Selbstorganisierende Rechnersysteme andreas.heil@informatik.tu-chemnitz.de Sept. 1st, 2007 Tools for Schools Vorlesung PVS |
    2. 2. Agenda Beiträge und Motivation Grundlagen und Prinzipien Vorgehensmodell Methode Werkzeug Formalismus Praktische Anwendung Zusammenfassung © 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Professur VSR ∙ Fakultät für Informatik ∙ TU Chemnitz Oberseminar Informatik | 2
    3. 3. Beiträge und Motivation Thema: Ganzheitlicher Ansatz zur Anwendungsentwicklung für Intelligenten Umgebungen im Web Engineering Ziel: Entwicklung konkreter konstruktiver Elemente für die Anwendungsentwicklung Vision: Die ingenieurmäßig, d.h. planbare, kosteneffiziente als auch technisch fundierte Entwicklung von Anwendungen für Intelligente Umgebungen zu ermöglichen © 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Professur VSR ∙ Fakultät für Informatik ∙ TU Chemnitz Oberseminar Informatik | 3
    4. 4. Intelligente Umgebungen Software A Software B Externe Kommunikation Steuerung Daten PC Gebäudeautomation Daten Daten Steuerung Infrastruktur A Infrastruktur B Daten- austausch © 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Professur VSR ∙ Fakultät für Informatik ∙ TU Chemnitz Oberseminar Informatik | 4
    5. 5. Konstruktive Elemente Werkzeuge Formalismen Prinzipien Methoden Vorgehensmodell © 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Professur VSR ∙ Fakultät für Informatik ∙ TU Chemnitz Oberseminar Informatik | 5
    6. 6. Konstruktive Elemente • Entwicklung konstruktiver Elemente für die Anwendungsentwicklung • Prinzipien für die Anwendungsentwicklung in Intelligenten Umgebungen • Geeignetes Vorgehensmodell mit evolutionärem Charakter zur systematischen und strukturierten Entwicklung, Betrieb und Weiterentwicklung • Methoden zur Risikominimierung zur effizienten und kostengünstigen Entwicklung • Werkzeuge zur zielorientierten Entwicklung • Formalismen zur differenzierten Abstraktion der Ereignisbeschreibung zur methodischen Analyse © 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Professur VSR ∙ Fakultät für Informatik ∙ TU Chemnitz Oberseminar Informatik | 6
    7. 7. Grundlagen Web- Web- Semantik Föderation Anwendungen Dienste WebIntelligente Umgebung Daten Metadaten Kontext Daten Sensorik Aktuatorik WAN LAN Drahtlosnetzwerk Infrastruktur © 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Professur VSR ∙ Fakultät für Informatik ∙ TU Chemnitz Oberseminar Informatik | 7
    8. 8. Distributed and Self-organizing Computer Systems • Prof. GaedkeGrundlagenPRINZIPIEN© 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Professur VSR ∙ Fakultät für Informatik ∙ TU Chemnitz Oberseminar Informatik | 8
    9. 9. Prinzipien Evolution Wiederverwendung Sicherheit Benutzerinterkation Abstraktion von Daten Systematische Erstellung und Strukturierung von Daten Verwendung von Metadaten Verknüpfung von Daten © 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Professur VSR ∙ Fakultät für Informatik ∙ TU Chemnitz Oberseminar Informatik | 9
    10. 10. Prinzipien: Evolution Evolutionsfähige Systeme • Unterliegen stetigem Wandel • i.d.R. nicht vollständig spezifiziert • teilweise Implementierung • ausreichend funktionsfähig um aktuelle Probleme zu lösen © 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Professur VSR ∙ Fakultät für Informatik ∙ TU Chemnitz Oberseminar Informatik | 10
    11. 11. Prinzipien: Evolution Evolution der Domänenmenge • Erweiterung des Systems um zusätzliche Anwendungsdomänen • stellt neue Funktionalität bereit Domänenspezifische Evolution • Erweitert und verbessert existierende Anwendungsdomänen • ändert existierende Funktionalität Föderative Evolution • Erweiterung um durch Dritte bereitgestellte Funktionalität Passive Systemevolution • Veränderung des Leistungsumfangs einer Anwendungsdomäne durch hinzugewonnene oder verlorengegangene Funktionalität © 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Professur VSR ∙ Fakultät für Informatik ∙ TU Chemnitz Oberseminar Informatik | 11
    12. 12. Prinzipien: Evolution (II) Anwendungsdomäne Evolutionsbus Organisation B Anwendungsdomäne Organisation A Anwendungsdomäne Evolution der Domänenmenge Domänenspezifische Evolution Passive Systemevolution Föderative Evolution © 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Professur VSR ∙ Fakultät für Informatik ∙ TU Chemnitz Oberseminar Informatik | 12
    13. 13. Prinzipien: Wiederverwendung Horizontale Wiederverwendung • Fördert Wiederverwendung von konkreten Softwareartefakten innerhalb einer Phase • Geringe Änderungsrate < 25% Vertikale Wiederverwendung • Wiederverwendung von entwicklungsbezogenem Fachwissen über eine Phasen hinweg und betrifft Entwicklung, Qualitätssicherung und Entwurf Wiederverwendung von Domänenwissen • Übertragung von Fachwissen auf Anwendungsdomänen mit ähnlichem Sachverhalt • Einmal entwickelte Konzepte mit minimaler Anpassung wiederzuverwenden © 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Professur VSR ∙ Fakultät für Informatik ∙ TU Chemnitz Oberseminar Informatik | 13
    14. 14. Prinzipien: Wiederverwendung Anwendungsdomäne Anwendungsdomäne Evolution Lebenszyklus Komponente Entwurf Domänenwissen Analyse Fachwissen Anwendungsdomäne © 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Professur VSR ∙ Fakultät für Informatik ∙ TU Chemnitz Oberseminar Informatik | 14Vertikale Wiederverwendung Horizontale Wiederverwendung Wiederverwendung von Domänenwissen
    15. 15. Prinzipien: Sicherheit Hier: Föderativer Zugriff auf Daten und Funktionalität Authentifizierung • Überprüfung einer Identität mittels Benutzername und Kennwort Autorisierung • Einräumung und Zuweisung von Zugriffsrechten auf Daten und Funktionalität Datenschutz • Schutz personen- und organisationsbezogener Daten Data Governance • Generell geregelter Umgang, Speicherung, Verarbeitung und Verbreitung von Daten • Beinhaltet Überwachung und Management von Personen- und organisationsbezogener Daten © 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Professur VSR ∙ Fakultät für Informatik ∙ TU Chemnitz Oberseminar Informatik | 15
    16. 16. Prinzipien: Benutzerinteraktion Benutzersicht • Einheitliche Benutzerschnittstellen • Einheitlicher Zugriff auf Geräte Entwicklersicht • Einfache Erweiterung und Anpassung • Nachträgliche Anpassung in kurzen Zyklen © 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Professur VSR ∙ Fakultät für Informatik ∙ TU Chemnitz Oberseminar Informatik | 16
    17. 17. Prinzipien: Abstraktion von Daten Repräsentation • Darstellung nicht durch Ursprung oder Format eingeschränkt oder vorgegeben Abstraktion • Anbindung von unterschiedlichen Datenquellen • Einheitliche Sicht auf Informationsquellen unterschiedlichsten Typs © 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Professur VSR ∙ Fakultät für Informatik ∙ TU Chemnitz Oberseminar Informatik | 17
    18. 18. Prinzipien: Erstellung & Strukturierung Zusammenführen heterogener Datenquellen • Unterschiedliche Formate und Strukturen Systematische Erstellung und Strukturierung Einheitliche Darstellung informationstechnischer Einheiten zur algorithmischen Verarbeitung © 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Professur VSR ∙ Fakultät für Informatik ∙ TU Chemnitz Oberseminar Informatik | 18
    19. 19. Prinzipien: Verwendung von Metadaten Semantik der Daten nicht global bekannt Beschreibung von Daten mittels Metadaten Interpretation von Daten unabhängig von Struktur, Art oder Quelle Evolution der Lösung nicht durch Art oder Struktur der Daten eingeschränkt Ermöglichen den Informationsraum einer Intelligenten Umgebung zu definieren © 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Professur VSR ∙ Fakultät für Informatik ∙ TU Chemnitz Oberseminar Informatik | 19
    20. 20. Prinzipien: Verknüpfung von Daten Kontinuierlicher Datenstrom Keine in sich geschlossene Dateneinheiten Verknüpfung der Daten zur fortwährenden Ausweitung des Informationsraums Traversierung des Informationsraums © 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Professur VSR ∙ Fakultät für Informatik ∙ TU Chemnitz Oberseminar Informatik | 20
    21. 21. Distributed and Self-organizing Computer Systems • Prof. GaedkeWebComposition/WBSVORGEHENSMODELL© 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Professur VSR ∙ Fakultät für Informatik ∙ TU Chemnitz Oberseminar Informatik | 21
    22. 22. Vorgehensmodell: Ausganssituation • Neue Infrastrukturkomponenten • Außerbetriebnahme im Einsatz befindlicher Komponenten • Ausfall von Systemkomponenten • Änderungen aufgrund von Benutzerwünschen • Neue technische Anforderungen und technische Weiterentwicklung • Neue externe Dienstleister und Datenquellen • Zeitgleiche Entwicklung verschiedener Teilsystem durch unterschiedliche Organisationseinheiten © 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Professur VSR ∙ Fakultät für Informatik ∙ TU Chemnitz Oberseminar Informatik | 22
    23. 23. Vorgehensmodell: Problemstellung Passive Systemevolution Neue SystemkomponentenIntelligente Umgebung Entwicklungs- Entwicklungs- fortschritt fortschritt Entwicklungs- fortschritt Geändertes Anwendungslandschaft Stabiles Teilsystem Benutzerverhalten Anwendung/Teilsystem Evolutionseffekt Entwicklungsprozess bidirektionaler Evolutionseffekt © 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Professur VSR ∙ Fakultät für Informatik ∙ TU Chemnitz Oberseminar Informatik | 23
    24. 24. Vorgehensmodell: Problemstellung Einfache Umsetzung und Implementierung des Vorgehensmodells Ausdünnung und einfache Anpassung (Tailoring) Für weitere Systemkomponenten offenes Vorgehensmodell Nachhaltige Entwicklung Teilprojekte in unterschiedlichen Entwicklungsphasen Evolution der Funktionalität (Berücksichtigung d. passiven Systemevolution) Unterstützung von Risikomanagement Wiederverwendungsorientiertes Vorgehensmodell Komponentenorientiertes Vorgehensmodell © 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Professur VSR ∙ Fakultät für Informatik ∙ TU Chemnitz Oberseminar Informatik | 24
    25. 25. Vorgehensmodell: WebComposition/WBS Ausganspunkt: WebComposition Vorgehensmodell Evolutions- analyse Evolutions- durchführung Evolutions- design © 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Professur VSR ∙ Fakultät für Informatik ∙ TU Chemnitz Oberseminar Informatik | 25
    26. 26. WebComposition/WBS Dreistufiges Lösungskonzept Additiv zum WebComposition Vorgehensmodell Systemanalyse • Analyse geänderter und neuer Systemkomponenten • Strategische Planung auf Basis des Ist-Zustandes des Systems Systementwurf • Detaillierte Funktionsanalyse • Wiederverwendung von Komponenten, Wiederverwendung von Domänenwissen und Neuentwicklung Systemevolution • Anwendung zuvor erstellter Komponenten • Behandlung gegenseitiger Beeinflussungen von Systemkomponenten • Modellverifikation und -evolution Wiederverwendungsrepositorium • Speicherung von Prozessartefakten © 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Professur VSR ∙ Fakultät für Informatik ∙ TU Chemnitz Oberseminar Informatik | 26
    27. 27. WebComposition/WBS Identifikation neuer/geänderter Systemkomponenten Systemkomponenten- klassifizierung Definition des Evolutionsraumes Systemanalyse Evolutionsanalyse Komponentenevolution Wiederverwendungs- repositorium Funktionsanalyse Domäneneffekt Komponentenentwicklung Modellverifikation Modellierung Systemevolution Systementwurf Evolutionsdurchführung Evolutionsdesign © 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Professur VSR ∙ Fakultät für Informatik ∙ TU Chemnitz Oberseminar Informatik | 27
    28. 28. Systemanalyse Neue und geänderter Systemkomponenten identifizieren • Domänenspezifische Evolution beachten • Evolution der Domänenmenge Systemkomponenten klassifizieren • Prüfen ob auf bereits vorhanden Funktionalität zurückgegriffen werden kann • Möglichkeit der Adaption existierender Komponenten Definition des Evolutionsraums • Strategische Planung d. Funktionalitätsdefinition © 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Professur VSR ∙ Fakultät für Informatik ∙ TU Chemnitz Oberseminar Informatik | 28
    29. 29. Systementwurf Funktionsanalyse • Basiert auf Klassifizierung von Systemkomponenten und der Funktionalitätsdefinition • Spezifikation der benötigten Funktionalität Komponentenentwicklung • Neuentwicklung von Komponenten Modellierung • Überarbeitung des Systemmodells und der neuen Beziehungen zwischen Komponenten © 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Professur VSR ∙ Fakultät für Informatik ∙ TU Chemnitz Oberseminar Informatik | 29
    30. 30. Systemevolution Komponentenevolution • Adaption, Anpassung existierender Komponenten • Komposition, Kombination der Funktionalität mehrere existierender Komponenten Domäneneffekt • Evolution aufgrund gegenseitiger Beeinflussung neuer und angepasster Systemkomponenten Modellverifikation • Abgleich zwischen Modell und Ist-Zustand des Systems © 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Professur VSR ∙ Fakultät für Informatik ∙ TU Chemnitz Oberseminar Informatik | 30
    31. 31. Wiederverwendungsrepositorium Ablage von Prozessartefakten • Systemmodell • Datenstrukturen • Domänenfunktionalität • Benutzerschnittstellen • Geschäftslogik © 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Professur VSR ∙ Fakultät für Informatik ∙ TU Chemnitz Oberseminar Informatik | 31
    32. 32. Wiederverwendungsrepositorium Metadaten Systemmodell Metadaten Datenstrukturen Metadaten Daten Metadaten Domänenfunktionalität Betrieb Metadaten Benutzerschnittstellen Wiederverwendungs- repositorium Metadaten Geschäftslogik Anwendungsentwicklung Wiederverwendung nutzt © 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Professur VSR ∙ Fakultät für Informatik ∙ TU Chemnitz Oberseminar Informatik | 32
    33. 33. Distributed and Self-organizing Computer Systems • Prof. GaedkeWebComposition/TestMETHODEN© 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Professur VSR ∙ Fakultät für Informatik ∙ TU Chemnitz Oberseminar Informatik | 33
    34. 34. Methoden: Ausgangssituation Testen im Web Engineering ein offener Forschungspunkt Mangelndes Bewusstsein bzgl. Entwurfs- und Entwicklungsprozessen in der Praxis Keine einheitlichen Ansätze im herkömmliches Testen für Intelligente Umgebungen © 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Professur VSR ∙ Fakultät für Informatik ∙ TU Chemnitz Oberseminar Informatik | 34
    35. 35. Methoden: Problemstellung Risikominimierung durch Testen • Was ist zu testen? • Wann wird getestet? • Wie wird getestet? • Was wird nicht getestet? Risikomanagement • Kosteneffizienter Umgang mit unerwarteten Situationen © 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Professur VSR ∙ Fakultät für Informatik ∙ TU Chemnitz Oberseminar Informatik | 35
    36. 36. WebComposition/Test Testen = Verifikation + Validierung Verifikation • Untersuchung nicht ausführbarer Artefakte • Korrekter Entwurf • Wird das Richtige entwickelt? Validierung • Untersuchung ausführbarer Artefakte • Sicherstellung von System- und Komponenteneigenschaften • Wurde richtig entwickelt? © 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Professur VSR ∙ Fakultät für Informatik ∙ TU Chemnitz Oberseminar Informatik | 36
    37. 37. WebComspoition/Test Phasen • Wann wird getestet Testobjekte • Was wird getestet, was wird nicht getestet Qualitätsmerkmale • Welche Aspekte werden getestet © 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Professur VSR ∙ Fakultät für Informatik ∙ TU Chemnitz Oberseminar Informatik | 37
    38. 38. WebComposition/Test Phasen Evolutionsdurchführung Zuverlässigkeit Funktionalität Recoverability Nutzbarkeit Evolutionsdesign Effizienz Evolutionsanalyse Qualitätsmerkmale Inhalt und Struktur Ressourcen Infrastruktur und Umgebung Neue Aspekte der Testdimensionen Testobjekte © 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Professur VSR ∙ Fakultät für Informatik ∙ TU Chemnitz Oberseminar Informatik | 38
    39. 39. WebComposition Testmodell Iteration t Iteration t+1 … Systementwurf Systemevolution Systemanalyse Systementwurf Systemevolution … Entwicklungsprozess Überführung Überführung Neuentwicklung Weiterentwicklung Überführung Adaption und Adaption und Komposition Komposition Testzyklus Unit Tests Test ja Integrations Modell- erfolgreich Tests Validierung nein Fehler Test ja Regressions beheben erfolgreich Tests nein Fehler Test ja erfolgreich Last Tests beheben nein Test ja erfolgreich Platform Tests nein Probleme Test ja erfolgreich Überführung beheben nein Darstellung korrigieren © 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Professur VSR ∙ Fakultät für Informatik ∙ TU Chemnitz Oberseminar Informatik | 39
    40. 40. Ressourcenbasiertes Testen REST-Architekturstil • Client-Server • Zustandslosigkeit • Caching • Schnittstelle • Mehrschichtiges Systeme • Code-On-Demand © 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Professur VSR ∙ Fakultät für Informatik ∙ TU Chemnitz Oberseminar Informatik | 40
    41. 41. Fehlerklassifikation Ubiquitäres Versagen • Beobachtung eines Fehlers spiegelt nicht den zugrundeliegenden Defekt wieder Beobachten des Fehlers (Ubiquitäres Versagen) Anwendungsversagen Portal [XML-RPC] Orga Orga A [HTTP] B Web-spezifisches Versagen Anwendungsversagen [HTTP] [HTTP/REST] Applikation Web-Dienst Web-Dienst Web-Dienst Netzwerk- Dienstversagen [EIB] [TCP/IP] [OSGi] [ODATA] versagen trusts Aktuator Datenbank IP A Sensor Dienst IP B Geräteversage Dienstversagen © 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Professur VSR ∙ Fakultät für Informatik ∙ TU Chemnitz Oberseminar Informatik | 41
    42. 42. Fehlerklassifikation Klassifikation • Geräteversagen • Netzwerkversagen • Dienstversagen • Anwendungsversagen • Web-spezifisches Versagen Gewichtung der Komponenten aufgrund der Klassifikation © 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Professur VSR ∙ Fakultät für Informatik ∙ TU Chemnitz Oberseminar Informatik | 42
    43. 43. Risikomodell 4 5 6 Risikostufe 3 4 5 3 2 3 4 Systemrelevanz hoch 4 5 6 3 4 5 Multiplikator 2 2 3 4 mittel hoch 4 5 6 3 4 5 mittel 1 niedrig 2 3 4 niedrig Wahrscheinlichkeit des Versagens Auswirkung niedrig mittel hoch des Versagens © 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Professur VSR ∙ Fakultät für Informatik ∙ TU Chemnitz Oberseminar Informatik | 43
    44. 44. Priorisierung Geräteversagen Niedrig 0 3 5 1 Risikostufe Risikostufe Risikostufe Anwendungs- versagen Niedrig 4 2 6 1 Systemrelevanz (Multiplokator) Risikostufe Risikostufe Risikostufe Dienstversagen 2 5 3 Hoch 3 Risikostufe Risikostufe Risikostufe Web-spezifisches Versagen 0 2 3 Mittel 2 Risikostufe Risikostufe Risikostufe Netzwerkversagen Niedrig 2 5 6 1 Risikostufe Risikostufe Risikostufe Komponente A Komponente B Komponente C Risikobewertung 15 29 32 © 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Professur VSR ∙ Fakultät für Informatik ∙ TU Chemnitz Oberseminar Informatik | 44
    45. 45. Distributed and Self-organizing Computer Systems • Prof. GaedkeWebComposition/DGSWERKZEUG© 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Professur VSR ∙ Fakultät für Informatik ∙ TU Chemnitz Oberseminar Informatik | 45
    46. 46. Werkzeug: Ausgangssituation Hardwarekomponenten Softwarekomponenten Unterschiedliche Technologien zur Verknüpfung Kein Standard zum Transport physischer Ressourcen ins WWW Wiederverwendung physischer Ressourcen © 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Professur VSR ∙ Fakultät für Informatik ∙ TU Chemnitz Oberseminar Informatik | 46
    47. 47. Werkzeug: Problemstellung Abstraktion von Daten • Einheitliche Sicht auf Informationsquellen Systematische Erstellung von Daten • Ressourcenunabhängige Verarbeitung Sicherheit • Zugriff auf Ressourcen , Definition von Akteuren Wiederverwendung von Komponenten • Anwendungsentwicklung, z.B. auf Basis von Mashups Evolution • Offenes System für zukünftige Entwicklungen Benutzerinteraktion • Anschauliche, nutzerfreundliche Repräsentation von Ressourcen, Abbildung von Geschäftsprozessen © 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Professur VSR ∙ Fakultät für Informatik ∙ TU Chemnitz Oberseminar Informatik | 47
    48. 48. WebComposition/DGS HTTP-Schnittstelle (REST) XML-RPC-Schnittstelle (POX) SOAP-Schnittstelle (SOA) REST Architekturstil Dienstorientierte Architetkru Engineering Anforderungen Einsatz von Metadaten Einsatz von Metadeten Einfachheit Integration Ressourcen-basiert Prozess-basiert Verknüpfte Inhalte Datenbankfuntionalität Web 2.0 Geschäftszenarien © 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Professur VSR ∙ Fakultät für Informatik ∙ TU Chemnitz Oberseminar Informatik | 48
    49. 49. WebComposition/DGS Zweischichtiges Komponentenmodell Hohes Maß an Wiederverwendung Einfache Substitution oder Konvertierung von Komponenten Verknüpfung beliebiger Ressourcen Publish/Subscribe-Mechanismus Unterstützung bei der Generierung von Benutzerschnittstellen © 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Professur VSR ∙ Fakultät für Informatik ∙ TU Chemnitz Oberseminar Informatik | 49
    50. 50. DGS Komponentenmodell (1) WebComposition/DGS ExtensionsHTTP Authentication &SOAP Access Rights Authorization Service Access Control ComponentPOX Data Data Access IFilter Input Filter Data Adapter Meta Store Metadata Output Filter IFilter © 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Professur VSR ∙ Fakultät für Informatik ∙ TU Chemnitz Oberseminar Informatik | 50
    51. 51. DGS Komponentenmodell (2) Verbunddienst Authentifizierung & Autorisierung Sicherheit Web Seite HTTP WebComposition DGS Client DGS SOAP Speicherlösung SOA Client Datenzugriff © 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Professur VSR ∙ Fakultät für Informatik ∙ TU Chemnitz Oberseminar Informatik | 51
    52. 52. Ressourcenmodell (1) Container (http://vsr.tu-chemnitz.de) VSR Informationsspeicher (/lectures) besteht aus besteht aus Vorlesungen Informationsspeicher (/people) besteht ausInformationsraum Element (/gaedke) Projekten beinhaltet Personen Element (/heil) beinhaltet Gaedke beinhaltet hat veröffentlichet Informationsspeicher (/publications) Heil ... Brandt Publikationen ... Information Store (/projects) Container (https://...) Container (http://...) © 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Professur VSR ∙ Fakultät für Informatik ∙ TU Chemnitz Oberseminar Informatik | 52
    53. 53. Ressourcenmodell (2) <rdf:Description rdf:about="http://vsr-data.tu-chemnitz.de/people/" > <wcv:member rdf:resource=“http://vsr.tu-chemnitz.de/people/heil” />URI </rdf:Description> http://vsr-data.cs.tu-chemnitz.de/people/heilGraph http://vsr-data.cs.tu-chemnitz.de/people/heil http://vsr-data.cs.tu-chemnitz.de/people/http://vsr-data.cs.tu-chemnitz.de/ <rdf:Description rdf:about="http://vsr-data.tu-chemnit.de/" > http://vsr-data.cs.tu-chemnitz.de/... <wcv:has rdf:resource=“http://vsr.tu-chemnitz.de/people” /> </rdf:Description> © 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Professur VSR ∙ Fakultät für Informatik ∙ TU Chemnitz Oberseminar Informatik | 53
    54. 54. Distributed and Self-organizing Computer Systems • Prof. GaedkeWebComposition/WCSFORMALISMUS© 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Professur VSR ∙ Fakultät für Informatik ∙ TU Chemnitz Oberseminar Informatik | 54
    55. 55. Formalismus: Ausganssituation Formale Beschreibung schwierig • Hohe Änderungsrate der Systemlandschaft • Momentaufnahme des Systems • Unterschiedliche Sachverhalte bedürfen verschiedener Granularität • Änderungen aufgrund passiver Systemevolution sind mit herkömmlichen Formalismen nur schwer zu erfassen © 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Professur VSR ∙ Fakultät für Informatik ∙ TU Chemnitz Oberseminar Informatik | 55
    56. 56. Formalismus: Problemstellung Integration des Formalismus • Kombination der formalen Beschreibung mit graphischer Notation Abstraktion • Unterschiedliche Konzepte auf einheitlichem Abstraktionsniveau abbilden Einheitliche Modellierung • Welche Modellierung eignet sich z.B. zur Anbindung an weitere Modelle Anbindung und Rückführung • Rückführung der formale Beschreibung in das Wiederverwendungsrepositorium © 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Professur VSR ∙ Fakultät für Informatik ∙ TU Chemnitz Oberseminar Informatik | 56
    57. 57. WebComposition/WCS Basierend auf dem Ambient Kalkül Beschreibung von Ressourcen (Ambients) … • Eindeutige Identifikation von Ressourcen • Lokale Prozesse • Verschachtelung von Ressourcen • Relokalisierung von Ressourcen … und deren Interkation • Ambient I/O • Parent I/O • Ether I/O • Remote I/O © 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Professur VSR ∙ Fakultät für Informatik ∙ TU Chemnitz Oberseminar Informatik | 57
    58. 58. Active-Folder m mn n n in m. P P Q in m Q Input (x). P(x) R Rm m n n Output C read P(C) out m. P out m. P Q out m Q R R n Q open n P Q open n. P © 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Professur VSR ∙ Fakultät für Informatik ∙ TU Chemnitz Oberseminar Informatik | 58
    59. 59. WAM-Modell Parent I/O ∇n〈M〉 ≡ mv in or.mv in os. Ambient I/O 〈M〉rinvoke ≡ ∇ws〈param〉 ps≡ ps[!(x).P] invoke ≡ mv in ps.〈param〉 R1 R2Ambient I/O R3 rs≡ rs[!(x).P] Web invoke ≡ mv in rs.〈param〉 Portal 1 trusts Dienst 4 token ≡ t[open t.lock l. rpc] sts2≡ t[in t. in r] | r[open t.release l] Dienst 1 Dienst 2 Dienst 3 DB2 DB1 IP1 IP2 Remote I/O sr1≡ sr1 [ws | trust] token ≡ t[open t.lock l. rpc] sr2≡ sr2 [bs |…] sts1≡ t[in t. in r] | r[open t.release l] trust ≡ !open req bs ≡ bs[req[invoke] | mv. out bs. out sr2.in sr1]] © 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Professur VSR ∙ Fakultät für Informatik ∙ TU Chemnitz Oberseminar Informatik | 59
    60. 60. Unterstützung der Systemevolution Überführung der graphischen WAM-Notation in WAM-RDF und zurück Überführung der Systemlandschaft, z.B. des Domäneneffekts aus WebComposition/DGS in WAM-RDF Rücktransformation in graphische WAM- Notation und Formalisierung der Beschreibung im WCM © 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Professur VSR ∙ Fakultät für Informatik ∙ TU Chemnitz Oberseminar Informatik | 60
    61. 61. Distributed and Self-organizing Computer Systems • Prof. GaedkePraktischeUMSETZUNG © 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Professur VSR ∙ Fakultät für Informatik ∙ TU Chemnitz Oberseminar Informatik | 61
    62. 62. Umsetzung Weiterentwicklung des WebComposition/DGS an der VSR WebComposition/DGS Rückführung Rückführung DGS Navigationsdienst SA-REST Rückführung RFID Infrastruktur VodooIO Infrastruktur Rückführung Workflow Unterstützung Partielle Rückführung Partielle Rückführung DGS Listen Manager Projekt Projektdauer teilweise Rückführung Projekt in Bearbeitung Rückführung Projekt abgeschlossen © 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Professur VSR ∙ Fakultät für Informatik ∙ TU Chemnitz Oberseminar Informatik | 62
    63. 63. Anwendungsszenario e-Home Microsoft Research und fischertechnik © 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Professur VSR ∙ Fakultät für Informatik ∙ TU Chemnitz Oberseminar Informatik | 63
    64. 64. Anwendungsszenario Sensornetzwerk Freie Universität Berlin und Microsoft Research © 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Professur VSR ∙ Fakultät für Informatik ∙ TU Chemnitz Oberseminar Informatik | 64
    65. 65. Anwendungsszenario Unternehmensdaten (1) TU Chemnitz Einstiegsseite Darstellung Projekte als RSS Feed Personen Publikationen Spezifische Spezifische Publikation Person Ressource Darstellung im OpenLink RDF Browser Spezifische als PDF Projektseite © 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Professur VSR ∙ Fakultät für Informatik ∙ TU Chemnitz Oberseminar Informatik | 65
    66. 66. Anwendungsszenario Unternehmensdaten (2) International Society for Web Engineering ICWE 2008 Publikationen Erweiterbare Referenzierte Metadaten Metadaten © 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Professur VSR ∙ Fakultät für Informatik ∙ TU Chemnitz Oberseminar Informatik | 66
    67. 67. Zusammenfassung Effektive Anwendungsentwicklung auf Basis der vorgestellten Prinzipien ist für Intelligente Umgebungen möglich • Vorgehensmodell: WebComposition/WBS • Methoden: WebComposition/Test • Werkzeug: WebComposition/DGS • Formalismus: WebComposition/WCS © 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Professur VSR ∙ Fakultät für Informatik ∙ TU Chemnitz Oberseminar Informatik | 67
    68. 68. Distributed and Self-organizing Computer Systems • Prof. GaedkeDanke für Ihre Aufmerksamkeit!FRAGEN © 2011 Dipl.-Inform. Andreas Heil ∙ Professur VSR ∙ Fakultät für Informatik ∙ TU Chemnitz Oberseminar Informatik | 68
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