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- Freitag, 18. Oktober 2019, 11:30 Uhr, Raum 348 (Gebäude 50.34)
| Vortragende(r)
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Stefan Elbert
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| Titel
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Combination of Model-Based Systems Engineering and Safety Engineering
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| Vortragstyp
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Masterarbeit
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| Betreuer(in)
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Nico Kopp
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| Kurzfassung
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An der Entwicklung komplexer Systeme sind viele Teams aus verschiedenen Disziplinen vertreten. So sind zum Beispiel an der Entwicklung einer sicherheitskritischen Systemarchitektur mindestens ein Systemarchitekt als auch ein Sicherheitsexperte beteiligt. Die Aufgabe des ersteren ist es, eine Systemarchitektur zu entwickeln, welche alle funktionalen und nicht-funktionalen Anforderungen erfüllt. Der Sicherheitsexperte analysiert diese Architektur und trägt so zum Nachweis bei, dass das System die geforderten Sicherheitsanforderungen erfüllt. Sicherheit steht hierbei für die Gefahrlosigkeit des Nutzers und der Umwelt durch das System (Safety).
Um ihr Ziel zu erreichen, folgen sowohl der Systemarchitekt als auch der Sicherheitsexperte einem eigenen Vorgehensmodell. Aufgrund fehlender Interaktionspunkte müssen beide unabhängig voneinander und unkoordiniert durchgeführt werden. Dies kann zu Inkonsistenzen zwischen Architektur- und Sicherheitsartefakten führen und zusätzlichen Aufwand verursachen, was sich wiederum negativ auf die Entwicklungszeit und Qualität auswirkt.
In dieser Arbeit kombinieren wir zwei ausgewählte Vorgehensmodelle zu einem neuen, einzelnen Vorgehensmodell. Die Kombination erfolgt auf Basis des identifizierten Informationsflusses innerhalb und zwischen den ursprünglichen zwei Vorgehensmodellen. Durch die Kombination werden die Vorteile beider Ansätze übernommen und die zuvor genannten Probleme angegangen. Bei den zwei ausgewählten Vorgehensmodellen handelt es sich um den Harmony-Ansatz von IBM und die ISO-Norm 26262. Ersterer erlaubt es eine Systemarchitektur systematisch und modellbasiert mit SysML zu entwickeln, während die ISO-Norm dem Sicherheitsexperten bei seiner Arbeit bezüglich der funktionalen Sicherheit in Straßenfahrzeugen unterstützt.
Die Evaluation unseres Ansatzes zeigt dessen Anwendbarkeit im Rahmen einer realen Fallstudie. Außerdem werden dessen Vorteile bezüglich Konsistenz zwischen Architektur- und Sicherheitsartefakten und Durchführungszeit diskutiert, basierend auf einem Vergleich mit ähnlichen Ansätzen.
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| Vortragende(r)
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Roland Osterrieter
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| Titel
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Integration of Reactions and Mappings in Vitruvius
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| Vortragstyp
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Masterarbeit
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| Betreuer(in)
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Heiko Klare
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| Kurzfassung
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Realizing complex software projects is often done by utilizing multiple programming or modelling languages. Separate parts of the software are relevant to certain development tasks or roles and differ in their representation. These separate representations are related and contain redundant information. Such redundancies exist for example with an implementation class for a component description, which has to implement methods with signatures as specified by the component. Whenever redundant information is affected in a development update, other representations that contain redundant information have to be updated as well. This additional development effort is required to keep the redundant information consistent and can be costly.
Consistency preservation languages can be used to describe how consistency of representations can be preserved, so that in use with further development tools the process of updating redundant information is automated. However, such languages vary in their abstraction level and expressiveness. Consistency preservation languages with higher abstraction specify what elements of representations are considered consistent in a declarative manner. A language with less abstraction concerns how consistency is preserved after an update using imperative instructions. A common trade-off in the decision for selecting a fitting language is between expressiveness and abstraction. Higher abstraction on the one hand implies less specification effort, on the other hand it is restricted in expressiveness compared to a more specific language.
In this thesis we present a concept for combining two consistency specification languages of different abstraction levels. Imperative constructs of a less abstract language are derived from declarative consistency expressions of a language of higher abstraction and combined with additional imperative constructs integrated into the combined language. The combined language grants the benefits of the more abstract language and enables realizing parts of the specification without being restricted in expressiveness. As a consequence a developer profits from the advantages of both languages, as previously a specification that can not be completely expressed with the more abstract language has to be realized entirely with the less abstract language.
We realize the concepts by combining the Reactions and Mappings language of the VITRUVIUS project. The imperative Reactions language enables developers to specify
triggers for certain model changes and repair logic. As a more abstract language, Mappings specify consistency with a declarative description between elements of two representations and what conditions for the specific elements have to apply. We research the limits of expressiveness of the declarative description and depict, how scenarios are supported that require complex consistency specifications. An evaluation with a case study shows the applicability of the approach, because an existing project, prior using the Reactions language, can be realized with the combination concept. Furthermore, the compactness of the preservation specification is increased.
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- Freitag, 18. Oktober 2019, 11:30 Uhr, Raum 333 (Gebäude 50.34)
| Vortragende(r)
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Stefanie Fischer
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| Titel
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Challenges for Service Integration into Third-Party Application
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| Vortragstyp
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Bachelorarbeit
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| Betreuer(in)
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Robert Heinrich
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| Kurzfassung
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Im Laufe der Zeit hat sich die Softwareentwicklung von der Entwicklung von Komplett-systemen zur Entwicklung von Software Komponenten, die in andere Applikation inte-
griert werden können,verändert.Bei Software Komponenten handelt es sich um Services,
die eine andere Applikation erweitern.Die Applikation wird dabeivonDritten entwickelt.
In dieser Bachelorthesis werden die Probleme betrachtet, die bei der Integration von Ser-
vices auftreten. Mit einer Umfrage wird das Entwicklungsteam von LogMeIn, welches
für die Integration von Services zuständig ist, befragt. Aus deren Erfahrungen werden
Probleme ausfndig gemacht und Lösungen dafür entwickelt. Die Probleme und Lösungen werden herausgearbeitet und an hand eines fort laufenden Beispiels, des GoToMeeting
Add-ons für den Google Kalender,veranschaulicht.Für die Evaluation wird eine Fallstudie
durchgeführt, in der eine GoToMeeting Integration für Slack entwickelt wird. Während
dieser Entwicklung treten nicht alle ausgearbeiteten Probleme auf. Jedoch können die
Probleme, die auftreten mit den entwickelten Lösungen gelöst werden. Zusätzlich tritt
ein neues Problem auf, für das eine neue Lösung entwickelt wird. Das Problem und die
zugehörige Lösung werden anschließend zu dem bestehenden Set von Problemen und Lösungen hinzugefügt. Das Hinzufügen des gefundenen Problems ist ein perfektes Beispiel
dafür, wie das Set in Zukunft bei neuen Problemen, erweitert werden kann.
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| Vortragende(r)
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Henning Ballweber
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| Titel
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Hierarchische Erklärung von Black-Box-Modellen zur Entscheidungsfindung in Sentimentanalysen
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| Vortragstyp
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Bachelorarbeit
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| Betreuer(in)
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Clemens Müssener
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| Kurzfassung
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Diese Arbeit untersucht die Erklärbarkeit von Sentimentanalyse. Sentimentanalyse ist ein aktuelles Forschungsthema, das sich mit der automatisierten Auswertung der Stimmung von Texten befasst. Dabei klassifiziert ein Entscheider diese als positiv oder negativ. Jedoch sind die meisten hier angewandten Verfahren des maschinellen Lernens Black Boxes, also für Menschen nicht unmittelbar nachvollziehbar. Trotzdem ist es oftmals wünschenswert, ohne Kenntnis des zugrundeliegenden Modells eine Erklärung für die Entscheidung des Klassifikators zu liefern. Der LIME-Algorithmus ist ein gängiger Erklärer für das Problem, der jedoch nur auf Wortebene erklärt. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein Erklärer entwickelt, der auch die größeren Bausteine der Texthierarchie wie Sätze oder Absätze berücksichtigt. Dadurch liefert er einen höheren Informationsgehalt als LIME und er ermöglicht interaktive Erklärungen. Anwendungsfall der Untersuchung sind eine Datenbank aus Filmrezensionen sowie Klassifikatoren in Verbindung mit Word Embeddings.
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| Vortragende(r)
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Sebastian Weber
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| Titel
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Performanzmodellierung von Apache Cassandra im Palladio-Komponentenmodell
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| Vortragstyp
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Bachelorarbeit
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| Betreuer(in)
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Dominik Werle
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| Kurzfassung
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NoSQL-Datenbankmanagementsysteme werden als Back-End für Software im Big-Data-Bereich verwendet, da sie im Vergleich zu relationalen Datenbankmanagementsystemen besser skalieren, kein festes Datenbankschema benötigen und in virtuellen Systemen einfach eingesetzt werden können. Apache Cassandra wurde aufgrund seiner Verbreitung und seiner Lizensierung als Open-Source-Projekt als Beispiel für NoSQL-Datenbankmanagementsysteme ausgewählt. Existierende Modelle von Apache Cassandra betrachten dabei nur die maximal mögliche Anzahl an Anfragen an Cassandra und deren Durchsatz und Latenz. Diese Anzahl zu reduzieren erhöht die Latenz der einzelnen Anfragen. Das in dieser Bachelorarbeit erstellte Modell soll unter anderem diesen Effekt abbilden.
Die Beiträge der Arbeit sind das Erstellen und Parametrisieren eines Modells von Cassandra im Palladio-Komponentenmodell und das Evaluieren des Modells anhand von Benchmarkergebnissen. Zudem wird für dieses Ziel eine Vorgehensweise entwickelt, die das Erheben der notwendigen Daten sowie deren Auswertung und Evaluierung strukturiert und soweit möglich automatisiert und vereinfacht.
Die Evaluation des Modells erfolgt durch automatisierte Simulationen, deren Ergebnisse mit den Benchmarks verglichen werden. Dadurch konnte die Anwendbarkeit des Modells für einen Thread und eine beliebige Anzahl Anfragen bei gleichzeitiger Verwendung von einer oder mehreren verschiedenen Operationen, abgesehen von der Scan-Operation, gezeigt werden.
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- Freitag, 25. Oktober 2019, 11:30 Uhr, Raum 348 (Gebäude 50.34)
| Vortragende(r)
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Thomas Weber
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| Titel
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Angreifer-Modellierung für Intelligente Stromnetze
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| Vortragstyp
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Bachelorarbeit
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| Betreuer(in)
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Maximilian Walter
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| Kurzfassung
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Durch den Umstieg auf erneuerbare Energien und die damit einhergehende Dezentralisierung sowie die immer weiter fortschreitende Digitalisierung des Stromnetzes ergeben sich neue Herausforderungen für den Betrieb eines Stromnetzes. Eine dieser Herausforderungen sind die deutlich erweiterten Angriffsmöglichkeiten, die sich durch den verstärkten Einsatz von Intelligenten Stromzählern und Geräten des Internet der Dinge und deren maßgeblichem Beitrag zur Stromverteilung ergeben. Um diese Angriffsmöglichkeiten in Analysen abbilden zu können, wird in dieser Bachelorarbeit eine Erweiterung der bestehenden Analyse von Angriffen auf Intelligente Stromnetze aus dem Smart Grid Resilience Framework vorgenommen. Zu diesem Zweck erfolgt eine Transformation des bestehenden Modells in eine Netzwerktopologie, auf welcher dann eine Angreiferanalyse ausgeführt wird. Die Evaluation dieser Angreiferanalyse erfolgt dabei anhand der bereits bestehenden Angreiferanalyse des Smart Grid Resilience Frameworks. Weiterhin wird die Genauigkeit der Transformation sowie die Skalierbarkeit von Transformation und Angreiferanalyse evaluiert.
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| Vortragende(r)
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Jonathan Schenkenberger
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| Titel
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Context-based confidentiality analysis in dynamic Industry 4.0 scenarios
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| Vortragstyp
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Bachelorarbeit
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| Betreuer(in)
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Maximilian Walter
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| Kurzfassung
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In Industry 4.0 environments highly dynamic and flexible access control strategies are needed. State of the art strategies are often not included in the modelling process but must be considered afterwards. This makes it very difficult to analyse the security properties of a system. In the framework of the Trust 4.0 project the confidentiality analysis tries to solve this problem using a context-based approach. Thus, there is a security model named “context metamodel”. Another important problem is that the transformation of an instance of a security model to a wide-spread access control standard is often not possible. This is also the case for the context metamodel. Moreover, another transformation which is very interesting to consider is one to an ensemble based component system which is also presented in the Trust 4.0 project. This thesis introduces an extension to the beforementioned context metamodel in order to add more extensibility to it. Furthermore, the thesis deals with the creation of a concept and an implementation of the transformations mentioned above. For that purpose, at first, the transformation to the attribute-based access control standard XACML is considered. Thereafter, the transformation from XACML to an ensemble based component system is covered. The evaluation indicated that the model can be used for use cases in Industry 4.0 scenarios. Moreover, it also indicated the transformations produce adequately accurate access policies. Furthermore, the scalability evaluation indicated linear runtime behaviour of the implementations of both transformations for respectively higher number of input contexts or XACML rules.
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| Vortragende(r)
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Eduard Kukuy
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| Titel
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Integrating Time Series-based Monitoring with Run-time Modelling
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| Vortragstyp
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Bachelorarbeit
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| Betreuer(in)
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Robert Heinrich
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| Kurzfassung
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Cloud systems may consist of collections of smaller software components (in some cases called microservices), possibly written in different programming languages and hosted across various hardware nodes. These components require continuous adaptation to changing workload and privacy constraints. There exist approaches solving this problem already, but they come along with limitations including binding to a certain platform or programming languages and not accurate handling of multi-host applications.
This thesis presents an approach to platform-independent observing of cloud applications, including comprehensive monitoring of relationships between components of the system. The concept of a time series database is used under the hood for storing monitoring data. It gets then transformed into the format needed for the performance model extraction.
Furthermore, a complete specific implementation of the approach with exemplary tools is provided.
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- Freitag, 25. Oktober 2019, 11:30 Uhr, Raum 333 (Gebäude 50.34)
| Vortragende(r)
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J. Bernhard
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| Titel
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Analyse von Zeitreihen-Kompressionsmethoden am Beispiel von Google N-Grams
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| Vortragstyp
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Proposal
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| Betreuer(in)
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Martin Schäler
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| Kurzfassung
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Temporal text corpora like the Google Ngram dataset usually incorporate a vast number of words and expressions, called ngrams, and their respective usage frequencies over the years. The large quantity of entries complicates working with the dataset, as transformations and queries are resource and time intensive. However, many use-cases do not require the whole corpus to have a sufficient dataset and achieve acceptable results. We propose various compression methods to reduce the absolute number of ngrams in the corpus. Additionally, we utilize time-series compression methods for quick estimations about the properties of ngram usage frequencies. As basis for our compression method design and experimental validation serve CHQL (Conceptual History Query Language) queries on the Google Ngram dataset. The goal is to find compression methods that reduce the complexity of queries on the corpus while still maintaining good results.
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| Vortragende(r)
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Felix Pieper
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| Titel
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Rahmenwerk zur Generierung von Sichten aus dem Palladio-Komponentenmodell
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| Vortragstyp
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Bachelorarbeit
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| Betreuer(in)
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Yves Schneider
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| Kurzfassung
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In der modellgetriebenen Softwareentwicklung werden die erstellten Modelle groß, weil die heutigen Softwaresysteme durch ihre Komplexität immer größer werden und nur noch mit modellgetriebener Softwareentwicklung zu meistern sind. Die Modelle werden in mehrere Modelle aufgeteilt, damit die einzelnen Bestandteile übersichtlich sind. In aufgeteilten Modellen muss man mehrere Modelle öffnen, um einen Ablauf nachvollziehen zu können. In verteilten Modellen sind Abläufe aufwändiger zu verfolgen und dadurch das Modell schwerer zu verstehen. Wenn die Abläufe durch ein Werkzeug verständlicher wären, würde dies den Entwicklern Zeit ersparen.
Ein Werkzeug für modellgetriebene Softwareentwicklung ist Palladio, welches Softwaresysteme modelliert und simuliert. Die modellierten Softwaresysteme sind in vier Modelle aufgeteilt. Den Ablauf in einer Methode in einem System zu finden ist in Palladio aufwändig. Durch die Unübersichtlichkeit werden die gefundenen Abläufe fehlerhaft und inkonsistent, was den Einstieg in die Software erschwert und den Nutzer verlangsamt. In dieser Bachelorarbeit wird ein Rahmenwerk zum Erzeugen von Sichten vorgestellt. Mit Hilfe von Modelltransformationen erzeugt dieses Rahmenwerk neue Blickwinkel auf gesonderte Teile des Palladio-Komponentenmodells. Eine erste Sicht ist die Darstellung des Palladio-Komponentenmodells als ein Sequenzdiagramm, die im zweiten Teil der Bachelorarbeit vorgestellt wird. Diese Sicht wird mit PlantUML erzeugt. Der PlantUML-Quelltext wird mit Acceleo generiert.
Durch das erstellte Rahmenwerk können neue Einblicke auf ein Palladio-Komponentenmodell gegeben werden. Neue Benutzer von Palladio müssen sich nicht durch Modelle arbeiten, sie können mit dem Rahmenwerk Abläufe direkt erkennen. Die Entwickler von Palladio können eigene Sichten hinzufügen. Dadurch erweitert sich der Werkzeugkasten von Palladio und ermöglicht einen leichteren Einstieg in das Softwaresimulationsprogramm.
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- Freitag, 8. November 2019, 11:30 Uhr, Raum 348 (Gebäude 50.34)
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