Seminar AOSD Modellierung von Aspekten

Report
Seminar AOSD
Modellierung von Aspekten
Miao Tang
Betreuer: Dipl.-Inform. Dirk Wischermann
20.11.2007
Modellierung von Aspekte
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Agenda
Einführung
 Erweiterung der UML

 UML
Erweiterung Mechanismus
 Ein UML Profil für ASOD

Modellierung von Aspekten
 Überlappen,
Sub-Aspekt Konzept, Aspekt
Architektur, Concern Diagramm
 Beispiel Digital Sound Recorder

Zusammenfassung
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1. Einführung
Typischer Prozess der AOSD
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Vorteile der Betrachtung der Aspekte in
der Designphase

Dokumentation und Lernen



Wiederverwendung von Aspekte



frühere Erkennung und gesamte Vorstellung
intuitiver verstehen und dokumentieren
Wiederverwendung der Informationen von Aspekten enfacher
auch die automatische Codeerzeugung möglich
Roundtrip-Entwicklung

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schrittweise und iterative Entwicklung möglich
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UML
Wikipedia:
Die UML( Unified Modeling Language) ist eine von der
Object Management Group (OMG) entwickelte und
standardisierte Sprache für die Modellierung von
Software und anderen Systemen.

6 Strukturdiagramme und 7 Verhaltensdiagramme

4 Schichten Architektur: Meta-Metamodell, Metamodell,
Modell und Benutzer Objekte

Zur Beschreibung der Semantik von UML wird ein
Metamodell benutzt.
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2. Erweiterung der UML für AOSD

UML Erweiterungsmechanismen
Hilfsmittel zur Erweiterung der UML für spezielle
Anwendungsgebiete
 Stereotypes
 Tagged
Values
 Constraints
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Stereotypes

abgeleitet von Elementen des UML MetaModells oder Standardelementen

definieren neue Typen von Modellelementen

Notation: «MyStereotype»
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Tagged Values


Kombination aus Tag und Value
speichern Informationen über Modellelemente
«stereotype»
MyObject
{feature = ”SuperFeature”}
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Constraints

wolldefinierte Regeln

in informeller Sprache, Pseudo-Code,
OCL…

drücken neue Semantik aus
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Eine Methode für AOSD

Aspekt → Classifier
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Eine Methode für AOSD

Beziehungen → Abstraction Dependency
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Eine Methode für AOSD

Woven Klassen → neue Stereotyp <<woven class>>
des Modellelementes Class
 Entsteht
aus Aspekte und Klassen durch Aspekt-
Weaver
 Quelle-Klasse
und –Aspekt werden spezifiziert
Noch systematischer: UML Profil für AOSD
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UML Profil

“A UML Profile is a predefined set of Stereotypes,
TaggedValues, Constraints, and notation icons that
collectively specialize and tailor the UML for a specific
domain or process (e.g., Unified Process profile).
A profile does not extend UML by adding any new basic
concepts. Instead, it provides conventions for applying
and specializing standard UML to a particular
environment or domain.”

als Paket mit dem Schlüsselwort «profile» dargestellt,
im allgemein auf Pakete angewendet.

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UML Profil für AOSD

soll die Fähigkeit haben, Aspekte, kernfunktionale
Klassen und die Assoziationen dazwischen zu
präsentieren

soll die Struktur und das Verhalten von dieser Elementen
beschreiben können
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AOSD Profile

Aspekte
als Stereotyp von dem Classifier <<class>> definiert
Klassifizierung:
 asynchron:
keine Wirkung auf Kernklasse
 synchron:



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beeinflussen normaleweise das Verhalten der Kernklassen
mit tagged value { synchronous }
Operationen Preactivation und Postactivation müssen
definiert werden
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AOSD Profile

Crosscutting-Konzept
 Stereotyp
<<crosscut>> für Assoziation
 modelliert
cross-cutting Beziehung, wo der
Aspektcode die kern Komponenten „cross cuts“
 nur
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gültig zwischen Aspekte bzw. Aspekt und Klassen
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AOSD Profil ─ Beispiel Bounded Buffer


Der Puffer hat eine begrenzte Kapazität,
kann mehrere Lesen-Operationen handeln, während alle SchreibenOperationen in der Warteschlange stehen

Bei einer Schreiben-Operation werden alle andere Operationen
blockiert, bis die Schreiben-Operation fertig ist.

Der Service Synchronisation kontrolliert den Zugang zu dem Puffer,
z.B. eine Put- Methode ist nur erlaubt wenn der Puffer im Zstand
EMPTY ist.

Der Service Scheduling führt bestimmte Zugangsanforderung
durch, z.B. nur ein Schreiber hat zu einem bestimmten Zeitpunkt
den Zugang zu dem Puffer.

Synchronisation und Scheduling sind die croscutting Anforderungen
und können als Aspekte modelliert werden.
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AOSD Profil ─ Beispiel Bounded Buffer
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AOSD Profile

Dynamische Beschreibung
mit UML Verhaltenspacket
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3. Modellierung von Aspekten
Wie Aspekte selbe modularisiert werden können?
Ein System hat zwei Concerns:
 Sicherheit der Key-Variablen: verschlüsselt und entschlüsselt einige
Variabelenwerte an den empfindlichen Punkten
 Verhindern des Überlaufs der Variablenwerte: überprüft im voraus,
ob die erforderlichen Datenmanipulationen innerhalb eines
festgelegten Bereiches bleiben.
→Überlappen
Aspekte in feinere Granularitäten zerlegen und frei
kombinieren.
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Sub-Aspekt, Aspekt Architektur

Concern: „matter of interest“ ,kann durch einen oder
mehrere Aspekte behandelt werden.

Sub-Aspekte
 mehr als ein Aspekt ein Concern realisieren
 normaleweise von mehr als einem Concern benutzt
 können unter Umstände zusammen einen
zusammengesetzten Aspekt bauen, der zu einem
einzigen Concern passt

Aspekt Architektur
entsteht durch die Komposition und gemeinsame
Benutzung von Sub-Aspekten
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Concern Diagramm



Eine Erweiterung des UML Komponentendiagramms
stellt Aspekt Architektur wird graphisch dar
besteht aus Aspekte, Dependencies und Kollektionen
von Concerns
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Beispiel Digital Sound Recorder
ein kleines eingebettetes Gerät
 mit Funktionen Aufnahme, Wiedergebe
und Löschen von Messages und als
Alarmuhr
 Die Hardware setzt sich zusammen aus
Mikrofon, Lautsprecher, Display, einfache
Tastatur, Uhr und Batterie.

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Beispiel Digital Sound Recorder
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Beispiel Digital Sound Recorder
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Beispiel Digital Sound Recorder
Überlappen :

Die Subsysteme, die die Speicherung und das Aufruf der
der Messages erledigen, verwenden die gleiche Klasse
aber die unterschiedliche Operationen in der Klasse.

In dem Subsystem Userinterface, nicht nur die gleiche
Klasse, sondern auch die gleiche Operationen werden
benutzt.

In der beiden Zustandsdiagramme für AudioController
Klasse gibt es den gleichen Zustand Idle.
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Beispiel Digital Sound Recorder
Remodularisierung

bottom-up: Einige fundamentale Klassen können
identifiziert werden, z.B. Userinterface und
AudioController

top-down: Offensichtlich gibt es drei Concerns:
Recording, Playing, und Alarmclock
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Beispiel Digital Sound Recorder
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Beispiel Digital Sound Recorder
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Beispiel Digital Sound Recorder
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Beispiel Digital Sound Recorder
Das Design des kompletten Systems wird erhalten, indem
man alle Aspekte Concern-entsprechend komponiert.
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Vorteile des Aspekt Architektur Modells

Es ist einfach, Anforderungen im Design zu verfolgen

gemeinsame Sub-Aspekte von verschiedenen Crosscutting Concerns explizit dargestellt
→bei der Änderung die Auswirkung besser erkennbar

„Mix-and-match“ von Eigenschaften, um
unterschiedlichen Members der Softwarefamilie
anzupassen, ist realisierbar

Das Concern Diagramm kann benutzt werden, um
Teams, die an unterschiedlichen Concerns arbeiten, zu
koordinieren.
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Zusammenfassung
Quellen






[1] Junichi Suzuki, Yoshikazu Yamamoto: Extending UML with Aspects:
Aspect Support in the Design Phase
[2] Omar Aldawud, Tzilla Elrad, Atef Bader: UML Profile for aspect-oriented
software development
[3] Mika Katara, Shmuel Katz : Architectural Views of Aspects
[4] http://de.wikipedia.org/wiki/
[5] Das UML Meta-modell: http://www.iwr.uniheidelberg.de/groups/comopt/teaching/uml/html/kapitel_4_800x600/sld001.
htm
[6] Profile und Erweiterungsmechanismen: www3.informatik.unierlangen.de/Lehre/UML-Seminar/SS2003/vortrag6.pdf
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Danke!
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