In dieser Ausarbeitung geht es um Verfahren zur Transformation von Sequence Charts in Statecharts. Es werden die Ansätze zur Transformation von Statecharts aus Life Sequence Charts und Message Sequence Charts vorgestellt und Nachteile bei der Modellierung angesprochen. Der Schwerpunkt dieser Arbeit liegt dabei auf der Transformation aus Message Sequence Charts. Teilaspekte zur Transformation von Message Sequence Charts zu Statecharts werden informell beschrieben und anhand von praktischen Beispielen vorgestellt.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
2 Grundlagen
2.1 Sequence Charts
2.1.1 Sinn und Zweck von Sequence Charts
2.1.2 Klassifikation von Sequence Charts
2.2 Endliche Automaten und Statecharts
2.2.1 Endliche Automaten
2.2.2 Statecharts
3 Überblick über Transformations-Verfahren
3.1 Transformation von Statecharts aus Message Sequence Charts
3.2 Transformation von Statecharts aus Life Sequence Charts
3.3 Vor- und Nachteile der Ansätze
3.4 Probleme und Lösungen
4 Transformation von Message Sequence Charts in State Charts
4.1 Einzelne Sequence Diagramme
4.1.1 Konfliktsuche
4.1.2 Übersetzung in endliche Automaten
4.2 Mehrere Sequence Diagramme
4.3 Erweiterung um Hierarchie
5 Zusammenfassung und Ausblick
Zielsetzung und Forschungsgegenstand
Die Arbeit untersucht Verfahren zur automatisierten Transformation von grafischen Szenario-Beschreibungen, insbesondere Message Sequence Charts (MSC) und Life Sequence Charts (LSC), in das zustandsbasierte Modell der Statecharts. Das primäre Ziel besteht darin, aus informellen Nachrichtenaustausch-Szenarien konsistente Zustandsmodelle zu extrahieren, wobei der Schwerpunkt auf der Lösung von Konflikten und der Einführung von Hierarchien zur Komplexitätsreduktion liegt.
- Vergleich von Transformationsansätzen für MSC und LSC.
- Methoden zur Konflikterkennung und Deadlock-Vermeidung.
- Algorithmen zur Synthese endlicher Automaten aus Szenarien.
- Techniken zur Hierarchiebildung und Orthogonalität in Statecharts.
- Praktische Validierung anhand eines Bankautomaten-Beispiels.
Auszug aus dem Buch
3.4 Probleme und Lösungen
Beide Ansätze haben das Problem, dass durch Hinzufügen von Beschränkungen Widersprüche entstehen können. Diese Widersprüche führen zu einem Deadlock des modellierten Systems. Die Algorithmen zur Erzeugung von Statecharts müssen zunächst mögliche Widersprüche auflösen, bevor die eigentliche Synthese der Statecharts beginnen kann.
Ein Konflikt innerhalb eines MSC liegt z.B. in Abbildung 10 zusammen mit der Domain Knowledge aus Auflistung 1 vor. Wird die Karte aus dem ATM entfernt (Take card), so startet das Diagramm mit Insert card erneut und es existiert eine Schleife im Diagramm. Beim ersten Durchlauf des Sequence Diagramms erhält passwdGiven nach Eingabe des Passwortes den Wert true. In keiner Nachbedingungen der angegebenen Nachrichten erhält passwdGiven den Wert false. Dies ist aber Vorbedingung der Nachricht Enter passwd. Somit kann nach einmaliger Passwort-Eingabe nie wieder ein Passwort eingegeben werden - ein Deadlock.
Abbildung 11 zeigt zwei universelle LSC-Diagramme. Die Diagramme widersprechen einander. Angenommen die Nachricht Chancel wird von der Umgebung an den ATM gesandt und somit das linke Diagramm aktiviert. Der ATM muss daraufhin die Nachricht Req. Eject card an den Card Slot senden; dies aktiviert das rechte Diagramm. Der ATM sendet die Nachricht Display good bye an den User und erwartet Take card. Das linke Diagramm erwartet genau entgegengesetzt erst Take card und dann wird Display good bye gesandt - ein Widerspruch.
Die hier behandelten Ansätze [11, 10, 6, 4] sehen vor, vor der eigentliche Systhese zu Statecharts eine Konflikt-Suche durchzuführen, um Widersprüche innerhalb der Diagramme automatisiert zu erkennen.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Einführung in die Modellierung mit Sequence Charts und Statecharts sowie die Motivation zur Transformation dieser Darstellungsformen.
2 Grundlagen: Erläuterung der Konzepte hinter Sequence Charts (inkl. MSC/LSC) sowie endlicher Automaten und deren Erweiterung zu Statecharts.
3 Überblick über Transformations-Verfahren: Gegenüberstellung der Ansätze zur Transformation von MSC und LSC in Statecharts sowie Diskussion von deren Vor- und Nachteilen.
4 Transformation von Message Sequence Charts in State Charts: Detaillierte Beschreibung der algorithmischen Umsetzung von Konfliktsuche, Übersetzung in endliche Automaten und der Erweiterung um Hierarchie.
5 Zusammenfassung und Ausblick: Resümee der Arbeit und Einordnung der behandelten Syntheseverfahren im Kontext der aktuellen Forschung.
Schlüsselwörter
Transformation, Statecharts, Sequence Charts, Message Sequence Charts, Life Sequence Charts, endliche Automaten, Mealy-Automaten, Konfliktsuche, Deadlock, Zustandsvektor, Hierarchie, Orthogonalität, Modellierung, Szenarien, Domain Knowledge.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit befasst sich mit der methodischen Umsetzung, wie man das Verhalten von Systemen, das üblicherweise durch Szenarien (Sequence Charts) beschrieben wird, in formale Zustandsmodelle (Statecharts) überführt.
Was sind die zentralen Themenfelder der Untersuchung?
Die zentralen Themen sind die Transformation von Message Sequence Charts (MSC) und Life Sequence Charts (LSC), die Identifikation von Konflikten in diesen Diagrammen sowie die Synthese und Strukturierung von endlichen Automaten.
Was ist das primäre Ziel der Arbeit?
Das Hauptziel ist die automatisierte Generierung von konsistenten Statecharts aus Szenario-Beschreibungen, um eine präzise Modellierung komplexer Systemverhalten zu ermöglichen.
Welche wissenschaftlichen Methoden werden verwendet?
Es werden formale Methoden wie das Rückschluss-Axiom, Unifikation zur Zustandsidentifikation und Konzepte der hierarchischen Zustandsautomaten genutzt, um aus Nachrichtenflüssen Zustandsübergänge abzuleiten.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Im Hauptteil liegt der Fokus auf der Transformation von Message Sequence Charts, der Konfliktsuche mittels Zustandsvektoren sowie der praktischen Umsetzung der Synthese und Hierarchiebildung.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Wichtige Begriffe sind Transformation, Statecharts, Message Sequence Charts, Konfliktsuche, Zustandsvektor und Hierarchie.
Wie wird ein Deadlock in einem Sequence Chart identifiziert?
Ein Deadlock wird durch eine Konfliktsuche erkannt, bei der geprüft wird, ob die Nachbedingungen einer Nachricht mit den Vorbedingungen der nachfolgenden Nachricht innerhalb einer Schleife logisch inkompatibel sind.
Warum reicht ein einfaches Sequence Chart oft nicht aus?
Einfache Sequence Charts enthalten häufig nicht genügend Informationen über den internen Systemzustand, weshalb Erweiterungen wie Domain Knowledge oder Life Sequence Charts notwendig sind.
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- Daniel Miesling (Author), 2005, Erzeugung von Statecharts aus Sequence Charts, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/85948
