Objektorientierte Modellierung von Automatisierungssystemen de Jan U. Kieß

Objektorientierte Modellierung von Automatisierungssystemen: Software Engineering für Embedded Systems

Jan U. Kieß

de Limba Germană Paperback – 12 sep 1995

Das Buch beschreibt den objektorientierten Entwurf von Software-/Hardware-Lösungen zu automatisierungstechnischen Problemstellungen, sogenannten "embedded systems". Objektorientierte Systeme bieten erhebliche Vorteile bei der Beherrschung von Komplexität, späteren Änderungen und Wartungsmaßnahmen. Ausgehend von bekannten Analyse- und Designmethoden werden zunächst die grundlegenden objektorientierten Konzepte vorgestellt, ausgewählte Methoden im Überblick miteinander verglichen und die speziellen Eigenschaften von "embedded systems" beschrieben. Der Autor entwickelt dann mittels Zustands-Übergangsdiagrammen eine Methode für objektorientierte Spezifikation. Damit kann ein tragfähiger, stabiler Entwurf formuliert werden, der direkt in einer objektorientierten Programmiersprache implementierbar ist.

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Cuprins

1 Einführung und Übersicht.- 1.1 Einordnung der Arbeit in das Gebiet der Softwaretechnik.- 1.2 Ziele der Arbeit.- 1.3 Vorgehen.- 2 Problematik der objektorientierten Modellierung bei Informationssystemen und bei Automatisierungssystemen.- 2.1 Übersicht über die Vielzahl der veröffentlichten objektorientierten Modellierungsvorschläge.- 2.2 Grundsätzliche Unterschiede zwischen Informationssystemen und Automatisierungssystemen.- 2.3 Unterschiedliche objektorientierte Modellierungen für Informationssysteme und für Automatisierungssysteme.- 3 Vergleichende Untersuchung von objektorientierten Konzepten.- 3.1 Grundkonzepte obj ektorientierter Modelle.- 3.1.1 Objektbildung.- 3.1.2 Klassifizierung.- 3.1.3 Austauch von Botschaften.- 3.1.4 Vererbung.- 3.1.5 Polymorphismus.- 3.1.6 Zusammenfassung.- 3.2 Verbindungsmöglichkeiten von Objekten und Klassen.- 3.2.1 Überbück..- 3.2.2 Vererbung und Instanziierung.- 3.2.2 Assoziation.- 3.2.3 Aggregation.- 3.2.4 „used“-Beziehung.- 3.2.5 Zusammenhänge der Verbindungen.- 3.3 Verbindungsarten unter den Gesichtspunkten von Abstraktion und Hierarchie.- 3.4 Konzepte ausgewählter objektorientierter Methoden im Vergleich.- 3.4.1 Synoptische, graphische Darstellung.- 3.4.2 Die Methoden im einzelnen.- 3.4.3 Zusammenfassung.- 4 Das Vorgehensmodell für ein Automatisierungsprojekt bei Anwendung objektorientierter Modellierungskonzepte.- 4.1 Problematik.- 4.2 Allgemeines Phasenmodell für Automatisierungsprojekte.- 4.2.1 Ansatz.- 4.2.2 Klärung der Aufgabenstellung.- 4.2.3 Fachtechnische Lösungskonzeption.- 4.2.4 Systemstrukturierung.- 4.2.5 Gerätestrukturierung.- 4.2.6 Hardware-/Software-Entwurf.- 4.2.7 Realistisches Resultat.- 4.3 Phasenmodelle für die Software-Entwicklung.- 4.3.1 Ableitung aus der automatisierungstechnischen Systementwicklung.- 4.3.2 Vorgehensweise bei OOSD nach I. Jacobson.- 4.3.3 Vorgehensweise bei OMT nach J. Rumbaugh.- 4.3.4 Vorgehensweise bei OOA/OODLE nach Shlaer/Mellor.- 4.3.5 Schlußfolgerung.- 4.4 Objektorientiertes Vorgehen bei Automatisierungsprojekten.- 4.5 Objektorientiertes Vorgehen für die fachtechnische Lösungskonzeption.- 5 Ergänzungen der objektorientierten Modellierungskonzepte für die Anwendung in der Automatisierungstechnik.- 5.1 Einleitung.- 5.2 Schwierigkeiten bei der Klassendarstellung von automatisierungstechnischen Problemen und eine Lösung.- 5.2.1 Mehrdeutige Klassendarstellung.- 5.2.2 Unterschiedliche Anforderungen an die Verwendung der einzelnen Instanzen.- 5.2.3 Zugriff auf verschiedene Instanzen einer Klasse.- 5.2.4 Lösung durch lokale Komponenten-Namen.- 5.3 Nachteile der „event“-Kommunikation und Ansätze zur Verbesserung.- 5.3.1 Richtung einer „event“-Kommunikation zwischen Objekten.- 5.3.2 Vermehrung der Anzahl von „events“ durch gegenseitige Benachrichtigung.- 5.3.3 Variationen der Modelle mit einer „event“-Kommunikation zwischen Objekten.- 5.3.4 Botschaftsaustausch kontra Informationsfluß.- 5.3.5 Erste Lösung: Client-Server-Schichtung von Komponenten und die Kommunikation über Signale und Bedingungen.- 5.3.6 Zweite Lösung: Einführung eines Informationsflusses.- 5.4 Ansatz zur Abbildung des technischen Prozesses.- 5.4.1 Ausgangspunkt Anlage.- 5.4.2 Die Kontext-Objekte.- 5.5 Beschreibungs-Schichten innerhalb von Objekten.- 6 Zusammenstellung der Modellierungskonzepte für eine fachtechnische Lösungskonzeption.- 6.1 Intention.- 6.2 Die Spezifikations-Schablone für das Komponentenmodell.- 6.3 Beschreibung des Objektverhaltens mittels Zustandsmodellen.- 6.3.1 Einführung und bibliographische Anmerkungen.- 6.3.2 Zustand.- 6.3.3 Transition.- 6.3.4 Operationen.- 6.3.5 Verhaltensbeschreibung und Vererbungshierarchie.- 6.4 Das Beziehungsmodell.- 7 Beispiel „bivalente Heizungsanlage“.- 7.1 Vorbemerkung.- 7.2 Problemstellung.- 7.3 Komponentenmodell und Zustandsmodell.- 7.4 Beziehungsmodell.

Recenzii

".. eine hervorragende theoretische und didaktische Einführung in die neuen Planungsmethoden von automatisierten Einrichtungen und Prozessen. Es gelingt ... wertvolle Ansätze zu einer effizienteren Vernetzung von neuen Modellierungen der Informationsverarbeitung mit den praktischen Anforderungen der Steuer- und Regelungstechnik zu geben. ... kann allen empfohlen werden, die sich mit dem Einsatz moderner, objektorientierter Entwicklungsmethoden im weiten Bereich der Automatisierungstechnik auseinander- setzen müssen. Auf Grund der fachlichen Tiefe und der vielen themenspezifischen Literaturverweise ist das Buch sehr breit verwendbar." (e+i Elektrotechnik und Informationstechnik)