IV-2: Klassifizierung und Entwurf von Kopplungen in Computeranwendungen

Die Konzeption von komplexen Softwarelösungen beruht auf einer Aufteilung der Gesamtaufgabe in kleinere überschaubare Teilaufgaben. Viele dieser Teilaufgaben treten immer wieder auf. Eine Wiederverwendung vorhandenen Codes führt zu ungewollten Abhängigkeiten bezüglich der Programmiersprache, des Betriebssystems, des Versionsstands der Software sowie des Softwareherstellers.

Gemäß dem Stand der Technik werden Modelle und Anwendungen des Bauingenieurwesens mit Hilfe objektorientierter Methoden entwickelt. Dabei hat sich die Abstützung auf Entwurfsmuster bewährt. Unter einem Entwurfsmuster versteht man eine bewährte Lösungsschablone für ein klar zu definierendes Entwurfsproblem. Entwurfsmuster werden unabhängig von einer speziellen Programmiersprache durch die beteiligten Klassen, Objekte und ihr Zusammenspiel beschrieben. Der Grad der Wiederverwendung ist hoch.

Im Graduiertenkolleg wird eine zuverlässige Bewertung von Ingenieurmodellen methodisch durch die Kopplung der Partialmodelle und der zugehörigen Applikationen erreicht. Ziel der Dissertation ist die Erarbeitung einer anwendungsbezogenen Klassifizierung
der relevanten Kopplungen des Bauingenieurwesens sowie der Beschreibung von Lösungsansätzen in der Form von Entwurfsmustern. Bei der Bearbeitung
der Aufgabe werden folgende Punkte als wesentlich angesehen:

  • Welcher Typ von Kopplung ist angemessen? Zur Minimierung der Abhängigkeiten der Ingenieuranwendungen ist einer schwachen Kopplung der Vorrang zu geben. Wesentliche Kopplungsklassen sind der Nachrichtenaustausch, die Kopplung über Parameter oder komplexe Datenstrukturen, die Kopplung über den Austausch standardisierter Informationen sowie die Kopplung unter Einbeziehung
    der Anwendungslogik (operative Modelle).
  • Wie ist der Grad der Beziehung zwischen den gekoppelten Partialmodellen? Diese Untersuchung kann sich an den Beziehungen zwischen Sendern und Empfängern in der Kommunikationstechnik ausrichten (broadcast, multicast, point to point, gather).
  • Welche Art der Benachrichtigung (Holschuld, Bringschuld) ist für die jeweiligen
    Anwendungsfälle angemessen?
  • Liegt eine gerichtete Kopplung mit unidirektionalem Datenaustausch vor?
    Muss ein bidirektionaler Datenaustausch vorgesehen werden? Können Zyklen
    auftreten und wie wird Konvergenz hergestellt?
  • Können die gekoppelten Systeme asynchron kommunizieren oder ist Nebenläufigkeit infolge synchroner Kommunikation vorzusehen?

Zur Dokumentation der Entwurfsmuster ist eine geeignete Struktur zu entwerfen und für jedes einzelne Entwurfsmuster zu füllen. Damit sind die erarbeiteten Lösungsansätze nicht nur in den im Graduiertenkolleg entwickelten Softwaresystemen codiert, sondern das dabei erworbene Wissen kann künftig bei der Konzeption gekoppelter Ingenieuranwendungen verwendet werden.

Tutors: B. Firmenich, van Rooyen, F. Werner, M. König

Kontakt: Toni Fröbel