Trainingsmaterialien für modellbasierte Entwicklung
Entwicklung eingebetteter Systeme mit der SPES-Methodik
Im Projekt "Software Platform Embedded Systems" (SPES2020) sowie dem Nachfolgeprojekt SPES_XT wurden von einem Konsortium von mehr als 20 Partnern aus Akademia und Industrie die Grundlagen für einen umfassenden methodischen Baukasten zur durchgängigen modellbasierten Entwicklung eingebetteter Systeme erarbeitet. Wissenschaftliche Studien belegen, dass der Einsatz von durchgängigen modellbasierten Techniken, wie sie auch im SPES Konsortium entwickelt wurden, den Produkt Entwicklungsaufwand beträchtlich reduzieren kann (im Mittel 27% - 34%), da häufig auftretende Probleme, wie sie z.B. bei einer Unterspezifikation des Systemverhaltens oder bei widersprüchlichen Vorgaben auftreten, vermieden werden können. Darauf aufbauende Analysetechniken verbessern zudem die Qualität der Artefakte, was ebenfalls zur Optimierung der Entwicklung beiträgt. Es ist daher für Unternehmen der deutschen Industrie von großer Bedeutung einen Einstieg in diese Technologie zu finden, um die Vorreiterstellung zu festigen und zukünftig im internationalen Wettbewerb bestehen zu können.
SPEDiT Lernmaterial
Das Projekt SPEDiT (Software Platform Embedded Systems Dissemination and Transfer) hat Lernmaterial im Sinne von Praxistutorien aufbereitet, das die spezifischen Anforderungen und Randbedingungen der unterschiedlichen Stakeholder (z.B. verschiedene Unternehmen und am Engineering-Prozess beteiligte Personen) berücksichtigt. Dazu werden multimediale Lernkurse (Module) entwickelt, die sich an typischen Rollen aus dem Entwicklungsprozess orientieren.
Die Lernkurse wurden in multimediale Lerneinheiten (Blöcke) untergliedert, die als SCORM-Pakete (SCORM: Sharable Content Object Reference Model) aufbereitet sind. SCORM-Pakete sind in einem Browser oder einer SCORM-fähigen Lernplattform ablauffähig. Um die Module möglichst autark zu gestalten sind Inhalte der Lerneinheiten in einigen Fällen in mehreren Modulen enthalten (ggfs. mit unterschiedlicher Lernzieltiefe).
Das Modul vermittelt eine Einführung in die SPEDiT Kursreihe. Es besteht aus insgesamt 5 Einheiten die als eigenständige SCORM-Pakete verfügbar sind:
- Einführung von MBSE und SPES-Methodik
- Einführung in das Übungsbeispiel
- PTC Integrity Modeler Werkzeug
- AutoFOCUS3 Werkzeug
- Entwicklungsprozess
Das Modul beinhaltet das Lernmaterial für die Rolle System Architect. Es besteht aus insgesamt 12 Einheiten die als eigenständige SCORM-Pakete verfügbar sind:
- Das SPES Modeling Framework
- Kontextmodellierung Kontextmodelle verstehen
- Ziel-und Szenariobasiertes Requirements Engineering
- Spezifikation von Anforderungen
- Zerlegung in Systemfunktionen
- Spezifikation von Systemfunktionen
- Abbildung von Anforderungen auf Systemfunktionen
- Analyse von Funktionsarchitektur gegen Anforderungen
- Zerlegung des Systems in Teilsysteme
- Analyse der Architektur gegen die funktionale Architektur
- Erstellung der technischen Architektur
- Verteilung der Softwarekomponenten auf Hardwarekomponenten
Das Modul beinhaltet das Lernmaterial für die Rolle Requirements Engineer. Es besteht aus insgesamt 17 Einheiten die als eigenständige SCORM-Pakete verfügbar sind:
- Einführung in das Implementierungsbeispiel "Intelligent Home"
- Das SPES Modeling Framework
- Kontextmodellierung (1)
- Kontextmodellierung (2)
- Zielmodellierung (1)
- Zielmodellierung (2)
- Zielmodellierung (3)
- Zielmodellierung (4)
- Spezifikation von Anforderungen (1)
- Spezifikation von Anforderungen (2)
- Spezifikation von Anforderungen (3)
- Validierung von Anforderungen
- Zerlegung des Systems in Teilsysteme
- Wechselspiel zwischen Anforderungen und Systemzerlegung
- Verfeinerung von Anforderungen
- Validierung der Verfeinerung
- Disziplinenspezifische Kontextmodellierung
Das Modul beinhaltet das Lernmaterial für die Rolle Test Engineer. Es besteht aus insgesamt 12 Einheiten die als eigenständige SCORM-Pakete verfügbar sind:
- Das SPES Modeling Framework
- Lasten- und Pflichtenhefte
- Zusammenspiel von textuellen Anforderungen und modellbasierten Anforderungen
- Szenariomodellierung und Ableitung von Testfällen
- Spezifikation von Anforderungen (1)
- Spezifikation von Anforderungen (2)
- Abbildung von Anforderungen auf Systemfunktionen
- Kontextmodelle zur Testfallerstellung
- Erstellen von Testfallspezifikationen
- Testfallerstellung (1)
- Testfallerstellung (2)
- Testausführung
Das Modul beinhaltet das Lernmaterial für die Rolle Software Architect. Es besteht aus insgesamt 15 Einheiten die als eigenständige SCORM-Pakete verfügbar sind:
- Kontextmodellierung (1)
- Kontextmodellierung (2)
- Szenariomodellierung (1)
- Szenariomodellierung (2)
- Spezifikation von Anforderungen (1)
- Spezifikation von Anforderungen (2)
- Validierung von Anforderungen
- Zerlegung des Systems in Softwarefunktionen
- Spezifikation von Systemfunktionen und Modes
- Abbildung von Anforderungen auf Systemfunktionen
- Analyse der Funktionsarchitektur gegen Anforderungen
- Zerlegung der Software in Teil-Softwaresysteme
- Analyse der logischen Architektur
- Erstellung der technischen Architektur
- Verteilung der Softwarekomponenten auf Hardwarekomponenten
Das Modul beinhaltet das Lernmaterial für die Rolle Software Entwickler. Es besteht aus insgesamt 12 Einheiten die als eigenständige SCORM-Pakete verfügbar sind:
- Ziel- und Szenariobasiertes Requirements Engineering
- Spezifikation von Anforderungen
- Kontraktbasierte Anforderungen
- Zerlegung des Systems in Teilsysteme
- Technische Architektur
- Verteilung der Softwarekomponenten auf Hardwarekomponenten
- Spezifikation von Softwarekomponentenverhalten
- Codegenerierung
- Analyse von Softwarekomponenten-Simulation
- Analyse von logischen Softwarekomponenten
- Scheduling Synthese
- Vom Modell zum Embedded System
Sämtliche Skripte aus dem Lernmaterial (d.h. die Lerninhalte ohne die Videos und die Übungsaufgaben) sind in einem Handbuch zusammengefasst.
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Alle Module und Blöcke als auch das SPEDiT Handbuch sind unter einer Creative Commons CC BY Lizenz 3.0 kostenlos verfügbar.
