Der Simulator
Ziel
Das Ziel dieser Fallstudie war es, sich mit der Anwendung formaler Methoden
bei der Erstellung von Spezifikationen reaktiver Systeme und mit der
Anwendungsdomäne vertraut zu machen.
Die gewonnene Erfahrung sollte im SFB gestreut werden.
Kontext
Die Fallstudie wurde von den
Mitgliedern
von Team 1 durchgeführt, welche die Projekte des
Sonderforschungsbereichs 501
repräsentieren.
Die Anwendungsdomäne für diese Fallstudie ist die
Gebäudeautomation.
Geleistete Arbeit
Die Aufgabe war die Spezifikation eines ereignisgesteuerten Simulators für
den Wärmefluß in einem Gebäude. Dazu war es notwendig, das
Öffnen und Schließen von Fenstern und Türen zu
berücksichtigen. Es sollte möglich sein, eine enge Bindung zwischen
realer und simulierter Zeit aufrechtzuerhalten, sowie die Simulation um einen
konstanten Faktor schneller als die reale Zeit ablaufen zu lassen.
Ausgehend von einer informellen Problembeschreibung des Kunden (diese Rolle
wurde vom Leiter des
Projekts D1 übernommen),
wurden eine Anforderungsspezifikation und ein funktionales Design des Systems
entwickelt. Dabei wurde das Buch von Braek und Haugen
Engineering Real Time Systems, Prentice Hall, 1993 zugrundegelegt.
Eine objektorientierte Notation, Message Sequence Charts (MSC), und die
Specification and Description Language (SDL)
wurden zur Erstellung dieser Dokumente verwendet. Zwei Subsysteme (Simulatorkern
und -Interface) wurden isoliert, und die Methodologie wurde auf beide nochmals
angewendet.
Folgende Dokumente sind verfügbar (in Englisch, gzipped Postscript):
- Problem description (40KB)
Informelle Problembeschreibung des Kunden. Enthält die Problembeschreibung
und einige Teile der Gebäudephysik.
- Dictionary (138KB, in deutsch)
Dies ist das vom Projekt D1 ausgearbeitete Verzeichnis aller in der Domäne
Gebäudeautomation benötigten Begriffe mit Erläuterungen.
- Requirements Specification of the simulator (43KB)
Enthält eine überarbeitete Problemstellung, ein Konzeptmodell der Simulation,
sowie Beschreibungen der statischen und dynamischen Schnittstelle der Objekte der
Simulationsdomäne. Es wurden eine objektorientierte Notation und message sequence
charts verwendet. Zwei Subsysteme des Simulators wurden isoliert: Der Kern
ist für die Verwaltung der Simulationsereignisse und die Einhaltung der Kopplung
von Realzeit und simulierter Zeit verantwortlich.
Das Interface ist für die Entgegennahme von Eingabeereignissen von
verschiedenen Quellen und die Bereitstellung der Werte der Variablen, die das
Gebäude repräsentieren, verantwortlich.
- Requirements Specification of the
Simulator Kernel (35KB)
Enthält das Konzeptmodell des Kerns und die Beschreibung der
statischen und dynamischen Schnittstellen seiner Teilobjekte.
- Functional Design of the
Simulator Kernel (32KB)
Das funktionale Design des Kerns wurde in SDL beschrieben.
- Requirements Specification of the
Simulator Interface (30KB)
Enthält das Konzeptmodell des Interfaces und die Beschreibung der
statischen und dynamischen Schnittstellen seiner Teilobjekte.
- Functional Design of the
Simulator Interface (44KB)
Das funktionale Design des Interfaces wurde in SDL beschrieben.
Ergänzende Arbeiten
Im Projekt C1 wurde diese
Fallstudie
wiederholt.
Im Projekt D1 wurde ein (leicht modifizierter)
Simulator
implementiert.
Weitere Informationen zur Arbeit von Team 1 finden sich auf der
Homepage.
Navigation
deiss@informatik.uni-kl.de