4.40 Methodenkategorie "Systemverhaltensmodelle" (SVM)

1 Identifikation/Definition der Methode

Bei SVM handelt es sich um eine Methodenkategorie; die einzelnen anwendbaren Verhaltensmodelle werden in Anlage 1 (SVM) unter Angabe von Auswahlkriterien genauer erläutert. Erst im Rahmen der Operationalisierung wird eine spezifische Methode festgelegt. Als Übersichtsbeschreibung kann / Davis, 88 / verwendet werden.

2 Kurzcharakteristik der Methode

Ziel und Zweck

Ziel der Systemverhaltensmodelle (SVM) ist es, die Anforderungen an das dynamische Verhalten eines Systems mittels eines Modells zu präzisieren. Besondere Beachtung finden hierbei der Einfluß von (externen) Ereignissen auf das System sowie mögliche Nebenläufigkeiten innerhalb des Systems. Dieses Modell dient insbesondere dem Abgleich und der Präzisierung der Anforderungen (Vollständigkeit, Eindeutigkeit, usw.) mit dem Anwender.

Darstellungsmittel

Die Darstellungsmittel für Systemverhaltensmodelle gliedern sich in

1. Darstellung der statischen Struktur des Verhaltens durch ein Modell,
2. Darstellung dynamischer Abläufe mittels eines Fall-/Erreichbarkeitsgraphen sowie von relevanten (Ablauf-) Szenarien.

Als Darstellungsmittel für a) kommen sowohl Netzdarstellungen als auch Darstellungen (kommunizierender) Automaten in Frage. Diese beinhalten die Darstellung von Ereignissen, Zuständen, Aktionen und Bedingungen und gegebenenfalls weitere Angaben in Form von spezifischen Beschriftungen einzelner Elemente. Die Nebenläufigkeit einzelner Zustände/Aktionen wird ebenfalls im Modell dargestellt.

Diese statische Struktur des Modells wird gemäß b) ergänzt durch eine Darstellung von (Ablauf-) Szenarien, die eine zeitliche und/oder kausal-logische Abfolge möglicher Kombinationen von Ereignissen, Zuständen und Aktionen wiedergeben, anhand derer sich die gewünschten bzw. nicht erwünschten Eigenschaften im dynamischen Ablauf nachvollziehen  ¹⁾ lassen. Die Szenarien entsprechen dabei den möglichen Abwicklungen des zugehörigen Fall-/Erreichbarkeitsgraphen des Modells.

Funktioneller Ablauf

Die Methodendurchführung umfaßt prinzipiell folgende Schritte (die Reihenfolge ist hierbei exemplarisch zu sehen; einzelne Schritte können durchaus parallel durchgeführt werden):

1. Erstellen des Modells mit Angabe der Elemente und Beschriftungen, die für die geforderten Eigenschaften (bezogen auf die Kritikalitätsstufe) relevant sind (generell wird empfohlen, aus Komplexitätsgründen nur diejenigen Sachverhalte zu modellieren, die für die Ermittlung der gewünschten bzw. nicht gewünschten Eigenschaften wesentlich sind).

Anmerkung: Die Formalisierung durch das Modell erlaubt bereits an dieser Stelle die Feststellung syntaktischer Eigenschaften, wie Konsistenz der Struktur, Undeterminiertheiten bei Verzweigungen, usw.

2. Identifikation, wie und an welchen Stellen die kritischen Fälle und Eigenschaften im konkreten Modell zum Ausdruck kommen.
3. Ermittlung von relevanten Ablauf-Szenarien, anhand derer sich die geforderten Eigenschaften im dynamischen Ablauf nachvollziehen lassen. Der Fall- bzw. Erreichbarkeitsgraph bildet hierfür die Ausgangsbasis. Dabei wird, ausgehend von einem Anfangszustand des Systems, die Menge möglicher Ereignisse und möglicher Folgezustände und -Aktionen betrachtet.
4. Eine (informelle) Analyse des Modells sowie der Ablauf-Szenarien ist gemäß den festgelegten semantischen Interpretationsregeln durchzuführen. Die Analyse zielt auf die Visualisierung und Nachvollziehbarkeit der relevanten Abläufe unter Berücksichtigung und Sicherstellung der geforderten Eigenschaften. Gegebenenfalls sind Korrekturen oder Erweiterungen des Modells im Sinne der Präzisierung der Anforderungen in Abstimmung mit dem Anwender vorzunehmen.

3 Grenzen des Methodeneinsatzes

Die Methode SVM kommt zum Einsatz, wenn es sich um ein Echtzeitsystem bzw. ein verteiltes System handelt und die Kritikalität hoch ist. Bei umfangreichen Modellen ist die Unterstützung durch ein Werkzeug unerläßlich.

4 Detaillierung der Methodenzuordnung

4.1 SVM in Aktivität SE  1.5 "System fachlich strukturieren"

Die Methode SVM wird auf Systemebene in der Weise angewandt, daß die (hinsichtlich Kritikalität) relevanten Systemteile und -Funktionen sowie die relevante Umgebung des Systems bei der Modellierung und Analyse berücksichtigt werden. Die Methode deckt das Teilprodukt "Beschreibung der Funktionalität" nur in Ergänzung durch andere Methoden ab.

4.2 SVM in Aktivität SE  3.3 "Anforderungen an die Funktionalität definieren"

Die Methode SVM wird auf SW-Ebene angewandt, wenn auf dieser Ebene die Anforderungen hinsichtlich Kritikalität - durch Vererbung der Kritikalität - als Verfeinerung einzelner Segment-Funktionen detaillierter beschrieben werden sollen. Insbesondere ist dies der Fall, wenn die SW-Einheit so mit anderen SW-/HW-Einheiten in Wechselwirkung steht, daß sich ein spezifisches Verhalten auf dieser Betrachtungsebene ergibt, welches auf den höheren Ebenen noch nicht modelliert wurde. Die Methode deckt das Teilprodukt "Gesamtfunktion des Elements" bezüglich derjenigen Funktionsabläufe ab, die in die Kritikalitätsbetrachtung einbezogen sind.

5 Schnittstellen

- entfällt -

6 Weiterführende Literatur

/ Baumgarten, 90 /,
/ Davis, 88 /,
/ Harel, 87 /,
/ Reisig, 85 /,
/ Reisig, 86 /