Ralf Paaschen
Entwurf und Implementierung eines interaktiven Visualisierungstools für I-Systeme
2005-10
Die Theorie der I-Systeme beschäftigt sich mit der formalen Modellierung und Analyse von verteilten Systemen. Verteilte Systeme zeichnen sich dadurch aus, daß die einzelnen Komponenten eines verteilten Systems autonom agieren, unter einer verteilten Kontrolle des Gesamtverhaltens. Dabei ist die Interaktion zwischen den Komponenten lokal begrenzt, d.h. eine Komponente interagiert nur mit ihren direkten Nachbarn. Globale Effekte entstehen durch die Propagierung von Einflüssen, die dann von einer Komponente an die nächste weitergereicht werden.
Die Theorie der I-Systeme folgt dem Prinzip des inkrementellen restriktiven Modellierens, d.h. statt alle erlaubten Abläufe eines Systems zu beschreiben, wird alles erlaubt und danach schrittweise eingeschränkt. Dies hat den Vorteil, daß durch die Hinzunahme von Einflüssen die bisherige Spezifikation unverändert bleibt, in dem Sinne, daß ursprüngliche Einflüsse erhalten bleiben. Für weiterführende Informationen sei auf [2], [4] und [8] verwiesen. Diese Arbeiten stellen eine ausreichende und fundierte theoretische Grundlage bereit. Dennoch gibt es bisher noch keine Implementierung einer Modellierungsumgebung für I-Systeme. Eine Toolunterstützung ist notwendig bei Entwurfe und Analyse komplexer I-Systeme, weil die Berechnung des Verhaltens von Hand zu aufwendig wird. Desweiteren lassen sich Teilaspekte, etwa die Simulation von (unterschiedlichen) lokalen Ausführungsgeschwindigkeiten, besser computergestützt realisieren.
Das Ziel dieser Arbeit ist es, ein Modellierungs- und Visualisierungsprogramm zu erstellen, welches dem Benutzer die schrittweise Modellierung eines I-Systems am Computer ermöglicht. Darüber hinaus soll die Software das Verhalten eines so erzeugten I-Systems simulieren/animieren können. Eine Besonderheit daran ist, daß der Benutzer bei der Simulation des verteilten Verhaltens weitgehende Eingriffs- und Steuermöglichkeiten zur Untersuchung des verteilten Verhaltens haben soll. Die Software soll plattformunabhängig in Java geschrieben werden und damit erstellte Modelle sollen als Ausgangsbasis für weitere Arbeiten (etwa Modell-Checking) dienen.