Konzeptuelle Modelle für QUASAR-Anforderungsdokumente
Ziel:
Das konzeptionelle Systemmodell definiert die domänenabhängigen und abstrakten Inhalte von QUASAR-Anforderungsdokumenten unabhängig von ihrer Repräsentation (z.B. System- oder Softwarefunktionen). Das konzeptionelle Dokumentationsmodell beschreibt, wie die domänenabhängigen Inhalte durch Dokumenttypen repräsentiert werden. Damit eignet sich das konzeptionelle Dokumentationsmodell zur Entwicklung eigener Strukturen zur Dokumentation von Anforderungen.
Beschreibung:
Klare Beziehungen zwischen einzelnen Elementen von Anforderungsdokumenten bilden die Basis für gute Entwicklung, Verfolgbarkeit und leichte Änderbarkeit. Beziehungen müssen dabei zwischen Elementen der Dokumente, zwischen Elementen der Anwendungsumgebung, aber auch zwischen Elementen der Dokumente und der Umgebung bestehen.
Um hierbei eine vollständige Beschreibung zu gewährleisten, sind konzeptionelle Modelle, welche die wesentlichen Elemente und zugehörige Beziehungen definieren, sowohl für die Dokumente als auch für die zu beschreibende Anwendungsumgebung notwendig.
Grundlegende Konzepte
Beziehungen
Innerhalb der QUASAR-Anforderungsdokumente finden folgende Beziehungsarten Verwendung.
- Verfeinerungsbeziehungen zwischen Elementen auf unterschiedlichen Abstraktionsebenen
- Abhängigkeitsbeziehungen zwischen Elementen auf derselben Abstraktionsebene
- Repräsentationsbeziehungen zwischen Dokumentelementen, welche ein gemeinsames (logisches) Element repräsentieren
Konzeptionelles Systemmodell
Das konzeptionelle Systemmodell beschreibt den Inhalt der (Anforderungs-) Dokumente unabhängig deren Darstellung. Es definiert somit die logischen Elemente der Anwendungsumgebung auf verschiedenen Abstraktionsebenen sowie Beziehungen zwischen ihnen.
Das konzeptionelle Systemmodell unterscheidet hierbei, wie Abbildung 1 zeigt, eine Problem-, Technologie- und Software-Ebene (P-, T-, S-Ebene).
Die Problem-Ebene beinhaltet die überwachten und kontrollierten Umgebungsvariablen und die Systemanforderungen. Letztere beschreiben das Systemverhalten in Form der Reaktion des Systems auf Änderungen der überwachten Variablen durch Änderung der kontrollierten Variablen.
Die Technologie-Ebene verfeinert die Problem-Ebene durch Abstraktion von indirekten Umgebungsvariablen und fokussiert ausschließlich auf direkte Variablen, also solche, welche konkret erfasst oder manipuliert werden können.
Hierzu werden Annahmen getroffen, wie direkten Variablen, indirekte Variablen ersetzt können (z.B. Personenidentität durch PIN).
[Abbildung 1 : Konzeptionelles Systemmodell]
Die Software-Ebene spezifiziert schließlich den Teil des Systems welcher durch Software realisiert wird. Die Eingabe- und Ausgabegerätvariablen beschreiben die Schnittstelle der Software. Mit Hilfe der Treiber wird eine Abstraktion von technischen Details der Geräteverariablen erreicht. Die Treiberspezifikation beschreibt dabei die Abbildung zwischen Treiber- und Gerätevariablen, während die Kontrollerspezifikation das eigentliche Verhalten des Kontrollers im Hinblick auf die Treibervariablen spezifiziert.
Als Elemente des konzeptionelle Systemmodells werden auf allen Ebenen relevante Objekte, zu erfüllende Funktionen, Beziehungen zwischen den Elementen und Rahmenbedingungen hinsichtlich der Objekte, Funktionen und Architektur definiert. Das konzeptionelle Systemmodell beschreibt somit ein Metamodell für alle logischen Elemente, welche bei der Spezifikation eingebetteter Systeme eine Rolle spielen.
Konzeptionelles Dokumentationsmodell
Das konzeptionelle Dokumentationsmodell beschreibt die Elemente der einzelnen QUASAR-Dokumente, ihre Beziehungen untereinander, aber auch ihre Beziehungen zu den logischen Elementen des Systemmodells. Beziehungen zwischen den logischen Elementen werden dabei auf Beziehungen zwischen den Dokumentelementen übertragen.
Das konzeptionelle Dokumentationsmodell beschreibt somit jeweils für jedes Dokument der QUASAR-Anforderungsdokumentstruktur dessen Inhaltselemente, alle zugehörigen Beziehungen und Rahmenbedingungen.
Dadurch wird ein vollständiger und verfolgbarer Aufbau zur Spezifikation der Anforderungen an ein eingebettetes System definiert.
[Abbildung 2 : Zusammenhang der konzeptionellen Modelle und Beziehungen]
Abbildung 2 zeigt exemplarisch den Zusammenhang zwischen den beiden konzeptionellen Modellen und ihrer Verwendung in konkreten Dokumenten. Im oberen Teil des Schaubildes sind die konzeptionellen Modelle zu sehen, welchen den korrekten Aufbau eines Dokuments (links) beziehungsweise den Zusammenhang von logischen Elementen innerhalb der Anwendungsumgebung definieren. Unten rechts findet sich eine Instanziierung des Systemmodells für ein konkretes eingebettetes System, während unten links ein Ausschnitt eines Dokuments als Instanziierung des konzeptionellen Dokumentationsmodells zu sehen ist. Die Beziehungen innerhalb und zwischen den einzelnen (Meta-) Modellen sind ebenfalls exemplarisch dargestellt.
Anwendungsmöglichkeiten
Die konzeptionellen Modelle bilden die Grundlage für den Aufbau der (QUASAR-) Anforderungsdokumente.
Die Definition von Beziehungen zwischen Elementen der Anwendungsdomäne und die klare Beschreibung von Beziehungen zum konzeptionellen Dokumentationsmodell erlauben es, wichtige Beziehungen zwischen Anforderungen in den Dokumenten verfügbar zu machen. Insbesondere bei Änderungsanalysen und –durchführungen, aber auch anderen Aktivitäten, welche horizontale und vertikale Verfolgbarkeit zwischen Anforderungen voraussetzen, liefern die konzeptionellen Modelle somit eine wichtige Grundlage zum Aufbau guter Dokumente.
Diese Technik erfüllt folgende Praktiken:
Entwickleranforderungen dokumentierenKundenanforderungen dokumentieren
Standards und Dokumentenstruktur benutzen
Verfolgbarkeit sicherstellen