Wichtige Schritte im Entwurfsprozess sind die Verifikation und die Validierung (siehe Abbildung). Beides soll durch Prototyping unterstützt werden. Generell sollte eine Validierung so früh wie möglich erfolgen, denn werden Fehler erst später erkannt, kann dies zu teuren Rückkopplungen im Entwicklungsprozess führen. Wird das Prototyping dazu während der Anforderungsanalyse oder noch früher während der Problemanalyse eingesetzt, führt dies in der Regel zu qualitativ besseren (z. B. bezüglich Vollständigkeit) Systemanforderungen, da der Kunde frühzeitig am Entwicklungsprozess beteiligt wird und dadurch Klarheit über die gewünschten Eigenschaften des Systems besteht. Der Prototyp dient weiter dem Entwickler als Hilfsmittel bei der Verifikation. Durch geeignete Tests lassen sich viele dynamische Eigenschaften des Systems überprüfen.

Die Prototyping-Umgebung, die in unserer Arbeitsgruppe entwickelt wird, stellt durch geeignete Werkzeuge und Schnittstellen zwischen Steuerungssystemkomponenten, Testfeld und Simulatoren sicher, dass ein Entwicklungsteam neben einer effizienten Erstellung des Prototyps alle geplanten Testfälle durchspielen und Messungen mit vernünftigem Aufwand ausführen kann. Prototyping wird möglichst früh im Entwicklungprozess dadurch unterstützt, dass Teilsysteme durch generierte Komponenten zu ausführbaren Systemen vervollständigt werden. Prototyping wird aber auch in späteren Phasen, also entwurfsbegleitend durchgeführt, wo eine Partitionierung in Teilsysteme oder die Einbindung von Hardware erfolgt. Weiter können Aussagen über das dynamische Verhalten und nichtfunktionale Eigenschaften mit Hilfe von Prototypen ermittelt werden (Dynamische Analyse). Dazu werden die Prototypen entsprechend instrumentiert und Modelle für die Auswertung der am Prototyp gemessenen Daten entwickelt.

Wie bei allen Methoden im Zusammenhang mit der Entwicklung von großen Systemen spielt die Effizienz eine Rolle. Das Prototyping muss deshalb fest in den Prozess eingebunden werden und der Nutzen, z. B. eine Qualitätsverbesserung des Produktes, muss in einem vernünftigen Verhältnis zu dem Zusatzaufwand stehen. Daher müssen zeitaufwendige Schritte im Prototyping-Prozess durch den Einsatz von Werkzeugen unterstützt werden.


Fragen an: Andreas Metzger (metzger@informatik.uni-kl.de)