University of Oulu

Choreography modeling in embedded systems domain

Saved in:
Author: Taušan, Nebojša
Organizations: University of Oulu Graduate School
University of Oulu, Faculty of Information Technology and Electrical Engineering, Information Processing Science
Format: ebook
Online Access: PDF Full Text (PDF, 1.2 MB)
Persistent link: http://urn.fi/urn:isbn:9789526214573
Language: English
Published: Oulu : University of Oulu, 2016
Publish Date: 2016-11-29
Thesis type: Doctoral Dissertation
Defence Note: Academic dissertation to be presented with the assent of the Doctoral Training Committee of Technology and Natural Sciences of the University of Oulu for public defence in the OP-Pohjola auditorium (L6), Linnanmaa, on 9 December 2016, at 12 noon
Tutor: Professor Markku Oivo
Doctor Jouni Markkula
Docent Pasi Kuvaja
Reviewer: Professor Tommi Mikkonen
Associate Professor Mira Miroslawa Kajko-Mattsson
Opponent: Professor Martin Höst
Description:

Abstract

Choreography modelling, as a service-oriented architecture specific technique, is increasingly present in embedded systems development domain. This technique specifies a flow of interactions between participants' services from the global or neutral point of view while the specified models represent an integral part of the overall software architecture. Choreography modelling languages that are currently used in embedded systems domain, however, are not expressive enough to capture the choreography-relevant information in this domain. For this reason, choreography specifications are often lacking information or include ambiguous information. This allows misinterpretation of the specified choreography models and leads to difficulties in communication among stakeholders that use those models.

The objective of this research is to advance the design of choreography modelling languages by identifying the information content that is relevant in embedded systems domain and by designing a choreography modelling language that supports that information content. To achieve this objective, this research adopted the design science research framework and five individual studies were conducted within this framework. These studies used methods such as the interviews with practitioners, company specific documents and open standards to understand the challenges in industry, systematic literature review to collect the existing scientific knowledge about the utilization of choreography in embedded systems and the focus groups to evaluate the designed language. Based on these study results, the information content that is relevant for choreography modelling in embedded systems domain was identified and then supported with the design of choreography modelling language.

The design of the choreography modelling language is evaluated in academic and industry context. The evaluation in academic context is realized by language implementation while the evaluation in industry is realized with industry experts. Language evaluation showed increased expressiveness of the designed language and indicated on possible benefits from its use in testing and protocol development area. These benefits include the reduction of development time and errors in the testing phase while the reduction of maintenance burden and performance improvement can be expected in the protocol development area.


Tiivistelmä

Koreografinen mallintaminen on enenevässä määrin käytetty tekniikka sulautettujen järjestelmien palvelukeskeisten arkkitehtuurien määrittelyssä. Tämän mallintamisen avulla pystytään määrittämään palveluiden ja osallistujien välisten vuorovaikutusten virtaa globaalilla tasolla kun taas määritellyt mallit kuvaavat ohjelmistoarkkitehtuurin keskeisiä osakokonaisuuksia. Tällä hetkellä sulautettujen järjestelmien koreografiseen mallintamiseen käytetyt kielet eivät ole tarpeeksi ilmaisuvoimaisia kattaakseen alalla tarvittavien mallien oleelliset tietosisällöt. Tästä syystä koreografiamalleista puuttuu usein oleellisia tietoja tai tietosisällöt eivät ole yksiselitteisiä. Tämä johtaa koreografiamallien tietosisältöjen virheelliseen tulkintaan, joka taas aiheuttaa haasteita malleja hyödyntävien sidosryhmien välisessä vuorovaikutuksessa.

Tämän tutkimuksen tavoitteena on edistää koreografiamallinnuksessa käytettävien kielten suunnittelua tunnistamalla ne tietosisällöt, jotka ovat oleellisia sulautetuille järjestelmille sekä suunnitella kieli, joka tukee oleellisia tietosisältöjä. Tavoitteen saavuttamiseksi sovellettiin "design science" (suunnittelun tutkimus) tutkimusmenetelmää, jolla toteutettiin viisi tapaustutkimusta. Näissä tutkimuksissa hyödynnettiin teollisuuden asiantuntijoiden haastatteluita, yrityskohtaisia dokumentteja ja avoimia standardeja, joiden avulla pystyttiin ymmärtämään teollisuuden kohtaamia haasteita tutkimusalueella. Systemaattisen kirjallisuuskatsauksen avulla kerättiin yhteen olemassa oleva tieteellinen tietämys koreografian käytöstä sulautetuissa järjestelmissä. Kehitetyn kielen sopivuutta teolliseen tuotekehitykseen arvioitiin asiantuntiaryhmille järjestetyissä työpajoissa. Saatujen tutkimustulosten valossa koreografiamallinnuksessa tarvittavat oleelliset tietosisällöt sulautettujen järjestelmien alueella pystyttiin määrittämään sekä kehittämään tietosisältöä tukeva koreografian mallinnuskieli.

Kehitetty mallinnuskieli on arvioitu akateemisessa kontekstissa toteuttamalla koreografian mallinnuskieli. Teollisessa ympäristössä arvioinnin ovat suorittaneet teollisuuden asiantuntijat. Arviointien tuloksena voidaan todeta, että kehitetyllä mallinnuskielellä on parempi ilmaisuvoima kuin aiemmin käytössä olleilla kielillä. Lisäksi saatiin viitteitä kielen soveltuvuudesta testauksessa ja protokollien kehityksessä. Kieltä soveltamalla saavutettiin lyhempi kehitysaika ja vähennettiin virheitä testausvaiheessa. Lisäksi protokollan kehityksen osuudessa oletetaan ylläpidon kuormittavuuden vähenevän ja suorituskyvyn paranevan.


Series: Acta Universitatis Ouluensis. A, Scientiae rerum naturalium
ISSN: 0355-3191
ISSN-E: 1796-220X
ISSN-L: 0355-3191
ISBN: 978-952-62-1457-3
ISBN Print: 978-952-62-1456-6
Issue: 686
Subjects:
Copyright information: This publication is copyrighted. You may download, display and print it for your own personal use. Commercial use is prohibited.