Ereignisgesteuerte Systeme - Cheatsheet

Definition und Bedeutung von Ereignisgesteuerten Systemen

Definition:

Ereignisgesteuerte Systeme sind Systeme, die auf Ereignisse reagieren und aufgrund dieser Ereignisse Zustands- oder Verhaltensänderungen durchführen.

Details:

• Reaktion auf externe und interne Ereignisse.
• Nutzung von Zustandsautomaten und Übergangsbedingungen.
• Beispiel: GUI, Echtzeit-Systeme.
• Synchone und asynchrone Ereignisse.
• Mathematische Modellierung: Zustandsübergangsdiagramme und Petri-Netze.
• Key-Formel: Übergangsfunktion \(\delta: Z \times E \rightarrow Z\), wobei \(Z\) Zustände und \(E\) Ereignisse sind.

Unterschied zwischen synchronen und asynchronen Systemen

Definition:

Unterschiede und Eigenschaften von synchronen und asynchronen Systemen.

Details:

• Synchrone Systeme: Ereignisse treten gleichzeitig oder in festgelegten Abständen auf, basieren auf globaler Uhr.
• Asynchrone Systeme: Ereignisse treten unabhängig voneinander auf, keine globale Uhr nötig.
• Synchrone Kommunikation: Koordination durch gemeinsame Zeitbasis.
• Asynchrone Kommunikation: Koordination über Nachrichten und Handshake-Mechanismen.
• \text{Synchrone Modellierung: FSM (Finite State Machines), Timed Automata}
• \text{Asynchrone Modellierung: Petri-Netze, Ereignisgesteuerte Prozessketten (EPK)}

Architektur und Design-Patterns für Ereignisgesteuerte Systeme

Definition:

Architektur- und Design-Patterns für ereignisgesteuerte Systeme helfen bei der Strukturierung und Implementierung solcher Systeme, um Effizienz, Wartbarkeit und Skalierbarkeit zu gewährleisten.

Details:

• Ebenenarchitektur: Zerlegt die Anwendung in verschiedene Schichten wie Präsentation, Logik und Datenhaltung
• Ereignis-Quellen: Initiieren Ereignisse, z.B. Benutzeraktionen oder Systemzustände
• Ereignis-Listener/Handler: Reagieren auf Ereignisse und führen entsprechende Aktionen aus
• Ereignis-Bus/Queue: Vermittelt Ereignisse zwischen Quellen und Listener
• Publish-Subscribe-Pattern: Ermöglicht lose Kopplung durch Veröffentlichung und Abonnement von Ereignissen
• Observer Pattern: Benachrichtigt registrierte Beobachter bei Zustandsänderungen
• Command Pattern: Kapselt eine Anforderung als Objekt

Verwendung von Zustandsdiagrammen und Petri-Netzen

Definition:

Verwendung von Zustandsdiagrammen und Petri-Netzen in ereignisgesteuerten Systemen

Details:

• Zustandsdiagramme: grafisch, zeigen Zustände und Übergänge basierend auf Ereignissen.
• Besonders nützlich für Kommunikationsprotokolle, Steuerungs- und Überwachungssysteme, Verhalten spezifizieren.
• Wichtige Elemente: Zustände, Übergänge, Ereignisse, Aktionen.
• Petri-Netze: mathematische Modellierungstechnik, nützlich für Analyse und Design von verteilten Systemen.
• Bestehen aus Stellen (Kreise), Transitionen (Rechtecke), Kanten (Pfeile).
• Analyse von Parallelität, Synchronisation, Verklemmung möglich.
• Formale Definition durch Tupel \(PN = (P, T, F)\).

Modellierung von Prozessabläufen

Definition:

Modellierung von Prozessabläufen beschreibt die Darstellung und Analyse von Geschäftsprozessen zur Verbesserung und Optimierung.

Details:

• Nutze BPMN für visuelle Modellierung
• Identifiziere wichtige Akteure und Ereignisse
• Darstellung der Abfolge von Aktivitäten und Entscheidungen
• Ziel: Effizienzsteigerung und Fehlerreduzierung
• Werkzeuge: Software wie ARIS, Camunda, Signavio

Tool-basierte Ansätze zur Systemanalyse

Definition:

Nutzung von Software-Tools zur Analyse und Modellierung von Systemen basierend auf Ereignissen und Zustandsänderungen.

Details:

• Wichtige Tools: MATLAB/Simulink, Scilab, Microsoft Visio.
• Ermöglicht Simulation, Validierung und Verifikation komplexer Systeme.
• Erzeugung von Zustandsdiagrammen, Petrinetzen und ereignisgesteuerten Prozessketten (EPKs).
• Unterstützung durch automatisierte Fehlersuche und Optimierung.
• Mögliche Integration in Entwicklungsumgebungen und Continuous Integration (CI).

Verifikation und Validierung von Modellen

Definition:

Überprüfung und Bewertung von Modellen in ihrer Entwicklungsphase.

Details:

• Verifikation: Überprüfung, ob das Modell korrekt und funktionsfähig ist.
• Validierung: Überprüfung, ob das Modell die realen Anforderungen erfüllt.
• Methoden: formale Verifikation (z.B. Modellprüfung), Simulation, Testen mit realen/erstellten Daten.
• Formeln: Keine spezifischen für alle Fälle erforderlich, aber können z.B. zur Modellprüfung genutzt werden.

Integration in bestehende IT-Infrastrukturen

Definition:

Integration in bestehende IT-Infrastrukturen betrifft die Einbindung neuer Systeme oder Komponenten in eine vorhandene IT-Landschaft ohne Unterbrechung bestehender Arbeitsprozesse.

Details:

• Erforderlich zur Aufrechterhaltung der Funktionalität und Kompatibilität.
• Vermeidung von Redundanzen durch Nutzung existierender Ressourcen.
• Reibungslose Datenkommunikation durch Standardprotokolle und Schnittstellen.
• Häufig Verwendung von Middleware zur Vermittlung.
• Sicherstellung der Sicherheit und Einhaltung von Compliance-Vorgaben.
• Erforderlicher technologischer und organisatorischer Wandel.
• Üblicherweise schrittweise Implementierung, um Risiken zu minimieren.