Modellbasierte Anforderungsspezifikation sicherheitskritischer ...

dest |−> q,
adr |−> msg.adr] :
q \in IF \/ msg. type = " GetExclusive "
\/ writer = InMemory
THEN r e a d e r s \ {msg . cmdr}
ELSE ( readers \cup { writer }) \ {msg . cmdr} }
ELSE {}
Eine solche Spezifikation ähnelt dabei stark dem Quellcode üblicher Programmiersprachen, was
auf Grund des ähnlichen Grades an Formalismus auch zu erwarten ist. Diese recht sperrige Syntax
ist gleichzeitig jedoch eine sehr hohe Einstiegshürde für Nutzer ohne formal-mathematische
Vorbildung.
3.1.1.3. Grafische Einzelbeschreibungsmittel und kombinierte Ansätze
Ein anderer Ansatz für die Beschreibung von Systemen besteht in der Nutzung formaler, grafischer
Beschreibungsmittel, wobei diese üblicherweise nur einzelne Aspekte eines Systems beschreiben,
z.B. dessen Verhalten, die Struktur oder Kommunikationsbeziehungen. Zu diesen
gehören beispielsweise Petrinetze und Message Sequence Charts. Petrinetze [PET62] eignen
sich gut zur Beschreibung von Abläufen, die in diskreten Zeitschritten ablaufen und Nebenläufigkeiten
enthalten. Sie lassen sich mathematisch analysieren und können somit einer formalen
Prüfung unterworfen werden. Ein anderer Aspekt von Systemen, nämlich die Kommunikationsbeziehungen,
lässt sich mit Message Sequence Charts (MSC) darstellen. Dabei handelt
es sich um ein hybrides Beschreibungsmittel für das sowohl eine textuelle (MSC/PR),
als auch eine grafische Repräsentation (MSC/GR) vorliegt. MSCs sind von der internationalen
Telekommunikations-Union (ITU) entwickelt worden und werden von dieser auch weiterentwickelt
und gepflegt [ITU04].
Als eine weitere Untergruppe lassen sich grafische Beschreibungsmittel abgrenzen, die mehrere
Einzelbeschreibungsmittel integrieren und zu einem durchgängigen Gesamtkonzept vereinen.
Dieser Gruppe sind unter anderem die Strukturierte Analyse (SA) von Tom deMarco
[MAR79] zuzuordnen, die verschiedene Beschreibungsmittel (Kontextdiagramm, Datenflussdiagramm,
Datenwörterbuch, Entscheidungstabellen) methodisch zusammenfasst. Aus dem Zusammenwirken
der einzelnen Beschreibungsmittel der strukturierten Analyse kann Code für
Programmiersprachen erzeugt werden. Allerdings lässt sich das objektorientierte Paradigma mit
der SA nicht umsetzen, weswegen ihre Verwendung in Praxisprojekten rückläufig ist.
Weiterhin existiert mit SCADE ein integriertes Beschreibungsmittel, das auf der formalen Sprache
LUSTRE [CPH87] basiert. Es handelt sich dabei um eine Arbeitsumgebung, in der nicht nur
Modelle von Systemen entwickelt werden können, sondern auch um eine Test- und Verifikationsplattform
und um einen zertifizierten Code-Generator, mit dem sicherheitskritische Software
direkt aus dem Modell erstellt werden kann. Der Grad an Integration ist dabei sehr hoch.
3.1.1.4. Modellbasierte Spezifikation mit der Unified Modeling Language (UML) und der
Systems Modeling Language (SysML)
Ausgehend von den grafischen Einzelbeschreibungsmitteln wurde unter Einfluss des objektorientierten
Paradigmas Mitte der 1990er Jahre eine vereinheitlichte, grafische Beschreibungssprache
für Software entwickelt, die Unified Modeling Language (UML). Prinzipiell vereint die UML
9