Modellierungssprache

Grundidee und Zweck

Modellierungssprachen werden in der Informatik sowie im Informations- und Prozessmanagement verwendet. Sie helfen Softwareentwicklern, Systemanalytikern und Systemarchitekten dabei, Anforderungen an Organisations- oder Softwaresysteme, deren Strukturen und ihre inneren Abläufe auf einer höheren Abstraktionsebene festzulegen.

Ein Modell stellt wesentliche Eigenschaften eines Systems vereinfacht dar. Häufig geschieht dies in Diagrammform, damit Management, Benutzer und andere Beteiligte die Spezifikation möglichst leicht verstehen können. Modellierungssprachen sind besonders nützlich, weil Softwaresysteme zunehmend komplexer werden.

Jede Modellierungssprache besitzt eine festgelegte Syntax, also Regeln für den korrekten Aufbau von Modellen. Diese Syntax kann durch eine Grammatik oder ein Metamodell beschrieben werden.

Gängige Modellierungssprachen und Anwendungsbereiche

Es gibt zahlreiche Modellierungssprachen. Die verbreitetsten bieten ein breites Spektrum an Werkzeugen zur Verarbeitung von Modellen. Dazu gehören unter anderem:

• Business Process Model and Notation (BPMN), eine Modellierung und Notation für Geschäftsprozesse
• das Entity-Relationship-Modell für die semantische Datenmodellierung
• die Ereignisgesteuerte Prozesskette (EPK), auf Englisch Event-driven Process Chain (EPC)
• der Funktionsplan nach ISO EN 61131-3
• verteilte Steuerungssysteme nach ISO EN 61499
• IDEF (Integrierte Definition)
• Petri-Netze
• der Programmablaufplan nach DIN 66001
• die Specification and Description Language
• SysML (System-Modellierungssprache)
• die Unified Modeling Language (UML), also die Vereinheitlichte Modellierungssprache
• die WS-Business Process Execution Language für die Ausführung von Geschäftsprozessen.

Neben allgemeinen Modellierungssprachen existieren spezielle Sprachen für bestimmte Branchen. Beispiele sind EAST-ADL im Automobilbereich und die PICTURE-Methode in der öffentlichen Verwaltung.

Aus Modellen erzeugte Programme

Einige Modellierungssprachen können zur Erzeugung ausführbarer Programme oder von Programmfragmenten verwendet werden. Für manche Sprachen gibt es Werkzeuge, die aus Modellen Quellcode generieren. Andere Werkzeuge simulieren das Verhalten eines Systems während des Betriebs.

Wenn Quellcode aus Modellen erzeugt wird, spricht man allgemein von modellgetriebener Architektur. Modelle dienen dabei nicht nur zur Dokumentation oder Verständigung, sondern können unmittelbar zur Entwicklung ausführbarer Software beitragen.

Überprüfung und Verifikation

Seit Mitte der 1990er Jahre wurden Werkzeuge entwickelt, mit denen Modelle überprüft werden können. Diese Überprüfung soll eine Verifikation der Modelle ermöglichen. Verifikation bedeutet in diesem Zusammenhang, dass geprüft wird, ob ein Modell den festgelegten Regeln entspricht und korrekt aufgebaut ist.

Dadurch sollen Fehler in der Softwareentwicklung möglichst früh erkannt und die daraus entstehenden Folgen vermindert werden. Gängige Softwarewerkzeuge, beispielsweise für BPMN, können die Syntax von Modellierungssprachen überprüfen.