Zugl.: München, Techn. Univ., Diss., 2009

Tech. University, Diss., 2002--Berlin.

Techn. Universiẗat, Diss., 2003--Berlin.

Techn. Hochsch., Diss., 2002--Aachen.

This thesis is about coalgebraic methods in software specification and verification. It extends known techniques of coalgebraic specification to a more general level to pave the way for real world applications of software verification. There are two main contributions of the present thesis: 1. Chapter 3 proposes a generalisation of the familiar notion of coalgebra such that classes containing methods with arbitrary types (including binary methods) can be modelled with these generalised coalgebras. 2. Chapter 4 presents the specification language CCSL (short for Coalgebraic Class Specification Language), its syntax, its semantics, and a prototype compiler that translates CCSL into higher-order logic. / Die Dissertation beschreibt coalgebraische Mittel und Methoden zur Softwarespezifikation und -verifikation. Die Ergebnisse dieser Dissertation vereinfachen die Anwendung coalgebraischer Spezifikations- und Verifikationstechniken und erweitern deren Anwendbarkeit. Damit werden Softwareverifikation im Allgemeinen und im Besonderen coalgebraische Methoden zur Softwareverifikation der praktischen Anwendbarkeit ein Stück nähergebracht. Diese Dissertation enthält zwei wesentliche Beiträge: 1. Im Kapitel 3 wird eine Erweiterung des klassischen Begriffs der Coalgebra vorgestellt. Diese Erweiterung erlaubt die coalgebraische Modellierung von Klassenschnittstellen mit beliebigen Methodentypen (insbesondere mit binären Methoden). 2. Im Kapitel 4 wird die coalgebraische Spezifikationssprache CCSL (Coalgebraic Class Specification Language) vorgestellt. Die Bescheibung umfasst Syntax, Semantik und einen Prototypcompiler, der CCSL Spezifikationen in Logik höherer Ordnung (passend für die Theorembeweiser PVS und Isabelle/HOL) übersetzt.

Zugl.: Stuttgart, Univ., Diss., 2002.

Techn. Universiẗat, Diss., 2001--Berlin.

Techn. Universiẗat, Diss., 2004--Darmstadt.

The interrelations of a set of software objects are usually manifold and complex. Common object-oriented programming languages provide constructs for structuring objects according to shared properties and behavior, but fail to provide abstraction mechanisms for the interactions of objects. Roles seem to be a promising approach to solve this problem as they focus on the behavior of an object in a certain context. Combining multiple roles yields collaborations, an interesting abstraction and reuse unit. However, existing approaches towards roles in programming languages require vast extensions of the underlying language or even propose new languages. We propose a programming technique that enables role-based programming with commonly available language constructs. Thus, programmers can express roles and collaborations by simply using a library, and hence, without the need to change the language, its compiler, and its tools. We explain our proposal on a language-independent level. Moreover, we provide an implementation in form of a library for the Scala programming language. Finally, we apply our ideas to design patterns and analyze to which extent these can be expressed and reused with roles. / Die Zusammenhänge zwischen Softwareobjekten sind vielfältig und komplex. In den meisten objektorientierten Programmiersprachen werden Objekte an Hand von gemeinsamen Eigenschaften und Verhalten klassifiziert. Konstrukte zum Strukturieren bezüglich ihrer Interaktionen fehlen jedoch. Ein vielversprechender Lösungsansatz sind Rollen, welche das Verhalten von Objekten in einem bestimmten Kontext beschreiben. Zusammenhängende Rollen können zu Kollaborationen abstrahiert werden. Diese sind insbesondere als wiederverwendbare Bausteine interessant. Allerdings verändern bisherige Ansätze zu rollenbasiertem Programmieren die zu Grunde liegende Sprache erheblich oder schlagen gar neue Sprachen vor. Im Gegensatz dazu zeigen wir eine Programmiermethode, die rollenbasiertes Programmieren mit üblichen Sprachkonstrukten ermöglicht. Somit können Rollen und Kollaborationen als Bibliothek bereitgestellt werden, also ohne Sprache, Compiler und Werkzeuge anpassen zu müssen. Wir erläutern unseren Ansatz zunächst sprachunabhängig. Desweiteren wird eine Implementierung als Bibliothek für die Scala Programmiersprache präsentiert. Als praktische Anwendung stellen wir Entwurfsmustern dar und überprüfen, inwiefern sich diese mit Rollen ausdrücken und wiederverwenden lassen.

In der Technik des Metallgusses spielt das Coldbox-Verfahren eine bedeutende Rolle. Mit ihm werden die Kerne für Gießformen hergestellt und die stellen nach dem Gießprozess die innere Kontur eines hohlen Gusserzeugnisses dar. Die Verfestigung gebundener Formstoffe im Sandkern geschieht infolge der Durchströmung eines mit gasförmigem Katalysator versetzten Luftstromes. Im Rahmen dieser Arbeit wurden die Etappen des Modellierungsprozesses und deren Methode festgelegt, die den obigen technischen Prozess abbilden. Der Modellierungsprozess beinhaltet ein mathematisches und numerisches Modell. Das numerische Modell wurde mit Hilfe von FEM und objektorientierter Programmiertechnik in C++ gelöst. Außerdem wurde die Wirkung der geometrischen Gestalt und der heterogenen Porosität auf die Durchströmung des porösen Systems mit parallel ablaufender Stoffübertragung einer Modellierung unterzogen.