Bestimmung der semantischen Eigenschaften von Datenstromsystemen durch Black-Box-Tests

Die Semantik von Datenstromsystemen (DSS) ist bislang nicht standardisiert. Für Anwendungsentwickler ist es jedoch wichtig zu wissen, wie sich ein bestimmtes System in einer bestimmten Situation verhält. Ebenso bedeutsam ist das Verhalten für föderierte Datenstromsysteme, die Anfragen automatisch auf verschiedene DSS verteilen. Als Hilfsmittel zur Beschreibung können semantische Modelle dienen. Diese werden parametrisiert und können durch verschiedene Parameterwerte das Verhalten verschiedener Systeme nachbilden. Da bisher auch kein allgemein anerkanntes Modell zur Beschreibung von DSS existiert, muss man sich möglicherweise mit verschiedenen Modellen auseinandersetzen. Daher wäre es hilfreich, die Bestimmung der jeweiligen Parameterwerte weitgehend zu automatisieren, wozu dieser Beitrag eine geeignete Evaluationsumgebung vorstellt. Diese vergleicht die Ausgaben eines DSS mit allen Vorhersagen, die ein Modell für verschiedene Parameter machen kann. Stimmen die Ergebnisse überein, sind die Parameter gefunden. Erfahrungen damit und Beschränkungen dieses Ansatzes werden diskutiert. 1 Einleitung und Motivation Datenstromsysteme (DSS) finden zunehmenden Einsatz in realen Szenarien. Jedoch mangelt es bisher an ihrer Standardisierung, wodurch die Interoperabilität eingeschränkt und die Portierung von Anwendungen erschwert wird. Die DSS unterscheiden sich insbesondere bezüglich der bereitgestellten Funktionalität, der Anfragesprachen und des Verhaltens. Es ist zu erwarten, dass die fehlende Standardisierung aufgrund des zunehmenden Einsatzes von Datenstromsystemen in Zukunft ein immer größeres Problem darstellt. Allerdings zeigen sich in diesem Bereich auch einige Hoffnungsschimmer: Zum einen ist eine beginnende Konsolidierung im Markt der kommerziellen DSS zu sehen. Zum zweiten wurden in der Forschung bereits einige semantische Modelle entwickelt (z.B. [BDD10]), die das Verhalten verschiedener DSS in einer gemeinsamen Terminologie beschreiben können. Zum dritten verspricht die Entwicklung föderierter DSS (z.B. [BCD09]), die Unterschiede zwischen verschiedenen Systemen hinter einer gemeinsamen Schnittstelle zu verbergen. Dieser Artikel vereint die letzten beiden Punkte, also semantische Modelle und föderierte DSS. Die behandelte Fragestellung ergibt sich aus den Erfahrungen der Autoren im von ihnen durchgeführten DSAM-Projekt [DLF10]. Der Data Stream Application Manager (DSAM) ist ein föderiertes DSS, das globale Anfragen auf ein Netzwerk heterogener DSS verteilt. Die Verteilungsentscheidung wird durch einen kostenbasierten Optimierer getroffen. Der Anwendungsentwickler wird somit von der Aufgabe befreit, selbst zu entscheiden, welche Anfrageteile auf welchem System ausgeführt werden, wodurch er aber auch keinen direkten Einfluss auf die Verteilung mehr hat. Dennoch muss sichergestellt werden, dass eine Anfrage die von ihm gewünschten Ergebnisse liefert. Eine formale Beschreibung des Verhaltens der verwendeten Systeme ist dazu unabdingbar. Der Beitrag dieses Artikels besteht aus einer Methode zur teilautomatischen Bestimmung des Verhaltens von DSS sowie einer Evaluation dieser Methodik am Beispiel des SECRET-Modells [BDD10].