In der modellgetriebenen Entwicklung wird die Adaptation großer Softwaresysteme mit dynamischer Struktur durch Architektur-Laufzeitmodelle ermöglicht. Ein solches Modell stellt einen abstrakten Zustand des Systems als einen Graphen von interagierenden Komponenten dar. Jede relevante Änderung im System spiegelt sich im Modell wider und löst eine Ausführung von Modellanfragen aus, die das Modell nach zu adaptierenden Strukturmustern durchsuchen. Diese Arbeit konzentriert sich auf eine Art von Laufzeitmodellen, bei denen die Ausdruckskraft des Modells und der Modellanfragen erweitert wird, um vergangene Änderungen und deren Zeitpunkt zu erfassen. Diese geschichtsbewussten Modelle und temporalen Anfragen ermöglichen eine fundiertere Entscheidungsfindung während der Adaptation, da sie die Formulierung von Anforderungen an die Entwicklung des Musters, das adaptiert werden soll, unterstützen. Die Ausführung von temporalen Anfragen während der Adaptation stellt jedoch eine große Herausforderung dar. Zunächst müssen Anforderungen an die Struktur sowie an die Reihenfolge und den Zeitpunkt von Strukturänderungen spezifiziert und evaluiert werden. Weiterhin müssen die Antworten auf die Anfragen berücksichtigen, dass das geschichtsbewusste Modell die Architektur eines Systems darstellt, dessen Ausführung fortlaufend sein kann, sodass die Antworten von zukünftigen Änderungen abhängen können. Schließlich muss die Anfrageausführung trotz der zunehmenden Größe der Historie hinreichend schnell und speichereffizient sein – insbesondere bei Modellen, die durch zahlreiche, schnelle Änderungen verändert werden.

In dieser Arbeit werden eine Sprache für die Spezifikation von temporalen Anfragen sowie eine Technik für deren Ausführung vorgestellt. Diese Beiträge zielen darauf ab, die Herausforderungen bei der Ausführung temporaler Anfragen zur Laufzeit zu bewältigen – eine Voraussetzung für ein geschichtsbewusstes Architekturmonitoring und geschichtsbewusste Architekturadaptation, die von früheren modellbasierten Lösungen nicht systematisch behandelt wurde. Die besonderen Merkmale unserer Beiträge sind: die Spezifikation von Anfragen auf der Basis einer temporalen Logik, die strukturelle Muster als Graphen kodiert; die Bereitstellung formal präziser Anfrageantworten, die temporale Einschränkungen und laufende Ausführungen berücksichtigen; die inkrementelle Ausführung, die die Neuberechnung von Abfrageantworten nach jeder Änderung vermeidet; und die Option, Historie zu verwerfen, die für Abfragen nicht mehr relevant ist. Bei der Anfrageausführung wird das Modell nach dem Auftreten eines Musters durchsucht, dessen Entwicklung eine temporallogische Formel erfüllt. Neben der modellgetriebenen Entwicklung ist daher die Laufzeitverifikation ein weiteres verwandtes Forschungsgebiet. Der Ansatz unterscheidet sich von bisherigen logikbasierten Lösungen zur Laufzeitverifikation, indem er die Darstellung und Abfrage von Strukturen über Graphen bzw. Graphanfragen unterstützt, was bei Anfragen mit komplexen Mustern effizienter ist. Wir stellen eine prototypische Implementierung des Ansatzes vor und messen seine Laufzeit und seinen Speicherverbrauch in Monitoring- und Adaptationsszenarien aus zwei Anwendungsdomänen mit Ausführungen von zunehmender Größe. Wir bewerten die Skalierbarkeit durch einen Vergleich mit dem Stand der Technik aus beiden verwandten Forschungsgebieten. Die Implementierung liefert vielversprechende Ergebnisse, die den Weg für anspruchsvolle geschichtsbewusste Selbstadaptationslösungen ebnen und darauf hindeuten, dass der Ansatz eine effektive Technik für das Laufzeitmonitoring auf Architekturebene darstellt.