UML Modelle

Softwaretechnik 1.md

@@ -116,11 +116,219 @@ Modelle für:
 ## Objektorientierung
 - bessere Strukturierung für komplexe Zusammenhänge
 - Abstraktere Sichtweise
-- Objekt hat
+- Grundprinzip: Zerlegung; Teile und Herrsche
+- ein System besteht aus vielen Objekten
+- ein Objekt hat
   - definiertes Verhalten
+    - Menge genau definierter Operationen
+    - Operation wird beim Empfang einer Nachricht ausgeführt
   - inneren Zustand
+    - Zustand des Objekts ist Privatsache
+    - Resultat einer Operation hängt vom aktuellen Zustand ab
   - eindeutige Identität
-- Klasse: gleichartige Objekte mit ggf versch Zu
+    - Identität ist unabhängig von anderen Eigenschaften
+    - Mehrere verschiedene Objekte mit identischem Verhalten und identischem inneren Zustand im gleichen System möglich
+- Klasse
+  - Gleichartige Objekte mit ggf. verschiedenen Zuständen
+  - Verhaltensschema – Operationen
+  - Innere Struktur – Attribute
+
+Vorteile der Objektorientierung
+- Zuständigkeitsbereiche
+  - Daten, Operationen und Zustand: lokal und gekapselt
+- Klare Schnittstellen
+  - Definiertes Objektverhalten, Nachrichten
+- Hierarchie
+  - Vererbung und Polymorphie (Spezialisierung), Klassenschachtelung
+- Baukastenprinzip
+  - Benutzung vorgefertigter Klassenbibliotheken, Anpassung durch Spezialisierung (mittels Vererbung)
+
 
 ## Unified Modeling Language
+- Grafisches Beschreibungsmittel für Aspekte des Softwareentwurfs diskreter Systeme
+  - Spezifikation, Entwurf, Visualisierung, Konstruktion, Dokumentation von Software
+  - Für OO-Softwareentwicklung und -prozess geeignet
+  - UML ist weder Methode noch Prozess
 
+Warum UML?
+- Objektorientierung ist zur Zeit das vorherrschende Modellierungs-Paradigma, Industrie-Standard
+- Kombination von Struktur-, Verhaltens-, Interaktions-, und Verteilungsmodellen
+- Für Analyse, Entwurf, Implementierung und Test einsetzbar
+- Gute Werkzeugunterstützung für Editieren, Versionierung, Codegenerierung
+- Erweiterbarkeit der UML mit Stereotypen und Tags
+- Semi-formale Modelle, z.T. verschiedene Interpretationen
+- Offenheit: Erweiterung mit stereotypes, tags, constraints
+
+Nachteile UML
+- UML ist in vielen Facetten nicht präzise festgelegt
+- Werkzeuge für Transformation, Analyse etc. fehlen noch
+- UML ist keine „kleine Sprache“: Lernaufwand notwendig
+- Komponenten sind nicht adäquat darstellbar
+- Sprachen wie die UML werden erlernt durch Übung!
+- Aber: LV SWT ist kein kompletter UML-Kurs
+
+### Überblick über Modelle
+- 14 Diagrammarten
+- Struktur-Diagramme
+  - Klassen-, Objekt-, Komponenten-, Kompositions-Struktur-,
+  - Paket- und Verteilungsdiagramm
+  - Profildiagramm – zur UML-Erweiterung
+- Verhaltens-Diagramme
+  - Use-Case-, Aktivitäts- und Zustandsdiagramms
+  - Interaktionsdiagramme: Sequenz-, Kommunikations-, Timing- und Interaktionsübersichts-Diagramm
+
+#### Use-Case-Diagramm
+- Beschreiben Systemfunktion aus Benutzersicht (Was, nicht Wie)
+- Erste Anforderungsspezifikation (requirements)
+- Planbare Einheiten als Inkremente für die Entwicklung
+- Keine Modellierung eines Ablaufs!
+- Erstellen von Testfällen (test case generation)
+- Grundelemente
+  - Anwendungsfall: Use Case
+  - Beteiligte: Aktor
+- Verfeinerung mittels Use-Case-Realisierung notwendig
+  - Textuelle Beschreibung
+  - Verhaltensdiagramme
+
+#### Klassendiagramm
+- Modellierung der Struktur (Aufbau) eines Systems
+- Modellierung von statischen Aspekten
+- Modellierung der Struktur von Daten
+- Klasse im Mittelpunkt
+  - Aufbau: Attribute, Operationen
+  - Beziehungen zueinander: Assoziationen, Vererbung
+- Verbreitetstes und bekanntestes Diagramm der UML
+
+#### Objektdiagramm
+- Struktur des Systems zur Laufzeit zu einem Zeitpunkt
+- Tatsächliche Zusammenhänge und Belegungen von Attributen von Objekten zu einem Zeitpunkt
+- Eine detaillierte Sicht auf einen Aspekt
+  - Keine vollständige Beschreibung (zu komplex)
+  - Für kompliziertere Abhängigkeiten (z.B. Rekursion)
+- Objektdiagramm für alle Arten von Exemplaren
+  - z.B.: Klasse (Objekt), Komponente, Knoten, ...
+- Keine Exemplare von Operationen -> Ablauf -> Verhaltensdiagramme / Interaktionsdiagramme
+- Kein Verlauf der Wertebelegung über die Zeit
+
+#### Paketdiagramm
+- Gliederung (Strukturierung) des Systems in Teile (Pakete)
+- Zuordnung von Elementen zu einem Paket
+- Bildung von Hierarchien (Enthält-Beziehung)
+- Abhängigkeiten zwischen den Paketen
+  - "Include" von Quellcode-Dateien (<<import>>)
+- Anwendung:
+  - Zum Grobentwurf von Systemen
+  - Definition von Schichten
+
+#### Komponentendiagramm
+- Strukturierung des Systems durch Komponenten
+- Komponente: Modulare, austauschbare Einheit (Substitution)
+- Modellierung der Abhängigkeiten zwischen Komponenten
+- Modellierung der inneren Struktur von Komponenten
+- Definition von Schnittstellen
+
+#### Kompositionsstrukturdiagramm
+- Teile-Ganzes-Strukturen -> Kompositionsstruktur
+- Strukturell statische Kompositionsstrukturen:
+  - Kurzschreibweise bei vielen Kompositionen
+  - Modellierung des Aufbaus komplexer Systeme
+- Strukturell dynamische Kompositionsstrukturen:
+  - Notwendige Strukturen zur Realisierung eines Verhaltens
+  - Definition von Rollen, zur Lösung wiederkehrender Probleme -> Modellierung von Mustern
+- Starke Verwandtschaft mit dem Klassendiagramm
+- Spezialisierte Kompositionsbeziehung -> erweiterte Semantik
+
+#### Aktivitätsdiagramm
+- Modellierung von
+  - Kontrollflüssen
+  - Datenflüssen
+  - Parallelem Verhalten
+  - Verzweigungen, bedingten und gewichteten Abläufen
+- Geschäftsprozessmodellierung möglich
+- Abstrakte und detaillierte Verhaltensbeschreibung möglich
+- Grundlage zur Codegenerierung
+- Zur Verfeinerung von
+  - Use-Cases
+  - Operationen / Interaktionen
+  - anderen Aktionen und Aktivitäten
+
+#### Interaktionsdiagramme
+- Modellierung von
+  - Kommunikation zwischen Kommunikationspartnern (Lebenslinie)
+  - Operationen (Modellierung eines Programms)
+  - Informationsaustausch / Nachrichten
+- Gemeinsames Grundkonzept der Interaktionsdiagramme
+- Sehr detaillierte Diagramme
+  - Meist nicht zur vollständigen Beschreibung eines Systems
+  - Betrachtung eines wichtigen Teilaspekts
+- Grundlage zur Codegenerierung
+
+#### Sequenzdiagramm
+- Genaue zeitliche Abfolge von Nachrichten
+- Umfangreichstes Interaktionsdiagramm
+- Kontrollelemente möglich (Schleifen, Verzweigungen)
+
+#### Kommunikationsdiagramm
+- Kommunikationsbeziehungen der Kommunikationspartner stehen im Vordergrund
+- Welche Komponenten arbeiten wie zusammen, um eine Funktion zu erfüllen
+
+#### Timing-Diagramm
+- Genaue zeitliche Darstellung von Zustandsübergängen
+- Kommunikation abhängiger Zustandsautomaten
+- Modellierung einzelner Interaktion
+
+##### Prinzipieller Aufbau
+- Zeitlicher Verlauf senkrecht
+- Kommunikationspartner waagerecht (unsortiert)
+- Lebenslinie
+  - Rechteck mit gestrichelter senkrechter Linie
+  - Start, Ende und Dauer der Ausführung einer Operation
+  - Rekursive Aufrufe möglich
+- Ereignisspezifikation
+  - Stelle des Sendens / Empfangens der Nachricht
+  - Definition der Reihenfolge des Auftretens
+  - Trace: Folge von Sende- und Empfangsereignissen
+
+##### Weitere Elemente des Sequenzdiagramms
+- Nachrichten ohne Sender
+  - z.B. am Beginn einer Interaktion
+- Verlorene Nachrichten (ohne Empfänger)
+  - Nachricht ohne dargestellten Empfänger
+  - z. B. am Ende einer Interaktion
+- Erzeugen von Lebenslinien
+  - Gestrichelte Linie mit geöffnetem Pfeil
+  - Keine Rückgabenachricht
+  - Zeitliche Einrückung des Rechtecks
+- Zerstören von Lebenslinien
+  - Durchgezogene Linie mit Dreieckende
+  - Kann Rückgabenachricht erzeugen
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+##### Nachrichten in Interaktionsdiagrammen
+- Ereignis des Sendens bzw. Empfangens von Nachrichten
+- Typen:
+  - Operationsaufruf (synchron / asynchron)
+  - Antwort Nachricht
+  - Signal (asynchron), Create-/ Delete Message
+- Operationsaufruf: Parameterliste muss kompatibel sein
+- Nachrichtentypen
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+#### Zustandsdiagramm
+- Modellierung des (vollständigen?) Verhaltens
+  - Zustände von Klassen / Objekten / Komponenten
+  - Übergänge zwischen den Zuständen
+  - Ereignisse, die Zustandswechsel auslösen
+- Modellierung von endlichen Automaten (Zustandsmaschinen)
+  - Deterministische
+  - Nichtdeterministische
+- Verfeinerung von Zuständen möglich
+- Modellierung von verteilten Systemen / parallelem Verhalten
+- Grundlage zur Codegenerierung
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+# Analyse
+# Grobentwurf
+# Feinentwurf
+# Implementierung
+# Vorgehensweise
+# Projektmanagement