Bachelor Informatik 21 Programming Exercises RalfOliver Mevius Teil

Bachelor Informatik (21) Programming Exercises Ralf-Oliver Mevius Teil 2 Inf. (21) - Programming Exercises

Allgemeines- Teilgebiete der Softwaretechnik Kernprozesse 1. Planung 2. Analyse Ralf-Oliver Mevius 3. Entwurf (!!!) 2 Inf. (21) - Programming Exercises

Allgemeines- Teilgebiete der Softwaretechnik weitere Kernprozesse 4. Programmierung Ralf-Oliver Mevius 5. Validierung und Verifikation 3 Inf. (21) - Programming Exercises

Allgemeines- Teilgebiete der Softwaretechnik Unterstützungsprozesse 6. Anforderungsmanagement 7. Projektmanagement 8. Qualitätsmanagement Ralf-Oliver Mevius 9. Konfigurationsmanagement 10. Dokumentation 4 Inf. (21) - Programming Exercises

1. Planung § Lastenheft (Anforderungsdefinition) § Pflichtenheft (mit technischen Ansätzen verfeinertes Lastenheft) Ralf-Oliver Mevius Anm. : in der Ausarbeitung synonym „Planung“ verwenden 5 Inf. (21) - Programming Exercises

1. Planung - Lastenheft Ralf-Oliver Mevius § Ein Lastenheft (auch Anforderungsspezifikation, Kundenspezifikation oder Requirements Specification) beschreibt die unmittelbaren Anforderungen durch den Besteller eines Produktes. 6 Inf. (21) - Programming Exercises

1. Planung - Lastenheft Ralf-Oliver Mevius § Es enthält jedoch lediglich im Rahmen eines Werkvertrages oder Werkliefervertrages und der dazu gehörenden formellen Abnahme die nachprüfbaren Leistungen und Lieferungen. 7 Inf. (21) - Programming Exercises

1. Planung - Lastenheft Ralf-Oliver Mevius § Es kann nicht die Erwartungen und Wünsche an ein geplantes Produkt enthalten. 8 Inf. (21) - Programming Exercises

1. Planung - Lastenheft Ralf-Oliver Mevius § Diese abstrakten Merkmale wären, wenn nicht durch eine Prüfung zu belegen, kaum durch denjenigen, der das Produkt herstellen soll, so einzuschätzen, dass sie zielführend berücksichtigt werden könnten. 9 Inf. (21) - Programming Exercises

1. Planung - Lastenheft Ralf-Oliver Mevius § Gemäß DIN 69905 (Begriffe Projektabwicklung) beschreibt Lastenheft die der das „vom Auftraggeber festgelegte Gesamtheit der Forderungen an die Lieferungen und Leistungen eines Auftragnehmers innerhalb eines Auftrages“. 10 Inf. (21) - Programming Exercises

1. Planung - Lastenheft § Das Lastenheft beschreibt in der Regel also, was und wofür etwas gemacht werden soll (Fachkonzept). Ralf-Oliver Mevius § Die Adressaten des Lastenhefts sind der (externe oder firmeninterne) Auftraggeber sowie die Auftragnehmer. 11 Inf. (21) - Programming Exercises

1. Planung - Lastenheft Ralf-Oliver Mevius § In der Softwaretechnik ist das Lastenheft das Ergebnis der Planungsphase und wird in der Regel einvernehmlich von den Bestellern und den Entwicklern als Vorstufe des Pflichtenhefts überarbeitet. 12 Inf. (21) - Programming Exercises

1. Planung - Lastenheft § Um ein Lastenheft übersichtlich zu halten, wird es vorzugsweise in knapp orientierendem Text gefasst und mit Detaillierungen beispielsweise in tabellarischer Form, mit Zeichnungen oder Grafiken ergänzt. Ralf-Oliver Mevius § Es gibt dazu auch formalisierende Ansätze, wie die Beschreibungssprache UML. 13 Inf. (21) - Programming Exercises

1. Planung - Lastenheft § Das Pflichtenheft beschreibt dann, was und womit etwas realisiert werden soll. Ralf-Oliver Mevius § Dabei können gewöhnlich jeder Anforderung des Lastenhefts eine oder mehrere Leistungen des Pflichtenheftes zugeordnet werden. § So wird auch die Reihenfolge der beiden Dokumente im Entwicklungsprozess deutlich: Die Anforderungen (requirements) werden durch Leistungen (features) erfüllt. 14 Inf. (21) - Programming Exercises

1. Planung - Lastenheft Ralf-Oliver Mevius § Nach DIN 69905 enthält das Pflichtenheft die „vom Auftragnehmer erarbeiteten Realisierungsvorgaben aufgrund der Umsetzung des vom Auftraggeber vorgegebenen Lastenheftes“. 15 Inf. (21) - Programming Exercises

1. Planung - Lastenheft Ralf-Oliver Mevius § Je nach Einsatzgebiet und Branche können sich Lastenhefte in Aufbau und Inhalt stark unterscheiden. Auch werden in der Praxis die Begriffe Lastenheft, Pflichtenheft und Spezifikation oft nicht klar gegeneinander abgegrenzt oder gar synonym verwendet. 16 Inf. (21) - Programming Exercises

1. Planung - Lastenheft Ralf-Oliver Mevius § Die unscharfe Verwendung der Begriffe Lastenheft und Pflichtenheft sowie die fehlende Trennung technischer Information und operationeller Absichten ist häufig Ursache für Missverständnisse. 17 Inf. (21) - Programming Exercises

1. Planung - Lastenheft Ralf-Oliver Mevius § Auf einen Kaufvertrag nach BGB § 433 oder einen rechtlich gleichgestellten Liefervertrag sind die Kriterien eines Lastenheftes in der Regel nicht anzuwenden, da die Lieferungen im Kaufvertrag von einer durch den Lieferanten einseitig vorgegebenen Spezifikation in der Art und von der durch den Besteller einseitig vorgegebenen Liefermenge bestimmt werden. 18 Inf. (21) - Programming Exercises

1. Planung - Lastenheft Ralf-Oliver Mevius § Auf einen Dienstvertrag sind die Kriterien eines Lastenheftes in der Regel nicht anzuwenden, da die Leistungen im Dienstvertrag nicht einer formellen Abnahme unterzogen werden. 19 Inf. (21) - Programming Exercises

1. Planung - Pflichtenheft Ralf-Oliver Mevius § Das Pflichtenheft, auch Technische Richtlinien, Fachspezifikation, fachliche Spezifikation, Fachfeinkonzept, Sollkonzept, Funktionelle Spezifikation, oder Feature Specification beschreibt die unmittelbaren Anforderungen durch den Besteller in der Interpretation des Herstellers für sein Produkt. 20 Inf. (21) - Programming Exercises

1. Planung - Pflichtenheft Ralf-Oliver Mevius § Es enthält jedoch lediglich im Rahmen eines Werkvertrages oder Werkliefervertrages und der dazu gehörenden formellen Abnahme die prüfbaren Leistungen und Lieferungen. 21 Inf. (21) - Programming Exercises

1. Planung - Pflichtenheft Ralf-Oliver Mevius § Es kann, genauso wie das Lastenheft, nicht die Erwartungen und Wünsche an ein geplantes Produkt enthalten. 22 Inf. (21) - Programming Exercises

1. Planung - Pflichtenheft Ralf-Oliver Mevius § Solche abstrakten Merkmale wären, wenn nicht durch eine Prüfung oder Messung zu belegen, durch denjenigen, der das Produkt herstellt, auch eher nicht so einzuschätzen, dass sie zielführend während der Bearbeitung des Werkes und final bei der Abnahme berücksichtigt werden könnten. 23 Inf. (21) - Programming Exercises

1. Planung - Pflichtenheft Ralf-Oliver Mevius § Das Pflichtenheft ist die vertraglich bindende, detaillierte Beschreibung eines zu erstellenden Werkes, zum Beispiel des Aufbaus einer technischen Anlage, der Konstruktion eines Werkzeugs oder auch der Erstellung eines Computerprogramms. 24 Inf. (21) - Programming Exercises

1. Planung - Pflichtenheft Ralf-Oliver Mevius § Die dazu erforderliche Arbeit liegt allein in der Verantwortung des Herstellers oder Auftragnehmers, diese ist zunächst nicht der Einrede des Bestellers oder Auftraggebers unterworfen, es sei denn, beide arbeiten gemeinsam an dem zu erstellenden Werk. 25 Inf. (21) - Programming Exercises

1. Planung - Pflichtenheft Ralf-Oliver Mevius § Laut DIN 69905 umfasst das Pflichtenheft die „vom Auftragnehmer erarbeiteten Realisierungsvorgaben aufgrund der Umsetzung des vom Auftraggeber vorgegebenen Lastenhefts“. 26 Inf. (21) - Programming Exercises

1. Planung - Pflichtenheft Ralf-Oliver Mevius § Die Inhalte des zuvor ausgearbeiteten Lastenhefts (auch grobes Pflichtenheft genannt) sind nun präzisiert, vollständig und nachvollziehbar sowie mit technischen Festlegungen der Betriebs- und Wartungsumgebung verknüpft. 27 Inf. (21) - Programming Exercises

1. Planung - Pflichtenheft Ralf-Oliver Mevius § Das Pflichtenheft wird vom Auftragnehmer (Entwicklungsabteilung/-firma) formuliert und auf dessen Wunsch vom Auftraggeber bestätigt. Idealerweise sollten erst nach dieser Bestätigung die eigentlichen Entwicklungs/Implementierungsarbeiten beginnen. 28 Inf. (21) - Programming Exercises

1. Planung - Pflichtenheft Ralf-Oliver Mevius § Der Auftragnehmer hat einen durch den Vertrag bestimmten Anspruch auf solche Bestätigung (Mitwirkungspflicht nach § 643 BGB). 29 Inf. (21) - Programming Exercises

1. Planung - Pflichtenheft Ralf-Oliver Mevius § Im Gegensatz zum technischen Design (auch technische Spezifikation – Wie wird es umgesetzt? ) beschreibt das Pflichtenheft die geplante technische Lösung – in unserem Beispiel die Software – als Black Box (Was wird umgesetzt? ). 30 Inf. (21) - Programming Exercises

1. Planung - Pflichtenheft § Entsprechend enthält es in der Regel nicht die betriebliche Lösung der Aufgabenstellungen des Auftraggebers. Ralf-Oliver Mevius § Schon gar nicht beschreibt es die (hier beim Softwarebeispiel) Implementierungsprobleme, sondern allenfalls die Schnittstellen, deren sorgfältige Beschreibung solche Probleme vermeiden soll. 31 Inf. (21) - Programming Exercises

1. Planung - Pflichtenheft Ralf-Oliver Mevius § Es ist bewährte Praxis, bei der Erstellung eines Pflichtenheftes das Ein- und Ausschlussprinzip zu verwenden, d. h. , konkrete Fälle explizit ein- oder auszuschließen. 32 Inf. (21) - Programming Exercises

1. Planung - Pflichtenheft § Bei Lieferung der Software wird formell eine Abnahme vollzogen, die Ausführung des Werkvertrages oder auch des Kaufvertrages beschließt. Ralf-Oliver Mevius § Diese Abnahme wird häufig über einen Akzeptanztest ausgeführt, der feststellt, ob die Software die Forderungen des Pflichtenheftes in dem Verständnis des Bestellers erfüllt. 33 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse Anforderungsanalyse Auswertung Mock-up Prozessanalyse / Prozessmodell Systemanalyse Strukturierte Analyse (SA) Objektorientierte Analyse (OOA) Ralf-Oliver Mevius § § § § 34 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse - Anforderungsanalyse Ralf-Oliver Mevius § Das ingenieurmäßige Erheben der Anforderungen (englisch requirements engineering) ist ein Teil des Software- und Systementwicklungsprozesses. 35 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse - Anforderungsanalyse Ralf-Oliver Mevius § Ziel ist es, die Anforderungen des Auftraggebers an das zu entwickelnde System (oft ein Anwendungsprogramm) zu ermitteln und zu verwalten. 36 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse - Anforderungsanalyse IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers § Die Anforderungserhebung kann in Anforderungsaufnahme (requirements elicitation), Anforderungsanalyse (requirements analysis), Anforderungsspezifikation (requirements specification) und Anforderungsbewertung (requirements validation) unterteilt werden. Diese Schritte überlappen einander und werden oft auch mehrfach – iterativ – durchgeführt. Ralf-Oliver Mevius http: //www. ieee. org/index. html 37 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse - Anforderungsanalyse SEI, Carnegie Mellon Ralf-Oliver Mevius § Das Software Engineering Institute der Carnegie Mellon Universität unterscheidet in ihrem Capability Maturity Model Integration das Management von Anforderungen, und die Entwicklung der Anforderungen. 38 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse - Anforderungsanalyse Volere Ralf-Oliver Mevius § In dem von den Robertsons entwickelten Vorgehensmodell existieren Anforderungsspezifikation, Stakeholder-Analyse, Bedarfsanalyse, Analyse der Priorisierung, und die Aufzeichnung der elementaren Anforderungen. 39 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse - Anforderungsanalyse Ralf-Oliver Mevius § Sammeln, Analysieren 40 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse - Anforderungsanalyse Ralf-Oliver Mevius § Beim Sammeln der Anforderungen (engl. elicitation) ist der Übersetzungsprozess zwischen Fachseite und Entwickler von besonderer Bedeutung. 41 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse - Anforderungsanalyse Ralf-Oliver Mevius § vollständig - alle Anforderungen des Kunden müssen explizit beschrieben sein, es darf keine impliziten Annahmen des Kunden über das zu entwickelnde System geben. 42 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse - Anforderungsanalyse Ralf-Oliver Mevius § eindeutig definiert / abgegrenzt - präzise Definitionen helfen, Missverständnisse zwischen Entwickler und Auftraggeber zu vermeiden. 43 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse - Anforderungsanalyse Ralf-Oliver Mevius § verständlich beschrieben - damit sowohl der Auftraggeber als auch der Entwickler mit vertretbarem Aufwand die gesamte Anforderung lesen und verstehen können. 44 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse - Anforderungsanalyse Ralf-Oliver Mevius § atomar - es darf nur eine Anforderung pro Abschnitt oder Satz beschrieben sein. Das Kriterium für ein "Atom" sollte die Entscheidbarkeit einer Anforderung sein. 45 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse - Anforderungsanalyse Ralf-Oliver Mevius § identifizierbar - jede Anforderung muss eindeutig identifizierbar sein (z. B. über eine Kennung oder Nummer). 46 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse - Anforderungsanalyse Ralf-Oliver Mevius § einheitlich dokumentiert - die Anforderungen und ihre Quellen sollten nicht in unterschiedlichen Dokumenten stehen oder unterschiedliche Strukturen haben. 47 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse - Anforderungsanalyse Ralf-Oliver Mevius § notwendig - gesetzliche Vorschriften sind unabdingbar. 48 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse - Anforderungsanalyse Ralf-Oliver Mevius § nachprüfbar - die Anforderungen sollten mit Abnahmekriterien verknüpft werden, damit bei der Abnahme geprüft werden kann, ob die Anforderungen erfüllt wurden (Ableitung von Testfällen aus den Abnahmekriterien). 49 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse - Anforderungsanalyse Ralf-Oliver Mevius § rück- und vorwärtsverfolgbar - damit einerseits erkennbar ist, ob jede Anforderung vollständig erfüllt wurde und andererseits für jede implementierte Funktionalität erkennbar ist, aus welcher Anforderung sie resultiert, also nicht Überflüssiges entwickelt wird. 50 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse - Anforderungsanalyse Ralf-Oliver Mevius § Konsistenz - Konsistenz beschreibt den Grad, in dem die definierten Anforderungen untereinander widerspruchsfrei sind. 51 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse - Anforderungsanalyse Ralf-Oliver Mevius Das Ergebnis der Anforderungsaufnahme ist das Lastenheft. 52 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse - Anforderungsanalyse Strukturierung und Abstimmung § Nach der Erfassung muss eine Strukturierung und Klassifizierung der Anforderungen vorgenommen werden. Ralf-Oliver Mevius § Damit erreicht man, dass die Anforderungen übersichtlicher werden. § Dies wiederum erhöht das Verständnis von den Beziehungen zwischen den Anforderungen. 53 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse - Anforderungsanalyse Kriterien sind hierbei: § abhängig - Anforderungen müssen daraufhin überprüft werden, ob sie sich nur gemeinsam realisieren lassen oder ob eine Anforderung die Voraussetzung für eine andere ist. Ralf-Oliver Mevius § zusammengehörig - Anforderungen, die fachlichlogisch zusammengehören, sollten nicht allein realisiert werden. § rollenbezogen - jede Benutzergruppe hat ihre eigene Sicht auf die Anforderungen, die damit unterstützt werden soll. 54 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse - Anforderungsanalyse Weitere Strukturierungsmöglichkeiten sind Ralf-Oliver Mevius § Funktionale und nichtfunktionale Anforderungen § Fachlich motivierte (fachliche und technische) und technisch motivierte (nur technische) Anforderungen. 55 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse - Anforderungsanalyse § Die so strukturierten Anforderungen müssen dann zwischen Kunde und Entwickler abgestimmt werden. Ralf-Oliver Mevius § Diese Abstimmung kann gegebenenfalls zu einem iterativen Prozess werden, der zur Verfeinerung der Anforderungen führt. 56 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse - Anforderungsanalyse Ralf-Oliver Mevius § Prüfung und Bewertung 57 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse - Anforderungsanalyse Ralf-Oliver Mevius § Nach der Strukturierung, zum Teil auch parallel dazu, erfolgt die Qualitätssicherung der Anforderungen nach diesen Qualitätsmerkmalen: 58 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse - Anforderungsanalyse Ralf-Oliver Mevius § korrekt - die Anforderungen müssen insbesondere widerspruchsfrei sein. 59 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse - Anforderungsanalyse Ralf-Oliver Mevius § machbar - die Anforderung muss realisierbar sein. 60 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse - Anforderungsanalyse Ralf-Oliver Mevius § notwendig - was nicht vom Auftraggeber gefordert wird, ist keine Anforderung. 61 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse - Anforderungsanalyse § priorisiert - es muss erkennbar sein, welche Anforderungen am wichtigsten sind. Ralf-Oliver Mevius Ziel der Priorisierung ist es, häufig benötigte Funktionen vor den weniger häufig benötigten bereitzustellen. Man erreicht es über eine Quantifizierung der Funktionszweige. 62 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse - Anforderungsanalyse Ralf-Oliver Mevius § nutzbar, nützlich - auch bei teilweiser Realisierung soll bereits ein produktives System entstehen. 63 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse - Anforderungsanalyse Ralf-Oliver Mevius § benutzerfreundlich - die Benutzerfreundlichkeit des Systems muss sichergestellt sein. 64 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse - Anforderungsanalyse Ralf-Oliver Mevius § Das Ergebnis der Prüfung stellt die Basis für das Pflichtenheft dar. 65 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse - Anforderungsanalyse Requirements Management RM Ralf-Oliver Mevius § deutsch „Anforderungsmanagement“ umfasst Maßnahmen zur Steuerung, Kontrolle und Verwaltung von Anforderungen. 66 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse - Anforderungsanalyse Ralf-Oliver Mevius § Dazu gehört auch das verwalten von Änderungen der Requirements und deren Auswirkung auf abhängige Lieferergebnisse. 67 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse - Auswertung Ralf-Oliver Mevius § Auswertung (engl. evaluation als Beschreibung, Analyse und Bewertung) bezeichnet in der Informatik den Vorgang, der einem Ausdruck (eventuell in einem gegebenen Kontext von Variablenbindungen) einen Wert zuordnet. 68 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse - Auswertung Ralf-Oliver Mevius § Programmiersprachen sind nach ihrer Auswertungsstrategie unterscheidbar: 69 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse - Auswertung Ralf-Oliver Mevius § Bei strenger Auswertung oder strikter Auswertung (engl. eager bzw. strict evaluation) werden Ausdrücke sofort ausgewertet. Z. B. bei der Berechnung einer Funktion werden bei strikter Auswertung erst die Argumentausdrücke ausgewertet, bevor der Funktionsrumpf ausgewertet wird. 70 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse - Auswertung § Dem gegenüber steht die Bedarfsauswertung oder verzögerte Auswertung (engl. lazy evaluation), bei der Ausdrücke erst ausgewertet werden, wenn deren Wert in einer Berechnung benötigt wird. § Dadurch lassen sich z. B. unendlich große Datenstrukturen (z. B. die Liste aller natürlicher Zahlen, die Liste aller Primzahlen, usw. ) definieren und bestimmte Algorithmen vereinfachen sich. Ralf-Oliver Mevius § Diese Datenstrukturen bezeichnet man als Ströme (engl. streams). 71 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse - Auswertung Ralf-Oliver Mevius § Manche Berechnungen lassen sich mit strenger Auswertung, andere mit Bedarfsauswertung effizienter ausführen. 72 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse - Auswertung Ralf-Oliver Mevius § Bei der Auswertung von Funktionen mit mehreren Argumenten, besteht ein weiterer Freiheitsgrad darin, in welcher Reihenfolge die Argumente ausgewertet werden. § In der Theoretischen Informatik (Lambda-Kalkül) wird formal gezeigt, dass die Reihenfolge der Auswertung keine Rolle spielt, was den berechneten Wert eines Ausdrucks angeht, so er denn ausgewertet werden kann; siehe auch Currying bzw. Schönfinkeln. 73 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse - Auswertung Ralf-Oliver Mevius § Die Anwendung der Funktion (bzw. Funktionsdefinition) auf ihre Argumente bezeichnet man auch als Applikation. 74 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse - Auswertung § Eng verwandt mit dem Begriff der Auswertung ist der Begriff der Semantik, das ist eine Abbildung, die einem Programm (meistens ein Programmtext bzw. Quellcode) seine berechenbare Funktion zuordnet. Ralf-Oliver Mevius § Dieses stimmt mit der umgangssprachlichen Deutung des Begriffs Semantik als Bedeutungszuordnung gut überein. 75 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse – Mock-up § Ein Mock-up in der Softwareentwicklung bezeichnet einen rudimentären Wegwerfprototyp der Benutzeroberfläche einer zu erstellenden Software. Ralf-Oliver Mevius § Mock-ups werden insbesondere in frühen Entwicklungsphasen eingesetzt, um Anforderungen an die Benutzeroberfläche in Zusammenarbeit mit Auftraggeber und Anwendern besser ermitteln zu können. § Es handelt sich meist um ein reines Grundgerüst der Bedienelemente ohne weitere Funktionalität. 76 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse – Mock-up § Sogenannte Mock-Objekte werden beim Testen verwendet, was insbesondere beim Unit test genutzt wird. Ralf-Oliver Mevius § Zu Beginn der Entwicklung werden sie als Platzhalter für noch nicht vorhandene Objekte eingesetzt, wenn die noch nicht vorhandenen Komponenten für das Testen eines anderen Moduls nötig sind (s. auch Test Driven Development). 77 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse – Mock-up Ralf-Oliver Mevius § In späteren Phasen kommen Mock-Objekte zur Anwendung, weil zum Beispiel die Initialisierung des (vorhandenen, funktionsfähigen) Objekts zu aufwendig oder in einer Testumgebung mangels Verbindung zu produktiven Backend-Systemen gar nicht möglich ist. 78 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse – Mock-up Ralf-Oliver Mevius § Ein weiterer häufiger Grund für den Einsatz eines Mock-Objektes ist ein nichtvorhersehbares Verhalten der eigentlichen Klasse, zum Beispiel die Rückgabe des aktuellen Wechselkurses oder aber Verhalten, das aufgrund des objektorientierten Prinzips der Kapselung vor dem Aufrufer der Methode abgeschirmt wird; dies ist bei neueren Umgebungen wie J 2 EE vor allem bei Containerfunktionen der Fall. 79 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse - Prozessanalyse Ralf-Oliver Mevius § Als Prozessanalyse bezeichnet man die systematische Untersuchung von Geschäftsprozessen (lat. procedere = voranschreiten) und die Zerlegung in seine Einzelteile, um Schwachstellen und Verbesserungspotentiale zu erkennen. (vgl. Oberbegriff Analyse) 80 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse - Prozessanalyse Ralf-Oliver Mevius § Hierdurch kann man Vereinheitlichungen in Standardprozessen erlangen und eine gruppenübergreifende Synchronisation erreichen. 81 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse - Prozessanalyse § Besonders im Qualitätsmanagement ist es unabdingbar, bei auftretenden Fehlern möglichst schnell deren Ursache(n) zu entdecken und Abstellmaßnahmen einzuleiten. Ralf-Oliver Mevius § Dieser kontinuierliche Verbesserungsprozess (KVP) trägt dazu bei, auch bei verwandten Prozessen schnell und effizient einzugreifen, da Teilprozesse ähnlich oder gleich sein können. 82 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse - Prozessanalyse § Prozessorientiertes Denken und Handeln ist ein wichtiger Bestandteil der modernen Marktwirtschaft. Nur so kann man innerhalb eines kurzen Zeitraums flexibel agieren anstatt nur zu reagieren (Fehlervermeidung vor Fehlerbeseitigung). Ralf-Oliver Mevius § Durch das vorausschauende Handeln können Probleme meist schon im Vorfeld gelöst werden. 83 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse - Prozessanalyse § Die genaue Beschreibung von Prozessen ist hierbei genauso wichtig wie ihre ständige Pflege und Kontrolle. Ralf-Oliver Mevius § Durch das Versehen von Prozessen mit Informationen wird darüber hinaus auch das Auffinden von Schlüsselindikatoren erleichtert, die das Bewerten eines Prozesses zulassen. 84 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse - Prozessanalyse § Durchführung der Prozessanalyse. Die Prozessanalyse wird in zwei Schritten durchgeführt: § 1. Istaufnahme der bestehenden Organisation Ralf-Oliver Mevius § Hierfür werden Arbeitsunterlagen gegebenenfalls Organisations- ausgewertet und § Mitarbeiterinterviews durchgeführt. 85 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse - Prozessanalyse § 2. Istanalyse der Prozesse § Folgende Methoden werden zum Beispiel eingesetzt: § Benchmarking § Schwachstellenanalyse § Workflowanalyse Ralf-Oliver Mevius § Checklistentechnik § Referenzanalyse § Vorgangskettenanalyse 86 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse – Systemanalyse § Die Systemanalyse ist eine praktisch anwendbare Methode der Systemtheorie. Ralf-Oliver Mevius § Dabei konstruiert der Betrachter des Systems ein Modell eines bereits existierenden oder geplanten Systems zunächst als Black Box und verfeinert dieses im weiteren Verlauf. 87 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse – Systemanalyse § Dabei hat der Bearbeiter eine Auswahl bezüglich der relevanten Elemente und Beziehungen des Systems zu treffen. Ralf-Oliver Mevius § Das erstellte Modell ist immer ein begrenztes, reduziertes, abstrahiertes Abbild der Wirklichkeit, mit dessen Hilfe Aussagen über vergangene und zukünftige Entwicklungen und Verhaltensweisen des Systems in bestimmten Szenarien gemacht werden sollen. 88 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse – Systemanalyse § Der Vorgang ist auf nahezu anwendbar, einschließlich jedes System § Physik, § Biologie, § Demographie, § Wirtschaft, § Geographie, Ralf-Oliver Mevius § Technik und Informatik. 89 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse – Systemanalyse Was ist Systemanalyse? § Der ganzheitliche Ansatz Systemanalyse ist ein iterativer, heuristischer und rückgekoppelter Prozess der durch die Dimensionen: § Organisation, Ralf-Oliver Mevius § Technologie und Motivation gekennzeichnet werden kann. 90 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse – Systemanalyse Arbeitsschritte einer Systemanalyse § Festlegen der Systemgrenzen Unterscheidung von System und Umwelt. zur Ralf-Oliver Mevius § Feststellen derjenigen Systemelemente, die für die Fragestellung als relevant betrachtet werden. 91 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse – Systemanalyse § Feststellen derjenigen Beziehungen zwischen den Systemelementen, die für die Fragestellung als relevant betrachtet werden. Ralf-Oliver Mevius § Feststellen der Systemeigenschaften auf der Makroebene. § Feststellen der Beziehungen des Systems zur Umwelt bzw. zu anderen Systemen, wenn von der Betrachtung des Systems als isoliertes oder geschlossenes System zum offenen System übergegangen wird. 92 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse – Systemanalyse Darstellung § Darstellung der Analyseergebnisse: § qualitativ: Concept-Map, Wirkungsdiagramme Ralf-Oliver Mevius § halbquantitativ: Beziehungen) Flussdiagramm, Pfeildiagramm (je-desto- § quantitativ: x-y-, x-t-Diagramme u. a. , mathematische Gleichungssysteme 93 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse – Systemanalyse § Für die Systemanalyse werden formale Methoden und graphische Methoden eingesetzt. Ralf-Oliver Mevius § Edwards behilft sich in seinem Werk mit den folgenden Elementen, um damit diverse Muster. Systeme darzustellen: 94 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse – Systemanalyse § DFD (Data Flow Diagramm) § Datenflussdiagramm, stellt die Verarbeitung und Speicherung der Datenströme dar. § STD (State Transition Diagram) Ralf-Oliver Mevius § Zustandsübergangsdiagramm, zeigt zeitliches Verhalten. 95 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse – Systemanalyse § ERD (Entity Relationship Diagram) § Gegenstands-Beziehungs-Diagramm, Datenverknüpfungen zueinander dar. stellt Ralf-Oliver Mevius § ESTD (Entity State Diagram) § Gegenstands-Zustands-Diagramm, als Mischform aus STD und ERD. Zeigt Statusänderungen in Abhängigkeit von zeitlichen Ereignissen. 96 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse – Systemanalyse § Weiterhin benennt er noch die folgenden theoretisch möglichen Kombinationen, die aber praktisch nur sehr begrenzt zweckdienlich sind: § Zuordnung zwischen Datenstromdarstellung und Datenspeichern (zur Verifikation). Ralf-Oliver Mevius § Zeitliche Veränderung der Datenverarbeitung durch Steuersignale (zur Funktionskontrolle). 97 Inf. (21) - Programming Exercises

Ralf-Oliver Mevius 2. Analyse – Systemanalyse § Die Herleitung von Zuständen („States“) durch Ereignisse („Events“) und umgekehrt ist möglich. Eine ständige Begrenzung auf eine für die jeweilige Detailierungsebene sinnvolle Elementmenge ist nötig um zu einem tauglichen, sprich durchschaubaren und damit brauchbaren Ergebnis zu kommen. Die Darstellung unterscheidet zwischen Steuerströmen, Datenströmen, Augenblicksereignissen und physikalischen Strömen von Materie oder Energie. 98 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse – Strukturierte Analyse (SA) Ralf-Oliver Mevius § Die Strukturierte Analyse (SA) ist eine hauptsächlich von Tom De. Marco entwickelte Methode zur Erstellung einer formalen Systembeschreibung im Rahmen der Softwareentwicklung. § Sie wird während der Analysephase eines Software-Projekts eingesetzt. Strukturiertes Design verfeinert die Ergebnisse der SA soweit, dass sie dann umgesetzt werden können. Sie ist eine Methode der Systemanalyse. 99 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse – Strukturierte Analyse (SA) Ralf-Oliver Mevius § Das Ergebnis der Strukturierten Analyse ist ein hierarchisch gegliedertes technisches Anforderungsdokument für das Systemverhalten. 100 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse – Strukturierte Analyse (SA) § Die Strukturierte Analyse ist eine graphische Analysemethode, die mit Hilfe eines Top-Down. Vorgehens ein komplexes System in immer einfachere Funktionen bzw. Prozesse aufteilt und gleichzeitig eine Datenflussmodellierung durchführt. Ralf-Oliver Mevius § In ihrer Grundform ist die SA eine statische Analyse, die jedoch später um Methoden für dynamische Analysen erweitert wurde. 101 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse – Strukturierte Analyse (SA) Strukturierte Analyse In der Strukturierten Analyse werden folgenden Elemente verwendet: § Kontextdiagramm (engl. Context-Diagram): Ralf-Oliver Mevius Dieses Diagramm ist die Wurzel des Analyse-Baums. Es grenzt das System von seiner Umwelt ab und definiert damit, welche Aspekte von der Analyse betrachtet werden und welche nicht. 102 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse – Strukturierte Analyse (SA) Ralf-Oliver Mevius § Datenflussdiagramm (engl. Data Flow Diagram, kurz DFD): Ein DFD visualisiert in welche Teilprozesse sich der auf dem DFD dargestellte Prozess aufteilt und wie die Verwendung der Daten in diesem Prozess abläuft. 103 Inf. (21) - Programming Exercises

Ralf-Oliver Mevius 2. Analyse – Strukturierte Analyse (SA) § Minispezifikation (engl. Mini-Specification): Die Mini-Spec ist eine formale Beschreibung eines im Rahmen der Analyse nicht mehr weiter geteilten Elementarprozesses. Die Beschreibung erfolgt mit Hilfe eines Pseudocodes, der nicht genormt ist und sich im Regelfall an der später verwendeten Programmiersprache orientiert. Weitere Möglichkeiten der Beschreibung sind Entscheidungstabellen und -bäume. 104 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse – Strukturierte Analyse (SA) Ralf-Oliver Mevius § Datenwörterbuch (engl. Data Dictionary, kurz DD): Eine Sammlung aller Datendefinitionen, die in der Analyse verwendet werden. 105 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse – Strukturierte Analyse (SA) § Die ersten beiden Diagramme verwenden folgende grafischen Elemente: § Datenfluss, dargestellt als ein Pfeil Ralf-Oliver Mevius § Daten, Beschriftung am Pfeil 106 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse – Strukturierte Analyse (SA) § Speicher, zwei parallele waagerechte Linien, dazwischen der Name des Speichers § Teil- und Elementarprozesse, Kreis mit dem Namen und der Nummer des Teilprozesses in dem Kreis Ralf-Oliver Mevius § Externe Datenempfänger/sender (nur auf dem Kontextdiagramm), Viereck mit eingeschlossenem Namen 107 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse – Strukturierte Analyse (SA) Strukturierte Real-Time-Analyse (RT) Ralf-Oliver Mevius § Die Strukturierte Real-Time-Analyse erweitert die normale strukturierte Analyse um eine Echtzeitkomponente. 108 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse – Strukturierte Analyse (SA) § Erreicht wird dies durch die Festlegung des Verhaltens der Prozessschicht unter allen möglichen externen und internen Bedingungen und Betriebsarten. Ralf-Oliver Mevius Entworfen wurde das System von Imtiaz A. Pirbhai und Derek J. Hatley. 109 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse – Strukturierte Analyse (SA) Dynamische Analyse § Neben den Definitionen der Statischen Analyse werden zusätzlich folgende Elemente definiert: Ralf-Oliver Mevius § Entscheidungstabelle (engl. Decision Table, kurz DT): Aus mehreren Eingangswerten wird in tabellarischer Form definiert wie der Ausgangswert gesetzt wird. 110 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse – Strukturierte Analyse (SA) Ralf-Oliver Mevius § Zustandsübergangsdiagramm (engl. State Transition Diagram, kurz STD): Zustände werden auf diesem Diagramm als Vierecke und Übergänge als Pfeile dargestellt. Das STD hat Eingangs- und Ausgangswerte, die in Abhängigkeit von den Übergängen und Zuständen gesetzt werden. 111 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse – Strukturierte Analyse (SA) Ralf-Oliver Mevius § Prozessaktivierungstabelle (engl. Process Activation Table, kurz PAT): Die Tabelle beschreibt die Reihenfolge der Aktivierung der in der Tabelle aufgezählten Prozesse. § Ein DFD beinhaltet stets nur eine PAT und beliebig viele DT und STD. Alle drei neuen Elemente werden grafisch durch einen senkrechten Strich dargestellt. Pfeile von links sind die Eingangs-, Pfeile nach rechts die Ausgangsparameter. 112 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse – Strukturierte Analyse (SA) § Kontrollflüsse (engl. Control Flow): Dargestellt als gestrichelter Pfeil werden über Kontrollflüsse nur Daten mit Boolescher Definition gesendet. Ralf-Oliver Mevius Diese dienen der Ansteuerung der DT und STD und tragen selbst keine wahren Daten, sondern dienen nur der Modellierung des dynamischen Ablaufs. 113 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse – Strukturierte Analyse (SA) Verwendung in der Praxis Ralf-Oliver Mevius § Eins der größten Softwareprojekte, die mit Hilfe der Strukturierten Analyse in Deutschland realisiert wurden, ist die Software für den Zentralrechner des Kampfflugzeugs Tornado. 114 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse – Strukturierte Analyse (SA) § Ansonsten ist die Strukturierte Analyse vielerorts durch die Unified Modeling Language abgelöst, wird aber noch in vielen Projekten eingesetzt. Softwaretools Ralf-Oliver Mevius § Innovator von MID § case/4/0 von micro. TOOL 115 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse – OO Analyse und Design Ralf-Oliver Mevius § Objektorientierte Analyse und Design (OOAD) ist eine Phase der objektorientierten Erstellung eines Softwaresystems, welche sich in den Teil der Domänenmodellierung (Objektorientierte Analyse) und den Teil des Systementwurfs (Objektorientiertes Design) aufgliedert. 116 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse – OO Analyse und Design Ralf-Oliver Mevius § In der Analyse geht es darum, die Anforderungen zu erfassen und zu beschreiben, die das zu entwickelnde Softwaresystem erfüllen soll. Stark vereinfacht ausgedrückt sucht und sammelt man in dieser Phase alle Fakten, stellt diese dar und überprüft sie. Dies geschieht oft in Form eines textuellen Pflichtenheftes oder Software Requirements Specification. 117 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse – OO Analyse und Design § Das darauf aufbauende Objektorientierte Analysemodell (OOA-Modell) ist eine fachliche Beschreibung mit objektorientierten Konzepten, oft mit Elementen der Unified Modeling Language (UML) notiert. Ralf-Oliver Mevius § Es hebt das Wesentliche hervor und lässt Unwichtiges weg. Ein Bezug zur Informationstechnik ist in dieser Phase ausdrücklich unerwünscht. 118 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse – OO Analyse und Design Ralf-Oliver Mevius § Das OOA-Modell kann ein statisches und/oder ein dynamisches Teilmodell enthalten. Es kann auch einen Prototypen der Benutzerschnittstelle enthalten. 119 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse – OO Analyse und Design § Beim objektorientierten Design wird das in der Analyse erstellte Domänenmodell weiterentwickelt und darauf aufbauend ein Systementwurf erstellt. Ralf-Oliver Mevius § Das Design berücksichtigt neben den fachlichen Aspekten des Auftraggebers aus der Analyse auch technische Gegebenheiten. § In einem Wasserfall-Vorgehensmodell folgt als nächste Phase die objektorientierte Programmierung (OOP). 120 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse – OO Analyse und Design Ralf-Oliver Mevius Vorgehensmodelle § Mehrere Autoren und Hersteller kommerzieller Werkzeuge haben versucht, den Entwicklern durch die Beschreibung von Vorgehensmodellen eine Sammlung von Werkzeugen an die Hand zu geben, die dazu dienen soll, die Zusammenarbeit der an der Entwicklung Beteiligten zu verbessern, die Kommunikation mit dem Kunden zu verbessern, das Verständnis für den eigenen Entwurf zu vertiefen und die Dokumentation zu standardisieren. 121 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse – OO Analyse und Design UML Ralf-Oliver Mevius § Der Erfolg stellte sich ein, als in der Firma Rational Software Corporation die drei dominanten Autoren James Rumbaugh, Grady Booch und Ivar Jacobson zusammen eine erste Version der vereinigten Modellierungssprache Unified Modeling Language (UML) erarbeiteten. 122 Inf. (21) - Programming Exercises

2. Analyse – OO Analyse und Design § Sie haben sich auf eine gemeinsame Notation zur Darstellung von Modellierungsergebnissen geeinigt. Ralf-Oliver Mevius § UML ist mittlerweile durch die Object Management Group (OMG) standardisiert und hat sich in der Praxis bewährt und durchgesetzt. Allerdings ist auch UML eher ein Werkzeugkasten als ein klares Vorgehensmodell. 123 Inf. (21) - Programming Exercises

3. Entwurf § Softwarearchitektur § Strukturiertes Design (SD) § Objektorientiertes Design (OOD) Ralf-Oliver Mevius § Unified Modeling Language (UML) § Fundamental Modeling Concepts (FMC) 124 Inf. (21) - Programming Exercises

3. Entwurf – Softwaerarchitektur § Eine Softwarearchitektur beschreibt die grundlegenden Komponenten und deren Zusammenspiel innerhalb eines Softwaresystems. Ralf-Oliver Mevius § Eine Definition von Helmut Balzert beschreibt den Begriff als „eine strukturierte oder hierarchische Anordnung der Systemkomponenten sowie Beschreibung ihrer Beziehungen“ (Lit. : Balzert, S. 716). 125 Inf. (21) - Programming Exercises

3. Entwurf – Softwaerarchitektur § Die beschriebenen Komponenten bilden eine Zerlegung des Gesamtsystems, d. h. , jedes Softwareelement ist einer Architekturkomponente eindeutig zugeordnet. Die Softwarearchitektur ist zu unterscheiden vom Softwareentwurf. Ralf-Oliver Mevius 126 Inf. (21) - Programming Exercises

3. Entwurf – Softwaerarchitektur Ralf-Oliver Mevius § Während sich Entwurfsentscheidungen auf lokale Aspekte innerhalb des architektonischen Rahmens der Software beziehen, ist die Softwarearchitektur eine globale Eigenschaft des Gesamtsystems. 127 Inf. (21) - Programming Exercises

3. Entwurf – Softwaerarchitektur § Im Rahmen der Softwareentwicklung repräsentiert die Softwarearchitektur die früheste Softwaredesign-Entscheidung (Architekturentwurf). Sie wird wesentlich durch nicht-funktionale Eigenschaften wie Modifizierbarkeit, Wartbarkeit, Sicherheit oder Performance bestimmt. Ralf-Oliver Mevius 128 Inf. (21) - Programming Exercises

3. Entwurf – Softwaerarchitektur § Eine einmal eingerichtete Softwarearchitektur ist später nur mit hohem Aufwand abänderbar. Die Entscheidung über ihr Design ist somit eine der kritischsten und wichtigsten Punkte im Entwicklungsprozess einer Software. Ralf-Oliver Mevius Zur grafischen Visualisierung von Softwarearchitekturen werden unterschiedliche Methoden eingesetzt. 129 Inf. (21) - Programming Exercises

3. Entwurf – Softwaerarchitektur § Beispielsweise: § Unified Modeling Language (UML) § Fundamental Modeling Concepts (FMC) Ralf-Oliver Mevius 130 Inf. (21) - Programming Exercises

3. Entwurf – Softwaerarchitektur Mit der Bewertung von Softwarearchitekturen befasst sich die Softwarearchitekturbewertung. Ralf-Oliver Mevius Beispiel Eine Architekturbeschreibung umfasst etwa im Falle einer Web-Anwendung den Aufbau des Systems aus Datenbanken, Web-/ Application. Servern, E-Mail- und Cachesystemen − siehe etwa Wikipedia selbst − wobei häufig auch Diagramme (z. B. in der Unified Modeling Language) zum Einsatz kommen. 131 Inf. (21) - Programming Exercises

3. Entwurf – Strukturiertes Design Ralf-Oliver Mevius § Strukturiertes Design (SD) ist ein Entwurfsmuster in der Softwaretechnik nach Edward Yourdon und Larry Constantine, welches modulares Design unterstützt, um neben der reinen Funktionshierarchie auch die Wechselwirkungen von übergeordneten Modulen zu beschreiben. SD wird mit der Strukturierten Analyse (SA) in der Softwaretechnik verwendet. 132 Inf. (21) - Programming Exercises

3. Entwurf – Strukturiertes Design § Das Strukturierte Design schlägt eine Brücke zwischen der technologieneutralen Analyse und der eigentlichen Implementierung. Ralf-Oliver Mevius Im Strukturierten Design werden technische Randbedingungen eingebracht und die Grobstruktur des Systems aus technischer Sicht festgelegt. Es stellt damit die inhaltliche Planung der Implementierung dar. 133 Inf. (21) - Programming Exercises

3. Entwurf – Strukturiertes Design Ralf-Oliver Mevius § Die Methodik stellt mittels Strukturdiagrammen funktionale Module hierarchisch dar und zeigt dadurch die einzelnen Aufrufhierarchien der Module untereinander. Ein funktionales Modul besteht aus einer oder mehreren funktionalen Abstraktionen. 134 Inf. (21) - Programming Exercises

3. Entwurf – Strukturiertes Design § Diese wiederum stellt eine der ersten Abstraktionsmechanismen dar und gruppiert mehrere zusammengehörende Programmbefehle zu Einheiten (Funktionen). Ralf-Oliver Mevius Ein Beispiel wäre die Berechnung der Quadratwurzel sqrt(x). 135 Inf. (21) - Programming Exercises

3. Entwurf – Strukturiertes Design Ralf-Oliver Mevius § Der Benutzer muss keine Details über die Implementierung wissen, sondern wendet die Funktion nur an. Dafür benötigt er eine entsprechende Schnittstellenbeschreibung, die ebenso zum Strukturierten Entwurf gehört wie das Erstellen der Modulhierarchie. 136 Inf. (21) - Programming Exercises

3. Entwurf – Strukturiertes Design § Ein Funktionales Modul besitzt kein internes Gedächtnis, das heißt es beinhaltet keine Daten (private Daten), die nur im Modul sichtbar sind. Ralf-Oliver Mevius § Es kann nur in globalen Daten Informationen hinterlegen (beispielsweise bei der Berechnung einer Zufallszahl). Spätere darauf aufbauende Methoden, wie das Modulare Design (MD), führen abstrakte Datentypen und Datenobjekte ein. 137 Inf. (21) - Programming Exercises

3. Entwurf – Strukturiertes Design Ralf-Oliver Mevius § Bei Banken, Versicherungen und im Embedded. Bereich finden noch viele Systementwicklungen mit strukturierten Methoden statt. Insbesondere im Bereich des m-Business (Mobile-Business) werden oft Rechnersysteme verwendet, die über limitierte Ressourcen verfügen, für die eine objektorientierte Realisierung mit ihrem Overhead zu teuer ist. 138 Inf. (21) - Programming Exercises

3. Entwurf – Strukturiertes Design Ralf-Oliver Mevius § Weiterhin sind im Rahmen der Integration von bestehenden Anwendungen im Rahmen von EAI oft Teilsysteme zu realisieren, die nicht mit objektorientierten Sprachen umgesetzt werden können. Daher würden objektorientierte Analyse und Design falsche Implementierungsvorbereitungen darstellen. 139 Inf. (21) - Programming Exercises

3. Entwurf – Strukturiertes Design Funktionsorientierte Methode § Aufgaben werden top-down in Teilaufgaben zerlegt und dann diese auf die Module abgebildet (Prinzip der Modularisierung). Ralf-Oliver Mevius § Beschreibungsmittel sind Strukturdiagramme in denen die Module und die Verbindungen zwischen Modulen dargestellt werden. 140 Inf. (21) - Programming Exercises

3. Entwurf – Strukturiertes Design Beispiel § Menü Kundenverwaltung wird unterteilt in Formular Kunde und Bericht Kunde. Ralf-Oliver Mevius § Formular Kunde wird erneut unterteilt in Aktualisieren und Umsatzrabatt, Bericht Kunde in Seitenansicht und Drucken. 141 Inf. (21) - Programming Exercises

3. Entwurf – OO Design Ralf-Oliver Mevius § Objektorientierte Analyse und Design (OOAD) ist eine Phase der objektorientierten Erstellung eines Softwaresystems, welche sich in den Teil der Domänenmodellierung (Objektorientierte Analyse) und den Teil des Systementwurfs (Objektorientiertes Design) aufgliedert. 142 Inf. (21) - Programming Exercises

3. Entwurf – OO Design Ralf-Oliver Mevius § In der Analyse geht es darum, die Anforderungen zu erfassen und zu beschreiben, die das zu entwickelnde Softwaresystem erfüllen soll. Stark vereinfacht ausgedrückt sucht und sammelt man in dieser Phase alle Fakten, stellt diese dar und überprüft sie. Dies geschieht oft in Form eines textuellen Pflichtenheftes oder Software Requirements Specification. 143 Inf. (21) - Programming Exercises

3. Entwurf – OO Design Ralf-Oliver Mevius § Das darauf aufbauende Objektorientierte Analysemodell (OOA-Modell) ist eine fachliche Beschreibung mit objektorientierten Konzepten, oft mit Elementen der Unified Modeling Language (UML) notiert. Es hebt das Wesentliche hervor und lässt Unwichtiges weg. 144 Inf. (21) - Programming Exercises

3. Entwurf – OO Design Ralf-Oliver Mevius § Ein Bezug zur Informationstechnik ist in dieser Phase ausdrücklich unerwünscht. Das OOAModell kann ein statisches und/oder ein dynamisches Teilmodell enthalten. Es kann auch einen Prototypen der Benutzerschnittstelle enthalten. 145 Inf. (21) - Programming Exercises

3. Entwurf – OO Design § Beim objektorientierten Design wird das in der Analyse erstellte Domänenmodell weiterentwickelt und darauf aufbauend ein Systementwurf erstellt. Ralf-Oliver Mevius § Das Design berücksichtigt neben den fachlichen Aspekten des Auftraggebers aus der Analyse auch technische Gegebenheiten. § In einem Wasserfall-Vorgehensmodell folgt als nächste Phase die objektorientierte Programmierung (OOP). 146 Inf. (21) - Programming Exercises

3. Entwurf - UML Ralf-Oliver Mevius § Die Unified Modeling Language (UML, engl. Vereinheitlichte Modellierungs-Sprache) ist eine von der Object Management Group (OMG) entwickelte und standardisierte Sprache für die Modellierung von Software und anderen Systemen. § Im Sinne einer Sprache definiert die UML dabei Bezeichner für die meisten Begriffe, die für die Modellierung wichtig sind, und legt mögliche Beziehungen zwischen diesen Begriffen fest. 147 Inf. (21) - Programming Exercises

3. Entwurf - UML § Die UML definiert weiter grafische Notationen für diese Begriffe und für Modelle von statischen Strukturen und von dynamischen Abläufen, die man mit diesen Begriffen formulieren kann. Ralf-Oliver Mevius § Die UML ist heute eine der dominierenden Sprachen für die Modellierung von betrieblichen Anwendungssystemen (Softwaresystemen). § Der erste Kontakt zur UML besteht häufig darin, dass Diagramme der UML im Rahmen von Softwareprojekten zu erstellen, zu verstehen oder zu beurteilen sind: 148 Inf. (21) - Programming Exercises

3. Entwurf - UML § Projektauftraggeber und Fachvertreter prüfen und bestätigen zum Beispiel Anforderungen an ein System, die Wirtschaftsanalytiker in Anwendungsfalldiagrammen der UML festgehalten haben. Ralf-Oliver Mevius § Softwareentwickler realisieren Arbeitsabläufe, die Wirtschaftsanalytiker in Zusammenarbeit mit Fachvertretern in Aktivitätsdiagrammen beschrieben haben. § Systemingenieure installieren und betreiben Softwaresysteme basierend auf einem Installationsplan, der als Verteilungsdiagramm vorliegt. § … Inf. (21) - Programming Exercises 149

3. Entwurf - UML § Die graphische Notation ist jedoch nur ein Aspekt, der durch die UML geregelt wird. Ralf-Oliver Mevius § Die UML legt in erster Linie fest, mit welchen Begriffen und welchen Beziehungen zwischen diesen Begriffen sogenannte Modelle spezifiziert werden – Diagramme der UML zeigen nur eine graphische Sicht auf Ausschnitte dieser Modelle. 150 Inf. (21) - Programming Exercises

3. Entwurf - UML § Die UML schlägt weiter ein Format vor, in dem Modelle und Diagramme zwischen Werkzeugen ausgetauscht werden können. § Ein Vorgehensmodell, welches die UML anwendet, kann wegen der strengen Formalisierung kein agiler Prozess sein. … Ralf-Oliver Mevius § 151 Inf. (21) - Programming Exercises

3. Entwurf – Fundamental Modeling Concepts Ralf-Oliver Mevius § Fundamental Modeling Concepts (FMC) ist eine semi-formale Methodik zur Kommunikation über komplexe Softwaresysteme. 152 Inf. (21) - Programming Exercises

3. Entwurf – Fundamental Modeling Concepts Ralf-Oliver Mevius § Seit Ende der 1970 er Jahre wurden ihre Grundlagen von Siegfried Wendt und seinen Mitarbeitern und Schülern an der Universität Kaiserslautern entwickelt. 153 Inf. (21) - Programming Exercises

3. Entwurf – Fundamental Modeling Concepts § Am 1999 unter Leitung von Siegfried Wendt gegründeten Hasso-Plattner-Institut an der Universität Potsdam wurden diese Konzepte zunächst unter dem Namen SPIKES (Structured Plans for Improving Knowledge Transfer in Engineering of Systems) gelehrt, bevor sie im Jahre 2001 den Namen FMC (Fundamental Modeling Concepts) erhielten. Ralf-Oliver Mevius § … 154 Inf. (21) - Programming Exercises

4. Programmierung § Normierte Programmierung § Strukturierte Programmierung § Objektorientierte Programmierung (OOP) Ralf-Oliver Mevius § Funktionale Programmierung 155 Inf. (21) - Programming Exercises

5. Validierung und Verifikation § Modultests (Low-Level-Test) § Integrationstests (Low-Level-Test) § Systemtests (High-Level-Test) Ralf-Oliver Mevius § Akzeptanztests (High-Level-Test) 156 Inf. (21) - Programming Exercises

Ralf-Oliver Mevius 6. Anforderungsmanagement 157 Inf. (21) - Programming Exercises

7. Projektmanagement § Risikomanagement § Projektplanung Ralf-Oliver Mevius § Projektverfolgung und -steuerung § Management von Lieferantenvereinbarungen 158 Inf. (21) - Programming Exercises

Ralf-Oliver Mevius 8. Qualitätsmanagement § Capability Maturity Model § Spice (Norm) (Software Process Improvement and Capability Determination) § Incident Management § Problem Management § Softwaremetrik (Messung von Softwareeigenschaften) § statische Analyse (Berechnung von Schwachstellen) § Softwareergonomie 159 Inf. (21) - Programming Exercises

9. Konfigurationsmanagement § Versionsverwaltung § Änderungsmanagement / Veränderungsmanagement Ralf-Oliver Mevius § Release Management § Application Management (ITIL) 160 Inf. (21) - Programming Exercises

10. Dokumentation § Software-Dokumentationswerkzeug § Systemdokumentation (Weiterentwicklung und Fehlerbehebung) § Betriebsdokumentation (Betreiber/Service) § § Bedienungsanleitung (Anwender) Ralf-Oliver Mevius § Geschäftsprozesse (Konzeptionierung der Weiterentwicklung) § Verfahrensdokumentation (Beschreibung rechtlich relevanter Softwareprozesse) 161 Inf. (21) - Programming Exercises