2 Konzepte und Notation der objektorientierten Analyse (Statische Konzepte)

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1 Objektmodellierung 2 Konzepte und Notation der objektorientierten Analyse (Statische Konzepte) Prof. Dr. Heide Balzert Fachbereich Informatik Fachhochschule Dortmund Heide Balzert Lernziele Erklären können, was eine Assoziation ist Erklären können, was assoziative Klasse und eine qualifizierte Assoziation sind Erklären können, was Aggregation und Komposition bedeuten Erklären können, was Vererbung ist Erklären können, was ein Paket ist UML-Notation für Assoziation, Vererbung und Paket anwenden können Assoziationen und Vererbung in einem Text identifizieren und darstellen können Klassen zu Paketen gruppieren können

2 3 Inhalt 2.6 Vererbung 2.7 Paket 4 Definition ❽ Eine Assoziation modelliert Verbindungen (links) zwischen Objekten einer oder mehrerer Klassen ❽ Eine reflexive Assoziation besteht zwischen Objekten derselben Klasse ❽ Assoziationen sind in der Systemanalyse inhärent bidirektional ❽ Es gibt binäre und höherwertige Assoziationen

3 5 Beispiel Objektdiagramm :Kunde = Hans Meyer :Konto Kontonr = 47 Art = Geschäft Eröffnung = :Konto KontoNr = 234 Art = Privat Eröffnung = Klassendiagramm Kunde Konto besitzt Kontonr Art Eröffnung 6 Notation UML ❽ Binäre Assoziation 0 Linie zwischen einer oder zwei Klassen 0 An jedem Ende der Linie steht die Wertigkeit bzw. Kardinalität (multiplicity) Klasse Klasse2 Attribut k k2 Attribut Operation() Operation() Klasse Attribut Operation() k2 k reflexive Assoziation

4 7 Notation Kardinalität UML , 4, 6..5, 8, 0.. genau 0bis 0bisviele 3bisviele 0bis2 genau 2 2, 4 oder 6 nicht 6, 7 oder 9 8 Muß- und Kann-Assoziation ❽ Kann-Assoziation 0 Untergrenze: Kardinalität 0 ❽ Muß-Assoziation 0 Untergrenze: Kardinalität oder größer muß kann Kunde Konto Kunde muß muß.. Konto

5 9 einer Assoziation ❽ Beschreibt meistens nur eine Richtung der Assoziation ❽ Ein schwarzes Dreieck gibt die Leserichtung an ❽ darf fehlen, wenn die Bedeutung der Assoziation offensichtlich ist Kunde besitzt Kontonr Art Eröffnung Konto 0 Rollenname ❽ Beschreibt Bedeutung eines Objekt in einer Assoziation ❽ Binäre Assoziationen besitzen maximal zwei Rollen ❽ Er wird an das Ende der Assoziation geschrieben bei der Klasse, deren Bedeutung in der Assoziation sie beschreibt ❽ Tragen zur Verständlichkeit des Modells mehr bei als der der Assoziation

6 Kunde ❽ Rollenname ist nicht optional... 0 wenn zwischen zwei Klassen mehr als eine Assoziation besteht 0 bei reflexiven Assoziationen.. Kontoinhaber.. Kontoberechtigter Konto Kontonr Art Eröffnung :Kunde :Kunde Kontoinhaber Kontoberechtigter :Konto Angestellter Gehalt Position Mitarbeiter Chef 0.. :Angestellter Chef Chef :Angestellter :Angestellter Chef Chef Mitarbeiter Mitarbeiter Mitarbeiter Mitarbeiter :Angestellter :Angestellter 2 Geordnete Assoziation ❽ Keine Aussage über die Definition der Ordnung (z.b. zeitlich, alphabetisch) We ttbewerb {ordered} Teilnehmer Sportler :Wet tbewerb. Starter :Sportler :Wet tbewerb 2. S ta rter. Start er :Sportler 2. S ta rte r :Sportler

7 3 Restriktion (constraint) Angestellter Gehalt Position Chef 0.. {Chef.Gehalt > Mitarbeiter.Gehalt} Mitarbeiter a: Angestellter Chef Mitarbeiter a2: Angestellter Gehalt = 7000 Gehalt = 5000 a3: Angestellter Chef Mitarbeiter a4: Angestellter Gehalt = 4500 Gehalt = ❽ or- und subset-restriktion lagert in Hochregallager Palette :Hochr egallager Palette lagert in {or} Lagerraum Palette2 :Lagerraum Sportler Teilnehmer Sieger 0.. {subset} Wettbewerb s: Sportler s2: Sportler s3: Sportler w: W ettbewerb w2: W ettbewerb

8 5 Assoziative Klasse (association class) ❽ Assoziationen können zusätzlich die Eigenschaften einer Klasse besitzen Leser Buch Adres se Signatur Autor Titel Ausleihe Datum Verlängerung 6 Qualifizierte Assoziation (qualifier) ❽ Spezielles Attribut, dessen Wert ein oder mehrere Objekte auf der anderen Seite selektiert ❽ Qualifikationsangaben verändern die Kardinalität Katalog Bestellnummer Katalog 0.. Artikel Artikel

9 7 Abgeleitete Assoziation (derived association) Professor liest Vorlesung /ist Hörer von hört Student :Professor :Vorlesung :Student :Vorlesung :Student 8 3 Arten von Assoziationen in der UML ❽ Einfache Assoziation (ordinary association) ❽ Aggregation (aggregation) ❽ Komposition (composite aggregation) Hypertext-Buch Titel Erscheinungsjahr Verz ei ch nis MS-DOS- Erstellung Aggregation Kapitel Komposition Datei Aut or Anzahl Seiten Aggregatklasse Teilklas se MS-DOS- Erstellung letzte Änderung letzter Zugriff

10 9 Aggregation ❽ Läßt sich durch ist Teil von bzw. besteht aus beschreiben (Ganzes und Teile, whole part) Komposition ❽»starke«Aggregation ❽ Kardinalität der Aggregatklasse <= 0 Ein Teil darf auch anderem Ganzen zugeordnet werden ❽ Dynamische Semantik des Ganzen gilt auch für seine Teile (propagation semantics) ❽ Wird das Ganze gelöscht, werden automatisch seine Teile gelöscht (they live and die with it) 20 Verschiedene Arten der Aggregation ❽ exclusive aggregation: Kardinalität der Aggregatklasse <= ❽ shared aggregation: Kardinalität der Aggregatklasse <= ❽ dependent aggregation: wird das Aggregat- Objekt gelöscht, dann werden auch die Teile gelöscht shared dependent Kapitel Bemerkung Dokument ex clusive dependent shared independent Bild

11 2 Notation für Objektdiagramme ❽ Rollen ❽ Qualifikationsangabe ❽ Assoziationsname (unterstreichen!) Herbst/Winter: Katalog :Kunde Bestellnummer Kontoinhaber Kontoberechtigter Ski-Anorak: Artikel :Konto 22 Höherwertige Assoziationen ❽ Prinzipiell sind auch Assoziationen zwischen drei und mehr Klassen möglich ❽ Bezeichnung: n-äre Assoziation ❽ Ternäre und höhere Assoziationen können keine Aggregation oder Komposition bilden Jahr Verein Fußball-Spieler Ergebnis Anzahl Tore

12 23 CRC-Karte ❽ der Klasse (class) ❽ Verantwortlichkeiten (responsibilities) der Klasse ❽ Notwendige Klassen (collaborations) Class Bestellung Responsibilities verwaltet eine Bestellung delegiert Aufgaben an Bestellpositionen Collaborations Bestellposition Bestellung Bestellposition Aufgabe Nummer Datum.. Artikelnummer Bezeichnung Anzahl erfassen() drucken() Vererbung Definition ❽ Vererbung (generalization) ist eine Beziehung zwischen einer allgemeinen Klasse (Basisklasse) und einer spezialisierten Klasse ❽ Die spezialisierte Klasse ist vollständig konsistent mit der Basisklasse, enthält aber zusätzliche Informationen (Attribute, Operationen, Assoziationen) ❽ Allgemeine Klasse = Oberklasse (super class) ❽ Spezialisierte Klasse = Unterklasse (sub class)

13 Vererbung Person Adresse Geburtsdatum drucke Adresse() Hilfskraft Matrikelnr Adresse Geburtsdatum Immatrikulation Beschäftigungen drucke Adresse() drucke Ausweis() drucke Arbeitszeiten() Angestellter Personalnr Geburtsdatum Gehalt Bank drucke Adresse() überweise Gehalt() Angestellter Personalnr Gehalt Bank überweise Gehalt() Student Matrikelnr Immatrikulation drucke Ausweis() Student Matrikelnr Adresse Geburtsdatum Immatrikulation Hilfskraft Beschäftigungen drucke Adresse() drucke Ausweis() drucke Arbeitszeiten() Vererbung Notation UML ❽ Weißes bzw. transparentes Dreieck bei der Basisklasse Klasse Klasse {abstract} Klasse2 Klasse3 Klasse2 Klasse3

14 Vererbung Was wird vererbt? Objekt SuperClass AttributA = Wert AttributA Klassenattribut = W OperationA() AnyClass :AnyClass Objekt2 SubClass AttributA = Wert2 AttributB = Wert3 AttributB... OperationB() OtherClass :AnyClass :OtherClass Vererbung Überschreiben von Operationen ❽ Unterklassen können das Verhalten ihrer Oberklassen verfeinern, redefinieren bzw. überschreiben (redefine, override) K onto Kontonummer Kontostand buchen() Sparkonto buchen()

15 Vererbung Diskriminator (discriminator) Angestellter Arbeitszeit Vollzeitkraft Teilzeitkraft Aushilfe Angestellter Tätigkeit Manager Programmierer Analytiker Aufgabe Paket Definition Das Paket (package)... ❽ faßt Modellelemente (z.b. Klassen) zusammen ❽ kann selbst Pakete enthalten ❽ Das vollständige System kann als ein großes Paket aufgefaßt werden Beispiel: Warenwirtschaftssystem Einkauf Verkauf Produktion Material- Wirtschaft

16 3 2.7 Paket Notation UML ❽ Paketname muß im gesamten System eindeutig sein System Paket Paket2 Paket Paket2 Paket Paket Paket und Klasse ❽ Jede Klasse (allgemeiner: jedes Modellelement) gehört zu höchstens einem Paket ❽ Es kann in mehreren anderen Paketen darauf verwiesen werden ❽ Ein Paket definiert einen nsraum für alle enthaltenen Klassen 0 Paket::Klasse 0 Paket::Paket::Paket::Klasse Aufgabe 3

17 33 Danke! Diese Präsentation bzw. Teile dieser Präsentation enthalten Inhalte und Grafiken des Lehrbuchs der Objektmodellierung von Heide Balzert, Spektrum Akademischer Verlag Aufgabe (20 25 min) Klassendiagramm und Objektdiagramm erstellen ❽ Eine Tagung (z.b. Softwaretechnik-Tagung in Hamburg) ist zu organisieren. Für jeden Teilnehmer der Tagung werden der, die Adresse und der Status (Student, Mitglied, Nichtmitglied) gespeichert. Jeder Teilnehmer kann sich für ein oder mehrere halbtägige Tutorien, die zusätzlich zum normalen Tagungsprogramm angeboten werden, anmelden. Für jedes Tutorium werden dessen Nummer, die Bezeichnung sowie das Datum gespeichert. Alle Tutorien kosten gleich viel. Damit ein Tutorium stattfindet, müssen mindestens 0 Anmeldungen vorliegen. Jedes Tutorium wird von genau einem Referenten angeboten.

18 35 Aufgabe ❽ Für jeden Referenten werden dessen und Firma gespeichert. Ein Referent kann sich auch für ein oder mehrere Tutorien anderer Referenten anmelden und kann bei diesen kostenlos zuhören. Diese Anmeldungen zählen bei der Ermittlung der Mindestanmeldungen nicht mit. Ein Teilnehmer kann nicht gleichzeitig Referent sein. Ein Referent kann mehrere Tutorien anbieten. An einem Tutorium können mehrere Referenten kostenlos teilnehmen. Ein Teilnehmer kann sich in der Tagungsanmeldung auch für einige Rahmenprogramme (z.b. Besuch eines Musicals) eintragen lassen. Für jedes Rahmenprogramm werden dessen Bezeichnung, das Datum, die Zeit, der Ort und die Kosten gespeichert. Lösung 36 Aufgabe 2 (5 20 min) Klassendiagramm und Objektdiagramm erstellen ❽ Wir betrachten eine Bank und ihre Kunden. Eine Person wird Kunde, wenn sie ein Konto eröffnet. Ein Kunde kann beliebig viele weitere Konten eröffnen. Für jeden neuen Kunden werden dessen (nicht notwendigerweise eindeutiger), Adresse und das Datum der ersten Kontoeröffnung erfaßt. Bei der Kontoeröffnung muß der Kunde gleich eine erste Einzahlung vornehmen. Wir unterscheiden Girokonten und Sparkonten. Girokonten dürfen bis zu einem bestimmten Betrag überzogen werden. Für jedes Konto wird ein individueller Habenzins, für Girokonten auch ein individueller Sollzins festgelegt.

19 37 Aufgabe 2 ❽ Außerdem besitzt jedes Konto eine eindeutige Kontonummer. Für jedes Sparkonto wird die Art des Sparens z.b. Festgeld gespeichert. Ein Kunde kann Beträge einzahlen und abheben. Desweiteren werden Zinsen gutgeschrieben und bei Girokonten Überziehungszinsen abgebucht. Um die Zinsen zu berechnen, muß für jede Kontobewegung das Datum und der Betrag notiert werden. Die Gutschrift/Abbuchung der Zinsen erfolgt bei den Sparkonten jährlich und bei den Girokonten quartalsweise. Ein Kunde kann jedes seiner Konten wieder auflösen. Bei der Auflösung des letzten Kontos hört er auf, Kunde zu sein. Lösung 38 Aufgabe 3 (5 min) Pakete bilden ❽ Gruppieren Sie die aufgeführten Klassen in Pakete. Wählen Sie für jedes Paket einen aussagefähigen n. ❽ Artikel, Auftragsposten, Bestellartikel ❽ Bestellposten, Bestellung an Lieferanten ❽ Kunde, Kundenauftrag, Lager ❽ Lagerartikel, Lagerplatz, Lagerverwalter ❽ Lieferant, Lieferkondition Lösung

20 39 Lösung der Aufgabe Klassendiagramm Adresse Status Teilnehmer anmelden() Vortragender Zuhörer Rahmenprogramm Referent Bezeichnung Datum Zeit Ort Kosten Tutorium Nummer Bezeichnung Datum Kosten findet statt() Firma anmelden() {Zuhörer Vortragender} 40 Lösung der Aufgabe Objektdiagramm :Teilnehmer Vortragender :Referent :Tutorium Zuhörer :Rahmenpr ogramm :Teilnehmer :Rahmenpr ogramm :Teilnehmer Vortragender :Tutorium :Referent

21 4 Lösung der Aufgabe 2 Klassendiagramm Kunde Adresse Kunde seit.. Konto Kontonummer Habenzins /Kontostand.. Betrag Datum Kontobewegung eröffnen() einzahlen() auflösen() Girokonto Sollzins Dispo-Kredit abheben() gutschreibenzinsen() abbuchenzinsen() Art Sparkonto abheben() gutschreibenzinsen() 42 Lösung der Aufgabe 2 Objektdiagramm :Kunde :Girokonto :Sparkonto :Kunde :Girokonto :Kontobewegung :Kontobewegung :Kontobewegung :Kontobewegung

22 43 Lösung der Aufgabe 3 Paket Lieferantenverwaltung ❽ Lieferant,Lieferkondition, Bestellung an Lieferanten, Bestellposten Paket Lagerverwaltung ❽ Artikel, Bestellartikel, Lagerartikel, Lager, Lagerplatz, Lagerverwalter Paket Kundenverwaltung ❽ Kunde, Kundenauftrag, Auftragsposten

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