6. Design-Phase Software Engineering (FB EIT) Wintersemester 2007 / 2008 Prof. Dr. Bernhard Humm Hochschule Darmstadt, FB Informatik

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1 6. Design-Phase Software Engineering (FB EIT) Wintersemester 2007 / 2008 Prof. Dr. Bernhard Humm Hochschule Darmstadt, FB Informatik 1 Prof. Dr. Bernhard Humm, Hochschule Darmstadt, FB Informatik: Software Engineering (EIT), WS 2007 /

2 Einordnung in den gesamten Kurs 1. Einführung 2. Vorgehensmodelle 3. Analyse-Phase: Anwendungsfälle 4. Analyse-Phase: Datenmodell 5. Analyse-Phase: Dialoge 6. Design-Phase 7. Programmierungs-Phase 8. Test- / Integrationsphase, Einführung 9. Aufwandsschätzung 10. Projektmanagement, Qualitätsmanagement 2 Prof. Dr. Bernhard Humm, Hochschule Darmstadt, FB Informatik: Software Engineering (EIT), WS 2007 /

3 Agenda Agenda Motivation Architektur-Sichten Komponenten und Schnittstellen Operationen Kontrollfragen

4 Übersicht Design: Die Königsdisziplin des Software Engineering Analyse WAS? Design WIE? 4 Prof. Dr. Bernhard Humm, Hochschule Darmstadt, FB Informatik: Software Engineering (EIT), WS 2007 /

5 Architektur: Verteidigen Quelle: 5 Prof. Dr. Bernhard Humm, Hochschule Darmstadt, FB Informatik: Software Engineering (EIT), WS 2007 /

6 Architektur: Beeindrucken Quelle: 6 Prof. Dr. Bernhard Humm, Hochschule Darmstadt, FB Informatik: Software Engineering (EIT), WS 2007 /

7 Architektur: Verkehrsfluss Quelle: 7 Prof. Dr. Bernhard Humm, Hochschule Darmstadt, FB Informatik: Software Engineering (EIT), WS 2007 /

8 Architektur: Mobilität Quelle: 8 Prof. Dr. Bernhard Humm, Hochschule Darmstadt, FB Informatik: Software Engineering (EIT), WS 2007 /

9 Architektur: Grundriss 9 Prof. Dr. Bernhard Humm, Hochschule Darmstadt, FB Informatik: Software Engineering (EIT), WS 2007 /

10 Architektur: Aufriss 10 Prof. Dr. Bernhard Humm, Hochschule Darmstadt, FB Informatik: Software Engineering (EIT), WS 2007 /

11 Architektur: Elektriker-Sicht 11 Prof. Dr. Bernhard Humm, Hochschule Darmstadt, FB Informatik: Software Engineering (EIT), WS 2007 /

12 Architektur: Sanitär-Installateur-Sicht 12 Prof. Dr. Bernhard Humm, Hochschule Darmstadt, FB Informatik: Software Engineering (EIT), WS 2007 /

13 Softwaresysteme gehören zu den komplexesten Dingen, die Menschen je gemacht haben 13 Prof. Dr. Bernhard Humm, Hochschule Darmstadt, FB Informatik: Software Engineering (EIT), WS 2007 /

14 und brauchen daher eine gute Architektur Wo ist hier die Architektur? Übersicht Quelle: Erich Gamma, "100 OO Frameworks, Pitfalls and Lessons Learned", Prof. Dr. Bernhard Humm, Hochschule Darmstadt, FB Informatik: Software Engineering (EIT), WS 2007 /

15 Übersicht Wichtigste Aufgaben der Design-Phase Fachliches (Anwendungs-)Design Zerlegung (Dekomposition) des Systems in Komponenten (z.b. in Vertragsverwaltung, Kundenverwaltung ) Festlegung der Schnittstellen (Operationen) Technisches Design (parallel zur Analysephase durchführbar) Festlegung der technischen Infrastruktur (GUI-Toolkit, Datenbanksystem, App. Server, Frameworks, Hardware, ) Festlegung der Entwicklungsumgebung (SEU) (Programmiersprache, Umgebung, Build-Tool, Bugtracker, ) Festlegung der Grobstruktur des Systems (Schichten, Tiers, Standard-Architektur, ) Festlegung der (Programmier-)richtlinien (Coding Conventions, Verzeichnisstruktur, Nutzungskonzepte für Tools, ) 15 Prof. Dr. Bernhard Humm, Hochschule Darmstadt, FB Informatik: Software Engineering (EIT), WS 2007 /

16 Agenda Agenda Motivation Architektur-Sichten Komponenten und Schnittstellen Operationen Kontrollfragen

17 Architektur- Sichten Fachliche Anwendungsarchitektur (A-Architektur) frei von technischen, produktbezogenen Sachzwängen wird für jedes Projekt neu entwickelt strukturiert die Software aus der Sicht der Anwendung enthält fachliche Klassen wie Mitarbeiter oder Konto. Logische Technikarchitektur (T-Architektur) verbindet A- und TI- Architektur; beschreibt die virtuelle Maschine, auf der die mit der A-Architektur entworfene Software läuft. Architektur der technischen Infrastruktur (TI-Architektur) beschreibt die physischen Geräte (Rechner, Netzleitung, etc.), die darauf installierte Systemsoftware (Betriebssystem, Application-Server, etc.), das Zusammenspiel von Hardware und Systemsoftware sowie die verwendeten Programmiersprachen. Quelle: sd&m Research 17 Prof. Dr. Bernhard Humm, Hochschule Darmstadt, FB Informatik: Software Engineering (EIT), WS 2007 /

18 Beispiel für fachliche Anwendungsarchitektur ( Grundriss / Aufriss ) Master Applikation Informationsanforderung Benutzerverwaltung Frontend Internes Informationsservice und Clearing Portal Informationsservice und Clearing Benutzerverwaltung Stammdatenverwaltung Clients ESI-Frontend Benutzerverwaltung Stammdatenverwaltung SA- Frontend SA- Batch- Scanner SA- Online- Scanner NVE- Drucker NVE- Drucker NVE- Drucker Backend Auftragsverwaltung Produktionsauftragsverwaltung Annahme/Importer Auftragsüberwachung ESi-Backend SA-Backend Konvertierung Disposition Auftragsüberwachung T&T-Verwaltung Auftragsverwalter Auftragsabrechnung Disposition Nummerverwaltung Inform.service u. Clearing Auftragsverwalter Stammdatenverwaltung Informationsservice und Clearing Nummernverwaltung Stammdatenverwaltung Auftragsverwaltung Produktion Entgeltsicherung Tracking & Tracing Querschnitt Benutzerverwaltung 18 Prof. Dr. Bernhard Humm, Hochschule Darmstadt, FB Informatik: Software Engineering (EIT), WS 2007 /

19 Beispiel für Architektur der technischen Infrastruktur ( Elektriker- / Installateursicht ) Quelle: 19 Prof. Dr. Bernhard Humm, Hochschule Darmstadt, FB Informatik: Software Engineering (EIT), WS 2007 /

20 Beispiel für Browser Browser Browser logische Technikarchitektur Rich-Client Service-Infrastruktur / Middleware Web-Server (Client) Service 1 Service 2 Service 3 Applikation in Fremd-Domäne AWK WebLogic Clients nutzen Services zur Kommunikation mit den Applikationen Die publizierten und genutzten Services werden mit Hilfe von Adaptern und Proxies von den Use-Cases entkoppelt A-Fall 1 (Use-Case) A-Komponente 1 A-Fall 2 (Use-Case) A-Fall 3 (UseCase) A-Komponente 2 A-Fall 4 (UseCase) Strikte Trennung von fachlichen und technischen Programmteilen A-Verwalter A-Entitätstyp Attribute und Beziehungen A-Verwalter A-Entitätstyp Attribute und Beziehungen Anwendungskern kann wiederverwendet werden (z.b. im Offline-Client) Legende benutzt, ruft Adapter Proxy Datenbankserver 20 Prof. Dr. Bernhard Humm, Hochschule Darmstadt, FB Informatik: Software Engineering (EIT), WS 2007 /

21 Agenda Agenda Motivation Architektur-Sichten Komponenten und und Schnittstellen Operationen Kontrollfragen

22 Komponenten-Orientierung am Beispiel Auto Außensicht (Schnittstelle) des Fahrers: möglichst einfach Innensicht: komplex, aus vielen Komponenten zusammengesetzt Außensicht (Schnittstelle) der Werkstatt: möglichst einfach 22 Prof. Dr. Bernhard Humm, Hochschule Darmstadt, FB Informatik: Software Engineering (EIT), WS 2007 /

23 Komponenten-Orientierung in der Software Beispiel: Berechtigungskomponente Außensicht (Nutzungssicht): operative Schnittstelle des Anwendungsprogrammierers (möglichst einfach) operative Schnittstelle B Berechtigungskomponente Berechtigungskern Admin- Schnittstelle A Berechtigung GUI Außensicht (Nutzungssicht): Schnittstelle des Administrators (möglichst einfach) R S RACF- Adapter DB-Zugriff R JDBC RACF Oracle Innensicht: komplex, aus vielen Komponenten zusammengesetzt 23 Prof. Dr. Bernhard Humm, Hochschule Darmstadt, FB Informatik: Software Engineering (EIT), WS 2007 /

24 UML-Notationen: Komponenten und Schnittstellen cmp Komponenten & Schnittstellen Angebotene Schnittstellen: Operationen, welche die Komponente anderen Komponenten anbietet ProvidedInterface1 ProvidedInterface2 Component RequiredInterface Angeforderte Schnittstellen: Operationen, welche die Komponente von anderen Komponenten erwartet, um zu funktionieren Komponente: wesentliche Einheit des Design, der Programmierung und der Planung (alternative Darstellung als UML-Paket) 24 Prof. Dr. Bernhard Humm, Hochschule Darmstadt, FB Informatik: Software Engineering (EIT), WS 2007 /

25 Agenda Agenda Motivation Architektur-Sichten Komponenten und Schnittstellen Operationen Kontrollfragen

26 Anwendungsfälle umsetzen: den Klassen Funktionen (Methoden) zuordnen sd Vertrag abschließen Sachbearbeiter legekundenan gibkundendatenan Fitness Center::Kunde legevertragan Fitness Center::Vertrag gibvertragsdetailsan schliessevertragab druckevertrag erstellerechnung Fitness Center::Rechnung 26 Prof. Dr. Bernhard Humm, Hochschule Darmstadt, FB Informatik: Software Engineering (EIT), WS 2007 /

27 Anwendungsfälle umsetzen: den Klassen Funktionen (Methoden) zuordnen UML-Notation: Sequenzdiagramme Je Anwendungsfall ein Sequenzdiagramm Auswahl der beteiligten Klassen aus dem Datenmodell Festlegen der Funktionen (Methoden) der beteiligten Klassen Darstellung des zeitlichen Ablaufs und der Aufrufbeziehungen 27 Prof. Dr. Bernhard Humm, Hochschule Darmstadt, FB Informatik: Software Engineering (EIT), WS 2007 /

28 Agenda Agenda Motivation Architektur-Sichten Komponenten und Schnittstellen Operationen Kontrollfragen

29 Kontrollfragen Kontrollfragen Wie unterscheiden sich die Phasen Analyse und Design? Was sind die wichtigsten Aufgaben der Design-Phase? Welche Architektur-Sichten werden unterschieden? Was sind Komponenten? Nennen Sie Beispiele Was sind Schnittstellen? Nennen Sie Beispiele Was sind Operationen (Methoden)? Wie werden Systemabläufe beschrieben? Geben Sie ein Beispiel 29 Prof. Dr. Bernhard Humm, Hochschule Darmstadt, FB Informatik: Software Engineering (EIT), WS 2007 /