Aufgabe 1: Strukturmodellierung mittels Klassendiagramm Wiederholen Sie das Kapitel aus der Vorlesung, das sich mit dem Klassendiagramm beschäftigt.

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1 Aufgabe 1: Strukturmodellierung mittels Klassendiagramm Wiederholen Sie das Kapitel aus der Vorlesung, das sich mit dem Klassendiagramm beschäftigt. Was ist eine Klasse? Was ist ein Objekt? Geben Sie ein Beispiel für eine Klasse mit mindestens je 3 Attributen und je 3 Operationen. Finden Sie zu dieser Klasse mindestens 3 Instanzen. Klasse (Schablone, Typ) Klassen werden durch Rechtecke dargestellt, die entweder nur den Namen der Klasse (fett gedruckt) tragen oder zusätzlich auch Attribute, Operationen und Eigenschaften. Dabei werden diese vier Rubriken (engl. compartment) Klassenname, Attribute, Operationen und Eigenschaften jeweils durch eine horizontale Linie getrennt. Wenn die Klasse keine Eigenschaften oder Operationen besitzt, kann die unterste horizontale Linie entfallen. Oberhalb des Klassennamens können Schlüsselwörter (engl. keyword in Guillemets und unterhalb des Klassennamens in geschweiften Klammern zusätzliche Eigenschaften (z. B. {abstrakt}) stehen. Die Sichtbarkeit von Operationen und Attributen wird wie folgt gekennzeichnet: "+" für public "#" für protected "~" für package " " für private Die folgenden Abbildungen zeigen zwei Varianten der grafischen Notation für eine Klasse. Abhängig davon, ob eine Klasse in einem Klassendiagramm für ein Design- oder für ein Analysemodell gezeichnet wird, können mehr oder weniger Details dargestellt werden. Abstrakte Klassen sind Klassen, von denen keine Exemplare angelegt werden können. Abstrakte Klassen sehen in UML wie normale Klassen aus. Um sie zu unterscheiden, steht unterhalb des Klassennamens das Wort abstract in geschweiften Klammern. Alternativ kann der Klassenname auch kursiv geschrieben werden, wenn dies gut erkennbar ist.

2 Objekte sind identifizierbare Entitäten, sie haben eine eindeutige Identität einen (veränderlichen) Zustand Instanzvariable sind Namen für (innere) Objekte Zustandsänderung erfolgt durch Zuweisung von neuen Objekten an die Instanzvariablen oder durch Zustandsänderung der zugewiesenen Objekte in einfachen Fällen wird der Zustand durch Daten charakterisiert ein vorgegebenes Verhalten Objekte können auf übersandte (und bekannte) Botschaften reagieren empfangene Botschaften aktivieren Methoden (dem Objekt zugeordnete Programme), die auf den Zustand (die Instanzvariablen) zugreifen können Bsp.:

3 Was sind Assoziationen und wofür werden diese benötigt? Welche Eigenschaften kann eine Assoziation haben? Assoziation Beziehung (Relation) zwischen (den Instanzen von) mehreren (meist zwei) Klassen Gemeinsame Struktur (und Semantik) einer Menge von Objektbeziehungen Jeder Partner einer Assoziation hat eine bestimmte Rolle, diese wird durch einen Rollennamen bezeichnet, die (Instanzen der) Partnerklassen werden durch ihre Rolle repräsentiert Assoziation Bezüglich der Navigierbarkeit ist zu unterscheiden bidirektionale Assoziation: von den Objekten mit jeder Assoziationsrolle kann das Objekt mit der jeweils anderen Assoziationsrolle direkt erreicht werden, Symbol: Linie (oder Doppelpfeil) gerichtete Assoziation: von dem Objekt mit einer Assoziationsrolle kann das die andere Rolle spielende Objekt direkt erreicht werden, nicht aber umgekehrt, Symbol: Pfeil mit Spitze zum direkt erreichbaren Objekt Assoziationen können (wie andere UML-Elemente) mit vordefinierten oder benutzerdefinierten Eigenschaften versehen werden Eine Assoziation heißt reflexiv, wenn sie einen Typ mit sich selbst verbindet. Die beiden Enden der Assoziation zeigen hier also auf den gleichen Typ. In der Abbildung links hat die reflexive Assoziation auch einen Namen Vater/Sohn-Beziehung, der in der Nähe der Linie gezeichnet wird, die die Assoziation darstellt.

4 Beschreiben Sie den Unterschied zwischen starker und schwacher Aggregation. Geben Sie je ein Beispiel, das nicht in dieser Lehrveranstaltung betracht wurde. Aggregation (Teile/Ganzes -Beziehung) Besondere Form der Assoziation Beziehung zwischen einem Ganzen (Aggregat) und einemteil (Komponente) Teile sind vom Ganzen existentiell unabhängig: wenn eine Instanz des Ganzen zerstört wird, dann existieren seine Teile weiter Teile können einem Aggregatobjekt nicht exklusiv oder exklusiv zugeordnet sein. Graphisches Symbol: nichtausgefüllte Raute bei der Aggregatklasse Komposition Die Komposition ist die Strenge Form der Aggregation Teile sind vom Ganzen existentiell abhängig: wenn eine Instanz des Ganzen zerstört wird, dann auch seine Teile! Die Klasse des Ganzen heißt Kompositionsklasse, ihre Ausprägungen Kompositionsobjekte Teile können einem Kompositionsobjekt nur exklusiv zugeordnet sein. Graphisches Symbol: ausgefüllte Raute bei der Aggregatklasse

5 Wann wird Generalisierung eingesetzt? Finden Sie ein Beispiel für eine Generalisierungshierarchie mit mindestens 3 Ebenen. Zeigen Sie, wie dieses in Java realisiert wird. Eine Generalisierung in der UML ist eine gerichtete Beziehung zwischen einer generelleren und einer spezielleren Klasse. Exemplare der spezielleren Klasse sind damit auch Exemplare der generelleren Klasse. Konkret bedeutet dies, dass die speziellere Klasse implizit über alle Merkmale (Struktur- und Verhaltensmerkmale) der generelleren Klasse verfügt - implizit deshalb, weil diese Merkmale in der spezielleren Klasse nicht explizit deklariert werden. Man sagt, dass sie sie von der generelleren Klasse erbt. Beispiel einer Generalisierungsbeziehung zwischen zwei Klassen Eine Generalisierung wird als durchgezogene Linie zwischen den beiden beteiligten Classifiern dargestellt. Am Ende mit dem generelleren Classifier wird eine geschlossene, nicht ausgefüllte Pfeilspitze gezeichnet.

6 Finden Sie ein Beispiel für Mehrfachvererbung. Ein Fahrzeug besitzt bestimmte Attribute, diese können z.b. Höchstgeschwindigkeit oder maximale Zuladung oder auch Farbe sein. Die Klasse Kraftfahrzeug erbt all diese Attribute, kann aber noch zusätzliche Attribute besitzen, z.b. Leistung oder Drehmoment. Des Weiteren kann ein Kraftfahrzeug auch zusätzliche Methoden wie Beschleunigen besitzen, welche die Basisklasse Fahrzeug nicht kennt. Die Klasse Personenkraftwagen kann dann wiederum von Kraftfahrzeug abgeleitet werden und weitere zusätzliche Attribute wie Anzahl der Sitze besitzen. Durch die Ableitung von Kraftfahrzeug erbt der Personenkraftwagen automatisch alle Attribute von Fahrzeug. Ob eine Klasse in einer Vererbungsbeziehung zu einer anderen Klasse steht, lässt sich durch eine einfache "Ist-Ein"-Regel feststellen. Sobald die Aussage (Objekt der abgeleiteten Klasse) ist ein (Objekt der Basisklasse) zutrifft, stehen beide Klassen in einer Vererbungsbeziehung. Ein Personenkraftwagen ist ein Kraftfahrzeug, Ein Personenkraftwagen ist ein Fahrzeug, aber Ein Fahrzeug ist kein Personenkraftwagen. Ein Personenkraftwagen ist auch kein Sitz Ein Personenkraftwagen enthält einen Sitz. Hat ein bezeichnet also Attribute einer Klasse.

7 Aufgabe 2: Klassendiagramm Fehlersuchbild Modelliert werden soll ein Teil der TU Wien. Die Universität besteht aus mehreren Fakultäten, welchen Mitarbeiter (wissenschaftliche und nicht-wissenschaftliche) zugeordnet sind. Von Personen (Mitarbeitern und Studenten) ist der Name sowie die -Adresse bekannt. Jede Fakultät hat einen Dekan, welcher ein Mitarbeiter ist. Die Lehre wird von wissenschaftlichen Mitarbeitern durchgeführt. Für jeden Studenten ist bekannt, welche Lehrveranstaltung dieser Student bei welchem Mitarbeiter mit welcher Note in welchem Semester absolviert hat. Natürlich kann jeder Mitarbeiter mehrere unterschiedliche Lehrveranstaltungen abhalten. Gegeben ist folgendes Klassendiagramm, das diesen Sachverhalt abbilden soll. Allerdings ist dieses Klassendiagramm fehlerhaft. Finden Sie die Fehler und erstellen Sie ein korrektes Klassendiagramm.

8 Aufgabe 3: Klassendiagramm Gegeben ist folgendes Diagramm. Welche Aussagen sind korrekt und warum? Eine Instanz von A kann mit sich selbst in Beziehung stehen. JA Eine Instanz von A1 kann mit einer Instanz von A2 in Beziehung stehen. JA Eine Instanz von A1 kann mit einer Instanz von B in Beziehung stehen. JA Eine Instanz von D kann mit einer Instanz von B in Beziehung stehen. FALSCH Ein Instanz von A3 kann mit mehreren Instanzen von A3 in Beziehung stehen. Richtig Instanzen von E können ohne Instanzen von C nicht existieren. FALSCH

9 Aufgabe 4: Klassendiagramm Modellieren Sie folgende Aussagen: Das Hirn ist ein Teil eines Menschen. Ein Bibliotheksbenutzer kann beliebig viele Bücher ausleihen. Dabei werden pro Ausleihvorgang Ausleih- und das Rückgabedatum gespeichert. Ein Benutzer kann dasselbe Buch mehrfach ausleihen. Ein Menü setzt sich aus einer Vorspeise, einer Hauptspeise und einer Nachspeise zusammen. Ein Schüler gehört zu einer Klasse. Sowohl Sportler als auch Studenten sind Personen. Sportstudenten sind Sportler und Studenten.

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11 Aufgabe 5: Klassendiagramm Supermarkt Eine Applikation für einen Supermarkt verwaltet Daten über Abteilungen und Mitarbeiter, wobei es Lehrlinge und Angestellte gibt. Von jedem Mitarbeiter wird seine eindeutige Sozialversicherungsnummer, Personalnummer, Name, Adresse und die Abteilung, in der er arbeitet, gespeichert. Lehrlinge haben zusätzlich noch ein Lehrjahr. Von jeder Abteilung wird die eindeutige Bezeichnung, die Mitarbeiter, der Abteilungsleiter (ein Angestellter) und die angebotenen Artikel gespeichert. Jede Abteilung bietet mehrere Artikel an, wobei ein Artikel nur von einer Abteilung angeboten werden kann. Ein Artikel wird durch seine Artikelnummer identifiziert, darüber hinaus werden die Bezeichnung und der Verkaufspreis pro Einheit gespeichert. Ein Artikel wird von mindestens einem Lieferanten angeboten. Lieferanten werden durch ihre Bezeichnung und Adresse gemeinsam identifiziert. Jeder Artikel kann von jedem Lieferanten zu jeweils unterschiedlichen Konditionen angeboten werden. Konditionen werden durch den Einkaufspreis pro Einheit, die Lieferanten-interne Artikelnummer (unterschiedlich von der Artikelnummer des Supermarkts), und etwaige textuelle Rabatt-Konditionen näher beschrieben. Nicht alle potentiellen Lieferanten liefern tatsächlich. Eine Lieferung wird von einem Lieferanten durchgeführt. Sie findet an einem Datum statt und ist mit einer eindeutigen laufenden Nummer versehen. Eine Lieferung umfasst mehrere Artikel. Je Artikel wird gespeichert, in welcher Menge und zu welchem tatsächlichen Preis pro Einheit (abhängig von dem Einkaufspreis pro Einheit und den Rabattkonditionen des jeweiligen Lieferanten) der Artikel eingekauft wurde.

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