Seite Entwicklungsmethoden: Systematischer Überblick. Was ist eine Software-Entwicklungsmethode? Arten von Entwicklungsmethoden

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1 1.3 Entwicklungsmethoden: Systematischer Überblick Literatur: Balzert Band 1, LE 411 Was ist der Unterschied zwischen einem Methoden Spezialisten und einem Terroristen? Was ist eine SoftwareEntwicklungsmethode? Beschrieben in Lehrbüchern und Handbüchern Zweck: Hilfe bei der Erstellung von Software Bessere Planbarkeit der Entwicklung Bessere Struktur des Produkts Darstellungsformen Syntax für Dokumente Diagrammtypen Werkzeugunterstützung Verfahren Analyse Transformation Entwicklungs Methode Vorgehensmodell Phasen, Schritte Reihenfolge Ergebnisse Arten von Entwicklungsmethoden IndustrieStandardmethoden z.b. OMT, UML + Rational Unified Process in Lehr und Handbüchern fixiert ationale und internationale Standards z.b. SSADM (GB), Merise (F), VModell (D), Euromethod (EU) Qualitätskriterium bei öffentlichen Ausschreibungen FirmenstandardMethoden firmenspezifisch, manch mal abgeleitet von bekannten Methoden in grossen Firmen oft eigene Methodenabteilun g interne Handbü cher Seite 1

2 Paradigmen ede Entwicklungsmethode orientiert sich an einem Paradigma (wissenschaftliches Weltbild) oder einer Kombination von Paradigmen. Die Bestandteile einer Methode hängen unterschiedlich stark vom Paradigma ab: Darstellungsformen Verfahren Paradigma der Methode Vorgehensmodell Paradigma der Funktionsmodellierung Funktionsmodellierung betrachtet ein System als Funktion besch reibt die hierarchisch e Zerlegun g von Fun ktionen in Teilfunktionen orientiert sich an den Programmiertechniken der schrittweisen Verfeinerung und der strukturierten Programmierung wird meist kombin iert mit einer Daten flußanalyse Funk tionsbaum Daten flußdiagramm Funktionsbaum (Beispiel) verwalte Seminare verwalte Kundenstammdaten buche Veran staltungen erfasse Kun denstamm aktualisiere Kun denstamm erstelle Adreßaufkleber erfasse Anmeldun gen erstelle Anm.Bestätigung erstelle Rechnung Seite 2

3 Datenflußdiagramm (Beispiel) verwalte Kun denstammdaten Kun de Kun dendatei Firmendatei Anfragen Auskünfte bean tworte Anfragen Paradigma der Datenmodellierung (Semantische) Datenmodellierung betrachtet ein System als Datenstruktu r beschreibt die Zerlegung von Datenstrukturen in Komponenten orientiert sich an der Theorie und Tech nik von Datenban ken EntityRelationshipDiagramm (ERDiagramm) Erweiterungen des ERDiagramms Data Dictionary EntityRelationshipDiagramm (Beispiel) Sachbearbeiter Personaldaten Kun de (0, n ) (0, n ) bucht Seminarveran staltun g 1 (0, n ) (0, n ) in Verzug ist besch äftigt bei gehört zu (0, n ) (0, 1) 1 Zahlu ngsverzu g Firma Seminartyp Seite 3

4 Paradigma der Zustandsmodellierung Zustandsmodellierung betrachtet ein System als Zustandsautomaten beschreibt die Zerlegung von Automaten in Unterstrukturen orientiert sich an Ergebnissen der Automatentheorie Sequentielle Zustandsmodelle:» Zustandsautomat mit Ein und Ausgabe» State Chart (hierarchischer Automat) eben läu fige Zustandsmodelle:» Petrietz (in UML: Aktivitätsdiagramm)» State Chart mit nebenläufigen Unterzuständen (Regionen) Zustandsautomat (Beispiel) in Vorbereitung Lebenslauf einer Seminarveranstaltung Buch un g Aufnahme in Katalog angeboten letzte Buch un g ausgebu cht Anmeldefrist abgelaufen Anmeldefrist abgelaufen vor Durchführung Durchführung durchgefüh rt Petrietz (Beispiel) (Teil)Ablauf einer Seminarbuchung Zahlu ngsverzu g prüfen Anmeldun g bearbeiten Teilnehmerdaten prüfen Buch un g vornehmen Verfügbarkeit prüfen Seite 4

5 Statechart (Beispiel) Zustände einer Seminarbuchung in Prüfung ok Bonitätsprüfung ok ok Teilnehmerprüfung Verfügbarkeitsprüfung akzeptiert... nicht ok abgelehnt Paradigma der Ereignismodellierung Ereignismodellierung (Interaktionsmodellierung) beschreibt ein System indirekt durch sein Verhalten bei bestimmten Ereign issen beschreibt die Zerlegung von Systemen in Untersysteme und deren Interaktion orientiert sich an Ergebnissen der Theorie nebenläu figer Prozesse Sequenzdiagramm (auch: Message Sequence Chart, Event Trace) Kollaborationsdiagramm Sequenzdiagramm (Beispiel) sb: Sachbearbeiter k1: Kun de k2: Kun de Erzeugen sv: Seminarveran staltun g Aufnahme in Katalog Buch en Buch en Stornieren Absagen Absagen Seite 5

6 Kollaborationsdiagramm (Beispiel) k1: Kun de k2: Kun de 3: Buchen 4: Buchen 7: Absagen 6: Absagen sv: Seminarveran staltun g {new} 5: Stornieren 2: Aufnah me in Katalog sb: Sachbearbeiter 1: Erzeugen Paradigma der Ablaufmodellierung Ablaufmodellierung betrachtet ein System als Algorithmus besch reibt die Folge von Unterschritten zur Berech nu ng des Ergebnisses orientiert sich an strukturierten Programmiersprachen ProgrammAblaufpläne Struktogramme nach assi/shneiderman SDLProzeßdiagramme Pseudocode Programmablaufplan (Beispiel) Verfügbarkeit eines Seminarplatzes prüfen Seminardaten prüfen korrekt? Anmeldefrist prü fen offen? freie Plätze prüfen offen? Ergebnis = ok Ergebnis = nich t ok Seite 6

7 Paradigma der Regelmodellierung Regelmodellierung besch reibt ein ein System indirekt ü ber einen Regelkatalog Regeln beschreiben UrsacheWirkungsZusammenhänge enthält Mech anismen für Auflösun g oder En tdeckun g» widersprü chlicher Regeln» un vollständiger Regelkataloge orientiert sich an logisch en Strukturen Regelsprachen (Expertensysteme) Entscheidungstabellen Formallogische Spezifikationssprachen Entscheidungstabelle (Beispiel) Korrektheit einer Buchungsanfrage prüfen R1 R2 R3 R4 R5 Sonst B1: Teilnehmerdaten korrekt? B2: Seminardaten korrekt? B3: Zahlungsverzug? B4: Anmeldefrist eingehalten? B5: Freie Plätze verfügbar? A1: Buchen A2: Zu rückweisen A3: Rückfragen Formale Spezifikation in Z (Beispiel) [DATA] Given Set»Vector State Schema Æ v : DATA Æ size : «Æ dom v = 0 v E k: dom v = 0..k Æ size = #(dom v)»insertelementat Operation Schema Æ D Vector Æ elem? : DATA Æ pos? : «Æ pos? size Æ v = v ± {pos? å elem?} Seite 7

8 Paradigma der ObjektModellierung ObjektModellierung betrachtet ein System als Kollektion von interagierenden Objekten beschreibt die Zuordnung von Operationen und Zuständen zu Daten identifiziert Ereignisse mit dem Aufruf von Operationen orientiert sich an objek torientierter Programmierung betont die Prinzipien» Abstraktion» Hierarchie und» Modularität umfaßt Datenmodellierun g gut kombinierbar mit Ereignis und Zustandsmodellierung Klassendiagramm Objektinstanzdiagramm Klassendiagramm (Beispiel in UML) Person name mitteilungdrucken () Kunde umsatz Dozent honorar 1 leitet Buchung 1 1..* anmeldedatum rechnun gsdatu m 1..* 1 hat gebuch t gehört anmelden() zu rechnun gerstellen() Seminarveranstaltung datum ort 1..* stornieren() Geschichte der SWEntwicklungsmethoden Funktionsmodellierung ObjektModellierung Zustandsmodellierung Datenmodellieru ng Ereign ismodellierung SA/SD Modern SA SSADM OMT UML + Unified Process SA = Structured Analysis OMT = Object Modelin g Technique SD = Structured Design SSADM = Structured Systems Analysis and Design Method Seite 8

9 "Strukturbruch" Strukturierte Analyse, Strukturiertes Design (z.b. SA/SD) und modulare Programmierung Analyse Transformation Entwurf Implementierung Funktionsmodellierung Ablauf und Ereignismodellierung Modulstruktur Strukturbruch Durchgängigkeit durch Objektorientierung Objektorientierte Modellierung und Programmierung Analyse Entwurf Implementierung Objektmodellierung Beispiel einer Methode: RUP + UML Darstellungsformen: Unified Modeling Language UML Verfahren: Aktivitätsbeschreibungen des RUP Objekt Paradigma Vorgehensmodell: Ablaufmodell des RUP Rational Unified Process (RUP) ist kein Standard wie die UML, sondern ein Firmenprodukt. RUP dient hier als Beispiel, es existieren viele andere UMLkompatible Methoden. Seite 9

10 Beispiel: Modell eines Arbeitsablaufs Rational Unified Process Activity Overview (Design) Beispiel: Aktivitäten und Artifakte Rational Unified Process Workflow Details (Architectu ral Design ) Beispiel: Beschreibung einer Aktivität Activity: Iden tify Design Mechanisms Purpose: To refine the analysis mechanisms into design mechanisms based on th e constraints imposed by th e implementation en vironment. Steps: Categorize clients of analysis mechanisms Inventory the Implementation Mechanisms Map Design Mechanisms to Implementation Mechanisms Document Architectural Mechanisms Input Artifacts: Supplementary Specifications Software Architecture Document Design Model Analysis Classes Design Guidelines Frequency: Once per iteration Guidelines: Design Mechanisms Concepts: Analysis Mechanisms, Design Mechanisms Worker: Architect Resulting Artifacts: Design Model (Classes, Packages and Subsystems) Updated Software Architecture Document Seite 10

11 Prozeßmodellierung Prozeßmodellierung: detaillierte Beschreibung des Entwicklun gsprozesses zur Kommunikation, Stan dardisierung un d Werkzeugunterstützung Sprachmittel: Arbeitsablaufmodelle (workflow models)» Aktivitäten» Produkte» Bearbeiter Petrietze, Aktivitätsdiagramme Flußdiagramme Werkzeugunterstützung: Dokumen tation, interaktiver Browser Ablagesystem für Entwicklungsdoku mente Intelligente Entwicklerführung Konfigurierbare Prozessmodelle StandardModell des Entwicklungsprozesses Firmenspezifisches Modell des Entwicklungsprozesses Anpassung und Spezialisieru ng Anwendungsspezifisches Modell des Entwicklungsprozesses Projektspezifisches Modell des Entwicklungsprozesses Seite 11