Softwareentwicklung mit UML

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1 Softwareentwicklung mit UML Die Unified Modeling Language im Projekteinsatz , Seite 1

2 Übersicht 1 Einleitung 2 Die Unified Modeling Language (UML) 3 Vorgehensmodelle und UML 4 Ausblick 4.1 UML Model Driven Architecture (MDA) , Seite 2

3 1 Einleitung , Seite 3

4 Einleitung Was ist die Unified Modeling Language (UML)? UML ist eine grafische Sprache für die objektorientierte Modellierung UML geht auf Arbeiten von Rumbaugh, Booch, Jacobsen und anderen zurück. UML wurde von der Object Management Group (OMG) standardisiert. Für die Modellierung mit UML existieren diverse Produkte für Modellierung (Anforderungen, Architektur) Entwicklung (Codegenerierung, Reverse Engineering) Unterstützte Programmiersprachen: Java, C++,.Net, Ada , Seite 4

5 Die Unified Modeling Language (UML): Diagrammtypen Use Case Diagramm Aktivitätendiagramm Zustandsdiagramm Klassendiagramm Interaktionsdiagramm Sequenzdiagramm Kollaborationsdiagramm Komponentendiagramm Deploymentdiagramm , Seite 5

6 Einsatzgebiete für UML Modellierung von: Anforderungen Geschäftsprozessen Statischer Softwarestruktur Dynamischem Verhalten der Software Struktur von Softwarekomponenten / Bibliotheken Deployment von Software auf Rechnersysteme , Seite 6

7 Einsatzgebiete von UML-Diagrammen Anforderungen Use Case Diagramm, Aktivitätendiagramm Geschäftsprozessen Business Use Case Diagramm, Klassendiagramm Statischer Softwarestruktur Klassendiagramm Dynamischem Verhalten der Software Sequenzdiagramm, Zustandsdiagramm Struktur von Softwarekomponenten / Bibliotheken Komponentendiagramm Deployment von Software auf Rechnersysteme Deploymentdiagramm , Seite 7

8 Kommunikation mit UML UML als einheitliche Sprache der an der Softwareentwicklung beteiligten Parteien. Kunde Business Engineer Lieferanten von Softwarekomponenten Softwarearchitekten und -entwickler Tester , Seite 8

9 2 Die Unified Modeling Language (UML) , Seite 9

10 Die Unified Modeling Language (UML): Use Case Diagramm Buchung <<extend>> Führe Aktion aus zeige Ergebnis Kunde Überweisung fremde Bank Use Case Use Case: Für den Benutzer (Actor) des Systems nutzbringende Interaktion mit dem System Actor , Seite 10

11 Die Unified Modeling Language (UML): Use Cases Use Case Diagramme sind nicht sehr aussagekräftig Use Cases werden in Prosa nach vorgegebener Struktur beschrieben. Für jeden Use Case werden Name Vorbedingung, Nachbedingung Hauptszenario (wichtige) weitere Szenarien Zugeordnete Aktivitätsdiagramme und Szenarien , Seite 11

12 Die Unified Modeling Language (UML): Aktivitätendiagramm Kunde Bank Programmstart Dateneingabe Daten ok? [ ja ] Überweise Betrag entry/ e rzeuge Statistikdaten [ nein ] , Seite 12

13 Die Unified Modeling Language (UML): Klassendiagramm: Packages Präsentationsschicht Geschäftslogik Date nhaltung , Seite 13

14 Die Unified Modeling Language (UML): Klassendiagramm: Klassen Bank name : String findkonto() verwaltet 1 * Konto ktontonr : Integer kontostand : Integer einzahlen() abheben() Sparkonto Girokonto ueberweisen() , Seite 14

15 Die Unified Modeling Language (UML): Klassendiagramm: Klassen Konto ktontonr : Integer kontostand : Integer einzahlen() abheben() Serializable , Seite 15

16 Die Unified Modeling Language (UML): Zustandsdiagramm Zustandsdiagramm für Klasse Konto create / betrag=0 exists [ betrag>=0 ] [ betrag<0 ] Guthaben Schulden delete[ betrag==0 ] , Seite 16

17 Die Unified Modeling Language (UML): Sequenzdiagramm Use Case Realization für UC "Überweisung" : Kunde ÜberweisungsGUI eigenebank : Bank fremdebank : Bank : Girokonto ueberweisen findkonto(integer) findkonto(integer) ueberweisen(ktonrtype, Integer) falls betrag aussreichend , Seite 17

18 Die Unified Modeling Language (UML): Komponentendiagramm Mai nprogram KontoIF Bank Component MgmtIF , Seite 18

19 Die Unified Modeling Language (UML): Stereotypes UML ist erweiterbar durch Stereotypes Konto (from Datenha ltung) ktontonr : Int eger kontostand : Int eger Kunde (from Use Case Vi ew) einz ahlen() abheben() Serializable (from Datenhaltung) <<Actor>> Kunde (from Use Case Vi ew) Konto (from Datenhaltung) ktontonr : Integer kontostand : Integer einzahlen() abheben() <<Interface>> Serializ able (from Datenhaltung) Stereotype <<extend>> Überweisung (from Use Case Vi ew) Buchung (from Use Case Vi ew) , Seite 19

20 Die Unified Modeling Language (UML): Stereotypes: Geschäftsprozessmodellierung UML hier nicht direkt für Softwareentwicklung Business Object Model Bankkunde Stereotype Boundry KundenGUI Stereotype Control Stereotype Entity Geschäftslogik für Konten Bankkonto , Seite 20

21 Die Unified Modeling Language (UML): Stereotypes Stereotypes erweitern UML Die dadurch definierte neue Semantik sollte klar definiert sein Leser des Modells verstehen nicht automatisch die Bedeutung eines neuen Stereotypes Beispiel: <<organization Unit>> Einkauf Einkauf Codegenerierung für einen neuen Stereotype muss selbst geschrieben werden, dadurch sind allerdings mächtige Erweiterungen möglich , Seite 21

22 Die Unified Modeling Language (UML): Weitere Eigenschaften von UML Tools Codegenerierung (Klassenrümpfe) für Java, C++ aus Klassenmodellen Reverse Engineering (Klassendiagramme aus Java-Code) Erweiterung der Funktionalität des UML-Tools durch Scriptsprachen (Bsp: Generierung von Zustandsautomaten im Quellcode aus Zustandsdiagrammen) Dokumentationserzeugung (z.b. UML in Word); (Problem: Modell und Dokument konsistent halten) Requirements Engineering (Zusatztools) , Seite 22

23 3 Vorgehensmodelle und UML , Seite 23

24 Vorgehensmodelle und UML UML ist eine Modellierungssprache. In UML werden keine Vorgaben über den Entwicklungsprozess gemacht, mit dem ein Modell erstellt wird. werden i.a. im Rahmen eines Vorgehensmodells erstellt. Der Prozess definiert Rollen Artefakte Aktivitäten und deren Zusammenarbeit , Seite 24

25 Vorgehensmodelle und UML Agile Methoden versus Unified Process Agile Methoden sind auch für die Modellierung möglich Schlankes Vorgehensmodell Wenig Formalismus Modellierung wenn möglich, nur an der Tafel, nicht mit einem Tool Unified Process Mächtiges Prozessframework, dass für eigene Projekte getailort (konfiguriert) werden muss Auch (oder gerade) für große Projekte einsetzbar Gefahr, den Prozess zu komplex zu machen , Seite 25

26 Vorgehensmodelle und UML Der Rational Unified Process (RUP) , Seite 26

27 Vorgehensmodelle und UML UML und der Unified Process UML in den Phasen des RUP: Requirements Engineering Use Cases, Aktivitäten Geschäftsprozessmodellierung Klassen, Objekte, Interaktionen Analyse, Design Use Cases, Aktivitäten, Klassen, Interaktionen,... Implementierung Klassen, Interaktionen, Zustände, Komponenten Test Prüfen der Abbildung von Use Cases auf Klassen , Seite 27

28 Vorgehensmodelle und UML UML: Wunsch und Wirklichkeit UML ermöglicht die problemlose Kommunikation der "Stakeholder".Nicht alle Stakeholder beherrschen UML. UML spezifiziert ein Softwaresystem eindeutig.häufig sind nur Diagramme, aus denen Code generiert wird, oder sie dem Kunden kommuniziert werden, aktuell. UML macht die Softwareentwicklung produktiver. Investitionen in die Konfiguration der Tools und Styleguides sind erforderlich. Es muss genau festgelegt sein, welche Artefakte mit einem Tool bearbeitet und gepflegt werden , Seite 28

29 4 Ausblick , Seite 29

30 UML 2.0 Kritikpunkte an UML 1.4 Semantik einiger Diagramme nicht präzise und eindeutig genug (z.b. für die Codegenerierung) Unterschiedliche Diagramme für ähnliche Aufgaben Austauschbarkeit von Modellen zwischen Tools verschiedener Hersteller verbesserungsbedürftig , Seite 30

31 4.1 UML , Seite 31

32 UML 2.0 Klare Konzepte Neues Metamodell Wenig Neuigkeiten bei Strukturdiagrammen, außer Kompositionsstukturdiagramm: zeigt die Zusammenarbeit von Klassen (über Ports ) Kollaboration Deploymentdiagramm deutlich erweitert Verhaltensdiagramme stark erweitert: Klare Semantik Aktivitätsdiagramm faktisch neu Interaktionsdiagramme: Kontrollflusselemente (if then ; loop ) Timingdiagramm: neu! , Seite 32

33 UML 2.0 Datenaustausch zwischen Modellierungstool funktioniert durch XMI (XML Metadata Interchange) OCL (Object Constraint Language) erlaubt die Formale Definition von Bedingungen, Invarianten (Bereits in UML 1.4 vorhanden, aber jetzt überarbeitet) , Seite 33

34 4.2 Model Driven Architecture (MDA) , Seite 34

35 Model Driven Architecture (MDA) Ziel: Die Modellierung Geschäftsmodellen unabhängig von Middleware (CORBA, EJB,.NET) Programmiersprache Ziel: Das Modell enthält eine formale Definition der Geschäftslogik Das Geschäftsmodell wird in UML als Platform-Independent Model (PIM) repräsentiert Aus dem PIM wird über Mappings für konkrete Technologien (wie EJB,.NET) ein (oder mehrere) Platform-Specific Model (PSM) generiert. Ein PSM wird als UML M odell repräsentiert , Seite 35

36 Model Driven Architecture (MDA) Das PIM muss manuell annotiert werden, um alle für das Mapping in ein PSM notwendigen Informationen zur Verfügung zu haben , Seite 36

37 Model Driven Architecture (MDA) MDA ist ein vielversprechender Ansatz. Beträchtlicher Einarbeitungsaufwand erforderlich Frage: Ist der Wechsel der Technologien so schnell, dass MDA sinnvoll ist , Seite 37

38 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Kontakt: T-Systems Service Line Systems Integration Business Unit Entwicklungszentrum Nord Netz- und Servicemanagement I Ulrich Witte Willy-Brandt-Platz Bremen Tel: (421) , Seite 38

39 Quellen zu UML der OMG ( ) mehrere Vorträge zu UML 2 (und vieles andere) Linksammlung zu OO UML Ressource Center die Konkurrenz von Borland UML 2.0 basiertes Tool argouml.tigris.org Open Source Tool Kommerzielle Version von ArgoUML Vorgehensmodell von Bernd Oestereich Scott Ambler über OO , Seite 39

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