Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme

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1 Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme Tutorium 7 iloveswt.de Fabian I. Miltenberger INSTITUT FÜR PROGRAMMSTRUKTUREN UND DATENORGANISATION (IPD) KIT Universität des Landes Baden-Württemberg und nationales Forschungszentrum in der Helmholtz-Gemeinschaft

2 Aufgabe 1 Lastenheft Äußere Form wichtig (kein Link im Glossar!) Produktdaten sollen konkret sein (nicht nur "relevante Daten") Fabian I. Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /41

3 Aufgabe 2 Klassendiagramm An Text halten Substantive sind oft Klassen (nicht immer!) Fabian I. Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /41

4 Aufgabe 4 Fehlerbehandlung, mögliche Fehlerursachen so früh wie möglich abfangen und behandeln ( Fail fast! ) Wrapper-Klassen für primitive Datentypen vermeiden wenn möglich (statt Integer lieber int verwenden) Alphakanal hätte auch korrekt behandelt werden sollen // TODO-Kommentare entfernen CheckStyle und Einrückung beachten, sonst Fabian I. Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /41

5 Lehreiche Fehler new Color(argb).getAlpha() Fabian I. Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /41

6 Lehreiche Fehler new Color(argb).getAlpha() Gibt immer 255 zurück Lösung: Konstruktor new Color(argb, true) colorx.getred() 2 + colory.getred() 2 Fabian I. Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /41

7 Lehreiche Fehler new Color(argb).getAlpha() Gibt immer 255 zurück Lösung: Konstruktor new Color(argb, true) colorx.getred() 2 + colory.getred() 2 x y berechnet XOR von x und y Lösung: Math.pow(x, 2) oder x * x für x 2 byte thres = (byte) 200; if (grey < thres) grey = 0 Fabian I. Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /41

8 Lehreiche Fehler new Color(argb).getAlpha() Gibt immer 255 zurück Lösung: Konstruktor new Color(argb, true) colorx.getred() 2 + colory.getred() 2 x y berechnet XOR von x und y Lösung: Math.pow(x, 2) oder x * x für x 2 byte thres = (byte) 200; if (grey < thres) grey = 0 Wertebereich von byte: -128 bis 127 (byte) 200 = Fabian I. Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /41

9 Lehreiche Fehler new Color(argb).getAlpha() Gibt immer 255 zurück Lösung: Konstruktor new Color(argb, true) colorx.getred() 2 + colory.getred() 2 x y berechnet XOR von x und y Lösung: Math.pow(x, 2) oder x * x für x 2 byte thres = (byte) 200; if (grey < thres) grey = 0 Wertebereich von byte: -128 bis 127 (byte) 200 = -56 Lösung: Anderen Datentyp verwenden, beispielsweise int Fabian I. Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /41

10 pom.xml Parent: Jede pom.xml erbt Eigenschaften einer anderen pom.xml Eigenschaften hier: Plugins die auf Projekt arbeiten (z.b. jar packen), Bibliotheken, die bereitgestellt werden sollen (z.b. JUnit) Group- und ArtifactID identifizieren Projekt/POM Packaging: Art dessen, was generiert werden soll, bei uns JAR (im parent POM) Mehr Infos: maven.apache.org Fabian I. Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /41

11 Parent <parent> <groupid>swt1</groupid> <artifactid>image</artifactid> <version>0.0.1-snapshot</version> </parent> Hier geschieht die Magie: parent pom.xml verweist wiederum auf eine pom.xml usw. Fabian I. Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /41

12 Plugins <build> <plugins> <plugin> <groupid>org.apache.maven.plugins</groupid> <artifactid>maven-jar-plugin</artifactid> <configuration> <archive> <manifest> <addclasspath>true</addclasspath> <mainclass>org.jis.main</mainclass> </manifest> </archive> </configuration> </plugin>... </plugins> </build> Per parent pom.xml: Changelog-Export und zip-generierung Fabian I. Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /41

13 Abhängigkeiten <dependencies> <dependency> <groupid>junit</groupid> <artifactid>junit</artifactid> <scope>test</scope> </dependency> <dependency> <groupid>swt1</groupid> <artifactid>image.image-filter-base</artifactid> <version>0.0.1-snapshot</version> </dependency>... </dependencies> Version nicht überschreiben, wenn bereits in einem parent vorgegeben (bei uns immer der Fall) Fabian I. Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /41

14 Übersicht Zuletzt: Heute: Anwendungsfalldiagramme Klassendiagramme Aktivitätsdiagramme Sequenzdiagramme Zustandsdiagramme Fabian I. Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /41

15 Pflichtenheft Es gilt Lastenheft Pflichtenheft Pflichtenheft ist Verfeinerung des Lastenhefts Fabian I. Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /41

16 Aktivitätsdiagramm Beschreibt mögliche Abläufe Kann beispielsweise beschreiben: Geschäftliche Prozesse Anwendungsfälle Algorithmen Fabian I. Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /41

21 Beispiel Fabian I. Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /41

22 Komponenten, Teil 1 Aktionen elementar verschachtelt Knoten Startknoten Endknoten Ablaufende Fabian I. Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /41

23 Komponenten, Teil 2 Entscheidung (Bedingte Verzweigung) Zusammenführung (Oder-Verknüpfung) Teilung (Aufteilung eines Kontrollflusses) Synchronisation (Und-Verknüpfung) Fabian I. Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /41

24 Aufgabe 1 Zunächst lesen die Studenten H. und M. jeder für sich gleichzeitig die Aufgabenstellung der aktuellen Programmieraufgabe durch. Nachdem beide Studenten den Aufgabentext gelesen haben, besprechen sie gemeinsam die Strategie für das weitere Vorgehen. Sind die beiden Studenten nicht motiviert, die Aufgabe zu lösen, hören sie sofort auf. Haben sie Motivation, dann öffnet H. Eclipse und beginnt danach unmittelbar zu programmieren. Während H. Eclipse startet, öffnet M. Firefox und beginnt, den aktuellen Star-Trek-Film herunter zu laden und unterdessen den Failblog zu lesen. Sobald H. die Lösung fertig programmiert hat und M. den Film fertig heruntergeladen oder genug im Failblog gelesen hat, besprechen beide Studenten gemeinsam die Lösung. Danach geben H. und M. die Lösung getrennt voneinander ab, worauf die Programmieraufgabe für sie beendet ist. Modellieren Sie das gegebene Szenario als UML-Aktivitätsdiagramm. Kennzeichnen Sie, welche Aktivitäten von H., welche von M. und welche von beiden ausgeführt werden. Objektflüsse müssen Sie nicht modellieren. Fabian I. Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /41

25 Musterlösung Fabian I. Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /41

26 Aufgabe 2 Modellieren Sie das nachfolgende Szenario, das ein Rennen der Formel-SWT beschreibt, unter Berücksichtigung der abgebildeten Rennstrecke als UML-Aktivitätsdiagramm. Nach dem Start beginnt die erste Runde. In dieser und in jeder folgenden Runde kann sich der Fahrer entscheiden, ob er an die Box kommen oder die Runde fahren möchte. Nach der letzten Runde ist das Rennen unmittelbar beendet. Der Boxenstopp beginnt damit, dass der Fahrer den Rennwagen auf die in der Boxengasse erlaubte Höchstgeschwindigkeit abbremst. Anschließend parkt er seinen Rennwagen in der Box. Sobald der Rennwagen steht, wird er von einem Mitarbeiter der Boxencrew angehoben. Danach werden von vier weiteren Mitarbeitern der Boxencrew gleichzeitig die Räder gewechselt, wobei sich jeder Mitarbeiter um jeweils ein Rad kümmert. Neben dem Radwechsel wird der Rennwagen frisch betankt, was ebenfalls ein dedizierter Mitarbeiter erledigt. Sobald alle vier Räder gewechselt sind, kann der Rennwagen abgelassen werden. Der Fahrer fährt los, sobald der Rennwagen abgelassen und der Tankvorgang beendet wurde. Sobald der Fahrer das Ende der Boxengasse erreicht hat, beschleunigt er den Rennwagen auf Renntempo und fährt die Runde zu Ende. Wenn beim Überqueren der Start-/Ziellinie das Rennen nicht abgewunken wurde, geht der Fahrer auf die nächste Runde, ansonsten ist das Rennen beendet. Verwenden Sie bei Ihrer Modellierung korrekte UML-Notation und geben Sie zusätzlich an, welche Aktivitäten in den Verantwortungsbereich des Fahrers fallen und welche in den der Boxencrew. Fabian I. Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /41

28 Fragerunde 1 Beim Aktivitätsdiagramm werden Pfeile verwendet. Fabian I. Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /41

29 Fragerunde 1 Beim Aktivitätsdiagramm werden Pfeile verwendet. Wahr 2 Aktivitätsdiagramme unterstützen keine Nebenläufigkeit. Fabian I. Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /41

30 Fragerunde 1 Beim Aktivitätsdiagramm werden Pfeile verwendet. Wahr 2 Aktivitätsdiagramme unterstützen keine Nebenläufigkeit. Falsch 3 In UML-Aktivitätsdiagrammen unterscheidet man zwischen Objektund Kontrollflüssen. Fabian I. Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /41

31 Fragerunde 1 Beim Aktivitätsdiagramm werden Pfeile verwendet. Wahr 2 Aktivitätsdiagramme unterstützen keine Nebenläufigkeit. Falsch 3 In UML-Aktivitätsdiagrammen unterscheidet man zwischen Objektund Kontrollflüssen. Wahr Fabian I. Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /41

32 Sequenzdiagramm Modelliert möglichen Ablauf eines Anwendungsfalls Fokus auf zeitlichem Verlauf der Nachrichten Zeit verläuft von oben nach unten Nachrichten werden durch Pfeile dargestellt Nachrichten sind äquivalent mit Methodenaufrufen in Java Fabian I. Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /41

38 Komponenten Lebenslinie senkrecht eine pro Objekt Nachrichtentypen Synchrone Nachrichten Antworten (optional) Asynchrone Nachrichten Steuerungsfokus dicker Balken über Lebenslinie zeigt Aktivität von Objekten an Fabian I. Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /41

41 Aufgabe Bernd Bruegge fühlt sich nicht wohl und möchte sich untersuchen lassen, um eine Diagnose zu erhalten. Er geht dazu ins Krankenhaus und meldet sich an der Patientenaufnahme an. Während der Sachbearbeiter an der Patientenaufnahme die Krankenakte anlegt, füllt Bernd B. den Anamnesebogen aus, den ihm der Sachbearbeiter gegeben hat. Nachdem Bernd B. den ausgefüllten Bogen dem Sachbearbeiter zurückgegeben hat, wird Bernd B. vom Arzt untersucht. Dazu nimmt er Bernd B. zunächst Blut ab. Während das Labor das Blut analysiert, führt der Arzt bei Bernd B. eine Auskultation durch. Schließlich bekommt Bernd B. vom Arzt seine Diagnose. Modellieren Sie das gegebene Szenario als UML-Sequenzdiagramm im Kasten auf der nächsten Seite (Querformat!). Verwenden Sie bei Ihrer Modellierung korrekte UML-Notation. Achten Sie bei Ihrer Modellierung darauf, auf welchen Objekten die Methoden sinnvollerweise aufgerufen werden müssen. Geben Sie ggf. Argumente der Methoden an. Fabian I. Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /41

42 Musterlösung (Alternative im Diagramm: Patientenaufnahme ruft Arzt.untersuchen() auf. Insbesondere aber ist die Methode untersuchen() keine Methode auf Patient.) Fabian I. Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /41

43 Fragerunde 1 Im Sequenzdiagramm zeigen Pfeile von dem Objekt weg, auf dem die angegebene Methode aufgerufen wird. Fabian I. Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /41

44 Fragerunde 1 Im Sequenzdiagramm zeigen Pfeile von dem Objekt weg, auf dem die angegebene Methode aufgerufen wird. Falsch 2 Sequenzdiagramme skizzieren einen ganz konkreten Ablauf eines Anwendungsfalls. Fabian I. Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /41

45 Fragerunde 1 Im Sequenzdiagramm zeigen Pfeile von dem Objekt weg, auf dem die angegebene Methode aufgerufen wird. Falsch 2 Sequenzdiagramme skizzieren einen ganz konkreten Ablauf eines Anwendungsfalls. Wahr 3 In Sequnzdiagammen: Rückgabewerte können an den Rückführungspfeilen angegeben werden. Fabian I. Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /41

46 Fragerunde 1 Im Sequenzdiagramm zeigen Pfeile von dem Objekt weg, auf dem die angegebene Methode aufgerufen wird. Falsch 2 Sequenzdiagramme skizzieren einen ganz konkreten Ablauf eines Anwendungsfalls. Wahr 3 In Sequnzdiagammen: Rückgabewerte können an den Rückführungspfeilen angegeben werden. Wahr 4 UML-Sequenzdiagramme unterstützen Nebenläufigkeit. Fabian I. Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /41

47 Fragerunde 1 Im Sequenzdiagramm zeigen Pfeile von dem Objekt weg, auf dem die angegebene Methode aufgerufen wird. Falsch 2 Sequenzdiagramme skizzieren einen ganz konkreten Ablauf eines Anwendungsfalls. Wahr 3 In Sequnzdiagammen: Rückgabewerte können an den Rückführungspfeilen angegeben werden. Wahr 4 UML-Sequenzdiagramme unterstützen Nebenläufigkeit. Wahr Fabian I. Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /41

48 Zustandsdiagramm Endlicher Zustandsautomat Besteht aus Zuständen und Zustandsübergängen Methoden können Übergang verursachen Bei Betreten/Verlassen eines Zustands aufgerufen werden Fabian I. Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /41

53 Beispiel/Komponenten Fabian I. Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /41

54 Hierarchie Fabian I. Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /41

55 Gedächtnis ( Hirn ) Fabian I. Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /41

56 Nebenläufigkeit Während System im Zustand G verweilt, kann es alle Zustandskombinationen aus E F annehmen Fabian I. Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /41

57 Aufgabe 1 Gegeben ist der folgende UML-Zustandsautomat. Geben Sie an, in welcher Zustandskombination sich der Zustandsautomat, jeweils ausgehend vom Startzustand, nach den beiden Eingabefolgen befindet. a, b, c, c c, c, a, b, b, a, c, c, a Fabian I. Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /41

58 Musterlösung a, b, c, c A D c, c, a, b, b, a, c, c, a B C Fabian I. Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /41

59 Aufgabe 2 Wandeln Sie den unten abgebildeten UML-Zustandsautomaten durch Zusammenlegen der Zustände A B und A C zu einem neuen Zustand A in einen äquivalenten hierarchischen Zustandsautomaten um. Hinweis: Beachten Sie, dass die gleiche Eingabefolge in Ihrem transformierten Automaten zu einem äquivalenten Zustand führt, wie im Originalautomaten (z.b.: Start 1, 2, 3, 1 C). Fabian I. Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /41

61 Fragerunde 1 Zustandsdiagramme halten immer. Fabian I. Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /41

62 Fragerunde 1 Zustandsdiagramme halten immer. Falsch 2 Ein Zustandsdiagramm hat nur endlich viele Zustände. Fabian I. Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /41

63 Fragerunde 1 Zustandsdiagramme halten immer. Falsch 2 Ein Zustandsdiagramm hat nur endlich viele Zustände. Wahr 3 Jeder Zustand kann eine entry/exit-methode angeben. Fabian I. Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /41

64 Fragerunde 1 Zustandsdiagramme halten immer. Falsch 2 Ein Zustandsdiagramm hat nur endlich viele Zustände. Wahr 3 Jeder Zustand kann eine entry/exit-methode angeben. Wahr 4 Nebenläufige Zustandsdiagramme sind echt mächtiger als normale Zustandsdiagramme. Fabian I. Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /41

65 Fragerunde 1 Zustandsdiagramme halten immer. Falsch 2 Ein Zustandsdiagramm hat nur endlich viele Zustände. Wahr 3 Jeder Zustand kann eine entry/exit-methode angeben. Wahr 4 Nebenläufige Zustandsdiagramme sind echt mächtiger als normale Zustandsdiagramme. Falsch 5 Das H in Zustandsdiagrammen mit Gedächtnis steht für Hirn. Fabian I. Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /41

66 Fragerunde 1 Zustandsdiagramme halten immer. Falsch 2 Ein Zustandsdiagramm hat nur endlich viele Zustände. Wahr 3 Jeder Zustand kann eine entry/exit-methode angeben. Wahr 4 Nebenläufige Zustandsdiagramme sind echt mächtiger als normale Zustandsdiagramme. Falsch 5 Das H in Zustandsdiagrammen mit Gedächtnis steht für Hirn. Falsch 6 Das Lastenheft ist eine Verfeinerung des Pflichtenhefts. Fabian I. Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /41

67 Fragerunde 1 Zustandsdiagramme halten immer. Falsch 2 Ein Zustandsdiagramm hat nur endlich viele Zustände. Wahr 3 Jeder Zustand kann eine entry/exit-methode angeben. Wahr 4 Nebenläufige Zustandsdiagramme sind echt mächtiger als normale Zustandsdiagramme. Falsch 5 Das H in Zustandsdiagrammen mit Gedächtnis steht für Hirn. Falsch 6 Das Lastenheft ist eine Verfeinerung des Pflichtenhefts. Falsch Fabian I. Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /41

68 Linguistische Analyse Beschreibt Verfahren zur Abbildung von Text auf Klassendiagramme Vorgehen mittels Zuordnung von Wörtern auf Rollen Details auf Vorlesungsfolien Fabian I. Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /41

69 Nächstes Übungsblatt Es geht um Plugins Ein bisschen Sequenzdiagramme Ein bisschen Zustandsdiagramme Linguistische Analyse (Zuordnung von Rollen) Fabian I. Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /41

70 Fragen? Nächstes Tutorium: Montag, Nächstes Thema: Entwurfsmuster Für Fragen jeglicher Art stehe ich zur Verfügung. Vielen Dank. Fabian I. Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /41