Modellieren im Informatikunterricht

Transkript

1 Modellieren im Informatikunterricht Teil 2: Anwendungen 1

2 Es ist grausam, wenn man nicht weiß, was man vermitteln soll. Doch schlimmer noch ist es, nicht zu wissen, wie man es vermitteln soll. 2

3 Gliederung Modellierung Softwarebegriff + Visualisierung System- vs. Softwarekomponenten Kommunikationswirkungsgrad Ziel der Lehre Rahmenlehrplan Informatik Anwendungen 3

4 Modellierung Softwarebegriff + Visualisierung Software hat 2 Aspekte Schaltpläne Programmtext Schaltpläne der Software wichtig Diskussion über Entwurf nicht am Programmtext Diskussion über Entwurf an den Schaltplänen der Software Zentrale Probleme Technische Produkte haben eine natürliche Sichtbarkeit Softwaresysteme nicht durch Zeigen oder Erleben vermittelbar Pasamuff heißt im englischen Baxtreme 4

5 Modellierung System- vs. Softwarekomponente 5

6 Modellierung Kommunikationswirkungsgrad Darstellung entscheidet Kommunikationswirkungsgrad Darstellungsaufwand beim Autor 6

7 Modellierung Ziel der Lehre Aufgabe: Komplexe Software plausibel machen Nicht jeder muss jedes Detail kennen, aber Funktionalität muss plausibel sein und System darf kein geheimnisvolles Gebilde sein Sie sollen nicht ihren Stolz daraus nehmen, dass Ihre Mitmenschen Sie als Zauberer bewundern, sondern Sie sollen Ihren Stolz daraus nehmen, dass es Ihnen gelungen ist, Ihren Mitmenschen Ihre Ingenieursprodukte als menschliche Konstruktion verstehbar zu machen. S. Wendt, Oktober

8 Gliederung Modellierung Rahmenlehrplan Informatik Anwendungen 8

9 Rahmenlehrplan Informatik 9

10 Gliederung Modellierung Rahmenlehrplan Informatik Anwendungen Aufbaustrukturen - Abwickler für imperative Programme - Strukturvarianz Ablaufstrukturen - Aktionsnetze - Programmnetze 10

11 Aufbaustrukturen Abwickler für imperative Programme Algorithmen erst für den Menschen darstellen Systemaufbau ist Kontext für den Algorithmus Akteure Aktionsfelder 11

12 Aufbaustrukturen Strukturvarianz 12

13 Aufbaustrukturen Beispiel: Apache HTTP Server 13

14 Gliederung Modellierung Rahmenlehrplan Informatik Anwendungen Aufbaustrukturen Ablaufstrukturen - Aktionsnetze - Programmnetze 14

15 Aktionsnetz Mindestens eine Stelle nicht eindeutig abbildbar auf Programm Starke Abstraktion vom Programm selbst Lediglich Typen von Aktionen und Reihenfolge von Interesse 15

16 Aktionsnetz Newtonsche Annäherungsverfahren 16

17 Aktionsnetz: Bsp. Verarbeitung HTTP-Anfrage 17

18 Programmnetze Prinzipiell unabhängig von Programmiersprachen Stellen beziehen sich eindeutig auf Befehlszählerpositionen 18

19 Programmnetze Grundmuster: Übersicht Systematischer Aufbau wohlgeformter Prozeduren 19

20 Programmnetze Grundmuster: Fallunterscheidung 20

21 Programmnetze Grundmuster: Schleifen 21

22 Programmnetze Grundmuster: Schleifen (2) 22

23 Programmnetze Grundmuster: Nebenläufigkeit 23

24 Programmnetze Grundmuster: Rekursion 24

25 Programmnetze Beispiel: Rekursion 25

26 Programmnetze Beispiel: Schrittweise Entwicklung 26

27 Wohlstrukturiertheit von imperativen Programmen Wohlstrukturiert, wenn schrittweise verfeinerbar Liegt nicht in der Abwesenheit von GOTO-Statements (Dijkstra) 27

28 Darstellung von Ausnahemfällen Idealisierung: Ausnahmefall nicht darstellen Beispiel Apache HTTP-Server: Eine Anfrage verarbeiten und eine Antwort senden (nächste Folie) 28

29 Darstellung von Ausnahemfällen 29

30 Verfeinerung von Systemstrukturen 30

31 Taskverteilte Systeme 31

32 Quellen Internet + HyFish Titelbild: Die Stadt Zürich von Eine Einführung zu Systemarchitekturbeschreibungen (Frank Keller) (S) Systemmodellierung SS2002 (V) Grundlagen der Systemmodellierung (Peter Tabeling) (V) Konzepte der Programmierung Script (Siegfried Wendt) Homepage FMC (Visualisierungsrichtlinien, Vorlagen) Bücher Starke, Peter H.: ; VEB Deutscher Verlag der Wissenschaften, Berlin (1980) 20Mark Wendt, Siegfried: Nichtphysikalische Grundlagen der Informationstechnik, Interpretierte Formalismen (Zweite Auflage), Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1991 [nicht mehr verlegt] 32