Die Unified Modeling Language (UML)

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1 Die Unified Modeling Language (UML) Mario Jeckle Abteilung Angewandte Informationsverarbeitung (SAI) / DaimlerChrysler Forschung Ulm (FT3/EK) mario.jeckle@mathematik.uni-ulm.de / mario.jeckle@daimlerchrysler.com mario@jeckle.de

2 Gliederung I Einführung Modellierung?! Was ist die UML? Entstehungsgeschichte und Hintergründe II Überblick Die wichtigsten Diagrammtypen Anwendungsfalldiagramm Klassendiagramm Sequenzdiagramm Einsatzdiagramm III Anwendungsbeispiel: Web Shop M. Jeckle Die Unified Modeling Language (UML)

3 Modellierung allgemein: Muster, Entwurf, Vorbild, Beispiel. Naturwissenschaften: Abbild der Natur unter Hervorhebung für wesentlich erachteter Eigenschaften und unter Außer-Acht-Lassen als nebensächlich angesehener Aspekte. Mittel zur Beschreibung der erfahrenen Realität. Technik: in verkleinertem Maßstag ausgeführte räumliche Abbilder eines technischen Entwurfs oder Erzeugnisses. Wirtschaftswissenschaften: konstruiertes, vereinfachtes Abbild des tatsächlichen Wirtschaftsablaufs. M. Jeckle Die Unified Modeling Language (UML)

4 Modellierung Hervorhebung Abbildung Vereinfachung Strukturähnlichkeit Kommunikation Abstraktion Modellierung Technik Realität Natur Beschreibung Plan Konzept/Idee Musterbildung Komplexitätsbeherrschung Vorbild M. Jeckle Die Unified Modeling Language (UML)

5 Modellierung Kommunikation Hervorhebung Abstraktion Abbildung Vereinfachung Modellierung Strukturähnlichkeit Musterbildung Komplexitätsbeherrschung Technik Realität Natur Beschreibung Plan Konzept/Idee Vorbild M. Jeckle Die Unified Modeling Language (UML)

6 Modellierung Kommunikation Hervorhebung Abstraktion Abbildung Vereinfachung Modellierung Strukturähnlichkeit Musterbildung Komplexitätsbeherrschung Technik Realität Natur Beschreibung Plan Konzept/Idee Vorbild M. Jeckle Die Unified Modeling Language (UML)

7 Modellierung Kommunikation Hervorhebung Abstraktion Abbildung Vereinfachung Modellierung Strukturähnlichkeit Musterbildung Komplexitätsbeherrschung Technik Realität Natur Beschreibung Plan Konzept/Idee Vorbild M. Jeckle Die Unified Modeling Language (UML)

8 Modellierung Kommunikation Hervorhebung Abstraktion Abbildung Vereinfachung Modellierung Strukturähnlichkeit Musterbildung Komplexitätsbeherrschung Technik Realität Natur Beschreibung Plan Konzept/Idee Vorbild M. Jeckle Die Unified Modeling Language (UML)

9 Modellierung Kommunikation Hervorhebung Abstraktion Abbildung Vereinfachung Modellierung Strukturähnlichkeit Musterbildung Komplexitätsbeherrschung Technik Realität Natur Beschreibung Plan Konzept/Idee Vorbild M. Jeckle Die Unified Modeling Language (UML)

10 Modellierung Kommunikation Hervorhebung Abstraktion Abbildung Vereinfachung Modellierung Strukturähnlichkeit Musterbildung Komplexitätsbeherrschung Technik Realität Natur Beschreibung Plan Konzept/Idee Vorbild M. Jeckle Die Unified Modeling Language (UML)

11 Modellierung Kommunikation Hervorhebung Abstraktion Abbildung Vereinfachung Modellierung Strukturähnlichkeit Musterbildung Komplexitätsbeherrschung Technik Realität Natur Beschreibung Plan Konzept/Idee Vorbild M. Jeckle Die Unified Modeling Language (UML)

12 Entwicklung der UML Vorläufer und Einflüsse 1997 UML ( Amigos ) OML (OPEN Group) RD (Shlaer/Mellor) 1995 OOSE (94) (Jacobson) OOSE (Jacobson) UML (Booch/Rumbaugh) OOD (93) (Booch) OMT (94) (Rumbaugh) OMT (Rumbaugh) State Charts (Harel) CRC Cards SOMA (Graham) Fusion (Coleman) OBA (Gib./Goldb.) MOSES (Hend.-Sel.) OOAD (Martin/Odell) OAD (Coad/Your.) 1990 OOD (Booch) RDD (Wirfs-Brock) Ada (Booch) OOSA (Shlaer/Mellor) M. Jeckle Die Unified Modeling Language (UML)

13 Entwicklung der Unified Modeling Language (UML) Industrialization Unified Modeling Language v1.3 Unified Modeling Language v1.0 Standardization Unified Modeling Language v0.9 & v0.91 UML Partner Unification OOPSLA 95 Unified Method v0.8 Fragmentation other methods Booch OMT OOSE M. Jeckle Die Unified Modeling Language (UML)

14 Entwicklung der UML Die (Haupt-)Schöpfer Industrialization Unified Modeling Language v1.3 Unified Modeling Language v1.0 Standardization Unified Modeling Language v0.9 & v0.91 UML Partner Unification Grady Booch Jim Rumbaugh Ivar Jacobson OOPSLA 95 Unified Method v0.8 Fragmentation other methods Booch OMT OOSE M. Jeckle Die Unified Modeling Language (UML)

15 Die UML Entwicklungsziele Ermöglichung der Modellierung großer Systeme (nicht nur im Software-Bereich) unter Verwendung objektorientierter Technologien Unterstützung sowohl konzeptueller als auch implementierungsnaher Konstrukte Unterstützung großer, komplexer und für den Unternehmenserfolg kritischer Systeme Schaffung einer Modellierungssprache, die sowohl von Menschen als auch Maschinen verstanden wird M. Jeckle Die Unified Modeling Language (UML)

16 Die UML Strukturelle Elemente model elements: Grundlegende im Metamodell beschriebene Modellierungskonzepte (nicht Modellierungsmethoden, sondern konzeptuelle Elemente wie Klasse und deren Semantik) Notation: graphische Beschreibung der model elements Guidelines: Modellierungsregeln, die Syntax der Modellierungssprache M. Jeckle Die Unified Modeling Language (UML)

17 Die UML soll... Leicht benutzbar sein; ausdrucksstark für den Austausch hochwertiger Modelle Ansatzpunkte für semantikkonforme Erweiterungen der Basiskonzepte (z.b. Stereotypen, Zusicherungen, Einschränkungen) beinhalten Sprach- und Entwicklungsprozeßunabhängigkeit sein Formale Basis zum Verständnis der Modellierungssprache sein Unterstützung des OO-Werkzeugmarktes bieten Unterstützung für Entwicklungskonzepte wie Frameworks, Patterns und komponentenbasierte Entwicklung bieten Die besten bestehenden Ansätze integrieren M. Jeckle Die Unified Modeling Language (UML)

18 Die Unified Modeling Language class diagram use case diagram (Klassendiagramm) (Anwendungsfalldiagramm) behavior diagrams (Verhaltensdiagramme) Implementation diagrams (Implementierungsdiagramme) statechart diagram (Zustandsdiagramm) activity diagram (Aktivitätsdiagramm) interaction diagrams (Interaktionsdiagramm) component diagram (Komponentendiagramm) deployment diagram (Verteilungsdiagramm) sequence diagram (Sequenzdiagramm) collaboration diagram (Kollaborationsdiagramm) M. Jeckle Die Unified Modeling Language (UML)

19 Die UML Anwendungsfalldiagramm (use case diagram)... zeigt die Beziehungen zwischen Akteuren und Anwendungsfällen innerhalb des Systems Notation: System1 Anwendungsfall1 Sekretärin Kunde Anwender Bibliothek Kantine Einkaufen Auftrag anlegen Lagerbestand prüfen M. Jeckle Die Unified Modeling Language (UML)

20 Die UML Anwendungsfalldiagramm (use case diagram)... zeigt die Beziehungen zwischen Akteuren und Anwendungsfällen... bildet die externe Sicht auf das System ab (Was das System leisten soll, nicht wie dies entsteht)... dienen vor allem zur Kommunikation mit zukünftigen Anwendern M. Jeckle Die Unified Modeling Language (UML)

21 Die UML Anwendungsfalldiagramm (use case diagram) Beispiel: Kunde Artikel suchen bestellen «include» «include» Bonität prüfen Web Shop Status abfragen «include» Verfügbarkeit prüfen Auftrag anlegen Sachbearbeiter M. Jeckle Die Unified Modeling Language (UML)

22 Die UML Klassendiagramm (class diagram)... zeigt die interne Realisierung des Systems in Form von Klassen, ihren Beziehungen und internen Eigenschaften Notation: Klasse2 Attribute Operationen Klasse1 Attribute Operationen statische Eigenschaften dynamisches Verhalten Attribute Operationen M. Jeckle Die Unified Modeling Language (UML)

23 Die UML Klassendiagramm (class diagram)... zeigt die interne Realisierung des Systems in Form von Klassen, ihren Beziehungen und internen Eigenschaften Notation: Klasse2 Attribute Operationen Attribute Operationen 1..* Beziehungsname Rolle Kl1 Rolle Kl Klasse1 Attribute Operationen M. Jeckle Die Unified Modeling Language (UML)

24 Die UML Klassendiagramm (class diagram) Beispiel: «model» WebShop Kunde kundennr : String tätigt Bestellvorgang 0..* 1 wird getätigt von Einkauf datum : Date bestellid : String bestellen():boolean artikelhinzufügen(artikel) Person {abstract} name:string vorname:string Position menge : Integer 0..* Teil von umfasst Position 1..* «interface» Lagerbestand istauslieferbar():boolean anzahl(object):integer Kategorie bezeichnung : String umfasst 1..* Artikelkategorisierung 1 eingeordnet in Artikel bezeichnung : String preis : Money istauslieferbar():boolean anzahl(artikel):integer M. Jeckle Die Unified Modeling Language (UML)

25 Die UML Klassendiagramm (class diagram) Beispiel: Kunde kundennr : String tätigt Bestellvorgang 0..* 1 wird getätigt von Einkauf datum : Date bestellid : String bestellen():boolean artikelhinzufügen(artikel) «instanceof» «instanceof» Position menge : Integer 0..* umfasst Position Mustermann:Kunde :Einkauf Teil von 1..* Artikel kundennr = A-0815/4711 :Position datum = bestellid = AX46287 «instanceof» :Position bezeichnung : String preis : Money istauslieferbar():boolean anzahl(artikel):integer menge = 1 menge = 2 :Artikel bezeichnung = X preis = :Artikel bezeichnung = wusch preis = «instanceof» M. Jeckle Die Unified Modeling Language (UML)

26 Die UML Sequenzdiagramm (sequence diagram)... zeigt technischen Ablauf einer Interaktion von Akteuren und Objekten unter Betonung des zeitlichen Aspekts Objekt1 Notation: t M. Jeckle Die Unified Modeling Language (UML)

27 Die UML Sequenzdiagramm (sequence diagram) Beispiel: Kunde erzeugen() Bestellung check() Konto Artikel hinzufügen() M. Jeckle Die Unified Modeling Language (UML)

28 Die UML Einsatzdiagramm (deployment diagram)... zeigt welche Komponenten und Objekte auf welchen Knoten ausgeführt werden, sowie ihre Kommunikationsbeziehungen Notation: :Objekt Web Server Web Browser M. Jeckle Die Unified Modeling Language (UML)

29 Die UML Einsatzdiagramm (deployment diagram) Beispiel: :Client «browser» :someinternetbrowser :webshop :Artikel :Database :Kunde «persistency» :relationaldatabase M. Jeckle Die Unified Modeling Language (UML)

30 Die UML in der Zusammenschau :Client «browser» :someinternetbrowser Dynamischen Ablauf / Interaktion Sequence Diagram «model» WebShop Kunde kundennr : String Kunde Einkauf tätigt Bestellvorgang 0..* datum : Date 1 wird getätigt von bestellid : String bestellen():boolean artikelhinzufügen(artikel) erzeugen() Bestellung check() hinzufügen() :Database «persistency» :relationaldatabase :webshop :Artikel :Kunde Einsatz Konto Artikel Deployment Diagram Anwendungsfallbeschreibung Web Shop Use Cases Kunde Artikel suchen bestellen «include» «include» Bonität prüfen Status abfragen «include» Verfügbarkeit prüfen Auftrag anlegen Person {abstract} name:string vorname:string Kategorie bezeichnung : String Sachbearbeiter Position menge : Integer umfasst 1..* Artikelkategorisierung 1 eingeordnet in 0..* umfasst Teil von Position 1..* Artikel bezeichnung : String preis : Money istauslieferbar():boolean anzahl(artikel):integer «interface» Lagerbestand istauslieferbar():boolean anzahl(object):integer Systemrealisierung Class Diagram M. Jeckle Die Unified Modeling Language (UML)

31 Die Unified Modeling Language Werkzeugunterstützung Programmcode M. Jeckle Die Unified Modeling Language (UML)

32 Die Unified Modeling Language im Web Offizielle Quelle der UML-Spezifikation: UML Revision Task Force (aktuelleste (Zwischen-)Stände) OMG: Introduction to UML: cgi.omg.org/cgi-bin/doc?omg/ pdf Behavioral Modeling: cgi.omg.org/cgi-bin/doc?omg/ pdf Advanced Modeling: cgi.omg.org/cgi-bin/doc?omg/ pdf Metadata Integration with UML, XMI, and MOF XMI: cgi.omg.org/cgi-bin/doc?omg/ MOF: cgi.omg.org/cgi-bin/doc?omg/ M. Jeckle Die Unified Modeling Language (UML)

33 Die Unified Modeling Language Literaturempfehlung Bernd Oestereich: Die UML-Kurzreferenz für die Praxis, Oldenbourg, Grady Booch, James Rumbaugh, Ivar Jacobson: Unified Modeling Language User Guide, Addison-Wesley, James Rumbaugh, Ivar Jacobson, Grady Booch : Unified Modeling Language Reference Manual, Addison-Wesley, M. Jeckle Die Unified Modeling Language (UML)