Klausur zur Vorlesung Modellierung von IuK-Systemen Wintersemester 06/07. Klausuraufgaben mit Lösungshinweisen

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1 Klausur zur Vorlesung Modellierung von IuK-Systemen Wintersemester 06/07 Klausuraufgaben mit Lösungshinweisen Die Bearbeitungszeit der Klausur beträgt 90 Minuten. Es sind alle Aufgaben zu bearbeiten. Es sind keine Hilfsmittel zugelassen. Zu jeder Aufgabe wird eine bestimmte Bearbeitungszeit vorgeschlagen. Dies ist ein Hinweis zur voraussichtlichen Gewichtung der Aufgabe. Notieren Sie auf diesem Deckblatt und auf dem Deckblatt des Heftes, das Sie zur Klausurbearbeitung verwenden, Ihren Namen und Ihre Matrikelnummer. Nach Ihrer Klausurbearbeitung geben Sie dieses Deckblatt und das zur Klausurbearbeitung verwendete Heft zusammen ab. Ihr Name: Ihre Matrikelnummer: Aufgabe Nr. Maximale Klausur-Punkte Erreichte Klausur-Punkte Noten- Punkte (0-20) Klausur- Note (1-5) Summe 90

2 2 Klausur zur Vorlesung Modellierung von IuK-Systemen Wintersemester 06/07 Klausuraufgaben mit Lösungshinweisen Hinweis: Zur Lösung der Aufgaben 1, 2 und 3 ist jeweils eine argumentativ nachvollziehbare und gegliederte Erörterung erforderlich. Stellen Sie jeweils Ihre Gliederung der Erörterung als Übersicht voran. Aufgabe 1 (20 Minuten) Beschreiben Sie das Prinzip der methodischen Standardisierung im Rahmen der Entwicklung von IuK-Systemen. 2.4 Prinzipien für die Entwicklung von betrieblichen IKS Prinzip der methodischen Standardisierung Für die Systementwicklung wird ein Bündel von Methoden, Konzepten, Techniken, Werkzeugen vom arbeitsteilig organisierten Entwicklungsteam eingesetzt. Alle Beteiligte sollten im Systementwicklungsprozeß gemäß einem best. Vorgehensmodell und mit Instrumenten arbeiten, die aufeinander abgestimmt sind und damit die Koordination von Ablauf und Entwicklungsergebnissen fördern. Projektstart Projektende Zwischenergebnisse weiterentwickeln Situationsstudie Fachkonzeption Systemkonzeption Systemrealisierung Systemanwendung Toolbox 60 Paradigma Prinzipien VG-Modell Konzepte, Notationen Modellierungsansätze CASE- Werkzeuge Aufgabe 2 (20 Minuten) Charakterisieren Sie die Unified Modeling Language (UML) mit den wichtigsten Merkmalen und beschreiben Sie, wie die konzeptionelle Systemmodellierung mit der UML funktioniert.

3 3 Charakteristika der UML Die UML hat nicht die verschiedenen OO-Analyse-Entwurfs-Methoden (OOA, OMT, OOSE etc.) zusammengeführt. Die UML stellt lediglich eine standardisierte objektorientierte Modellierungssprache dar, die präziser und vollständiger ist als die Sprachen, die die o. g. OO- Methoden aufwiesen. Die UML ist eine semi-formale Technik; sie dient zur Vereinheitlichung und Strukturierung prosaischer Formulierungen. Die UML verfügt über eine Vielzahl vom Diagrammarten, mit denen die Grundelemente der OO, eine Vielzahl deren Varianten und Erweiterungen sowie alle Phasen der Systementwicklung von der Analyse über den Entwurf bis zur Implementierung unterstützt werden. Erst seit 1998 existiert mit Rational Unified Process ein Vorgehensmodell (Prozeßsicht) mit explizitem Bezug zur UML. 212 Wie funktioniert die UML? Die UML stellt für die Grundelemente der Objektorientierung (siehe Abschnitt 6.2) UML-eigene Notationselemente zur Verfügung (Klasse, Assoziationen etc.) Darüber hinaus verügt die UML über weitere Notationselemente, die aus den zugrundeliegenden OO-Methoden entstanden sind und möglichst alle Aspekte eines zu modellierenden Systems darstellen können sollen. Die Notationselemente (die darzustellenden Aspekte) werden (häufig) Konzepte (engl.: Classifier) genannt. Bei der Systemmodellierung werden aus jeweils bestimmten Notationselementen verschiedene Diagramme erzeugt (z. B. Klassen- oder Interaktionsdiagramm) Jedes Diagramm verdeutlicht eine bestimmte Perspektive (Sicht) auf das zu modellierende System (z. B. Sicht des Systembenutzers, statische Sicht, Sicht der Abläufe, Sicht der Implementierungskomponenten etc.) Menge von Notationselementen Verschiedene Diagramme Verschiedene Sichten auf das zu mod. System System 210

4 4 Wie funktioniert die Systemmodellierung mit der UML? Die UML legt fest, welche Diagramme aus welchen Notationselementen gebildet werden und welche Sichten mit den Diagrammen erzeugt werden. Die UML liefert keinen Plan, in welcher Reihenfolge welche Diagramme erzeugt und weiterentwickelt werden sollen, um ein System schrittweise zu modellieren. Es bleibt den Entwicklern überlassen, sich solche Vorgehensmodelle durch die passende Zusammenstellung ( methodische Durchgängigkeit ) von Sichten, Diagrammen und Konzepten zu bauen. Der Mangel an Vorschriften zur Prozeßsicht der Systementwicklung (siehe Abschnitt 2) ist gleichzeitig ein Vorzug der UML: Sie erlaubt (fordert auf), problemangepaßte Vorgehensmodelle zu entwickeln. 211 Analyse Entwurf Implement. Vorgehensmodell? Menge von Notationselementen Verschiedene Diagramme Verschiedene Sichten System Aufgabe 3 (20 Minuten) Die UML stellt heute einen weltweiten Standard für die konzeptionelle Systemmodellierung dar. Warum war/ist es sinnvoll, eine Modellierungssprache zu standardisieren? Aus der Sicht von Unternehmen, die Software entwickeln, waren die traditionellen Ansätze unbefriedigend. Auf der einen Seite hatte sich die Erkenntnis durchgesetzt, dass objektorientierte Ansätze eine wirtschaftlichere Entwicklung und Wartung von Software erlauben, auf der anderen Seite gab es keine einheitliche Modellierungssprache. Vor allem das Bemühen um Investitionsschutz spricht für eine Standardisierung von Modellierungssprachen. Im Einzelnen ist an folgende Aspekte zu denken: Der Einsatz einer Modellierungssprache erfordert in der Regel Modellierungswerkzeuge, die diese Sprache unterstützen. Bei solchen Werkzeugen handelt es sich um grafische Editoren, die die Erstellung, Verwaltung und Pflege von Modellen unterstützen und zudem die Generierung von Code erlauben. Die Einführung solcher Werkzeuge ist mit hohen Kosten verbunden. Das gilt vordergründig für den Kauf und die Wartung, vor allem aber für die Schulung der Mitarbeiter. Wenn die gewählte Modellierungssprache im Zeitverlauf durch andere verdrängt wird, sind diese Investitionen gefährdet: Der Anbieter des entsprechenden Modellierungswerkzeugs sieht keine hinreichenden Absatzchancen mehr und stellt das Produkt deshalb ein. Ein Standard hingegen verspricht größere Unabhängigkeit von einem Anbieter. Die Erstellung konzeptioneller Modelle erfordert hohen Aufwand. Ein Standard hilft nicht nur, die in die Modelle getätigten Investitionen zu schützen, sondern vereinfacht auch die Wiederverwendung von Modellen in anderen Kontexten. Auf diese Weise wird auch ein Marktplatz für konzeptionelle Modelle möglich. In letzter Zeit hat diese Vorstellung unter dem Etikett Referenzmodell erhebliche Resonanz gefunden.

5 5 Wenn eine standardisierte Modellierungssprache verwendet wird, vergrößert sich die Chance, am Arbeitsmarkt einschlägig qualifizierte Mitarbeiter zu finden. In Zeiten eines ohnehin gravierenden Mangels an DV-Fachkräften ist dies ein gewichtiges Argument. Zur Bedeutung des Begriffs Unified Vereinheitlichung historischer OO-Begriffe und -Notationen: Allgemein akzeptierte Begriffsbildungen aus dem OO-Bereich zusammenführen Unterstützung einer durchgängigen (einheitlichen) Methodik über alle Phasen der Systementwicklung: Nahtloser Übergang von Req. Eng. bis zur Implementierung Einheitliche Modellierung bei unterschiedlichen Einsatzgegebenheiten: kleine, große, verteilte, Real-time, rechenintensive, datenintensive Systeme etc. Vereinheitlichung bezgl. verschiedener Programmiersprachen und Ablaufumgebungen: Identisches Front-End bei flexiblem Back-End Vereinheitlichung unterschiedlicher Modellierungsperspektiven: Daten-, Funktions-, Organisations-, Steuerungssicht; flexibel erweiterbar 208 Die UML als die eierlegende Wollmilchsau für die konzeptionelle System-Modellierung!? Aufgabe 4 (30 Minuten) Der Alte Friedhof in Gießen, auf dem auch der Nobelpreisträger Wilhelm Conrad Röntgen bestattet ist, benötigt eine Datenbank zur Arbeitserleichterung der Verwaltung. Erstellen Sie ein ERM in der klassischen Notation. Machen Sie dabei identifizierende Attribute durch Unterstreichen kenntlich. Verwenden Sie nur die vorgegebenen Attributnamen (in proportionaler Schrift). Diese sind nachfolgend nur bei ihrer jeweils ersten Erwähnung angeführt. Führen Sie keine zusätzlichen Attribute ein und vermeiden Sie Nullwerte. Auf dem Alten Friedhof gibt es viele Gräber. Jedes Grab hat eine eindeutige Nummer (GrabNr), eine Lagebeschreibung (Lage), einen Besitzer (Besitzer) und eine maximale Sarganzahl (MaxSarg). In einem Grab können sich mehrere Verstorbene befinden. Von Verstorbenen sind die eindeutige Totenscheinnummer (TotenscheinNr), das Sterbedatum (SterbeDat), das Geburtsdatum (GeburtsDat), der Vorname (Vorname) und der Nachname (Nachname) bekannt.

6 6 Es ist auch bekannt, in welchem Sarg der Verstorbene liegt, wobei Särge eine eindeutige Bestellnummer (BestellNr) und einen Hersteller (Hersteller) haben. Es gibt zehn Friedhofsgärtner mit eindeutiger Sozialversicherungsnummer (SozialversicherungsNr), und Vor- und Nachnamen (Vorname, Nachname), die für die Betreuung der Gräber zuständig sind. Es ist bekannt, welcher von den Gärtnern für ein bestimmtes Grab verantwortlich ist, es gibt für jedes Grab nur einen Verantwortlichen. Man kann bei der Friedhofsgärtnerei verschiedene Dienstleistungen bestellen (z. B. Grabpflege, Kränze bestellen, ). Jede Dienstleistung wird durch eine Nummer (DienstleistungNr), eine Beschreibung (Beschreibung) und einen Preis (Preis) beschrieben. Eine Bestellung bezieht sich immer auf ein bestimmtes Grab und eine oder mehrere Dienstleistungen, es wird das Datum (BestellDat) angegeben und die Person (Name), die die anfallende Rechnung bezahlt. Viel Spaß bei der Klausurnachbearbeitung! Univ.-Prof. Dr. Axel C. Schwickert