Folien zum Textbuch. Kapitel 2: Planung, Entwicklung und Betrieb von IS. Teil 4: Modellierung von betrieblichen Informationssystemen

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1 Folien zum Textbuch Kapitel 2: Planung, Entwicklung und Betrieb von IS Teil 4: Modellierung von betrieblichen Informationssystemen Textbuch-Seiten WI Planung, Entwicklung und Betrieb von IS IS-Modellierung Kap. 02, Teil 04/1

2 Funktionssicht von Informationssystemen Wo befinden wir uns? Strategische IS-Planung IS-Architekturplanung IS-Entwicklung ARIS Organisationssicht Datensicht Funktionssicht Steuerungssicht IS-Betrieb WI Planung, Entwicklung und Betrieb von IS IS-Modellierung Kap. 02, Teil 04/2

3 Architektur integrierter Informations- Systeme (ARIS) von A.-W. Scheer Organisationssicht Fachkonzept DV-Konzept Implementierung Datensicht Steuerungssicht Funktionssicht Fachkonzept Fachkonzept Fachkonzept Drei Beschreibungsebenen: - Fachkonzept - DV-Konzept - Implementierung DV-Konzept DV-Konzept DV-Konzept Implementierung Implementierung Implementierung Leistungssicht WI Planung, Entwicklung und Betrieb von IS IS-Modellierung Kap. 02, Teil 04/3

4 ARIS: Die Funktionssicht Gegenstand Beschreibung der von einem IS zu erfüllenden Funktionen und deren Beziehungen Funktion = wohldefinierte Vorschrift zur Arbeitsverrichtung, um vorgegebene operationale Ziele (Zweck der Funktion) auf der Basis von Ausgangsdaten zu erreichen Beschreibung auf Ebene des Fachkonzepts Funktionshierarchiebäume Use-Case-Diagramme UML-Diagramme WI Planung, Entwicklung und Betrieb von IS IS-Modellierung Kap. 02, Teil 04/4

5 Funktionssicht: Funktionshierarchiebäume WI Planung, Entwicklung und Betrieb von IS IS-Modellierung Kap. 02, Teil 04/5

6 Funktionssicht: Use-Case-Diagramme Ein Use Case (dt.: Anwendungsfall) ist eine abstrakte Beschreibung gemeinsamer Eigenschaften einer Vielzahl konkreter Szenarien in Form eines Diagramms Use-Case-Diagramme dienen der Modellierung des Verhaltens von IS und beschreiben die Anforderungen an ein IS aus Sicht des Benutzers Use-Case-Diagramme sind durch die Verwendung einiger weniger und einfacher Konstruktionselemente intuitiv versteh- und anwendbar Eine standardisierte, textuelle Beschreibung von Use Cases erfolgt in Gestalt von Use-Case-Templates WI Planung, Entwicklung und Betrieb von IS IS-Modellierung Kap. 02, Teil 04/6

7 Funktionssicht: Konstruktionselemente eines Use-Case-Diagramms Use Case Akteur(e) (engl.: actor) Assoziation Generalisierung (<<extend>>) <<include>>- Beziehung WI Planung, Entwicklung und Betrieb von IS IS-Modellierung Kap. 02, Teil 04/7

8 Funktionssicht: UML Unified Modeling Language Wichtigste Modellierungssprache für die objektorientierte Modellierung Modelliert Daten und die sie verändernden Operationen (Methoden) gemeinsam Diagrammarten zur Abbildung von statischen Systemstrukturen Strukturdiagramme dynamischem Laufzeitverhalten Verhaltensdiagramme WI Planung, Entwicklung und Betrieb von IS IS-Modellierung Kap. 02, Teil 04/8

9 Arten von UML-Diagrammen 1/2 UML- Diagramme Strukturdiagramme Verhaltensdiagramme siehe Folgefolie Klassendiagramm Objektdiagramm Komponentendiagramm Kompositionsstrukturdiagramm Verteilungsdiagramm Paketdiagramm WI Planung, Entwicklung und Betrieb von IS IS-Modellierung Kap. 02, Teil 04/9

10 Arten von UML-Diagrammen 1/2 Verhaltensdiagramme Interaktionsdiagramm Aktivitätsdiagramm Use-Case- Diagramm Zustandsdiagramm Sequenzdiagramm Kommunikationsdiagramm Interaktionsübersichtsdiagramm Zeitverlaufsdiagramm WI Planung, Entwicklung und Betrieb von IS IS-Modellierung Kap. 02, Teil 04/10

11 Funktionssicht: Elemente von UML- Strukturdiagrammen Objekte sind Einheiten, die Daten (Zustand) und Funktionen (Methoden) einschließen (kapseln) Partitionierungsprinzip Geheimnisprinzip Klassen sind Beschreibungen von Objekten Schablone (Vorlage) für Objekte des gleichen Typs Objekttyp Aus einer Klasse können durch Instanzierung Objekte abgeleitet werden Diese besitzen jeweils die gleichen (in der Klasse festgelegten) Eigenschaften WI Planung, Entwicklung und Betrieb von IS IS-Modellierung Kap. 02, Teil 04/11

12 Darstellung einer Klasse und eines Objekts in UML Bezeichnung Attribute Methoden Bezeichner des Objekts Attributwerte Auto herby : Auto Automarke KFZ-Kennzeichen beschleunigen bremsen Klasse <<instanceof>> Automarke = VW KFZ-Kennzeichen = W 8072 Objekt (eine Instanz der Klasse) WI Planung, Entwicklung und Betrieb von IS IS-Modellierung Kap. 02, Teil 04/12

13 Funktionssicht: Strukturdiagramme Beziehungen zwischen Klassen 1/2 Generalisierung Abstraktion von zwei oder mehreren Klassen in einer allgemeineren oder Superklasse Spezialisierung Ableitung einer speziellen Klasse (Subklasse) von einer Superklasse Vererbung: Klassen erben die öffentlichen Methoden und Attribute einer oder mehrerer Superklassen (Mehrfachvererbung) zum Zweck der modifizierten oder unmodifizierten Wiederverwendung Die Gesamtheit der Super- und Subklassen heißt Klassenhierarchie WI Planung, Entwicklung und Betrieb von IS IS-Modellierung Kap. 02, Teil 04/13

14 Funktionssicht: Strukturdiagramme Beziehungen zwischen Klassen 2/2 Assoziation Beziehungstyp zwischen zwei oder mehr Klassen Hält fest, dass die Objekte zweier oder mehrerer Klassen zur Laufzeit interagieren Aggregation drückt aus, dass die Objekte einer Klasse Bestandteil oder Element der Objekte einer anderen Klasse sind Es stellt sich die Frage der Existenzabhängigkeit WI Planung, Entwicklung und Betrieb von IS IS-Modellierung Kap. 02, Teil 04/14

15 Funktionssicht: Strukturdiagramme Klassendiagramm Beschreibt, aus welchen Klassen ein System besteht und in welchen Beziehungen diese zueinander stehen Auftrag Kunde Datum * erteilt 1 KundenNr Generalisierung Preis Adresse versenden kontaktieren löschen ordern Assoziation mit Kardinalitätsverhältnis Privatkunde Bankverbindung mahnen abbuchen Geschäftskunde Geschäftsadresse Kreditrahmen belasten gutschreiben WI Planung, Entwicklung und Betrieb von IS IS-Modellierung Kap. 02, Teil 04/15

16 Funktionssicht: Strukturdiagramme Objektdiagramm Dokumentiert die Objekte eines Systems und deren Beziehungen zu einem bestimmten Zeitpunkt der Programmausführung Hansen : Privatkunde KundenNr = 3697 Adresse = Wien Bankverbindung = order011 : Auftrag Datum = Preis = 100 order012 : Auftrag Datum = Preis = 75 WI Planung, Entwicklung und Betrieb von IS IS-Modellierung Kap. 02, Teil 04/16

17 Funktionssicht: Strukturdiagramme Weitere UML-Strukturdiagrammtypen Kompositionsstrukturdiagramme beschreiben die Interaktion von Klassen und Objekten in speziellen Verwendungsszenarien Paketdiagramme zeigen, wie Programmteile in Paketen zusammengefasst werden und wie diese Pakete voneinander abhängen Komponentendiagramme beschreiben, wie ein Softwaresystem aus verschiedenen interagierenden Softwarekomponenten zusammengesetzt ist Verteilungsdiagramme zeigen die physische Aufteilung der Artefakte (Programme, Daten, Hardwareelemente) eines IS auf unterschiedliche Rechnersysteme WI Planung, Entwicklung und Betrieb von IS IS-Modellierung Kap. 02, Teil 04/17

18 Funktionssicht: Softwarearchitektur 1/5 Darstellung und Realisierung der Funktionssicht auf Ebene des DV-Konzepts Die Softwarearchitektur repräsentiert das Grobdesign eines IS und beschreibt die involvierten Softwarekomponenten auf unterschiedlichen Abstraktionsniveaus Komponentenorientiertes System Softwaresystem, dessen Funktionalität auf klar abgrenzbare Komponenten verteilt wird, die jeweils eine bestimmte Teilfunktionalität zur Verfügung stellen WI Planung, Entwicklung und Betrieb von IS IS-Modellierung Kap. 02, Teil 04/18

19 Funktionssicht: Softwarearchitektur 2/5 Softwarekomponenten Softwarekomponenten sind Bausteine eines Softwaresystems, die über wohldefinierte Schnittstellen (API, engl.: application programming interface) genau festgelegte Funktionen zur Verfügung stellen und sich durch Wiederverwendbarkeit und Substituierbarkeit durch kompatible Komponenten auszeichnen Beziehungen zwischen Komponenten Kohäsion Kopplung WI Planung, Entwicklung und Betrieb von IS IS-Modellierung Kap. 02, Teil 04/19

20 Funktionssicht: Softwarearchitektur 3/5 Benutzungsdiagramme für Komponenten WI Planung, Entwicklung und Betrieb von IS IS-Modellierung Kap. 02, Teil 04/20

21 Funktionssicht: Softwarearchitektur 4/5 Feindesign & Interaktion zwischen Komponenten Fortlaufende Verfeinerung der Architektur bis zum Feindesign Typisch: drei bis fünf Detaillierungsstufen Beim Feindesign wird jede Komponente bereits sehr implementierungsnah beschrieben Beschreibung der dynamischen Beziehungen zwischen den Komponenten Zeitliche Abfolge, in der die Funktionen einer Komponente ausgeführt werden Spezifizierung der Kontroll- und Datenflüsse Entwurfsmuster WI Planung, Entwicklung und Betrieb von IS IS-Modellierung Kap. 02, Teil 04/21

22 Funktionssicht: Softwarearchitektur 5/5 Komplexe Komponentensysteme Anpassung an individuelle Bedingungslagen durch Baukastensystem Parametrisierung Anpassung des Quellprogramms Black-Box- und White-Box-Komponenten Anwendungs-Frameworks Produktfamilienbasierte Softwareentwicklung WI Planung, Entwicklung und Betrieb von IS IS-Modellierung Kap. 02, Teil 04/22

23 Architektur integrierter Informations- Systeme (ARIS) von A.-W. Scheer Organisationssicht Fachkonzept DV-Konzept Implementierung Datensicht Steuerungssicht Funktionssicht Fachkonzept Fachkonzept Fachkonzept Drei Beschreibungsebenen: - Fachkonzept - DV-Konzept - Implementierung DV-Konzept DV-Konzept DV-Konzept Implementierung Implementierung Implementierung Leistungssicht WI Planung, Entwicklung und Betrieb von IS IS-Modellierung Kap. 02, Teil 04/23

24 ARIS: Die Steuerungssicht Hat die Modellierung der betrieblichen Geschäftsprozesse zum Gegenstand Ein Geschäftsprozess ist eine Abfolge von Aktivitäten zur Erreichung eines festgelegten Zieles Die Aktivitäten können parallel oder sequentiell erfolgen Die Geschäftsprozessmodellierung analysiert Routine-Geschäftsprozesse, d.h. Aktivitäten (Arbeitsabläufe) und Rollen (Verantwortlichkeiten) erstellt Prozessdefinitionen für diese Geschäftsprozesse Integrierte Betrachtung der übrigen ARIS-Sichten WI Planung, Entwicklung und Betrieb von IS IS-Modellierung Kap. 02, Teil 04/24

25 ARIS: Beschreibung der Steuerungssicht Die Darstellungs- bzw. Realisierungsformen auf Ebene des Fachkonzepts sind (Erweiterte) Ereignisgesteuerte Prozessketten und UML-Verhaltensdiagramme WI Planung, Entwicklung und Betrieb von IS IS-Modellierung Kap. 02, Teil 04/25

26 Steuerungssicht: EPK Konstruktionselemente Ereignisgesteuerte Prozessketten (EPK) Modellierung von zeitlichen und sachlogischen Abhängigkeiten zwischen Aktivitäten und Ereignissen Grundidee: Ereignis [stößt an] Funktion [resultiert in] Ereignis Weitere Notationselemente: Prozessschnittstelle X XOR AND OR [Join/Split-Konnektoren] [gerichtete Kante, Kontrollfluss] WI Planung, Entwicklung und Betrieb von IS IS-Modellierung Kap. 02, Teil 04/26

27 Steuerungssicht: Beispiel einer EPK - Urlaubsmeldung Urlaubswunsch Antrag ausfüllen X Antrag abgelehnt Antrag genehmigt Mitarbeiter informieren kein Urlaub Antrag ausgefüllt Mitarbeiter informieren Personalkartei aktualisieren Antrag einreichen Urlaub genehmigt WI Planung, Entwicklung und Betrieb von IS IS-Modellierung Kap. 02, Teil 04/27

28 Steuerungssicht: Verhaltensdiagramme 1/4 Typen von UML-Verhaltensdiagrammen Use-Case-Diagramme Zur Darstellung der Orchestrierung, d.h. der Art und Weise wie ein (komplexer) Arbeitsschritt durch eine Partei/Akteur/Komponente ausgeführt wird, eignen sich: Aktivitätsdiagramme dienen der Modellierung von Prozessen/ Abläufen innerhalb eines Systems bzw. zwischen Benutzer und System Zustandsdiagramme beschreiben unterschiedliche Systemzustände und deren Veränderungen aufgrund der im System definierten Ereignisse Zur Darstellung der Choreographie, d.h. der Interaktion und Zusammenwirkung unterschiedlicher Parteien/ Akteure/Komponenten, eignen sich: Interaktionsdiagramme WI Planung, Entwicklung und Betrieb von IS IS-Modellierung Kap. 02, Teil 04/28

29 Steuerungssicht: Verhaltensdiagramme 2/4 Beispiel eines Aktivitätsdiagramms Startknoten der Aktivität Aktion [Bedingung] Aktivität Verzweigungsknoten Kontrollflüsse (Kanten) Endknoten der Aktivität WI Planung, Entwicklung und Betrieb von IS IS-Modellierung Kap. 02, Teil 04/29

30 Steuerungssicht: Verhaltensdiagramme 3/4 Typen von Interaktionsdiagrammen Sequenzdiagramme beschreiben die Reihenfolge der Interaktionen zwischen verschiedenen Akteuren (Benutzer, Softwarekomponente oder Objekte) und Nachrichten, die im Zuge einer Interaktion ausgetauscht werden Kommunikationsdiagramme sind dem Sequenzdiagramm ähnlich, betonen aber die Visualisierung der Zusammenhänge zwischen Objekten (Objektbeziehungen), nicht den zeitlichen Ablauf Zeitverlaufsdiagramme bilden zeitliches Verhalten, insbesondere den Zeitverbrauch bestimmter Aktionen, ab Interaktionsübersichtsdiagramme entsprechen Aktivitätsdiagrammen, die anstelle von Aktivitäten verschiedene Interaktionsdiagramme verknüpfen WI Planung, Entwicklung und Betrieb von IS IS-Modellierung Kap. 02, Teil 04/30

31 Steuerungssicht: Verhaltensdiagramme 4/4 Beispiel eines einfachen Sequenzdiagramms Objekt Klasse k01:kunde Synchrone/ asynchrone Nachricht v01:verkäufer auswählen() ware_überprüfen() bestellen() ausfertigen() überprüfe_bestand() Rekursion zahlen() verbuchen() return : Bestätigung WI Planung, Entwicklung und Betrieb von IS IS-Modellierung Kap. 02, Teil 04/31

32 Zukunft: Feingranulare Softwarekomponenten als Web-Services Geschäftsprozessmodellierung WI Planung, Entwicklung und Betrieb von IS IS-Modellierung Kap. 02, Teil 04/32

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