1.3 Entwicklungsmethoden: Systematischer Überblick

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1 1.3 Entwicklungsmethoden: Systematischer Überblick Literatur: Balzert Band 1, LE 411 Was ist der Unterschied zwischen einem Methoden Spezialisten und einem Terroristen? Was ist eine SoftwareEntwicklungsmethode? Beschrieben in Lehrbüchern und Handbüchern Zweck: Hilfe bei der Erstellung von Software Bessere Planbarkeit der Entwicklung Bessere Struktur des Produkts Darstellungsformen Syntax für Dokumente Diagrammtypen Werkzeugunterstützung Verfahren Analyse Transformation Entwicklungs Methode Vorgehensmodell Phasen, Schritte Reihenfolge Ergebnisse Seite 1

2 Arten von Entwicklungsmethoden IndustrieStandardmethoden z.b. OMT, UML + Rational Unified Process in Lehr und Handbüchern fixiert ationale und internationale Standards z.b. SSADM (GB), Merise (F), VModell (D), Euromethod (EU) Qualitätskriterium bei öffentlichen Ausschreibungen FirmenstandardMethoden firmenspezifisch, manchmal abgeleitet von bekannten Methoden in grossen Firmen oft eigene Methodenabteilung interne Handbücher Paradigmen ede Entwicklungsmethode orientiert sich an einem Paradigma (wissenschaftliches Weltbild) oder einer Kombination von Paradigmen. Die Bestandteile einer Methode hängen unterschiedlich stark vom Paradigma ab: Darstellungsformen Verfahren Paradigma der Methode Vorgehensmodell Seite 2

3 Paradigma der Funktionsmodellierung Funktionsmodellierung betrachtet ein System als Funktion beschreibt die hierarchische Zerlegung von Funktionen in Teilfunktionen orientiert sich an den Programmiertechniken der schrittweisen Verfeinerung und der strukturierten Programmierung wird meist kombiniert mit einer Datenflußanalyse Darstellungsmittel: Funktionsbaum Datenflußdiagramm Funktionsbaum (Beispiel) verwalte Seminare verwalte Kundenstammdaten buche Veranstaltungen erfasse Kundenstamm aktualisiere Kundenstamm erstelle Adreßaufkleber erfasse Anmeldungen erstelle Anm.Bestätigung erstelle Rechnung Seite 3

4 Datenflußdiagramm (Beispiel) Sachbearbeiter Personaldaten verwalte Kundenstammdaten Kunde Kundendatei Firmendatei Anfragen Auskünfte beantworte Anfragen Paradigma der Datenmodellierung (Semantische) Datenmodellierung betrachtet ein System als Datenstruktur beschreibt die Zerlegung von Datenstrukturen in Komponenten orientiert sich an der Theorie und Technik von Datenbanken Darstellungsmittel: EntityRelationshipDiagramm (ERDiagramm) Erweiterungen des ERDiagramms Data Dictionary Seite 4

5 EntityRelationshipDiagramm (Beispiel) Kunde (0, n) bucht (0, n) 1 (0, n) (0, n) in Verzug ist beschäftigt bei gehört zu (0, n) (0, 1) 1 Seminarveranstaltung Zahlungsverzug Firma Seminartyp Paradigma der Zustandsmodellierung Zustandsmodellierung betrachtet ein System als Zustandsautomaten beschreibt die Zerlegung von Automaten in Unterstrukturen orientiert sich an Ergebnissen der Automatentheorie Darstellungsmittel: Sequentielle Zustandsmodelle:» Zustandsautomat mit Ein und Ausgabe» State Chart (hierarchischer Automat) ebenläufige Zustandsmodelle:» Petrietz (in UML: Aktivitätsdiagramm)» State Chart mit nebenläufigen Unterzuständen (Regionen) Seite 5

6 Zustandsautomat (Beispiel) in Vorbereitung Lebenslauf einer Seminarveranstaltung Buchung Aufnahme in Katalog angeboten letzte Buchung ausgebucht Anmeldefrist abgelaufen Anmeldefrist abgelaufen vor Durchführung Durchführung durchgeführt Petrietz (Beispiel) (Teil)Ablauf einer Seminarbuchung Zahlungsverzug prüfen Anmeldung bearbeiten Teilnehmerdaten prüfen Buchung vornehmen Verfügbarkeit prüfen Seite 6

7 Statechart (Beispiel) Zustände einer Seminarbuchung in Prüfung ok Bonitätsprüfung ok ok Teilnehmerprüfung Verfügbarkeitsprüfung akzeptiert... nicht ok abgelehnt Paradigma der Ereignismodellierung Ereignismodellierung (Interaktionsmodellierung) beschreibt ein System indirekt durch sein Verhalten bei bestimmten Ereignissen beschreibt die Zerlegung von Systemen in Untersysteme und deren Interaktion orientiert sich an Ergebnissen der Theorie nebenläufiger Prozesse Darstellungsmittel: Sequenzdiagramm (auch: Message Sequence Chart, Event Trace) Kollaborationsdiagramm Seite 7

8 Sequenzdiagramm (Beispiel) sb: Sachbearbeiter k1: Kunde k2: Kunde Erzeugen Aufnahme in Katalog sv: Seminarveranstaltung Buchen Buchen Stornieren Absagen Absagen Kollaborationsdiagramm (Beispiel) k1: Kunde k2: Kunde 3: Buchen 4: Buchen 7: Absagen 6: Absagen sv: Seminarveranstaltung {new} 5: Stornieren 2: Aufnahme in Katalog sb: Sachbearbeiter 1: Erzeugen Seite 8

9 Paradigma der Ablaufmodellierung Ablaufmodellierung betrachtet ein System als Algorithmus beschreibt die Folge von Unterschritten zur Berechnung des Ergebnisses orientiert sich an strukturierten Programmiersprachen Darstellungsmittel: ProgrammAblaufpläne Struktogramme nach assi/shneiderman SDLProzeßdiagramme Pseudocode Programmablaufplan (Beispiel) Verfügbarkeit eines Seminarplatzes prüfen Seminardaten prüfen korrekt? Anmeldefrist prüfen offen? freie Plätze prüfen offen? Ergebnis = ok Ergebnis = nicht ok Seite 9

10 Paradigma der Regelmodellierung Regelmodellierung beschreibt ein ein System indirekt über einen Regelkatalog Regeln beschreiben UrsacheWirkungsZusammenhänge enthält Mechanismen für Auflösung oder Entdeckung» widersprüchlicher Regeln» unvollständiger Regelkataloge orientiert sich an logischen Strukturen Darstellungsmittel: Regelsprachen (Expertensysteme) Entscheidungstabellen Formallogische Spezifikationssprachen Entscheidungstabelle (Beispiel) Korrektheit einer Buchungsanfrage prüfen R1 R2 R3 R4 R5 Sonst B1: Teilnehmerdaten korrekt? B2: Seminardaten korrekt? B3: Zahlungsverzug? B4: Anmeldefrist eingehalten? B5: Freie Plätze verfügbar? A1: Buchen X A2: Zurückweisen X A3: Rückfragen X X X X Seite 10

11 Formale Spezifikation in Z (Beispiel) [DATA] Given Set»Vector State Schema Æ v : DATA Æ size : «Æ dom v = 0 v E k: dom v = 0..k Æ size = #(dom v)»insertelementat Operation Schema Æ D Vector Æ elem? : DATA Æ pos? : «Æ pos? size Æ v = v ± {pos? å elem?} Paradigma der ObjektModellierung ObjektModellierung betrachtet ein System als Kollektion von interagierenden Objekten beschreibt die Zuordnung von Operationen und Zuständen zu Daten identifiziert Ereignisse mit dem Aufruf von Operationen orientiert sich an objektorientierter Programmierung betont die Prinzipien» Abstraktion» Hierarchie und» Modularität umfaßt Datenmodellierung gut kombinierbar mit Ereignis und Zustandsmodellierung Darstellungsmittel: Klassendiagramm Objektinstanzdiagramm Seite 11

12 Klassendiagramm (Beispiel in UML) Person name mitteilungdrucken() Kunde umsatz Dozent honorar 1 leitet Buchung 1 1..* anmeldedatum rechnungsdatum 1..* 1 hat gebucht gehört anmelden() zu rechnungerstellen() Seminarveranstaltung datum ort 1..* stornieren() Geschichte der SWEntwicklungsmethoden Funktionsmodellierung ObjektModellierung Zustandsmodellierung Datenmodellierung Ereignismodellierung SA/SD Modern SA SSADM OMT UML + Unified Process SA = Structured Analysis OMT = Object Modeling Technique SD = Structured Design SSADM = Structured Systems Analysis and Design Method Seite 12

13 "Strukturbruch" Strukturierte Analyse, Strukturiertes Design (z.b. SA/SD) und modulare Programmierung Analyse Transformation Entwurf Implementierung Funktionsmodellierung Ablauf und Ereignismodellierung Modulstruktur Strukturbruch Durchgängigkeit durch Objektorientierung Objektorientierte Modellierung und Programmierung Analyse Entwurf Implementierung Objektmodellierung Seite 13

14 Beispiel einer Methode: RUP + UML Darstellungsformen: Unified Modeling Language UML Verfahren: Aktivitätsbeschreibungen des RUP Objekt Paradigma Vorgehensmodell: Ablaufmodell des RUP Rational Unified Process (RUP) ist kein Standard wie die UML, sondern ein Firmenprodukt. RUP dient hier als Beispiel, es existieren viele andere UMLkompatible Methoden. Beispiel: Modell eines Arbeitsablaufs Rational Unified Process Activity Overview (Design) Seite 14

15 Beispiel: Aktivitäten und Artifakte Rational Unified Process Workflow Details (Architectural Design) Beispiel: Beschreibung einer Aktivität Activity: Identify Design Mechanisms Purpose: To refine the analysis mechanisms into design mechanisms based on the constraints imposed by the implementation environment. Steps: Categorize clients of analysis mechanisms Inventory the Implementation Mechanisms Map Design Mechanisms to Implementation Mechanisms Document Architectural Mechanisms Input Artifacts: Supplementary Specifications Software Architecture Document Design Model Analysis Classes Design Guidelines Resulting Artifacts: Design Model (Classes, Packages and Subsystems) Updated Software Architecture Document Frequency: Once per iteration Guidelines: Design Mechanisms Concepts: Analysis Mechanisms, Design Mechanisms Worker: Architect Seite 15

16 Prozeßmodellierung Prozeßmodellierung: detaillierte Beschreibung des Entwicklungsprozesses zur Kommunikation, Standardisierung und Werkzeugunterstützung Sprachmittel: Arbeitsablaufmodelle (workflow models)» Aktivitäten» Produkte» Bearbeiter Petrietze, Aktivitätsdiagramme Flußdiagramme Werkzeugunterstützung: Dokumentation, interaktiver Browser Ablagesystem für Entwicklungsdokumente Intelligente Entwicklerführung Konfigurierbare Prozessmodelle StandardModell des Entwicklungsprozesses Firmenspezifisches Modell des Entwicklungsprozesses Anpassung und Spezialisierung Anwendungsspezifisches Modell des Entwicklungsprozesses Projektspezifisches Modell des Entwicklungsprozesses Seite 16