Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme

Transkript

1 Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme Tutorium 17 Fabian Miltenberger INSTITUT FÜR PROGRAMMSTRUKTUREN UND DATENORGANISATION (IPD) KIT Universität des Landes Baden-Württemberg und nationales Forschungszentrum in der Helmholtz-Gemeinschaft

2 Übungsblatt 2 - Aufgabe 2 JMJRST enthält eine Stapelverarbeitung, die auf allen ausgewählten Bildern die gleichen Operationen anwendet. Achtung: Bilder können sowohl RGB-Farbbilder als auch Graustufenbilder sein. Bereits vorhanden ist die Einzelbildoperation Erzeuge Miniaturbild, die ein Bild auf eine vorgegebene Größe reduziert. Neu hinzugefügt werden sollen Einzelbildoperationen zur Farbreduktion, darunter der Algorithmus nach Floyd-Steinberg, der Median-Cut -Algorithmus und ein Farbrasterungsalgorithmus. Alle Farbreduktionsalgorithmen müssen mit der Farbtiefe in Bit (maximal 24 Bit und nur Vielfache von 3) initialisiert werden. Alle Einzelbildoperationen erhalten jeweils ein Bild aus der Bildermenge von der Stapelverarbeitung zur Verarbeitung und geben das Ergebnis als neues Bild zurück. Eine weitere neue Operation soll aus der Bildermenge, die der Benutzer der Stapelverarbeitung übergeben hat, eine Collage erstellen. Im Gegensatz zu den Farbreduktionsalgorithmen werden nicht einzelne Bilder verarbeitet, sondern eine Menge von Bildern zu einem Ergebnisbild. Eine Bildcollage besteht aus mindestens 3 Ausgangsbildern. Für jedes Ausgangsbild muss für die Collage die Position, der Drehwinkel und ein Skalierungsfaktor (für Vergrößerung bzw. Verkleinerung) gespeichert werden. Ein Bild aus der Bildermenge kann vom Benutzer als Hintergrundbild ausgewählt werden. Fabian Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /35

3 Übungsblatt 2 - Aufgabe 4 Fehlerbehandlung (mögliche Fehlerursachen so früh wie möglich selbst abfangen) NICHT Strings für Operationen auf Hexadezimalzahlen verwenden Wrapper-Klassen für primitive Datentypen vermeiden wenn möglich (statt Integer lieber int verwenden) Fabian Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /35

4 Übersicht Zuletzt: Heute: Anwendungsfalldiagramme Klassendiagramme Aktivitätsdiagramme Sequenzdiagramme Zustandsdiagramme Fabian Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /35

5 Pflichtenheft Es gilt Lastenheft Pflichtenheft Pflichtenheft ist Verfeinerung des Lastenhefts Fabian Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /35

6 Aktivitätsdiagramm Beschreibt mögliche Abläufe Kann beispielsweise beschreiben: Geschäftliche Prozesse Anwendungsfälle Algorithmen Fabian Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /35

11 Beispiel Fabian Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /35

12 Komponenten, Teil 1 Aktionen elementar verschachtelt Knoten Startknoten Endknoten Ablaufende Fabian Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /35

13 Komponenten, Teil 2 Entscheidung (Bedingte Verzweigung) Zusammenführung (Oder-Verknüpfung) Teilung (Aufteilung eines Kontrollflusses) Synchronisation (Und-Verknüpfung) Fabian Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /35

14 Aufgabe 1 Zunächst lesen die Studenten H. und M. jeder für sich gleichzeitig die Aufgabenstellung der aktuellen Programmieraufgabe durch. Nachdem beide Studenten den Aufgabentext gelesen haben, besprechen sie gemeinsam die Strategie für das weitere Vorgehen. Sind die beiden Studenten nicht motiviert, die Aufgabe zu lösen, hören sie sofort auf. Haben sie Motivation, dann öffnet H. Eclipse und beginnt danach unmittelbar zu programmieren. Während H. Eclipse startet, öffnet M. Firefox und beginnt, den aktuellen Star-Trek-Film herunter zu laden und unterdessen den Failblog zu lesen. Sobald H. die Lösung fertig programmiert hat und M. den Film fertig heruntergeladen oder genug im Failblog gelesen hat, besprechen beide Studenten gemeinsam die Lösung. Danach geben H. und M. die Lösung getrennt voneinander ab, worauf die Programmieraufgabe für sie beendet ist. Modellieren Sie das gegebene Szenario als UML-Aktivitätsdiagramm. Kennzeichnen Sie, welche Aktivitäten von H., welche von M. und welche von beiden ausgeführt werden. Objektflüsse müssen Sie nicht modellieren. Fabian Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /35

15 Musterlösung Fabian Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /35

16 Aufgabe 2 Modellieren Sie das nachfolgende Szenario, das ein Rennen der Formel-SWT beschreibt, unter Berücksichtigung der abgebildeten Rennstrecke als UML-Aktivitätsdiagramm. Nach dem Start beginnt die erste Runde. In dieser und in jeder folgenden Runde kann sich der Fahrer entscheiden, ob er an die Box kommen oder die Runde fahren möchte. Nach der letzten Runde ist das Rennen unmittelbar beendet. Der Boxenstopp beginnt damit, dass der Fahrer den Rennwagen auf die in der Boxengasse erlaubte Höchstgeschwindigkeit abbremst. Anschließend parkt er seinen Rennwagen in der Box. Sobald der Rennwagen steht, wird er von einem Mitarbeiter der Boxencrew angehoben. Danach werden von vier weiteren Mitarbeitern der Boxencrew gleichzeitig die Räder gewechselt, wobei sich jeder Mitarbeiter um jeweils ein Rad kümmert. Neben dem Radwechsel wird der Rennwagen frisch betankt, was ebenfalls ein dedizierter Mitarbeiter erledigt. Sobald alle vier Räder gewechselt sind, kann der Rennwagen abgelassen werden. Der Fahrer fährt los, sobald der Rennwagen abgelassen und der Tankvorgang beendet wurde. Sobald der Fahrer das Ende der Boxengasse erreicht hat, beschleunigt er den Rennwagen auf Renntempo und fährt die Runde zu Ende. Wenn beim Überqueren der Start-/Ziellinie das Rennen nicht abgewunken wurde, geht der Fahrer auf die nächste Runde, ansonsten ist das Rennen beendet. Verwenden Sie bei Ihrer Modellierung korrekte UML-Notation und geben Sie zusätzlich an, welche Aktivitäten in den Verantwortungsbereich des Fahrers fallen und welche in den der Boxencrew. Fabian Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /35

18 Fragerunde 1 Beim Aktivitätsdiagramm werden Pfeile verwendet. Fabian Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /35

19 Fragerunde 1 Beim Aktivitätsdiagramm werden Pfeile verwendet. Wahr 2 Aktivitätsdiagramme unterstützen keine Nebenläufigkeit. Fabian Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /35

20 Fragerunde 1 Beim Aktivitätsdiagramm werden Pfeile verwendet. Wahr 2 Aktivitätsdiagramme unterstützen keine Nebenläufigkeit. Falsch 3 In UML-Aktivitätsdiagrammen unterscheidet man zwischen Objektund Kontrollflüssen. Fabian Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /35

21 Fragerunde 1 Beim Aktivitätsdiagramm werden Pfeile verwendet. Wahr 2 Aktivitätsdiagramme unterstützen keine Nebenläufigkeit. Falsch 3 In UML-Aktivitätsdiagrammen unterscheidet man zwischen Objektund Kontrollflüssen. Wahr Fabian Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /35

22 Sequenzdiagramm Modelliert möglichen Ablauf eines Anwendungsfalls Fokus auf zeitlichem Verlauf der Nachrichten Zeit verläuft von oben nach unten Nachrichten werden durch Pfeile dargestellt Nachrichten sind äquivalent mit Methodenaufrufen in Java Fabian Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /35

28 Komponenten Lebenslinie senkrecht eine pro Objekt Nachrichtentypen Synchrone Nachrichten Antworten (optional) Asynchrone Nachrichten Steuerungsfokus dicker Balken über Lebenslinie zeigt Aktivität von Objekten an Fabian Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /35

31 Aufgabe Bernd Bruegge fühlt sich nicht wohl und möchte sich untersuchen lassen, um eine Diagnose zu erhalten. Er geht dazu ins Krankenhaus und meldet sich an der Patientenaufnahme an. Während der Sachbearbeiter an der Patientenaufnahme die Krankenakte anlegt, füllt Bernd B. den Anamnesebogen aus, den ihm der Sachbearbeiter gegeben hat. Nachdem Bernd B. den ausgefüllten Bogen dem Sachbearbeiter zurückgegeben hat, wird Bernd B. vom Arzt untersucht. Dazu nimmt er Bernd B. zunächst Blut ab. Während das Labor das Blut analysiert, führt der Arzt bei Bernd B. eine Auskultation durch. Schließlich bekommt Bernd B. vom Arzt seine Diagnose. Modellieren Sie das gegebene Szenario als UML-Sequenzdiagramm im Kasten auf der nächsten Seite (Querformat!). Verwenden Sie bei Ihrer Modellierung korrekte UML-Notation. Achten Sie bei Ihrer Modellierung darauf, auf welchen Objekten die Methoden sinnvollerweise aufgerufen werden müssen. Geben Sie ggf. Argumente der Methoden an. Fabian Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /35

32 Musterlösung (Alternative im Diagramm: Patientenaufnahme ruft Arzt.untersuchen() auf. Insbesondere aber ist die Methode untersuchen() keine Methode auf Patient.) Fabian Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /35

33 Fragerunde 1 Im Sequenzdiagramm zeigen Pfeile von dem Objekt weg, auf dem die angegebene Methode aufgerufen wird. Fabian Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /35

34 Fragerunde 1 Im Sequenzdiagramm zeigen Pfeile von dem Objekt weg, auf dem die angegebene Methode aufgerufen wird. Falsch 2 Sequenzdiagramme skizzieren einen ganz konkreten Ablauf eines Anwendungsfalls. Fabian Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /35

35 Fragerunde 1 Im Sequenzdiagramm zeigen Pfeile von dem Objekt weg, auf dem die angegebene Methode aufgerufen wird. Falsch 2 Sequenzdiagramme skizzieren einen ganz konkreten Ablauf eines Anwendungsfalls. Wahr 3 In Sequnzdiagammen: Rückgabewerte können an den Rückführungspfeilen angegeben werden. Fabian Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /35

36 Fragerunde 1 Im Sequenzdiagramm zeigen Pfeile von dem Objekt weg, auf dem die angegebene Methode aufgerufen wird. Falsch 2 Sequenzdiagramme skizzieren einen ganz konkreten Ablauf eines Anwendungsfalls. Wahr 3 In Sequnzdiagammen: Rückgabewerte können an den Rückführungspfeilen angegeben werden. Wahr 4 UML-Sequenzdiagramme unterstützen Nebenläufigkeit. Fabian Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /35

37 Fragerunde 1 Im Sequenzdiagramm zeigen Pfeile von dem Objekt weg, auf dem die angegebene Methode aufgerufen wird. Falsch 2 Sequenzdiagramme skizzieren einen ganz konkreten Ablauf eines Anwendungsfalls. Wahr 3 In Sequnzdiagammen: Rückgabewerte können an den Rückführungspfeilen angegeben werden. Wahr 4 UML-Sequenzdiagramme unterstützen Nebenläufigkeit. Wahr Fabian Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /35

38 Zustandsdiagramm Endlicher Zustandsautomat Besteht aus Zuständen und Zustandsübergängen Methoden können Übergang verursachen Bei Betreten/Verlassen eines Zustands aufgerufen werden Fabian Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /35

43 Beispiel/Komponenten Fabian Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /35

44 Hierarchie Fabian Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /35

45 Gedächtnis ( Hirn ) Fabian Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /35

46 Nebenläufigkeit Während System im Zustand G verweilt, kann es alle Zustandskombinationen aus E F annehmen Fabian Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /35

47 Aufgabe 1 Gegeben ist der folgende UML-Zustandsautomat. Geben Sie an, in welcher Zustandskombination sich der Zustandsautomat, jeweils ausgehend vom Startzustand, nach den beiden Eingabefolgen befindet. a, b, c, c c, c, a, b, b, a, c, c, a Fabian Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /35

48 Musterlösung a, b, c, c A D c, c, a, b, b, a, c, c, a B C Fabian Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /35

49 Aufgabe 2 Wandeln Sie den unten abgebildeten UML-Zustandsautomaten durch Zusammenlegen der Zustände A B und A C zu einem neuen Zustand A in einen äquivalenten hierarchischen Zustandsautomaten um. Hinweis: Beachten Sie, dass die gleiche Eingabefolge in Ihrem transformierten Automaten zu einem äquivalenten Zustand führt, wie im Originalautomaten (z.b.: Start 1, 2, 3, 1 C). Fabian Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /35

51 Fragerunde 1 Zustandsdiagramme halten immer. Fabian Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /35

52 Fragerunde 1 Zustandsdiagramme halten immer. Falsch 2 Ein Zustandsdiagramm hat nur endlich viele Zustände. Fabian Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /35

53 Fragerunde 1 Zustandsdiagramme halten immer. Falsch 2 Ein Zustandsdiagramm hat nur endlich viele Zustände. Wahr 3 Jeder Zustand kann eine entry/exit-methode angeben. Fabian Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /35

54 Fragerunde 1 Zustandsdiagramme halten immer. Falsch 2 Ein Zustandsdiagramm hat nur endlich viele Zustände. Wahr 3 Jeder Zustand kann eine entry/exit-methode angeben. Wahr 4 Nebenläufige Zustandsdiagramme sind echt mächtiger als normale Zustandsdiagramme. Fabian Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /35

55 Fragerunde 1 Zustandsdiagramme halten immer. Falsch 2 Ein Zustandsdiagramm hat nur endlich viele Zustände. Wahr 3 Jeder Zustand kann eine entry/exit-methode angeben. Wahr 4 Nebenläufige Zustandsdiagramme sind echt mächtiger als normale Zustandsdiagramme. Falsch 5 Das H in Zustandsdiagrammen mit Gedächtnis steht für Hirn. Fabian Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /35

56 Fragerunde 1 Zustandsdiagramme halten immer. Falsch 2 Ein Zustandsdiagramm hat nur endlich viele Zustände. Wahr 3 Jeder Zustand kann eine entry/exit-methode angeben. Wahr 4 Nebenläufige Zustandsdiagramme sind echt mächtiger als normale Zustandsdiagramme. Falsch 5 Das H in Zustandsdiagrammen mit Gedächtnis steht für Hirn. Falsch 6 Das Lastenheft ist eine Verfeinerung des Pflichtenhefts. Fabian Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /35

57 Fragerunde 1 Zustandsdiagramme halten immer. Falsch 2 Ein Zustandsdiagramm hat nur endlich viele Zustände. Wahr 3 Jeder Zustand kann eine entry/exit-methode angeben. Wahr 4 Nebenläufige Zustandsdiagramme sind echt mächtiger als normale Zustandsdiagramme. Falsch 5 Das H in Zustandsdiagrammen mit Gedächtnis steht für Hirn. Falsch 6 Das Lastenheft ist eine Verfeinerung des Pflichtenhefts. Falsch Fabian Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /35

58 Linguistische Analyse Beschreibt Verfahren zur Abbildung von Text auf Klassendiagramme Vorgehen mittels Zuordnung von Wörtern auf Rollen Details auf Vorlesungsfolien Fabian Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /35

59 Nächstes Übungsblatt Nicht vom Umfang abschrecken lassen (Don t panic!) Dieses Mal großer Theorie- und kleiner Praxisteil Fabian Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /35

60 Fragen? Nächstes Tutorium: Montag, Nächstes Thema: Entwurfsmuster Bei Fragen jeglicher Art entweder jetzt melden, nach dem Tutorium auf mich zu kommen, oder mir eine E-Post schreiben. Vielen Dank. Fabian Miltenberger Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme /35