Blöcke. Block Definitionsdiagramm. Dr. Beatrice Amrhein

Transkript

1 Blöcke Strukturelemente Block Definitionsdiagramm Dr. Beatrice Amrhein

2 Definition: Block (Systembaustein) Eine Block beschreibt den Aufbau, die Eigenschaften und das Verhalten einer Komponente (eines Systems) Ein Block hat einen Namen und optional verschiedene Abteile wie Bedingungen (constraints), Fähigkeiten oder Verhalten (operations), Subbausteine (parts) oder Werte mit deren Typen (values). Blöcke werden durch Rechtecke (mit den verschiedenen Abteilen/Compartments) dargestellt 2

3 Beispiele: Billet-Automat / KombiBackofen Die verschiedenen Abteile können (je nach Bedarf) vorhanden sein oder fehlen. 3

4 Definition Ein Block Definitionsdiagramm (oder Blockdiagramm) o zeigt die statische Struktur des Systems, o beschreibt, welche Systembausteine (Blöcke, Komponenten) existieren, o definiert die Eigenschaften die der Systembaustein (Block) hat, o in welchen Beziehungen diese Blöcke zueinander stehen. 4

5 Block Definitionsdiagramm Das Blockdefinitions-Diagramm ist ein SysML Strukturdiagramm zur graphischen Darstellung eines Systems: Die Bauteile des Systems (Komponenten) Die benötigten Schnittstellen zwischen den Teilen/Komponenten Die Beziehungen zwischen den Komponenten... 5

6 Verwendung Das Block Definitionsdiagramm Stellt die statische Struktur eines Systems dar Wird zum Beispiel zum Darstellen von Komponenten oder Teilen von Komponenten (Parts) verwendet Zeigt, wie die Komponenten verbunden sind Bildet die Struktur und die Eigenschaften eines Systems ab 6

7 Abteilungen im Block Compartments

8 Verantwortlichkeit Jeder Block hat eine(!) fachliche Aufgabe, einen Zweck oder eine Verantwortlichkeit, welche mit einem kurzen Satz (einer Notiz) beschrieben werden kann. 8

9 Constraints - Compartment An einen Block können Bedingungen gestellt werden. Eine Bedingung (constraint) bezieht sich auf einen Parameter (Eingabe oder Ausgabe) oder einen Wert. Für die Formulierung der Bedingungen ist kein spezieller Formalismus (Sprache) vorgegeben. 9

10 Operations- Compartment Jede Operation (Funktion/Aufgabe) eines Blocks (einer Komponente) hat einen Namen und eine Signatur Argumente (enum, Zeit, Leistung, Typen der Eingabe-Parameter) und einen Rückgabewert (void, String, boolean, Resultat-Typ) 10

11 References - Compartment Zwischen verschiedenen Blöcken können lose Beziehungen (References) bestehen. Diese können entweder in die Abteilung references eingetragen werden, oder durch eine Verbindungslinie zwischen verschiedenen Blöcken dargestellt werden. 11

12 Beziehungen zwischen Blöcken Die Beziehung kann auch als Linie zwischen den Blöcken eingezeichnet werden. Sie kann einen Namen (hier benötigt ) erhalten, um die Art der Beziehung zu erklären. Der Name ist optional und kann weggelassen werden. 12

13 Parts - Compartment In der Parts Abteilung können die einzelnen Teile oder Komponenten eines Blocks aufgelistet werden. Es sind dies alle (grösseren) Bestandteile, welche für das korrekte Funktionieren des Blocks (des Systems, der Komponente) nötig sind. Parts werden mit dem Namen eines anderen Blocks (einer anderen Komponente) bezeichnet. 13

14 Parts: System-Komponenten Um die Teile oder die Komponenten eines Blocks (parts) genauer zu erklären, werden diese als separate Blöcke aus dem inneren des Blocks herausgelöst. Diese Darstellung erlaubt es, die Eigenschaften der Parts separat aufzuzeichnen (grösserer Detaillierungsgrad). 14

15 Verschiedene Darstellungen von Parts Mit den schwarzen Rauten wird angezeigt, dass die beiden Blöcke Heizschlange und Magnetron (innere) Teile oder verbaute Komponenten des Kombi-Backofens sind. 15

16 FlowProperties Die Daten, Informationen, Strom, welche zwischen zwei Blöcken fliessen, werden als FlowProperties definiert. 16

17 Schnittstellen (Port / Interface) Für die Kommunikation zwischen verschiedenen Blöcken (oder mit dem Umsystem) können Schnittstellen (Ports) definiert werden.

18 Ports Die kleinen Vierecke am Rand eines Blocks bedeuten, dass diese eine (Kommunikations-)Schnittstelle nach aussen verwenden oder anbieten. 18

19 Angebotene/Benötigte Schnittstelle Eine benötigte Schnittstelle wird durch einen Halbkreis mit dem Port verbunden. Eine durch einen Block angebotene Schnittstelle (ein Dienst oder Service) wird mit einen Kreis gezeichnet. 19

20 Schnittstellen-Definition Die Schnittstelle selber (die nötigen Operationen, Werte, ) wird dann in einem separaten InterfaceBlock definiert. 20

21 Beziehungselemente in Struktur-Diagrammen Generalisierung Assoziation Multiplizität

22 Definition Eine Beziehung ist eine gegenseitige Verbindung (Link). Die wichtigsten Beziehungsarten sind Spezialisierung (Vererbung) Assoziation/Referenzen o Aggregation o Komposition 22

23 Verwendung Nachdem im Blockdiagramm die verschiedenen Blöcke definiert sind, ist der nächste Schritt die Beschreibung der Beziehungen dieser Blöcke untereinander. In jedem System und darum auch in jedem Strukturdiagrammen stehen gewisse Blöcke in Beziehung zueinander. Die verschiedenen Beziehungselemente helfen dabei, die verschiedenen Arten von Beziehungen zu unterscheiden. 23

24 Spezialisierung Die Spezialisierung gliedert Eigenschaften in einer hierarchischen Ordnung allgemeiner Basisblock spezialisierter abgeleiteter Block Sie vererbt die Eigenschaften des Basisblocks an die spezialisierten Blöcke weiter. Sie wird notiert durch einen weissen Pfeil 24

25 Beispiel: Wasserversorgung Alle Arten von Verbrauchern (Waschbecken-, Dusch-, Badewannen-Wasserhahn) bestehen aus einer Mischbatterie und einem Wasserauslauf. Sie haben alle einen Anschluss, unterscheiden sich aber z.b. bei den Abständen, Anschlussdicken, Formen,... 25

26 Referenz / Assoziation Eine Assoziation beschreibt eine Beziehung oder Verbindung zwischen zwei (verschiedenen) Blöcken, Sie ermöglicht, dass zwei Blöcke miteinander Daten, Signale oder Objekte austauschen können, Sie kann mit einem Namen versehen werden, welche die Beziehung beschreibt 26

27 Komposition Eine Komposition beschreibt, wie sich eine Komponente aus den Einzelteilen zusammensetzt ist eine 0..1 zu n Bedingung (jede Komponente gehört zu genau einem Block) wird mit einer schwarzen Raute notiert. 27

28 Beispiel: Wasserversorgungs-System Die Wasserversorgung besteht aus Wasserrohren für die Zuleitung von heissem und kaltem Wasser. Dieses wird mit der Mischbatterie (Wasserhahn) gemischt und vom Verbraucher benutzt. 28

29 Aggregation Eine Aggregation ist eine Beziehung, die beschreibt wie sich etwas Ganzes aus seinen Teilen (logisch) zusammensetzt besteht aus einem Aggregat und den Einzelteilen ist normalerweise eine 1 zu n Beziehung Die Teile können durch andere Teile (welche andere Anforderungen erfüllen) ersetzt werden. 29

30 Beispiel: Analyse-Gerät Ein Analyse-Gerät wird (je nach gewünschter Anwendung/Aufgabe) mit verschiedenen anderen Komponenten (Extraktoren, Destillations-Geräten, ) modular zusammengesetzt. 30

31 Multiplizität Referenzen oder Assoziationen können mit einer Multiplizität versehen werden. Diese gibt an mit wie vielen Blöcken ein Block verbunden werden kann, bzw. wie viele solche Blöcke für das System benötigt werden. Ausserdem kann ein Name, bzw. eine Bedeutung der Beziehung angegeben werden 31

32 Multiplizitäten 1 genau eine 3 genau drei 0..1 null oder eine 0..3 von null bis drei 0..* beliebig viele (auch null) * beliebig viele (auch null) 1..* eine oder mehrere Default Wert, wenn Angabe fehlt 32

33 Beispiel: Destillationsgerät Dieses Destillationsgerät besteht aus einem Wärmetauscher und zwei Heiz-Boilern und kann mindestens 1 (aber beliebig viele) Abflüsse (Ausgangs-Ventile) haben. 33

34 Beispiel: Billet Automat Ein Billet Automat besteht aus einem Montor, einer Tastatur, einem Drucker (und weiteren Teilen) Er hat optional ein Karten Terminal (für Kartenzahlung) und ebenfalls optional einen Geldprüfer (für Barzahlung). 34