Methoden und Architekturen der Softwaretechnik

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1 Joachim Goll Methoden und Architekturen der Softwaretechnik STUDIUM VIEWEG+ TEUBNER

2 Inhaltsverzeichnis Vorwort 7 Wegweiser durch das Buch 11 Inhaltsverzeichnis 17 Begriffsverzeichnis 23 Abkürzungsverzeichnis 45 1 Problembereich und Lösungsbereich Unterschiede zwischen Problembereich und Lösungsbereich Paradigmen der Softwareentwicklung Methoden für die verschiedenen Paradigmen Schritte des Entwicklungsprozesses Inhalt der einzelnen Entwicklungsschritte Anwendungsfunktionen und Entwurfseinheiten Zusammenhang zwischen Requirements und Entwurfseinheiten Zusammenfassung Aufgaben 65 2 Die vier Ebenen des Software Engineerings Vorgehensmodelle Methoden und Modelle Werkzeuge Architekturen Zusammenfassung Aufgaben 80 3 Ausprägungen von Vorgehensmodellen Spezifikationsorientierte Entwicklung Prototyporientierte Entwicklung Agile Softwareentwicklung Spiralmodell zum Einsatz verschiedener Vorgehensmodelle Zusammenfassung Aufgaben Qualität von Softwaresystemen Fehler in Programmen Qualitätsmerkmale Metriken Standards zur Qualitätssicherung Qualitätssicherungsmaßnahmen in der Entwicklung Zusammenfassung Aufgaben Requirements Nutzen von Requirements Techniken für das Aufstellen der Requirements Requirements für das System und seine Zerlegung Arten von Requirements Struktur der Requirements Werkzeuggestützte Verwaltung von Requirements Zusammenfassung 188

3 18 Inhaltsverzeichnis 5.8 Aufgaben Funktionsorientierte Systemanalyse mit der Strukturierten Analyse Grafische Elemente der Strukturierten Analyse Hierarchische Zerlegung der Prozesse in Datenflussdiagramme Das Kontextdiagramm Regeln für das Modellieren mit Datenflussdiagrammen Die Prozessspezifikation Datenbeschreibung im Data Dictionary Besonderheiten bei Datenflüssen Starten von Prozessen Abgrenzung zwischen Essenz und physischen Aspekten Ereignisorientierte Zerlegung nach McMenamin und Palmer Zusammenfassung Aufgaben Funktionsorientierte Systemanalyse mit der Strukturierten Analyse/Echtzeit Eigenschaften von Realzeitsystemen Fähigkeiten von SA/RT Aktivierung und Deaktivierung von Prozessen Unterscheidung von Datenfluss und Steuerfluss Kombinatorische und sequenzielle Maschinen Einheitliches Modell für die Daten- und Steuersicht Beispiele für die Modellierung mit SA/RT Antwortzeitspezifikationen Zustandsautomaten nach Harel Zusammenfassung Aufgaben Datenorientierte Systemanalyse mit dem Entity-Relationship-Modell Beziehungen zwischen Entitäten und deren Multiplizität Begriffe Modellerstellung Aufbau eines Entity-Relationship-Diagramms Zusammenfassung Aufgaben Objektorientierte Grundlagen Besonderheiten des objektorientierten Ansatzes Grundlegende Eigenschaften von Objekten und Klassen Das Konzept der Vererbung Komposition und Aggregation Mehrfachvererbung im Vergleich zu Komposition oder Aggregation Polymorphie Verträge von Klassen Zusammenfassung Aufgaben Objektorientierte Notation mit UML- eine Einführung Geschichte von UML Knoten und Kanten in UML Einführung in Klassen in UML 322

4 Inhaltsverzeichnis DataType, Aufzählungstyp und primitive Typen Statische Beziehungen Zusätze in UML Dokumentation der Klassen und Beziehungen Das Konzept einer Schnittstelle Meta-Metaebene, Metaebene, Modellebene und Datenebene in UML Das Konzept eines Classifier Das Konzept einer Kollaboration Interaktionen und Nachrichtentypen Erweiterungsmöglichkeiten der UML Zusammenfassung Aufgaben Einführung in standardisierte Diagrammtypen nach UML Klassendiagramm Objektdiagramm Anwendungsfalldiagramm Kommunikationsdiagramm Sequenzdiagramm Aktivitätsdiagramm Zustandsdiagramm Komponentendiagramm Verteilungsdiagramm Paketdiagramm Interaktionsübersichtsdiagramm Kompositionsstrukturdiagramm Zeitdiagramm Zusammenfassung Aufgaben Objektorientierte Systemanalyse Überprüfung der Requirements Spezifikation der Geschäftsprozesse und Anwendungsfälle Priorisierung der Anwendungsfälle Erstellung des Kontextdiagramms Neu-Definition der Requirements Erstellung des Anwendungsfalldiagramms Kurzbeschreibung der Anwendungsfälle Erstellen des Klassendiagramms der konzeptionellen Sicht Langbeschreibung der Anwendungsfälle Konzeption der Kommunikationsdiagramme Aufstellen der zustandsbasierten Kommunikationsdiagramme Erstellung des Client/Server-Objektdiagramms Erstellung des Klassendiagramms der finalen Sicht Beispiele Zusammenfassung Aufgaben Entwurfsprinzipien Planbarkeit des Projektverlaufs 552

5 20 Inhaltsverzeichnis 13.2 Handhabbarkeit des Systems Realisierung der modularen Struktur eines Systems Zusammenfassung Aufgaben Funktionsorientierter Systementwurf Die Methode Structured Design Grob- und Feinentwurf Zusammenfassung Aufgaben Datenorientierter Systementwurf Nachteile der Verwendung von Dateien und Vorteile von Datenbanken Zugriffsschnittstellen zu Datenbanken Relationales Datenmodell Abbildung auf Relationen Normalisierung Einführung in die Structured Query Language Constraints Objekt-relationale Abbildung Zusammenfassung Aufgaben Objektorientierter Systementwurf Kommunikationsdiagramme im Schichtenmodell Erweiterung der Schichten des Schichtenmodells Parallele Einheiten und ihre Kommunikation Start-up/Shut-down und Schichtenmodell mit Fabriken und Registry Fehlererkennung, Fehlerbehandlung und Fehlerausgabe Safety und Security Verarbeitung Datenzugriffsschicht mit Datenbank MMI und das Schichtenmodell mit Dialogmanager Kommunikation Zusammenfassung Aufgaben Objektorientierte Entwurfsmuster Das Strukturmuster Adapter Das Strukturmuster Brücke Das Strukturmuster Dekorierer Das Strukturmuster Fassade Das Strukturmuster Kompositum Das Strukturmuster Proxy Das Verhaltensmuster Schablonenmethode Das Verhaltensmuster Befehl Das Verhaltensmuster Beobachter Das Verhaltensmuster Strategie Das Verhaltensmuster Vermittler Das Verhaltensmuster Zustand Das Verhaltensmuster Rolle 761

6 Inhaltsverzeichnis Das Verhaltensmuster Besucher Das Verhaltensmuster Iterator Das Erzeugungsmuster Fabrikmethode Das Erzeugungsmuster Abstrakte Fabrik Das Erzeugungsmuster Singleton Das Erzeugungsmuster Objektpool Zusammenfassung Aufgaben Architekturmuster Das Architekturmuster Layers Das Architekturmuster Pipes and Filters Das Architekturmuster Model-View-Controller Das Architekturmuster Broker Das Architekturmuster Service-Oriented Architecture Zusammenfassung Aufgaben Systementwurf bei aspektorientierter Programmierung Aspektorientierung als neues Paradigma Begriffe der aspektorientierten Programmierung Aspekte und Klassen Weaving Werkzeugunterstützung Zusammenfassung Aufgaben Test und Integration Organisation des Testens Validierung und Verifikation Testen von Dokumenten Testen von Programmen Integration Zusammenfassung Aufgaben 952 Literaturverzeichnis 953 Anhang A: Kurzbeschreibung einiger elementarer Methoden 965 Anhang B: Requirements für das Flughafen-Informationssystem 971 Anhang C: Machbarkeitsanalyse 981 Anhang D: Theorie der Protokollzustandsautomaten 987 Anhang E: Beispiel für einen einfachen Bottom-up Test- und Integrationsplan 993 Index 999

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