Software Engineering Analyse und Analysemuster

Transkript

1 Software Engineering Analyse und Analysemuster Prof. Adrian A. Müller, PMP, PSM 1, CSM Fachbereich Informatik und Mikrosystemtechnik 1

2 Klassendiagramme in der Analyse Im Rahmen der Anforderungsanalyse werden Klassendiagramme verwendet, um die fachlichen Zusammenhänge zu dokumentieren, wie sie in dem System abgebildet werden sollen Analysediagramme enthalten daher nur fachliche Klassen, die den Anwendungsbereich der Software abbilden, keine softwaretechnischen Klassen Fachliche Klassen: Kunde, Konto, Produkt, Bestellung, Softwaretechnische Klassen: Klassen zur Datenbankanbindung, zur Anzeige von Benutzerdialogen, zur Verwaltung von Objekten, zur internen Kommunikation, 2

3 Klassendiagramme in der Analyse Implementierungsdetails werden in Analysemodellen meist weg gelassen (es sei denn, sie sind auch fachlicher Sicht wichtig). Beispiele für weg gelassene Details Sichtbarkeiten, Datentypen, Parameter, Navigationsrichtungen Detail-Methoden, z. B. interne Methoden (die nur von anderen Methoden aufgerufen werden), Getter, Setter, u. ä. Attribute und Operationen tragen oft eher fachlich orientierte Bezeichnungen Z. B. LegeBuchAn als Name für einen Konstruktor Auch ein Analyse-Klassendiagramm soll prinzipiell implementierbar sein (wenn man die weg gelassenen Details hinzufügt) 3

4 Analyse- und Entwurfsklassendiagramm Analysediagramm Fachlich relevante Zusammenhänge Entwurfsdiagramm Spiegelbild des Codes 4

5 Vorgehen zur Entwicklung von Klassendiagrammen in der Analyse Mögliche Ausgangspunkte und Informationsquellen Use Case-Diagramme und Beschreibungen Vorhandene Dokumentationen und Ablaufbeschreibungen Vorhandene Systeme, Formulare u. ä. Interviews Fachquellen (Literatur, technische Beschreibungen, Normen, Gesetze, ) 5

6 Verschiedene Typen von Klassen Boundary-Klassen (optional) Repräsentieren das spätere (User) Interface. Werden verwendet, wenn die Funktionen, die dem User zur Verfügung gestellt werden, explizit dokumentiert werden sollen. Control-Klassen Leiten Anfragen an andere Klassen weiter, führen Berechnungen u. ä. durch. Tragen selbst meist kaum Attribute. Können andere Klassen kennen, z. B. alle Klausuren etc. Im ersten Schritt kann man für jeden Use Case eine Control- Klasse anlegen. Später: Aufteilen bzw. Zusammenfassen möglich. Entity-Klassen Beinhalten die eigentlichen Informationen und Operationen zum Bearbeiten dieser Informationen 6

7 Fachliches Klassendiagramm für einen Use Case Noten eintragen 7

8 Beispiel: Teilnehmer hinzufügen als Sequenzdiagramm Operationen sollten in der Klasse untergebracht werden, die gerade genug Informationen hat, um die Aufgabe zu erbringen. Hier: Die Klasse Klausur verfügt über genug Informationen, um die Anmeldung anzulegen 8

9 Gegenbeispiel: Allwissende Klasse Die Klasse NotenVerwaltung ist allwissend. Sie muss z. B. die Details der Anmeldung kennen. Probleme damit Falls sich Details bzgl. der Anmeldung ändern, ist nicht nur die Klasse Klausur, sondern auch die Klasse NotenVerwaltung betroffen 9

10 Sukzessive Verfeinerung des Klassendiagramms Mögliche Fragen 1. Welche Eigenschaften gehören zusammen und können daher zu einer Klasse zusammengefasst werden? 2. Über welche Objekte des Anwendungsbereichs müssen Informationen gespeichert werden? Welche Klassen eignen sich dafür? 3. Welche Klassen eignen sich zur Aufnahme bestimmter Operationen? 4. Umfasst ein Klassenkandidat mehrere unterschiedliche Aspekte, die man besser in getrennte Klassen auslagert? 5. Mit welchen anderen Objekten steht ein Objekt in Beziehung? Gilt die Beziehung immer? Mit wie vielen Objekten kann eine Beziehung bestehen? Dies sind Kandidaten für Assoziationen. 6. Wie lassen sich die einzelnen Anforderungen mit den bisherigen Klassen abbilden? Können alle Use Cases durchgeführt werden? Sind Erweiterungen notwendig? 7. Gibt es Gemeinsamkeiten, die mit Hilfe von Vererbung abgebildet werden können? 10

11 Analysemuster Muster (Patterns) Beschreiben wiederkehrende Problemstellungen und ihre Lösungen Unterstützen Wiederverwendung Sammlungen von OO-Mustern existieren hauptsächlich für Entwurfs-Modelle, aber auch für Analyse sinnvoll Ein Analysemuster umfasst eine Gruppe von Klassen mit fest stehenden Verantwortlichkeiten und Interaktionen Typen von Analysemustern: Anwendungsspezifische (z. B. für Finanzsysteme) Allgemeine Im folgenden werden einige allgemeine Muster vorgestellt (entnommen aus Heide Balzert: Lehrbuch der Objektmodellierung, teilweise modifiziert) 13

12 Muster Exemplartyp Typ, beschreibt den identischen Aufbau aller Exemplare Das einzelne Exemplar, das selbst nur wenige Informationen trägt, wie z. B. einen eindeutigen Identifizierer (in der Bibliothek die Signatur) 14

13 Muster Liste Container, verwaltet die Liste Je nach konkretem Fall gewöhnliche Assoziation, Aggregation oder Komposition verwendbar. Listen-Element 15

14 Muster Historie Ausgangspunkt: Augenblickliche Tätigkeit. Bei einem Wechsel der Tätigkeit gehen Informationen über frühere Tätigkeiten verloren. Lösung : Historie Zusatzbedingung: Zu jedem Zeitpunkt hat ein Angestellte nur eine Tätigkeit. 16

15 Muster Gruppe und Gruppenhistorie Gruppe Gruppenhistorie Zusatzbedingung: Zu jedem Zeitpunkt gehört ein Angestellter nur einer Abteilung an. In diesem Beispiel darf es mehrere Zugehörigkeiten für dasselbe Angestellten- Abteilungs-Paar geben. Man kann nämlich auch in eine frühere Abteilung zurückkehren. 17

16 Muster Wechselnde Rollen : Ausgangspunkt Abstrakte Klasse. Ein Arzt ist entweder niedergelassen oder angestellt. Problem: Was passiert, wenn ein niedergelassener Arzt zu einem angestellten Arzt wird oder umgekehrt? 18

17 Muster Wechselnde Rollen Konkrete Klasse. Für jeden Arzt gibt es ein Objekt, das auch bei einem Wechsel der Tätigkeit bestehen bleibt. Abstrakte Klasse Status. Attribut zeitraum : Muster Historie ist integriert Die niedergelassene oder angestellte Tätigkeit ist nun ein Status des Arztes. Im Laufe der Zeit kann er unterschiedlichen. Tätigkeit nachgehen. Zusatzbedingung: Zu jedem Zeitpunkt kann ein Arzt nur eine Tätigkeit haben. 19

18 Aufgabe Erstellen Sie ein Objektdiagramm für einen Arzt, der zuerst angestellt ist, dann niedergelassen und später wieder zu einer Angestelltentätigkeit wechselt. 20

19 Muster Baugruppe Zusammensetzung von bestimmten Objekten, wobei die spezifischen Attribute und Eigenschaften der Objekte berücksichtigt werden 21

20 Muster Stückliste Produkttyp, also z. B. Ford Focus, nicht das einzelne Exemplar Vorschrift, wie ein bestimmtes Produkt zusammengesetzt wird. Mann kann beliebige Produkttypen hinzufügen, allerdings stehen keine speziellen Funktionen für bestimmte Produkttypen zur Verfügung (anders als bei der Baugruppe) 22

21 Muster Verwendungsnachweis Das einzelne Exemplar, also z. B. ein physisches Fahrzeug mit einer eindeutigen Fahrgestellnummer. Stellt dar, welche einzelnen physischen Exemplare in welche anderen Exemplare eingebaut sind. 23

22 Auswahl der Muster Baugruppe, Stückliste und Verwendungsnachweis beziehen sich auf ähnliche Sachverhalte Verwende die Baugruppe, wenn der Typ der betrachteten Produkte eindeutig fest liegt und spezielle Attribute und Operationen für diese speziellen Typen benötigt werden (z. B. Auto-spezifische Attribute und Operationen) Verwende die Stückliste, Wenn beliebige Produkttypen hinzugefügt werden sollen und die Zusammensetzung im Vordergrund steht, nicht aber die speziellen Eigenschaften des jeweiligen Typs Verwende den Verwendungsnachweis, wenn einzelne Exemplare und ihre Zusammensetzung verwaltet werden sollen, und spezielle Typ-spezifische Eigenschaften keine Rolle spielen 24