OOM

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OOM

Paul WeishauptAkademie für Lehrerfortbildung und Personalführung, Dillingen

Dillingen, 28.09.04Quellen: Freiberger, Wiedemann, Heidrich

Objektorientierte Modellierung

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Überblick

• Grundlagen– Vom Problem zur Lösung - Objektorientierung

• Struktur– Assoziation-Kardinalität-Vererbung

• Interaktion– Kapselung-Botschaft-Sequenzdiagramm

• Zusammenfassung

3

Ziele

• Grundlagen– Modellbegriff– Modellierung– Systemanalyse– Abstraktes Modell– Reales Modell– Objekt– Klasse

4

Original - Modell

Original Modell

Subjekt

Quelle: Stachowiak 1974 Allgemeine Modelltheorie (AMT)

Was ist relevant?

Zu welchem Zweck?

Wer braucht das Modell und wann?

5

Original - Modell

relevant relevant

Subjekt

Quelle: Stachowiak 1974 Allgemeine Modelltheorie (AMT)

Was ist relevant?

Zu welchem Zweck?

Wer braucht das Modell und wann?

Nicht relevant

Original Modell

Zusätze

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Modellierung- Modellierung: Abbildung eines realen

oder geplanten Systems auf ein Modell.

- Modell: Abstrahierte Beschreibung eines Systems, das die für eine bestimmte Zielsetzung wesentlichen Eigenschaften des Systems enthält.

- Ziel: Leichtere formale Beschreibung und größere Anschaulichkeit als das reale System.

Struktur, Verhalten und Interaktionen

7

reales System

abstraktes Modell

reales ModellRepräsentation

Systemanalyse

Modellbildung

AbgrenzungAbstraktionIdealisierungAggregationStrukturanalyse

Basiskonzepteder Informatik

Weg zum Modell

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Beispiel: SportvereinEin ländlicher Sportverein, bei dem die Mitglieder aus vielen umliegenden Gemeinden kommen, benötigt eine Computerprogramm, mit dem sich Verwaltungsvorgänge einfach und schnell durchführen lassen.

Z. B. Listen erstellen, Adressen ausdrucken, Beiträge einfordern, Informationen an Mitglieder schnell weitergeben, usf.

reales System

abstraktes Modell

AbgrenzungAbstraktionIdealisierungAggregationStrukturanalyse

reales ModellRepräsentation

Basiskonzepteder Informatik

9

143

Vorname = AnitaNachname = KlaubGeburtsdatum = 1.6.80Geschlecht = wGröße = 1,67

34

Vorname = Inge Nachname = SchmidtGeburtsdatum = 3.8.87Geschlecht = w

1201

Vorname = Klaus Nachname = MaierGeburtsdatum = 22.2.82Geschlecht = mBeruf = Arzt

1203

Vorname = Hans Nachname = HuberGeburtsdatum = 12.3.81Geschlecht = mFahrzeug = Fahrrad

2

SportName = Schwimmen Beitrag = 45

4

SportName = Fußball Beitrag = 35

12

SportName = Turnen Beitrag = 55

2

OName = Brugschlag PLZ = 85368

7

OName = Attenkirchen PLZ = 85358

4

OName = Nandlstadt PLZ = 85364

Abgrenzung

400

Fahrzeug = Golf Baujahr = 2002

BezeichnerAttribute, Attributwerte


10

Abstraktion 2

SportName = Schwimmen Beitrag = 45

4

SportName = Fußball Beitrag = 35

12


2

OName = Brugschlag PLZ = 85368

7

OName = Attenkirchen PLZ = 85358

4


143: Vorname = AnitaNachname = KlaubGeburtsdatum = 1.6.80Geschlecht = w

34:


1201: Vorname = Klaus Nachname = MaierGeburtsdatum = 22.2.82Geschlecht = m

1203

Vorname = Hans Nachname = HuberGeburtsdatum = 12.3.81Geschlecht = m

Was ist gleich? Was ist verschieden?Was lässt sich vereinfachen?

1203

...Fahrzeug = Fahrrad

Idealisierung


11

Objekte -> Abstraktion -> Klassen

143: Vorname = AnitaNachname = KlaubGeburtsdatum = 1.6.80Geschlecht = w

34:


1201: Vorname = Klaus Nachname = MaierGeburtsdatum = 22.2.82Geschlecht = m

1203

Vorname = Hans Nachname = HuberGeburtsdatum = 12.3.81Geschlecht = m...

2: SportName = Tennis Beitrag = 45

12


2: 7:

4


Reduktion der Komplexität


12

MITGLIED

Vorname : TextNachname : TextGeburtsdatum : DatumGeschlecht : Zeichen

Klasse, Attribut, Wertebereich

SPORTART

SportName : TextBeitrag : Zahl

ORT

OName : TextPLZ : Text

Reduktion der Komplexität

Klassenbildung

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Klassifizierung von Grafikobjekten

G y m n a s i u m

Klasse Objekte typische Attribute

RECHTECK Gymnasium, Turnhalle

Breite, Länge

KREIS Baum1, Baum2, Baum3

Radius, Mittelpunkt

LINIENZUG Pausenhof, Straße Liniendicke, Linienfarbe

TEXTFELD Gymnasium-Text, Realschule-Text

Text, Schriftart, Größe

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Patient hat Vorname, Nachname.., Herz und Knochen. Das Herz kann schlagen und seinen Zustand zeigen.

Beispiel: Ein Patient soll mit seinen Körperfunktionen simuliert werden

Beispiel: Patient

PATIENT


HERZ

Volumen: ZahlZustand : Text

KNOCHEN

Name: TextZustand : Text

PATIENT


gibName()gibAlter()

HERZ


schlage()zeigeZustand()Verhalten

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MITARBEITERNameKleidungAbteilungNameNennen ()AbteilungMerken (Abt)AbteilungNennen ()KleidungNennen ()

m1:MITARBEITERName = HuberKleidung = SakkoAbteilung = VerwaltungNameNennen ()AbteilungMerken (Abt)AbteilungNennen ()KleidungNennen ()

Objekterzeugen

Klasse

m2:MITARBEITERName = MüllerKleidung = PulloverAbteilung = ServiceNameNennen ()AbteilungMerken (Abt)AbteilungNennen ()KleidungNennen ()

Objekte (Exemplare)- alle Objekte einer Klasse besitzen dieselben Attribute, jedoch i. A. unterschiedliche Attributwerte

- alle Objekte einer Klasse verwenden dieselben Methoden

Objekte und Klassen

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ObjektBez : KLASSENBEZ

Attribut = Wert

Methode()

Ein Objekt ist ein individuelles und identifizierbares Exemplar von Dingen, Personen oder Begriffen der realen Welt oder der Vorstellungswelt.

Es besitzt festgelegte Eigenschaften und reagiert mit einem definierten Verhalten auf seine Umwelt.

Die Eigenschaften werden durch seine Attributwerte, das Verhalten durch seine Methoden (Operationen) festgelegt.

Objekt

Statisch (hat was)

Dynamisch (kann was)

Identität (ist was)

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KLASSENBEZ

Attribut1Attribut2 :AttributN

Methode1 ()Methode2 () :MethodeM ()

Eine Klasse beschreibt die Gemein-samkeiten einer Menge von Objekten mit denselben Eigenschaften und demselben Verhalten.

Attribute beschreiben die Eigen-schaften. Alle Objekte einer Klasse besitzen dieselben Attribute, jedoch i.a. unterschiedliche Attributwerte.

Alle Objekte einer Klasse verwenden dieselben Methoden (Operationen).

Es gibt einen Mechanismus zum Erzeugen von Objekten.

Klasse

18

Ziele

• Struktur– Aggregation– Assoziation– Kardinalität– Aggregation, Komposition– Vererbung

19 Diese Zusammenfassung heißt Aggregation. Sie verringert die Komplexität des Modells.

KNOCHEN


Jedes Objekt der Klasse PATIENT enthält ein Objekt der Klasse HERZ und mehrere Objekte der Klasse KNOCHEN.

Beispiel: Patient

HERZ


schlage()zeigeZustand()

PATIENT


gibName()gibAlter()

20

KNOCHEN


In dem Modell enthält jeder Patient mehrere Knochen und ein Herz.

Aggregation

HERZ


schlage()zeigeZustand()

PATIENT


gibName()gibAlter()

*

1

enthält KLEIDUNG

Name: TextFarbe : Text

21

? Aufgabenstellung ?

Objekt1 Objekt2 Objekt3 Objekt4 Objekt5 Objekt6

Objekt7 Objekt8 Objekt9 Objekt10 Objekt11 Objekt12

Beziehungsbündel

Klasse1 Klasse2 Klasse3

Attribute

Methoden

Attribute

MethodenBeziehungs-bündel

22

Die Abhängigkeiten zwischen Objekten werden durch Objekt-beziehungen beschrie-ben.

o1

o2

o3

o4o5o6o7o8o9

Objekte der

KLASSE1

o4OBeziehung >

o1

o5o2OBeziehung >

OBeziehung >

Objektdiagramm

Maxunterrichtet >

Huber

IngeMeierunterrichtet >

unterrichtet >

Objekte der

KLASSE2

Assoziation

23

KLASSE1 KLASSE2Beziehung >

Klassendiagramm

Die Menge aller gleich-artigen Beziehungen zwischen Objekten ist eine Assoziation (Beziehungsmenge, Klassenbeziehung, Beziehung).

AssoziationDie Abhängigkeiten zwischen Objekten werden durch Objekt-beziehungen beschrie-ben.

o1

o2

o3

o4o5o6o7o8o9

Objekte der

KLASSE1Objekte der

KLASSE2

24

KLASSE1 KLASSE2Beziehung > *

Die Kardinalität gibt an, mit wie vielen anderen Objekten ein Objekt einer bestimmten Klasse in einer konkreten Beziehung steht.

1 genau eines0..1 keines oder eines* eines oder mehrere0..* keines oder eines oder mehrere

Kardinalität

25

LEHRER FACHunterrichtet in > *

In einer Schulklasse :

< wird gelehrt1

Assoziation - Beispiel

26

LEHRER SCHULKLASSEist in > n

In der Schule :

SCHÜLER< hatm

enthält > n

< ist Teilvon

1


LEHRER SCHULKLASSEist in > *

SCHÜLER< hat*

enthält > *

< ist Teilvon

1

oder

27

AUTOHerstellerBaujahrFahrstreckeTankinhalt

BaujahrNennen ()Tanken (AnzLiter)Fahren (AnzKM)VerbrauchBerechnen ()

MITARBEITERNameAbteilungFührerschein

NameNennen ()

wird benutzt > 0..1

0..1

REIFENGrößeProfilartProfiltiefe

GrößeNennen ()

enthält > 5

MOTORBauartHubraumLeistung

HubraumNennen ()

enthält > 1


0..1

0..1

28

Oberklasse

Unterklasse3

Die Vererbung ist eine gerichtete Beziehung zwischen Klassen, wobei eine Unterklasse die Attribute und Operationen von einer (oder mehreren) Oberklasse übernimmt („ist ein“).Die Unterklasse definiert im Allgemeinen weitere Attribute und Operationen. Außerdem kann sie geerbte Operationen redefinieren (überdecken).

Unterklasse2Unterklasse1

Vererbung

29

PERSONNameGeschlechtGeburtsdatum

GeburtsdatumNennen ()AlterBerechnen ()LohnBerechnen ()

VERTRETERGrundgehaltKundenUmsatz

UmsatzNennen ()LohnBerechnen ()

ARBEITERAbteilungArbeitszeitStundenlohn

AbteilungNennen ()LohnBerechnen ()

Vererbung - Beispiel

30

Ziele

• Interaktion– Kapselung – Botschaft– Sequenzdiagramm

31

Die Attributwerte (Daten) eines Objekts können nur über Methoden gelesen und verändert werden.

Daten

Botschaft

Datenkapselung

Kto201345.BetragAbbuchen(10000,00)

Kto201345

BetragAbbuchen(Betrag)

Z. B. können so Sicherheitsaspekte von der Methode berücksichtigt werden.

32

Eine Botschaft (Nachricht) ist eine Aufforderung eines Senders (client) an einen Empfänger (server) eine Dienstleistung zu erbringen.

Der Empfänger interpretiert diese Botschaft und führt eine Methode aus.

Die Botschaft besteht in der Regel aus dem Namen der Methode und den Zusatzinformationen (Argumente, Parameter), die diese Aktion benötigt.

Botschaft

33

Botschaft

Botschaft

Daten

Daten

Datenaustausch

34

Sequenzdiagram

:Fahrer :Polizist :Auto:Alkomat

sd Polizeikontrolle

Schlangenlinien fahren

anhalten

anhalten:ok

Personalien prüfen

Fahrzeugpapiere prüfen

Personalien prüfen:ok

Fahrzeugpapiere prüfen:ok

par

35

Zusammenfassung

• Grundlagen– Vom Problem zur Lösung - Objektorientierung

• Struktur– Objekt-Klasse-Assoziation-Kapselung

• Interaktion– Kapselung-Botschaft-Sequenzdiagramm

• Zusammenfassung

36


Ende

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