Grundlagen der

Wirtschafts-informatik

Prozess- und Funktionsmodellierung

Marc Schwärzli SS 2011

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• Ein System ist eine Menge von Elementen zwischen denen eine Beziehung besteht.

• Elemente sind nicht weiter zerlegbar, isolierte Elemente existieren nicht.

• Input eines Elements ist die Summe der Einwirkungen durch andere Elemente

• Der Output ist die Summe der Einwirkungen auf andere Elemente

Systeme, Funktionen, Prozesse, Objekte Mit Systemorientierung wird versucht durch Kenntnisse

über Systemzusammenhänge zu einer exakteren Beschreibung der Systemteile und deren Zusammenhänge zu kommen.

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• Systemgerenzen teilen das System von anderen Teilsystemen und der Umwelt ab

• Systemelemente sind Bausteine des Systems• In- und Output sind konkrete Erscheinung der

Wechselwirkung der Systemelemente• Systemzweck ist Grund der Existenz des

Systems.

Kennzeichen eines Systems

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• Bei umfangreichen Beziehungen steigt der Komplexitätsgrad, deshalb wurde die Theorie großer Systeme entwickelt.

Komplexität von Systemen in Abhängigkeit vom Abstraktionsgrad

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• Entwurfsprinzipien:– Optimalität– Reduktion der Komplexität– Arbeitsteilung– Wiederverwendbarkeit– Automatisierung– Integration– Dekomposition und Komposition– Trennung von Funktion und funktionserfüllender Struktur– Strukturdisziplinierung– Modularität (große Objekte werden als austauschbare Module gestaltet).– Abstraktion (Bei Entwurf Fokus auf wesentliche Elemente)

Große Systeme

Systeme mit einer großen Anzahl an Elementen, und/ oder komplizierten Elementen und komplexen Wechselwirkungen werden große Systeme genannt.

• Die strukturelle Verbindung bleiben für definierte Zeiträume weitgehend konstant.

• ZB hierarchische Struktur einer Organisation bleibt gleich, obwohl Mitarbeiter wechseln.

Struktur des Systems

Bilaterale Verbindung der Elemente kennzeichnet die Struktur der Elemente.

Prozesse

Je nach zu erfüllender Aufgabe gehen die Elemente zeitweilige Beziehungen ein, die als Folge mehrstelliger Relationen einen Prozess kennzeichnen.

Funktion

Um in einer Struktur einen entsprechenden Platz ausfüllen zu können, muss das Element eine Dienstleistung anbieten, die auch als Service oder Funktion bezeichnet wird.

• Elemente müssen über weitere Funktionen verfügen, um mehrstellige Relationen in Prozessen zur Erfüllung ihrer Aufgabe eingehen können.

• ZB ein Gruppenleiter muss anleiten können, jedes Mitglied muss kommunizieren können, um den Informationsdurchlauf zu sichern.

Objekte

Ein Objekt ist eine strukturelle Zusammenfassung von Elementen und Relationen.

• Diese können zeitlich und örtlich veränderliche Zustände einnehmen, um Prozesse realisieren zu können.

• Funktionalität eines Objekts ist die Menge der Funktionen, die von einem Objekt ausgeführt werden kann.

• Funktionalität stellt somit die Reaktionsmöglichkeit eines Objekts auf bestimmte Bedingungen dar.

Systemanalyse, -entwicklung, - anwendung

In der Systemanalyse resultieren unterschiedliche Vorgehensweisen aus verschiedenen Sichten auf das System.

• Datensicht:– Betrachtungsgegenstand sind die Daten die entstehen, existieren oder vergehen und mit

anderen Systemen ausgetauscht werden können.• Funktionssicht

– Betrachtungsgegenstand sind Funktionen als Handlungseinheiten zur Erreichung eines Zieles.

• Prozesssicht– Prozesse als Handlungsabläufe zur Veränderung der definierten Zustände von Systemen

und deren Bestandteilen.• Objektsicht

– Objekte sind komplexerer Natur als Systemelemente– Objekte sind Gegenstände der Realität, die ein System bilden und im System miteinander

in Beziehung stehen.– Objekte können physischer Natur sein, wie zB Kunden, Lager oder Artikel oder aber auch

immaterielle Gegenstände sein, wie Prozesse, Relationen oder Überlegungen.

Vorgehensweise bei der Systemanalyse - Vorgehensmodell

Ziel ist eine allgemeine gesicherte Vorgehensweise zu finden.

• 1. Problemstellung• 2. Istanalyse• 3. Sollkonzept• 4. Entwicklung• 5. Integration• Sind Personen beteiligt, so sollten Sie von Anfang bis Ende

einbezogen werden.• Im Sinne einer systematischen Arbeitsweise ist ein

begleitendes Controlling erforderlich.

Das Phasenmodell Das Phasenmodell ist eine weitere mögliche Vorgehensweise zur

Systemanalyse, -entwicklung und -anwendung• 1. Vorschlagsphase

– Formulierung der Aufgabenstellung, der Ziele; Voruntersuchungen, Grundsatzentscheidungen.• 2. Definitionsphase

– Ist-Analyse, Systemabgrenzung, Festlegung der Ziele• 3. Konzeptphase

– Fach- und Datenverarbeitungskonzept, Prüfung auf Integration und Zielkonformität, Entwicklung und Bewertung von Alternativen, Durchführbarkeitsstudien, Wirtschaftlichkeitsnachweis, Verifikation, Auswahlentscheidung, Realisierungsplan.

• 4. Entwurfsphase– Verfeinerung des Realisierungsplanes, Datenorganisation, Detailentwurf

• 5. Realisierungsphase– Programmierung von Standardanwendungen, Programm- und Systemtests, Schulungen, Stammdaten,

Probe• 6. Implementierungsphase

– Systemeinführung, Bestandsdaten, Verbesserung des Betriebsverhaltens. • 7. Wartungsphase

– Stabilisierung, Optimierung, Anpassung.

Objektorientierte Vorgehensweise Ziel der Objektorientierung ist es ein System nach dem

Baukastenprinzip zu organisieren um so hohe Flexibilität, Effizienz, und Wiederverwendbarkeit zu sichern.

• Objekte sind Informationsträger die einen zeitabhängigen Zustand besitzen und je nach Zustand auf eingehende Nachrichten reagieren. Sie verfügen über Attribute und Methoden.

• Attribute sind Eigenschaften, die Objektzustände beschreiben.• Methoden sind Verhaltensmuster eines Objekts in Folge eines

Nachrichteneingangs.• Klassen sind Mengen von Objekten mit mindestens einem

gemeinsamen Attribut/ Methode.

Objektorientierte Vorgehensweise –Weitere Eigenschaften von Objekten

• Zustandsänderungen aufgrund des Sendens und Empfangens von Nachrichten werden Kommunikation genannt.

• Vererbung wird der Vorgang bezeichnet bei dem Attribute von Oberklassen an Unterklassen weitergegeben werden.– Einfache Vererbung: Attribute/Methoden stammen von einer Klasse– Mehrfache Vererbung: Attribute/Methoden stammen von mehreren

Klassen• Polymorphismus bedeutet, dass verschiedene Klassen den

gleichen Namen für Methoden benutzen, die jedoch bei verschiedenen Objekten unterschiedliche Reaktionen auslösen können.

Objektorientierte Vorgehensweise

• Objektorientierte Analyse– Gliederung in Objekte und Klassen, Modellierung mittels Abstraktion– Untersuchung der Problemanforderungen

• Objektorientierter Entwurf– Aufbau einer Objekt- und Systemstruktur (Architektur)– Kapselung der Objekte gegenseitige Beeinflussung erfolgt ausschließlich

über den Austausch von Nachrichten• Objektorientierte Entwicklung

– Umsetzung einer objektorientierten Lösung– Aufbau eines Systems von Objekten und Klassen

• Objekte kommunizieren mittels Methoden• Attribute werden nach Regeln zwischen Klassen vererbt

– Nutzung wiederverwendbarer Objekte – Interna sind sekundär, im Vordergrund stehen Schnittstelle und Verhalten auf Nachrichten

Objektorientierte Vorgehensweise

• Bildung einer Objektschicht– Identifizierung der relevanten Objekte

• Bildung einer Strukturschicht– Darstellung der Beziehungen als Zusammensetzung eines Ganzen und aus seinen

Teilen. • Bildung einer Subjektschicht

– Einführung einer Hilfsebene, in der zu Objekten Subjekte definiert werden, die konkrete Abhängigkeiten zu komplexen Subsystemen zusammenfassen.

• Bildung einer Attributschicht– Zuordnung der Attribute um den Objektzustand und die Abhängigkeiten zu

beschreiben.• Bildung einer Methodenschicht

– Beschreibung des Objektverhaltens der intern und extern relevanten Methoden.

Die Methode nach COAD/YOURDON zur systematischen objektorientierten Analyse

Modellierung und Modell Im Systemtheoretischen Ansatz sind Systeme nicht isoliert, sondern in

Wechselwirkung mit der Umwelt zu sehen.

Modellierung von Unternehmen, Prozessen und

Funktionen

• Traditionelle Analysetechniken:– Das Bilden von Vorstellungen über das Ganze– Prüfen dieser Vorstellungen an Teilen des Ganzen…

Modellierung Ein Modell ist ein abstraktes System, dass ein anderes (meist reales)

System in vereinfachter Weise abbildet.

• Beispiele:– Beschreibung eines

Produktionssystems durch ein Diagramm

– Netzwerkabbildungen– Simulationen,

Animationen

Merkmale von Modellen• Abbildung:

– Modelle sind vereinfachte Abbilder der Originale, denen sie lediglich ähnlich sind.• Strukturgleiche Modelle nennen sich isomorph• Strukturähnliche Modelle homomorph

• Verkürzung– Modelle erfassen nur Merkmale von Originalen, die dem Modellentwickler

wesentlich erscheinen.– Vom Original können daher bewußt wie unbewußt unterschiedliche Modelle

abgeleitet werden.– Gibt es Differenzen zwischen zwei Modellen bei identischer Zielsetzung, so ist

die Qualität der Abbildung meist unbewusst beeinträchtigt worden oder unterschiedlicher Aufwand in der Entwicklung betrieben worden.

• Pragmatik– Modelle sollten einen Nutzen stiften, der einen besseren Einblick ins Original

ermöglicht.

Arten von Modellen

• Beschreibungsmodelle– Zur Darstellung eines Zustandes

• Erklärungsmodelle– Zur Erläuterung realer Systeme oder von

Hypothesen über reale Systeme.• Entscheidungsmodelle– Zur Ableitung bestimmter Aktivitäten zur

Systembeeinflussung.

Klassifizierung von Modellen

• Real- oder Idealmodell– Das Realmodell berücksichtigt stärker Restriktionen aus dem

Verhalten des Originals.• Physische, verbale, grafische, formale Modelle

– Formal Formeln und Gleichungen• Deterministische und stochastische Modelle

– Stochastische Modelle verwenden zumindest eine Zufallsvariable. Eine Wiederholung eines Modellversuches unter gleichen Bedingungen muss nicht zum gleichen Ergebnis führen.

• Statische und dynamische Modelle– Statische Modelle beziehen sich auf einen Zeitpunkt,

dynamische auf einen Zeitablauf.

Modellentwicklung: Modellierung

• Wesentliche Schritte der Vorgehensweise:– Auswahl und Bildung des Modells unter Berücksichtigung der

Zielsetzung, der Eigenschaften des Originals und der konkreten Situation beider.

• Bearbeitung des Modells zur schrittweisen Adaption an das Original, Durchführung von Modellexperimenten und –bewertungen.

• Analogieschlüsse zwischen Modelleigenschaften und Systemverhalten.

• Experimente am Original, um schrittweise die Modellcharakteristik zu verbessernSchlussfolgerungen für künftige Modellierungen.

Vorgehensweise und Fehlerquellen bei der Modellbildung

Methoden zur Prüfung der Qualität von Modellen Mit den nachfolgenden Methoden kann die Gültigkeit bzw die Qualität

von Modellen überprüft werden.

• Verifikation– Prüfung der verwendeten Daten und ihrer richtigen Anwendung im Modell.

Schrittweise Anwendung im Modell bis zum Ergebnis des Modellexperiments.• Kalibrierung

– Angleichung des Modellverhaltens an das Verhalten des Originals unter gleichen Bedingungen mittels Ergebnisvergleich Änderung der Modellparameter

• Sensitivitätsanalyse– Empfindlichkeit der Ergebnisschwankungen durch Parameteränderung

Darstellung der Abhängigkeit zwischen Modellparameter und Modellergebnissen.

• Validierung– Vergleich mit alternativen Methoden oder gleichartiger Originale kann das

Modell für diese Aussagen herangezogen werden.• Vergleich der Ergebnisse aus Modellexperimenten mit Realdaten.

Unternehmensmodell und Geschäftsprozessmodellierung

In einem Unternehmensmodell werden Geschäftsbereiche, Geschäftsprozesse und Organisationsstrukturen eines Unternehmens

abgebildet. Dieses ist wenn vorhanden laufend zu optimierenden.

• Ein Geschäftsprozessmodell ist Teil des Unternehmensmodells. Es ist Grundlage für die weitere Prozessmodellierung.

• Ein Metamodell ist ein integriertes Modell mit verschiedenen Sichten oder Submodellen bestehend aus verschmolzenen separaten Modellen.

• Die oberste Ebene eines Metamodells besteht aus den:– Geschäftsbereichen– Organisationsstrukturen– Geschäftsprozessen

Geschäftsprozessmodellierung

• Ausgangspunkt eines Unternehmensmodells sind die Funktionen (zB Vertrieb, Leitung, …) innerhalb eines Unternehmens.

• Anschließend werden die Prozesse festgelegt, die diesen Funktionen entsprechen.

• Abwechselnde Prozess- und Funktionsmodellierung ist bei komplexen Systemen üblich.

Geschäftsprozess und Prozessmodellierung

• Aus dem Modell des Geschäftsprozesses werden mittels der Prozessmodellierung die einzelnen Prozessmodelle abgeleitet.

• Beispiel– Objekt Vertrieb

(Funktionsbaustein)

Prozessmodell und Funktionsmodellierung Das Prozessmodell ist die Basis für die Funktionsmodellierung, das Funktionsmodell wiederum ist Grundlage für die Datenmodellierung.

• Funktionen sind ein Verlauf von Aktivitäten zur Erreichung eines definierten Zieles.

Ziel der Funktionsmodellierung Ziel der Funktionsmodellierung ist es Problemstellungen in

Unternehmen in beherrschbare abgegrenzten Subsystemen aufzulösen, die durch Schnittstellen miteinander verbunden sind.

• Durch Komplexreduzierung wird die Beherrschbarkeit großer Aufgabenstellungen erreicht, da Systeme sonst:– schwer überschaubar sind– wachsende Fehlerraten aufweisen– unzureichend beherrschbar sind

• Ergebnis der Komplexreduzierung ist:– Teilaufgaben sind leichter zu lösen– Beziehungen der Lösungselemente werden transparenter– Durch getrenntes Lösen der Teilaufgaben sinkt die Fehlerrate– Gesamtlösung entsteht sukzessive durch Lösen der Teilaufgaben

Inhalt und Ergebnis der Funktionsmodellierung

Inhalt der Funktionsmodellierung die einzelnen Funktionen zu modellieren und in einer Struktur anzuordnen.

• Das Ergebnis der Funktionsmodellierung als Beschreibung– der Zusammensetzung der Systeme aus Funktionen als aktive

Komponenten.– des inhaltlichen Zusammenwirkens und der Abhängigkeit der

Funktionen über Schnittstellen.– Anforderungen an die Ausführungen und Wirkungen der einzelnen

Funktionen.– die zeitlichen Abhängigkeiten zwischen den Funktionen– der Entscheidungs- und Steuerkompetenz gegenüber nachfolgenden

Funktionen.

Funktionsmodell und Datenmodellierung Datenmodellierung hängt von den Unternehmensprozessen- und Funktionen ab, beschränkt sich aber auf Schnittstellen der jeweiligen

Funktionen und den In- und Output der Daten.

Übungsfragen Nennen Sie Ziele der Komplexreduzierung im Rahmen der

Funktionsmodellierung?

Welche möglichen Ergebnisse der Funktionsmodellierung kennen Sie?

Mit welchen Methoden kann die Gültigkeit bzw. die Qualität von Methoden geprüft werden?

Welche Arten von Modellen kennen Sie?

Vorgehensweise der Prozess- und Funktionsmodellierung

Methodik der Prozess- und Funktionsmodellierung

• Erstellung des Prozessmodells– Schrittweise Verfeinerung der Prozessmodelle, Darstellung mittels Netzwerken

oder Vorgangsketten.• Erstellung des Funktionsmodells

– Resultate der Prozessmodellierung werden schrittweise in ein detailliertes Funktionsmodell überführt.

• Erstellung des Datenmodells– Das Datenmodell kann parallel mit dem Prozess- und Funktionsmodell

mitwachsen. Mit der Verfeinerung der beiden Modelle zeigt sich wo Daten entstehen und benötigt werden.

Methoden der Modellierung

• Zu unterscheidende Aspekte sind:– Objektsicht– Funktionssicht– Datensicht– Prozesssicht

• Objekt-, Funktions- und Datensicht sind strukturbeschreibend.

• Die Prozesssicht ist ablaufbeschreibend.

Struktursicht

Prozesssicht

Methoden der Modellierung

• Für jede Sicht kann in Anlehnung an ANSI/SPARC-Architektur (Beschreibt ein Datenbanksystem) zwischen interner, externer und konzeptioneller Ebene unterschieden werden.

• Externe Ebene– Sicht des Anwenders

• Interne Ebene– Realisierung und Implementierung

• Konzeptionelle Ebene– Beschreibt die Schnittstelle zwischen externer und interner

Ebene

Verschiedene Methoden im Rahmen der Modellierung

• ERM und strukturiertes ERM (SERM)– Objekt Entity– Semantischer Zusammenhang Relation– Wird zur Datenmodellierung verwendet

• Semantisches Objektmodell (SOM)– Modellierung eines betrieblichen Systems mit Objekten und deren Zielen und

Aufgaben• CIMOSA (Computer Integrated Manufactoring Open System Archtecture)

– Integrierter Modellierungsansatz für komplexe Systeme in produzierenden Unternehmen

– Baut auf drei Modellierungsprinzipien auf• Schrittweise Spezialisierung der Modelle (generische Dimension)• Gestattet verschiedene Blickwinkel auf das Modell(Dimension der Ansichten)• Fortschritt der Modellierungsaktivitäten(Dimension der Modelle)

• GRAI-Methode (Graphs with Interrelied Results)– Nimmt besonders auf das Entscheidungssystem in einem Unternehmen Rücksicht.

• In der Aussagen und Prädikatenlogik wird untersucht, ob die Aussage eines Satzes wahr oder falsch ist.– Bsp.: Wenn Material vorhanden ist UND ein Arbeiter an der Maschine steht kann mit der Bearbeitung begonnen

werden.– Es werden Aussagen über die Elemente einer Menge auf ihren Wahrheitsgehalt untersucht. – Eine Aussage zu mehreren Elementen wird Prädikat bezeichnet.

• BOOLEsche Algebra und Schaltnetze– Die BOOLEschen Axiome werden reduziert auf wahr oder falsch (0 oder 1)– Die BOOLEsche Algebra ist technisch realisierbar und wird auch als Schaltalgebra bezeichnet.

• Grafentheorie– In der Grafentheorie werden die Elemente zweier Mengen in Beziehung gesetzt.

• Automatentheorie– Ein System wird als Objekt aufgefasst, dass mit Eingangsdaten versorgt wird, innere Zustände annehmen kann

und Ausgaben erzeugen kann.– Geeignet zur Darstellung streng sequentieller Prozesse

• Netztheorie– Bietet die Möglichkeit parallele und zeitabhängige Prozesse darzustellen.– Wird vor allem im Planungsbereich eingesetzt.– ZB CPM-Methode, Petrinetze.

Methoden der Prozessmodellierung

Die Methoden der Prozessmodellierung gehen auf die theoretischen Grundlagen der Aussagen- und Prädikatenlogik die BOOLEsche Algebra und

Schaltnetze, und auf die Grafen-, Netz, und Automatentheorie zurück.

Methoden in der Funktions- und Prozessmodellierung im Vergleich

Methoden der Prozessmodellierung in der Softwareentwicklung

Methoden der prozessorientierten Systementwicklung

•Datenflussmodelle •Petrinetze

•Hierarchy-Input-Process-Output-Diagramme

•Neuronale Netze

•Jackson-Diagramme •Vorgangskettendiagramme

•Programmablaufpläne •Ereignisgesteuerte Prozessketten-Diagramme (EPK)

•Management Information Dataflow System (MIDAS)•Struktogramme

• Sind alle Eingangsstellen mit einer Markierung belegt, kann die Transition schalten.• Beim Schalten wird eine Eingangsmarkierung entfernt und an jeder Ausgangsstelle

genau eine Marke hinzugefügt.

Petrinetze

Petrinetze sind mathematische Strukturen, die als gerichtete Graphen über Bedingungsknoten und Ereignisknoten verfügen.

• Bedingungen beschreiben den aktuellen Zustand des Systems• Ereignisse sind der Übergang zwischen den Bedingungen

•Petrinetze kennzeichnen sich durch• Lebendigkeit• Sicherheit• Deadlock

•Eignen sich zur Modellierung technischer und informeller Systeme mit parallel laufenden Prozessen.

Vorgangsketten

In Vorgangsketten werden Vorgänge logisch und organisatorisch verknüpft. Dargestellt werden die Vorgangsketten in einem

Vorgangskettendiagramm.

• Vorgangsketten können objektorientiert modelliert werden logische Vorgangsketten werden mittels Objekten dargestellt

• Prozessmodellierung mittels Vorgangsketten kann auch mit einem Spaltendiagramm dargestellt werden.– Dadurch können leicht Medienbrüche erkannt werden– Redundanzen werden erkennbar– Das Zusammenwirken der Organisationseinheiten wird offenkundig– Reihung der Vorgänge, falsche zeitliche wie logische Ordnung ist

leicht erkennbar.

EPK – Ereignisgesteuerte Prozesskette

Sind Vorgangsketten in denen prinzipiell eine Funktion durch ein Ereignis gestartet wird und nach Beendigung ein neues Ereignis

vorliegt.

• Sind Vorgangsketten die aber formalen Vorgaben unterliegen.

EPK

• Ereignisse und Funktionen wechseln sich ab.• Jede EPK beginnt und endet mit einem Ereignis.• Aus und in jede Funktionen läuft nur ein Kontrollflusspfeil.• Jedes Objekt muss mit einem Kontrollflusspfeil verbunden sein• Durch Konnektoren verzweigte Teilabläufe müssen durch gleichartige Konnektoren

wieder zusammengeführt werden.• Direktverbindung von 2 Konnektoren sind erlaubt.• Nach einem Ereignis darf kein

oder, Xoder-Konnektor stehen.

Methoden der Funktionsmodellierung -Funktionsbäume

Funktionsbäume basieren auf der Graphentheorie und eignen sich besonders zur Darstellung genereller Funktionszusammenhänge.

Schnittstellen, Funktionsinterna und Ausführungskonditionen können allerdings nur über Modellerweiterungen dargestellt werden.

• Funktionsbäume können nach unterschiedlichen Kriterien aufgebaut werden.– Objektorientierte Funktionsbäume

• Objekt wird durch verschiedene Verrichtungen verändert.

– Prozessorientierte Funktionsbäume• Reihenfolge stellt gleichzeitig eine zeitliche Abfolge der Anwendung dar.

– Verrichtungsorientierte Funktionsbäume• Objekte in Funktionen mit der gleichen Verrichtung werden verändert.

Funktionsbäume

Methoden der Funktionsmodellierung -HIPO-Diagramme

Die Hierarchy-Input-Prozess-Output-Methode hat vor allem für informelle Systeme in Verbindung mit Prozess- und

Funktionsmodellierung Bedeutung.

• Kompletter Aussagewert bezüglich der Funktionshierarchie.

• Bezüglich der Prozesse nur relativ allgemeine Informationen

Methoden der Funktionsmodellierung – Die strukturierte Analyse (SA)

Die SA enthält Beschreibungselemente, die Relationen zwischen Funktionen determinieren, wodurch die Verbindung zur

Prozessmodellierung erleichtert wird.

• Schrittweises Top-Down-Zerlegen der Funktionen bis Elementarfunktionen durch eine Prozessspezifikation näher zerlegt werden können.

• SA umfasst 3 sich ergänzende Beschreibungsmethoden– Datenflussdiagramme

• Darstellung des Datenflusses zwischen den Funktionen

– Data Dictionary• Dokumentation und Verwaltung der Daten

– Prozessspezifikation• Inhalte der Elementarfunktionen und der bei den Datenflüssen vorkommenden

Prozessen.

Methoden der Funktionsmodellierung – Structured Analysis and Design Technique (SADT)

SADT basiert auf Diagrammen die aus Pfeilen und Rechtecken bestehen.

• Kästchen stehen für Objekte als Tätigkeiten oder Daten• Pfeile für das Fließen von Daten, die Angabe von

Bedingungen, Voraussetzungen und Einflussgrößen.• Seiten des Kästchens:

– Linke Seite: Inputseite für die Daten– Rechte Seite: Outputseite für die Daten– Obere Seite: Input von Größen zur Steuerung und Regelung der

Funktionsausführung (Constraints)– Untere Seite: Mechanismus – Input von Hilfsmitteln zur Unterstützung

der Funktionserfüllung

SADT Die duale Darstellung von Tätigkeiten in einem Teilmodell (Aktigramm)

und Daten in einem Teilmodell (Datagramm) bietet die verbesserte Möglichkeit der Konsistenzprüfung.

Prinzip der Modellierung nach SADT:

Nachteile:•Zeitliche Dimensionen sind nicht darstellbar•Pfeile haben keine Beziehung zu den Implementierungs-bedingungen der fließenden Daten•Interne Abläufe können nicht bis zu den internen Programmstrukturen heruntergebrochen werden.

Komplexe modellorientierte Architekturen und Sprachen –Systemarchitekturen mittels Modellen.

• Object Management Group, OMG• Architecture for a Connected World• Ziel ist die Schaffung eines allgemeinen Architecturrahmens für

objektorientierte Anwendungen• Weiterentwicklung zu Rahmenspezifikationen wie MDA, UML, MOF,

CWM, XML Meta-Data Interchange (XMI)

• Model Driven Architectur (MDA)• Bildet den Rahmen, um von einem plattformunabhängigen Entwurf

zu einem spezifischen plattformabhängigen Modell zu gelangen.

• Basisbegriffe (MDA)• System, Model, Model Driven, Architecture, View Point, View,

Platform, Application, Pervasive Service.

Sprachanwendungen für die Modellierung – UML

Erfolgt die gesamte Modellierung in UML, dann kann die Programmerstellung bzw. die Codegenerierung automatisiert werden.

• UML ist als Sprache nicht als Methode zu sehen.• Objekte Elemente mit Identität, Struktur und

Verhalten• Objekte haben Eigenschaften(Attribute – diese

können Werte annehmen) und können zu Klassen zusammengefasst werden.

UML

Begriffe der Objektorientierung

Fachbegriff auf Englisch Bedeutung

Object Object Nützliches mit Identität, Struktur und Verhalten

Klasse Class Objekte mit gleicher Struktur, Verhalten

Abstraktion Abstraction Wesentliches Merkmal in Bezug auf den Zweck

Kapselung Encapsulation Nur notwendige Informationen werden gezeigt

Geheimnisprinzip Information Hiding Details bleiben versteckt

Aggregation Aggregation Informationen über das ganze Objekt, bzw Teile

Generalisierung Generalization Gemeinsamkeiten mit anderen Objekten

Spezialisierung Specialization Besonderheiten eines Objekts

Vererbung Inheritance Spezialisierte Objekte erben die gemeinsamen Eigenschaften

Modelle in UML

• Arten von Diagrammen• Statische Diagramme• Dynamische Diagramme• Funktionsdiagramme

• Es müssen nicht alle Diagramme eingesetzt werden

• UML-Diagramme• Strukturdiagramme - Organisation• Verhaltensdiagramme – Handlungsweise des Systems• Interaktionsdiagramme – Wechselseitige Beziehungen

Klassifikation von UML-Diagrammen

• Klassendiagramm• Komponentendiagramm• Kompositionsstrukturdiagramm• Einsatzdiagramm• Objektdiagramm• Paketdiagramm• Aktivitätsdiagramm• Anwendungsfalldiagramm• Zustandsdiagramm• Interaktionsdiagramm• Sequenzdiagramm• Kommunikationsdiagramm• Interaktionsüberblicksdiagramm• Zeitdiagramm

Hauptanwendungen von UML

• Modellierung– Beschreibung der realen Welt

• Design– Entwurf konstruktiver Lösungen

• Implementierung– Einbindung der Lösung in ein Informationssystem

•Vorgehen bei der Anwendung von UML:• Auswahl einer Methode• Auswahl eines UML-Tools• Ausbildung des Personals

Übungsfragen

• Welche Diagrammgrundtypen werden bei UML unterschieden?

• Welche Hauptanwendungen für UML sind denkbar?

• Auf welche theoretischen Grundlagen gehen die Methoden der Prozessmodellierung zurück.

Übungsaufgabe 1

• Ein Unternehmen möchte den Prozess der Warenannahme organisieren.– Nach der Warenlieferung erfolgt die Prüfung der Lieferunterlagen– Sind die Lieferunterlagen fehlerhaft wird dies auf dem

Lieferschein dokumentiert– Anschließend wird die Lieferung auf Beschädigungen hin

kontrolliert– Bei Beschädigungen werden diese auf dem Lieferschein

dokumentiert– Dann wird dem Lieferanten die Lieferannahme bestätigt, die

Ware eingelagert und der Warenannahmeprozess beendet.• Stellen Sie den Vorgang als EPK-Diagramm dar.

Lösung

•Das EPK-Diagramm beginnt und endet mit einem Ereignis

•Ereignisse und Funktionen wechseln einander ab

•Durch Konnektoren verzweigte Abläufe werden durch gleiche Konnektoren wieder zusammengefügt