Systemanalyse - Folien zur Vorlesung für AI/DM im Sommersemester 2004 - Hans-Jürgen Steffens (by courtesy of Prof. Dr. Thomas Allweyer) Fachbereich Informatik

Systemanalyse

- Folien zur Vorlesung für AI/DM im Sommersemester 2004 -

Hans-Jürgen Steffens

(by courtesy of Prof. Dr. Thomas Allweyer)

Fachbereich Informatik und Mikrosystemtechnik

Fachhochschule Kaiserslautern, Standort Zweibrücken

Hans-Jürgen Steffens Systemanalyse SS 04 2

1. Vorlesung

Organisatorisches Warum Systemanalyse? Begriffe: System, Informationssystem, Modell Was ist Systemanalyse? Einordnung in den Software-Entwicklungsprozess Beteiligte und Ergebnisse der Systemanalyse


Zur Person

Prof. Dr. Hans-Jürgen Steffens

• Lehrgebiet: Software-Engineering und Systemanalyse

• Büro: Gebäude H, Raum 234

• Telefon: (06332) 914 – 314

• E-Mail: [email protected]

• Homepage: www.informatik.fh-kl.de\~steffens

• Sprechstunde: Mittwochs Vormittag

mailto:[email protected]

http://www.informatik.fh-kl.de/~steffens


Organisatorisches

Systemanalyse:

• Vorlesung AI/DM2, SS 2004

• Seminar AI/DM3, WS 2004/2005 Schriftliche Klausur

• Im Anschluss an das Seminar (ca. Jan/Feb. 2005)

• Inhalte der Klausur:– Grundlagen (aus der Vorlesung)

– Angewandte Aufgaben (wie im Seminar)


Organisatorisches: Seminar (Wintersemester)

Ablauf:• Mehrere Gruppen (ca. 20 Teilnehmer)

• Teams mit ca. 3-4 Mitgliedern führen selbstständig eine Systemanalyse zu vorgegebenem oder frei gewähltem Thema durch

• Zwischenergebnisse werden von jeder Gruppe im Seminar präsentiert und gemeinsam diskutiert

• Teilnahme ist Pflicht!

Benotung:• Ausarbeitungen der Teams

• Einzelnote für Vortrag

• Dies ergibt für jeden eine Vornote, die mit dem Ergebnis der Klausur zu einer Gesamtnote verrechnet wird

• Die Klausur muss aber in jedem Fall bestanden werden

Hinweise u. Themen aus vergangenem Wintersemester unter:www.informatik.fh-kl.de\~steffens

http://www.informatik.fh-kl.de/~steffenss

http://www.informatik.fh-kl.de/~steffenss


Organisatorisches: Vorlesung

2 Semesterwochenstunden

• Termine: Donnerstag, 11.45-13.15 Uhr, Audimax Unterlagen:

• Folien werden als pdf-Dateien unter www.informatik.fh-kl.de\~steffens

bereitgestellt (in der Regel ein bis zwei Tage vor der jeweiligen Vorlesung)

• Sie dienen zur Unterstützung der Vorlesung– Enthalten nicht den vollständigen Vorlesungsinhalt,

z. T. werden sie in der Vorlesung ergänzt

http://www.informatik.fh-kl.de/~steffens


Organisatorisches: Vorlesung (2)

Ablauf der Vorlesungseinheiten:• Rekapitulation der vergangenen Stunde

– Incl. Klärung offener Fragen

• Neuer Stoff• Zusammenfassung

– Fragen, Diskussion Übungen:

• Keine gesonderte Veranstaltungen für Übungen (ausgen. Seminar)

• Z. T. werden Übungen in die Vorlesung eingebaut– Verständnis-/Wiederholungsfragen– Aufgaben zur Anwendung des behandelten Stoffs– Diese werden jeweils in der Stunde vorher ausgegeben– Bearbeitung zu Hause wird dringend empfohlen

(hohe Prüfungsrelevanz!)


Hinweise

Stellen Sie Fragen!

• Frühzeitig, nicht bis vor der Klausur warten!

• Was Sie nicht verstanden haben, haben andere oft auch nicht verstanden. Ich erkläre es gerne noch einmal.

Versuchen Sie, „am Ball zu bleiben“

• Sie bekommen sonst Probleme im Seminar und vor der Klausur Ich stehe Ihnen gerne zur Verfügung

• Während der Vorlesung und im Anschluss

• In der Sprechstunde (es können auch gesonderte Termine vereinbart werden)

Anregungen, Kritik, Probleme ...

• ... bitte frühzeitig äußern!

• Ich werde versuchen, Ihre Wünsche bzgl. Inhalt und Ablauf – soweit möglich – zu berücksichtigen.


Literatur

Balzert, Heide:

Lehrbuch der Objektmodellierung. Analyse und Entwurf.Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg, Berlin 1999.

Balzert, Helmut:

Lehrbuch der Software-Technik. Software-Entwicklung. 2. Auflage. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg, Berlin 2000.

Oesterreich, Bernd:

Objektorientierte Softwareentwicklung. Analyse und Design mit der Unified Modeling Language. 5. Auflage.Oldenbourg Verlag, München 2001.

Fowler, Martin; Scott, Kendall:

UML konzentriert. Strukturierte Einführung in die Standard-Objektmodellierungssprache.2. Aktualisierte Auflage. Addison-Wesley, Bonn 2000.


Gliederung der Vorlesung

1. Einführung SystemanalyseSystemanalyse – Was? Warum? Wozu?

2. Objektorientierte Systemanalyse mit UMLVorgehensweise? Methoden und Werkzeuge?

3. Anwendungsfälle (Use Cases)Wer soll was mit dem Informationssystem machen?

4. ObjektorientierungGrundlagen, Begriffe, Konzepte

5. Klassen und Class DiagramsStatische Struktur des Systems

6. Interaction DiagramsZusammenspiel der Objekte

7. Activity DiagramsAbläufe im System

8. Zusammenfassung und AusblickWas gibt es noch? Wie geht es weiter?

Beispiel-Anwendung:PraktischeUmsetzung


Typische Probleme bei der Software-Entwicklung

Unklare Anforderungen Sich ändernde Anforderungen Komplexität Benutzerbedürfnisse nicht ausreichend berücksichtigt

Akzeptanzprobleme Mangelnde Kommunikation zwischen Anwendern und

Entwicklern Mangelnde Kommunikation innerhalb des Entwicklungsteams Qualitätsprobleme Probleme beim Einhalten von Kosten- und Terminzielen


Gründe für Probleme bei der Software-Entwicklung

Mängel bei Projektplanung und –Management Ziele sind nicht klar Anforderungen sind nicht klar definiert Anwender und Entwickler sprechen verschiedene Sprachen Vermischung von Anforderungen und Lösung Vernachlässigung der Anforderungsanalyse zu Gunsten einer

schnellen Umsetzung

• Whiscy-Syndrom: „Why isn‘t Sam coding yet?“


Notwendigkeit einer sorgfältigen Analyse

Herausfinden, was Auftraggeber und Anwender wirklich wollen Sicherstellen, dass Sachverhalte des Anwendungsbereichs

korrekt in die Software umgesetzt werden Probleme werden entdeckt, bevor das System realisiert ist Schaffung eines einheitlichen Verständnisses zwischen

Anwendern und Entwicklern sowie innerhalb des Entwicklungsteams

Beherrschung von Komplexität Anforderungen und Lösung sind klar voneinander getrennt Anforderungen sind klar definiert und dokumentiert

• Grundlage für Design, Implementierung und Test der Software Ermöglicht Priorisierung der Anforderungen und Entscheidung

über ihre Realisierung


Ziel der Systemanalyse

Wünsche und Anforderungen eines Auftraggebers an ein neues Softwaresystem ermitteln und beschreiben


System

System

Umwelt

System-grenze(Rand)

Elemente:-atomar-Subsystem

Schnittstellen

In-/Output:-materiell-Immateriell (Information)

Im Folgenden: Konzentration auf Informationssysteme


Informationssystem

Informationssystem:

• Ein System, dessen Zweck die Beschaffung, Verarbeitung, Speicherung, Übertragung und Bereitstellung von Informationen ist.

• Umfasst Menschen, organisatorische Regelungen und technische Einrichtungen.

Computergestütztes Informationssystem (Anwendungssystem):

• Informationssystem, dessen Informationsverarbeitung teilweise durch Computersysteme automatisiert ist.

Computersystem:

• Besteht aus Anwendungssoftware, Systemsoftware und Hardware.


Informationssystem

Hardware

Systemsoftware

Anwendungs-software

InformationssystemComputersystem

Basis-System

FokusderSystem-analyse


Modell

Original-System Modell (-System)

Zweck

Abbildung


Modell

Vereinfachte Abbildung eines komplexen Systems Je nach Zweck unterschiedliche Modelle

• Das Modell muss die für den Untersuchungszweck relevanten Merkmale des Originals beinhalten

Nutzen von Modellen:• Untersuchungen, die am Original nicht möglich wären• Reduktion von Komplexität

– Nicht relevante Sachverhalte werden weg gelassen

• Kostenersparnis• Modelle, von denen (noch) kein Original existiert

– Erkennen von Risiken– Untersuchung von Alternativen– Grundlage für die Erstellung eines Originals (Bauplan, Blaupause)

Im Folgenden:• Modelle von Informationssystemen


Phasen eines Software-Projektes

Planung Analyse EntwurfImplemen-tierung

Abnahme und Ein-führung

Wartung und Pflege

Produktauswählen

Anforderun-gen grobdefinieren

Machbar-keit unter-suchen

Projekt planen

Projektkalkulieren

Anforde-rungenermitteln

FachlicheLösung modellieren

Software-architekturentwickeln

System-komponen-ten spezifi-zieren

Datenstruk-turen u. Al-gorithmen entwerfen

Programm-code erstel-len

Dokumen-tieren

Testen

Übergabe

Abnahme-test

Installation

Schulung

Inbetrieb-nahme

Fehlerbeheben

Leistungverbessern

Ände-rungen

Erwei-terungen

UnserThema!

Anmerkungen:

- Es gibt verschiedene Vorgehensmodelle- Die Phasen können auch mehrfach durchlaufen

werden- Mehr dazu in der Vorlesung Software-Engineering


Analyse versus Entwurf

Alle Aspekte der Implementierung werden in der Analysephase ausgeklammert

• Es wird eine „perfekte Technik“ unterstellt – Keine Performance- oder Speicherbeschränkungen, keine

Verteilungsproblematik, ...

Klare Trennung zwischen den Anforderungen und ihrer Umsetzung

• Analyse: Nur die Anforderungen betrachtet (Was will der Benutzer/Auftraggeber tatsächlich?)

• Entwurf: Definition, wie die Anforderungen umgesetzt werden sollen


Wer ist an der Analyse beteiligt?

Team aus:

• Systemanalytikern– Kennen die Analyse-Methoden

• Fachexperten– Kennen das Fachgebiet und dessen Regeln

• Zukünftige Benutzer– Kennen die Anforderungen aus Anwendersicht

– Können z. B. Prototypen ausprobieren


Ergebnisse der Systemanalyse

Pflichtenheft

• Textuelle Beschreibung dessen, was das System zu leisten hat

• Grundlage für Modellbildung Analysemodell (Fachkonzept)

• Fachliche Beschreibung des zu realisierenden Systems

• I.d.R. Grafiken (Diagramme) und Text Prototyp der Benutzungsoberfläche

• Falls erforderlich / sinnvoll


Eigenschaften des Analysemodells

Konsistent

• Das Modell muss allen Anforderungen der Ausgangssituation genügen

Vollständig

• Alle fachlichen Funktionen, Objekte, usw. müssen erfasst sein Eindeutig

• Es muss sich um klare Vorgaben für die Entwurfsphase handeln, die nicht verschieden ausgelegt werden können.

Realisierbar

• Das Modell muss in sich widerspruchsfrei sein

• Es muss sich prinzipiell mit heute vorhandener Technologie umsetzen lassen

• Wie diese Umsetzung geschieht, wird jedoch in dieser Phase noch nicht berücksichtigt


Zusammenfassung

Ein Großteil der Probleme bei der Software-Entwicklung beruht darauf, dass die Anforderungen nicht sorgfältig analysiert wurden,

Systemanalyse ist daher eine wichtige Grundlage für die Software-Entwicklung

Sie stellt eine eigene Phase in gängigen Phasenmodellen der Software-Entwicklung dar

Analyse und Entwurfsphase sollten klar getrennt sein Ergebnisse der Systemanalyse, an der Systemanalytiker,

Fachexperten und künftige Benutzer beteiligt sein sollen, sind Pflichtenheft, Analysemodell und ggf. ein Oberflächen-Prototyp

Wichtige Begriffe: System, Informationssystem, Modell


Übungsfragen

Was ist ein System? Welche Eigenschaften hat ein System? Was ist das Ziel der Systemanalyse? Wer sollte an der Systemanalyse beteiligt sein? Was ist ein Modell? Welche Phasen hat ein Software-Projekt? Was unterscheidet Analyse- und Entwurfsphase? In wiefern spielen konkrete Software-Architekturen und

Programmiersprachen eine Rolle in der Systemanalyse? Welche Ergebnisse erarbeitet man in der Systemanalyse? Welche Eigenschaften soll ein Analysemodell haben?

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