Vorlesung Software Engineering I - htw-dresden.demuellerd/SWEngI_WS201819/04_Prozess...Vorlesung Software Engineering I WS 2018/19 Prof. Dr. Dirk Müller 4 Prozessanalyse und -modellierung

Vorlesung Software Engineering I

WS 2018/19

Prof. Dr. Dirk Müller

4 Prozessanalyse und -modellierung

WS 2018/19Dirk Müller: Software Engineering I

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Übersicht

● Einführung● Software-Entwicklungsprozesse● Anforderungsanalyse● Prozessanalyse und -modellierung

– Modellierung– Modelle in der SW-Entwicklung– Systemgrenze– Extraktion von Anwendungsfällen– Beschreibung von Anwendungsfällen– Zusammenfassung

● Objekt-orientierte Analyse● UML


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Modelltheorie

1)Abbildung– natürliches/künstliches,

abstraktes/konkretesOriginal, sogar anderesModell als Originalmöglich

2)Verkürzung– keine alternative

Darstellung

3)Pragmatismus– Für wen? Wann? Wozu?

● Abstraktion und Konkretisierung als intellektuelle Kerntätigkeiten eines Informatikers

Quelle: [1], S. 157


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Perspektiven

● externe Sicht– Kontext oder Umgebung des Systems modelliert

● Interaktionssicht– Wechselwirkungen zwischen System und Umgebung– Wechselwirkungen zwischen Systemkomponenten

● Struktursicht– Modell der Organisation des Systems– Datenstrukturen, die im System verwendet werden

● Verhaltenssicht– zeitliches Verhalten des Systems– Reaktion auf und Triggern von Ereignissen


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Modelle in der SW-Entwicklung

● als Diskussionsgrundlage zu einembestehenden oder vorgeschlagenenSystem, z. B. bei agiler SW-Entwicklung

● als Dokumentation eines bestehendenSystems

● als detaillierte Systembeschreibung(Quelldokument) im Rahmen dermodellgetriebenen SW-Entwicklung(MDSD)

unvollständig inkorrekt

unvollständig korrekt

vollständig korrekt

Quelle: [Som10], S. 120 f.


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Systemgrenze

● Systemgrenze bestimmt Schnittstellen zu Akteuren(Personen, Sensoren, Aktoren, andere Systeme)

● anfangs evtl. Grauzone, muss dann verfeinert werden● Wahl der Systemgrenze nicht wertneutral

– Kontrolle– Kosten

Systemkontext

System

irrelevanteUmgebung

Quellen: [Som10], S. 122 f.und [Bal09], S. 462


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Anwendungsfälle und Geschäftsprozesse

● Anwendungsfälle sind Benutzungsszenarien eines Systems aus der Außensicht, also die Schnittstellen an der Systemgrenze– andersherum: Menge aller Anwendungsfälle konstituiert die

Systemgrenze– Benutzung des Systems durch einen Akteur

● Geschäftsprozesse sind Beschreibungen der Umsetzung von Systemzielen im Inneren der Systemgrenze

● „Akteure sind Rollen von Menschen oder Systeme, insbesondere Computersysteme, die als externe Beteiligte mit einem Unternehmen (Kunden) oder einem Softwareprodukt (Benutzer) kommunizieren und Daten austauschen.“ Quelle: [Bal09], S. 251


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Anwendungsfalldiagramm

Was macht das System? Nicht: Wie?

Quelle: [2], S. 252Systemgrenze

menschlicherAkteur

künstlicherAkteur

Anwendungsfall


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Beschreibung von Anwendungsfällen

Charakteristik des Anwendungsfalls

Empfohlene Notation zur Beschreibung

kurze klare Abläufe mit wenigen Sonderfällen

strukturierter Text

ablauforientiert Aktivitätsdiagramm

datenorientierteinfach Kommunikationsdiagramm

komplex Sequenzdiagramm

Bündelung vieler Szenarien Interaktionsübersichtsdiagramm

Abfolgen und Ereignisse gleichwahrscheinlich Zustandsdiagramm

Quelle: basiert auf [2], S. 242

UML

UM

L-In

tera

ktio

nsdi

agra

mm

e


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UML-Diagrammarten

Quelle: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/de/5/53/UML-Diagrammhierarchie.png

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/de/5/53/UML-Diagrammhierarchie.png


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Aktivitätsdiagramm

Kontrollfluss- und Daten(fluss)modell

Quelle: [Bal09], S. 238

Eingabe

Ausgabe

Auswahl

Nebenläufigkeit


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Strukturierte Programmierung

● Algorithmen als verknüpfte Anweisungen– einfache Anweisungen und Kontrollstrukturen

● Strukturierte Programmierung:nur Kontrollstrukturen mit genau einem Ein- und Ausgang– lineare Kontrollstrukturen, sichert beliebige Komponierbarkeit

Anweisung

einfache Anweisung Kontrollstruktur

Sequenz Auswahl Wiederholung Aufruf Nebenläufigkeit

eins

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ifeQuelle: [Bal09], S. 227 ff.

in 1990ern neuhinzugekommen


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Zustandsdiagramm

Verhalten abhängig von bisher durchlaufener Historie


Zustand

Zustandsübergang(Transition)

Startzustand

Endzustand

Ereignis

Aktion

Klassemit Methoden


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Ereignisgesteuerte Prozesskette (EPK)

erweiterte EPK: Funktionen, Informationsobjekte und Organisationseinheiten mit einbezogen(Wirtschaftsinformatik)


1992 August-Wilhelm Scheer und SAP

bipartiter Graph mit Ereignissen und Funktionen

Grundelemente intuitiv,aber Erweiterungen nichtmehr


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eEPK-Beispiel

● Funktionen aktiv● Ereignisse passiv

– dürfen deshalb nicht in einen OR- oder XOR-Konnektor führen

● Kanten bilden Kontrollfluss ab

● neu in eEPK:– Datenfluss

Quelle: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:EPK_komplexes_Beispiel.pngAbb. von Florian Lindner, Lizenz: CC-BY-2.5

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:EPK_komplexes_Beispiel.png


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Petrinetze

● 1962 Carl Adam Petri, Kontroll- und Datenfluss● Nebenläufigkeit von kooperierenden Prozessen sowie

nichtdeterministisches Verhalten sehr gut beschreibbar


2 Variantenbipartiter Graph mitStellen und Transitionen

mathematisch aufLebendigkeit und Deadlocksanalysierbar

Belegungs-zustand

einer Stelle


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Petrinetz für gegenseitigen Ausschluss



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Notationen



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Zusammenfassung

● Systemgrenze und Anwendungsfälle als grundlegende Modellierungsentscheidungen

● Anwendungsfälle legen Schnittstellen an Systemgrenze fest (Außensicht)

● Geschäftsprozesse ermöglichen Umsetzung in Inneren● UML mit Anwendungsfalldiagramm und einem

Aktivitätsdiagramm per Anwendungsfall als Verfeinerung● 5 Kontrollstrukturen der strukturierten Programmierung:

Sequenz, Auswahl, Wiederholung, Aufruf, Nebenläufigkeit● Zustandsdiagramm für Prozesse mit Einfluss der Historie● Petrinetze für Nebenläufigkeit von kooperierenden

Prozessen und Nichtdeterminismus, höchste Formalität


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Literatur

[1] Herbert Stachowiak: „Allgemeine Modelltheorie“, Springer Wien, 1973

[2] Chris Rupp, Stefan Queins, Barbara Zengler: „UML 2 glasklar“, Hanser München, 3. Auflage, 2007

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