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IT 10 Stefan Wiedemann Daten- und Ablaufmodellierung 1.Grundlagen ModellSystem Hierarchische Modellierung Objektorientierte Modellierung Algorithmische.

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Präsentation zum Thema: "IT 10 Stefan Wiedemann Daten- und Ablaufmodellierung 1.Grundlagen ModellSystem Hierarchische Modellierung Objektorientierte Modellierung Algorithmische."—  Präsentation transkript:

1 IT 10 Stefan Wiedemann Daten- und Ablaufmodellierung 1.Grundlagen ModellSystem Hierarchische Modellierung Objektorientierte Modellierung Algorithmische Modellierung Datenorientierte Modellierung Funktionale Modellierung Zustandsorientierte (Dynamische) Modellierung 2.Phasen der Modellierung 3.Praktische Beispiele

2 IT 10 Stefan Wiedemann Daten- und Ablaufmodellierung Was ist ein Modell? Grundlagen

3 IT 10 Stefan Wiedemann Daten- und Ablaufmodellierung Beispiele Abbild eines vorhandenen Gebildes (ein Automodell, ein Modell einer Volkswirtschaft) Was ist ein Modell? Was ist ein Modell? Grundlagen - Modell Gedankliches Vorbild für ein zu schaffendes Gebilde (Modell für ein geplantes Gebäude, Musterbrief)

4 IT 10 Stefan Wiedemann Daten- und Ablaufmodellierung Was ist ein Modell? Was ist ein Modell? Beispiele Modell eines physikalischen Phänomens Grundlagen - Modell Gegenstand einer künstlerischen Abbildung (Person oder Sache)

5 IT 10 Stefan Wiedemann Daten- und Ablaufmodellierung Wozu brauchen wir überhaupt Modelle? Wozu brauchen wir überhaupt Modelle? zum Verständnis eines Gebildes um über ein Gebilde kommunizieren zu können als gedankliches Hilfsmittel zum Gestalten, Bewerten oder Kritisieren für ein geplantes Gebilde zur Durchführung von Experimenten, die am Original nicht durchgeführt werden sollen, können oder dürfen Aufstellen oder Prüfen von Hypothesen über beobachtete oder postulierte Phänomene Grundlagen - Modell

6 IT 10 Stefan Wiedemann Daten- und Ablaufmodellierung nicht beobachtbar ist zu groß oder zu klein ist zu komplex ist nicht zur Verfügung steht noch nicht existiert oder wenn die Arbeit am Original zu gefährlich, zu teuer, verboten, nicht möglich ist. Grundlagen - Modell Wozu brauchen wir überhaupt Modelle? Wozu brauchen wir überhaupt Modelle? Modelle sind insbesondere dann notwendig, wenn das modellierte Original

7 IT 10 Stefan Wiedemann Daten- und Ablaufmodellierung Modellbegriff Modellbegriff Definition Bei einem Modell handelt es sich um eine vereinfachte Beschreibung eines realen, geplanten oder eines gedachten Systems. Das Modell beinhaltet nur Teile des Originals. Unwichtige Informationen werden weggelassen, um entscheidende Merkmale besser herauszustellen (Reduktion). Unter Modellierung versteht man das Erstellen des Abbildes eines gedachten, geplanten oder eines realen Objekts bzw. eines Systems. Wissenschaftlicher Modellbegriff: Modelle sind Abbildungen und Konstruktionen der Realität Grundlagen - Modell

8 IT 10 Stefan Wiedemann Daten- und Ablaufmodellierung Was ist ein System? Was ist ein System? Beispiele Definition Unter einem System versteht man die Gesamtheit von Gegenständen (Systemkomponenten), die in Beziehung bzw. Wechselwirkung zueinander stehen. Auto, Computer, Fußpumpe, Eisenbahn, Gleissystem der Deutschen Bahn, Sternen oder Planetensystem, Währungssystem, Zahlensystem … Grundlagen - System

9 IT 10 Stefan Wiedemann Daten- und Ablaufmodellierung Ziele und Gefahren Ziele und Gefahren Ziel eines Modells ist Analyse eines Systems unter festen Randbedingungen Analyse eines Systems bei der Eingabe von unterschiedlichen Szenarien (Parameter) Optimierung eines bestehenden Modells (zeitliches Verhalten, Ressourcennutzung,...) Grundlagen – Ziele

10 IT 10 Stefan Wiedemann Daten- und Ablaufmodellierung Ziele und Gefahren Ziele und Gefahren Gefahren bei der Modellbildung und Simulation Vereinfachungsfehler Verfahrensfehler bei der Auswahl und Anwendung eines Rechenverfahrens Rechenfehler Rundungsfehler, endliche Speicherkapazität Interpretationsfehler beim Schließen vom errechneten zukünftigen Modellzustand auf den realen zukünftigen Systemzustand, Grundlagen – Gefahr

11 IT 10 Stefan Wiedemann Daten- und Ablaufmodellierung Gefahren bei der Modellbildung und Simulation Das Erzeugen eines Modells ist keine wertfreie Tätigkeit. Der Erzeuger eines Modells kann die Sichtweise des Betrachters in eine von ihm gewollte Richtung lenken! Bsp.: Ergebnis einer Bürgermeisterwahl Grundlagen - Gefahr Ziele und Gefahren Ziele und Gefahren

12 IT 10 Stefan Wiedemann Daten- und Ablaufmodellierung Hierarchische Modelle Modellarten

13 IT 10 Stefan Wiedemann Daten- und Ablaufmodellierung Hierarchische Modelle Hierarchische Modelle Modellarten

14 IT 10 Stefan Wiedemann Daten- und Ablaufmodellierung Hierarchische Modelle Hierarchische Modelle Modellarten

15 IT 10 Stefan Wiedemann Daten- und Ablaufmodellierung Hierarchische Modelle Hierarchische Modelle Modellarten

16 IT 10 Stefan Wiedemann Daten- und Ablaufmodellierung Jedes Modell und jedes modellierte Original wird als Menge von Objekten mit Attributen und Methoden (Operationen) beschrieben. Dabei gehört jedes Objekt einer bestimmten Klasse an. Die Methoden sind in der Regel die Folgen von bestimmten Ereignissen. Konzepte und Sichten zur Problemlösung Konzepte und Sichten zur Problemlösung Objektorientiertes Modell Konzepte und Sichten (1)

17 IT 10 Stefan Wiedemann Daten- und Ablaufmodellierung Begriffe Ein Objekt (Exemplar, Instanz) ist ein individuelles Exemplar von Dingen, Personen oder Begriffen. Es besitzt eine Objektidentität. Klassen fassen Objekte mit gleichen Attributen und Methoden zusammen. Attribute (Eigenschaften) beschreiben die Merkmale eines Objekts. Die aktuellen Werte, die ein Objekt gerade besitzt heißen Attributwerte (Eigenschaftswerte). Methoden (Operationen) beschreiben das Verhalten eines Objekts, d.h. die Dienstleistungen, die es seiner Umwelt oder sich selbst zur Verfügung stellt. Methoden kommunizieren mit der Umwelt über Ein-/Ausgabeparameter. Durch Operationen lassen sich die Attributwerte eines Objekts ändern. Durch Botschaften (Ereignisse) kommunizieren Objekte und Klassen untereinander. Durch die Vererbung werden Attribute und Methoden an alle Unterklassen einer Oberklasse weitergegeben Objektorientiertes Modell Konzepte und Sichten (1)

18 IT 10 Stefan Wiedemann Daten- und Ablaufmodellierung Syntax und Semantik Objektorientiertes Modell Konzepte und Sichten (1)

19 IT 10 Stefan Wiedemann Daten- und Ablaufmodellierung Objektorientiertes Modell Ein Objekt (Exemplar, Instanz) ist ein individuelles Exemplar von Dingen, Personen oder Begriffen. Es besitzt eine Objektidentität. Objekt (Instanz aus der Klasse PKW) Porsche Porsche Eigenschaft (Attribut)Attributwert: Farbe:gold Farbe:gold Klasse: PKW INSTANZ (Exemplar) Konzepte und Sichten (1)

20 IT 10 Stefan Wiedemann Daten- und Ablaufmodellierung Objektorientiertes Modell Schreibweise als Objektdiagramm : Name: Porsche Farbe: gold Schiebedach: falsch Leistung: 340 PS beschleunigen(5 m/s²) tanken(70 l) Attribute Objektname Methoden Konzepte und Sichten (1)

21 IT 10 Stefan Wiedemann Daten- und Ablaufmodellierung Objektorientiertes Modell Konzepte und Sichten (1)

22 IT 10 Stefan Wiedemann Daten- und Ablaufmodellierung Objektorientiertes Modell (Punktnotation) Konzepte und Sichten (1)

23 IT 10 Stefan Wiedemann Daten- und Ablaufmodellierung Objektorientiertes Modell Konzepte und Sichten (1)

24 IT 10 Stefan Wiedemann Daten- und Ablaufmodellierung Objektorientiertes Modell Konzepte und Sichten (1)

25 IT 10 Stefan Wiedemann Daten- und Ablaufmodellierung Objektorientiertes Modell Klassendiagramm mit UML (Unified Modelling Language) Sprache und Notation zur Spezifikation, Konstruktion, Visualisierung und Dokumentation von Modellen für Softwaresysteme. Konzepte und Sichten (1) Die Pfeilspitze steht für eine Vererbung zwischen zwei Klassen. Vererbung bedeutet, dass bei Änderungen von Attributwerten in der oberen Klasse, von der der Pfeil ausgeht, diese Werte auf die untere Klasse, auf die der Pfeil zeigt, weitergegeben werden.

26 IT 10 Stefan Wiedemann Daten- und Ablaufmodellierung Objektorientiertes Modell Konzepte und Sichten (1)

27 IT 10 Stefan Wiedemann Daten- und Ablaufmodellierung als Klassendiagramm Die Attribute und Methoden der einzelnen Klassen werden hier weggelassen, da sie für den Zweck, der mit diesem Modell verfolgt wird, unerheblich sind. Hierarchische Modelle Objektorientiertes Modell Konzepte und Sichten (1)

28 IT 10 Stefan Wiedemann Daten- und Ablaufmodellierung Beispiele bei einem Textverarbeitungssystem Objektorientiertes Modell Attribut Attributswert Objekt Konzepte und Sichten (1)

29 IT 10 Stefan Wiedemann Daten- und Ablaufmodellierung Beispiele bei einem Textverarbeitungssystem Objektorientiertes Modell Beispiel: Objekt Absatz Attribut Ausrichtung Attributwert Linksbündig Ereignis Mausklick (Botschaft) Methode Markieren() (Operation) Konzepte und Sichten (1)

30 IT 10 Stefan Wiedemann Daten- und Ablaufmodellierung Objekte / Attribute / Methoden in der Tva Objektorientiertes Modell Konzepte und Sichten (1) Klasse/ObjektAttribute/EigenschaftenMethoden/OperationenZEICHENSchriftart Schriftschnitt Farbe Unterstreichung.... Markieren() Kopieren() Einfügen() setzeSchriftart()... ABSATZAusrichtung Einzug_links, Einzug_rechts Abstand_davor, Abstand_nach Zeilenabstand Tabstopps Rahmen... Markieren() Kopieren() Einfügen() setzeAusrichtung(zentriert) setzeEinzug_links(1,2 cm) setzeZeilenabstand(12 pt)... ABSCHNITT/ SEITE Papierformat Seitenrand_oben, Seitenrand_rechts Kopfzeile, Fußzeile Spaltenzahl... setzePapierformat(A4) setzeSeitenrand_rechts(2 cm) Drucken() Seitenansicht()

31 IT 10 Stefan Wiedemann Daten- und Ablaufmodellierung Objektorientierung in anderen Anwendungen Objektorientiertes Modell Konzepte und Sichten (1) AttributeFüllungRahmenlinie etc.... Rechteck Objekt Rechteck

32 IT 10 Stefan Wiedemann Daten- und Ablaufmodellierung Algorithmisches Problemlösen Beispiel: Es soll gezeigt werden, dass jede beliebige Ausgangszahl durch wiederholte Anwendung des folgenden Algorithmus zur Zahl 123 wird: Aus der ursprünglichen Zahl wird eine neue Zahl gebildet, bei der an erster Stelle die Anzahl der geraden Ziffern, an zweiter Stelle die Anzahl der ungeraden Ziffern und an dritter Stelle die Gesamtzahl der Ziffern dieser ursprünglichen Zahl steht. Konzepte und Sichten (2)

33 IT 10 Stefan Wiedemann Daten- und Ablaufmodellierung Algorithmisches Problemlösen StruktogrammDatenflussdiagramm Konzepte und Sichten (2)

34 IT 10 Stefan Wiedemann Daten- und Ablaufmodellierung Algorithmisches Problemlösen Konzepte und Sichten (2)

35 IT 10 Stefan Wiedemann Daten- und Ablaufmodellierung Algorithmisches Problemlösen Konzepte und Sichten (2)

36 IT 10 Stefan Wiedemann Daten- und Ablaufmodellierung Algorithmisches Problemlösen Konzepte und Sichten (2)

37 IT 10 Stefan Wiedemann Daten- und Ablaufmodellierung Datenorientiertes Modell (ER-Modell) Miniwelt Schule LehrerKlasse Objektmenge (Entitäten) Objektmenge (Entitäten) Konzepte und Sichten (3)

38 IT 10 Stefan Wiedemann Daten- und Ablaufmodellierung Datenorientiertes Modell (ER-Modell) Miniwelt Schule LehrerKlasse Objektmenge unterrichtet Beziehung Konzepte und Sichten (3) mn

39 IT 10 Stefan Wiedemann Daten- und Ablaufmodellierung Datenorientiertes Modell (ER-Modell) Miniwelt Schule LehrerKlasse unterrichtet Nachname Vorname Amtsbezeichnung LNrFächerkombination Kl_bezeichnung Ausbildungsrichtung Klassensprecher Klassenleiter Attribute Konzepte und Sichten (3) mn

40 IT 10 Stefan Wiedemann Daten- und Ablaufmodellierung Datenorientiertes Modell (ER-Modell) Miniwelt Bahnhof Konzepte und Sichten (3)

41 IT 10 Stefan Wiedemann Daten- und Ablaufmodellierung Das funktionale Modell Konzepte und Sichten (4) Die Datenflüsse zwischen den Komponenten eines Systems werden in einem Funktionsdiagramm dargestellt: Funktion eines Einzelplatzrechners informationsverarbeitende Prozesse Ellipsen Dauerhafte Datenobjekte Zylinder Ein- bzw. Ausgabegeräte Rechtecke

42 IT 10 Stefan Wiedemann Funktionsdiagramm Daten- und Ablaufmodellierung Das funktionale Modell Flussdiagramm Konzepte und Sichten (4)

43 IT 10 Stefan Wiedemann Daten- und Ablaufmodellierung Das dynamische Modell Aktivitätsdiagramm Konzepte und Sichten (5)

44 IT 10 Stefan Wiedemann Daten- und Ablaufmodellierung Das dynamische Modell Aktivitätsdiagramm Konzepte und Sichten (5) Aktivitäten führen von einem Zustand zu einem anderen. Deshalb nennt man diese Diagrammart auch Zustandsübergangsdiagramm. Aktivitäten

45 IT 10 Stefan Wiedemann Daten- und Ablaufmodellierung Das dynamische Modell Aktivitätsdiagramm Konzepte und Sichten (5)

46 IT 10 Stefan Wiedemann Daten- und Ablaufmodellierung Das dynamische Modell Konzepte und Sichten (5) Seitenablaufdiagramm

47 IT 10 Stefan Wiedemann Daten- und Ablaufmodellierung Das dynamische Modell Konzepte und Sichten (5) Simulation möglich mittels Tabellenkalkulation VBA Programm Interaktive Web-Seite

48 IT 10 Stefan Wiedemann Daten- und Ablaufmodellierung 1. Analyse Analyse Phasen der Modellierung Soll ein Modell für einen Datenverarbeitungsvorgang erstellt werden, so ist erst zu klären, welche Objekte an dem Vorgang beteiligt sind. Eine Präsentation setzt sich beispielsweise aus Textobjekten, Grafiken, Tabellen, Videos und Audios zusammen, wobei jedes Objekt durch seine Merkmale gekennzeichnet ist. Bei der Analyse steht also das Was? im Vordergrund. In der ersten Phase der Modellierung werden demnach Sachverhalte analysiert, indem man Objekte und Attribute festlegt, danach ordnet man die Objekte den Klassen zu.

49 IT 10 Stefan Wiedemann Daten- und Ablaufmodellierung 2. Entwurf Entwurf Phasen der Modellierung Im Entwurf wird das Wie? erkundet. Die Beziehungen zwischen den Objekten werden erkundet, Methoden herausgestellt und Ereignisse erfasst.

50 IT 10 Stefan Wiedemann Daten- und Ablaufmodellierung 3. Implementierung Implementierung Phasen der Modellierung Unter Implementierung (implementieren: einführen, einbauen) versteht man den Arbeitsvorgang, durch den eine Komponente mittels gegebener Bausteine realisiert wird. Bei der Umsetzung des Modells in einer EDV-Anwendung wird das Modell jetzt in einer Programmierumgebung umgesetzt. Das Ergebnis ist eine ausführbare Anwendung. Neben den Sachverhalten müssen also jetzt auch die Abläufe erfasst werden.

51 IT 10 Stefan Wiedemann Daten- und Ablaufmodellierung 4. Realisierung Realisierung Phasen der Modellierung Die Phase der Realisierung umfasst alle Aktivitäten beim Fertigstellen, Testen und Dokumentieren der EDV- Anwendung, um eine spätere Wartung zu ermöglichen. Ergebnis der Testphase ist ein fertiges Produkt.

52 IT 10 Stefan Wiedemann Daten- und Ablaufmodellierung 3. Praktische Beispiele für Ablaufmodellierung Das Resteverfahren Beispiele

53 IT 10 Stefan Wiedemann Daten- und Ablaufmodellierung 3. Praktische Beispiele für Ablaufmodellierung Das Iterationsverfahren nach Heron Beispiele

54 IT 10 Stefan Wiedemann Daten- und Ablaufmodellierung 3. Praktische Beispiele für Ablaufmodellierung Der Getränkeautomat Beispiele

55 IT 10 Stefan Wiedemann Daten- und Ablaufmodellierung 3. Praktische Beispiele für Ablaufmodellierung Datenbank Wandertag Beispiele SchülerKlassenbesucht n1 PLZ GebDat VName NameStraße Würste Brezen Telefon Semmeln Ort Klassenleiter RaumNr Stockw Ziel Anfang Ende Klasse

56 IT 10 Stefan Wiedemann Daten- und Ablaufmodellierung Modelle ÜbersichtDiagramme Hierarchisches Modell Objektorientiertes Modell Algorithmisches Modell Datenorientiertes Modell Dynamisches Modell Funktionales Modell Objektdiagramm Klassendiagramm Aktivitätsdiagramm Funktionales (Funktions-) Diagramm Flussdiagramm

57 IT 10 Stefan Wiedemann Daten- und Ablaufmodellierung


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