Daten- und Ablaufmodellierung

Präsentation zum Thema: "Daten- und Ablaufmodellierung"—  Präsentation transkript:

1 Daten- und Ablaufmodellierung
Grundlagen Modell System Hierarchische Modellierung Objektorientierte Modellierung Algorithmische Modellierung Datenorientierte Modellierung Funktionale Modellierung Zustandsorientierte (Dynamische) Modellierung 2. Phasen der Modellierung 3. Praktische Beispiele

2 Daten- und Ablaufmodellierung
Grundlagen Was ist ein Modell?

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

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

5 Daten- und Ablaufmodellierung
Grundlagen - Modell 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

6 Daten- und Ablaufmodellierung Grundlagen - Modell
Wozu brauchen wir überhaupt Modelle? Modelle sind insbesondere dann notwendig, wenn das modellierte Original • 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.

7 Daten- und Ablaufmodellierung Grundlagen - Modell
Modellbegriff Wissenschaftlicher Modellbegriff: Modelle sind Abbildungen und Konstruktionen der Realität 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.

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

9 Ziel eines Modells ist Daten- und Ablaufmodellierung
Grundlagen – Ziele 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, ...)

10 Gefahren bei der Modellbildung und Simulation
Daten- und Ablaufmodellierung Grundlagen – Gefahr 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,

11 Gefahren bei der Modellbildung und Simulation
Daten- und Ablaufmodellierung Grundlagen - Gefahr Ziele und Gefahren 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

12 Daten- und Ablaufmodellierung
Modellarten Hierarchische Modelle

13 Daten- und Ablaufmodellierung
Modellarten Hierarchische Modelle

14 Daten- und Ablaufmodellierung
Modellarten Hierarchische Modelle

15 Daten- und Ablaufmodellierung
Modellarten Hierarchische Modelle

16 Konzepte und Sichten (1)
Daten- und Ablaufmodellierung Konzepte und Sichten (1) Konzepte und Sichten zur Problemlösung Objektorientiertes Modell 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.

17 Konzepte und Sichten (1)
Daten- und Ablaufmodellierung Konzepte und Sichten (1) Objektorientiertes Modell 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

18 Konzepte und Sichten (1)
Daten- und Ablaufmodellierung Konzepte und Sichten (1) Objektorientiertes Modell Syntax und Semantik

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

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

21 Konzepte und Sichten (1)
Daten- und Ablaufmodellierung Konzepte und Sichten (1) Objektorientiertes Modell

22 Konzepte und Sichten (1)
Daten- und Ablaufmodellierung Konzepte und Sichten (1) Objektorientiertes Modell (Punktnotation)

23 Konzepte und Sichten (1)
Daten- und Ablaufmodellierung Konzepte und Sichten (1) Objektorientiertes Modell

24 Konzepte und Sichten (1)
Daten- und Ablaufmodellierung Konzepte und Sichten (1) Objektorientiertes Modell

25 Konzepte und Sichten (1)
Daten- und Ablaufmodellierung Konzepte und Sichten (1) Objektorientiertes Modell Klassendiagramm mit UML (Unified Modelling Language) Sprache und Notation zur Spezifikation, Konstruktion, Visualisierung und Dokumentation von Modellen für Softwaresysteme. 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 Konzepte und Sichten (1)
Daten- und Ablaufmodellierung Konzepte und Sichten (1) Objektorientiertes Modell

27 Konzepte und Sichten (1)
Daten- und Ablaufmodellierung Konzepte und Sichten (1) Objektorientiertes Modell Hierarchische Modelle 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.

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

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

30 Konzepte und Sichten (1)
Daten- und Ablaufmodellierung Konzepte und Sichten (1) Objektorientiertes Modell Objekte / Attribute / Methoden in der Tva Klasse/Objekt Attribute/Eigenschaften Methoden/Operationen ZEICHEN Schriftart Schriftschnitt Farbe Unterstreichung .... Markieren() Kopieren() Einfügen() setzeSchriftart() ... ABSATZ Ausrichtung Einzug_links, Einzug_rechts Abstand_davor, Abstand_nach Zeilenabstand Tabstopps Rahmen ... 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 Konzepte und Sichten (1)
Daten- und Ablaufmodellierung Konzepte und Sichten (1) Objektorientiertes Modell Objektorientierung in anderen Anwendungen Objekt Rechteck Attribute Füllung Rahmenlinie etc. ...

32 Konzepte und Sichten (2)
Daten- und Ablaufmodellierung Konzepte und Sichten (2) 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.

33 Konzepte und Sichten (2)
Daten- und Ablaufmodellierung Konzepte und Sichten (2) Algorithmisches Problemlösen Struktogramm Datenflussdiagramm

34 Konzepte und Sichten (2)
Daten- und Ablaufmodellierung Konzepte und Sichten (2) Algorithmisches Problemlösen

35 Konzepte und Sichten (2)
Daten- und Ablaufmodellierung Konzepte und Sichten (2) Algorithmisches Problemlösen

36 Konzepte und Sichten (2)
Daten- und Ablaufmodellierung Konzepte und Sichten (2) Algorithmisches Problemlösen

37 Konzepte und Sichten (3)
Daten- und Ablaufmodellierung Konzepte und Sichten (3) Datenorientiertes Modell (ER-Modell) Miniwelt Schule Lehrer Klasse Objektmenge (Entitäten) Objektmenge (Entitäten)

38 Konzepte und Sichten (3)
Daten- und Ablaufmodellierung Konzepte und Sichten (3) Datenorientiertes Modell (ER-Modell) Miniwelt Schule m n Lehrer unterrichtet Klasse Objektmenge Beziehung Objektmenge

39 Konzepte und Sichten (3)
Daten- und Ablaufmodellierung Konzepte und Sichten (3) Datenorientiertes Modell (ER-Modell) Miniwelt Schule Attribute Nachname Vorname Kl_bezeichnung Amtsbezeichnung Ausbildungsrichtung m n Lehrer unterrichtet Klasse Klassensprecher LNr Fächerkombination Klassenleiter

40 Konzepte und Sichten (3)
Daten- und Ablaufmodellierung Konzepte und Sichten (3) Datenorientiertes Modell (ER-Modell) Miniwelt Bahnhof

41 Konzepte und Sichten (4)
Daten- und Ablaufmodellierung Konzepte und Sichten (4) Das funktionale Modell 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 Konzepte und Sichten (4)
Daten- und Ablaufmodellierung Konzepte und Sichten (4) Das funktionale Modell Funktionsdiagramm Flussdiagramm

43 Konzepte und Sichten (5)
Daten- und Ablaufmodellierung Konzepte und Sichten (5) Das dynamische Modell Aktivitätsdiagramm

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

45 Konzepte und Sichten (5)
Daten- und Ablaufmodellierung Konzepte und Sichten (5) Das dynamische Modell Aktivitätsdiagramm

46 Konzepte und Sichten (5)
Daten- und Ablaufmodellierung Konzepte und Sichten (5) Das dynamische Modell Seitenablaufdiagramm

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

48 Phasen der Modellierung
Daten- und Ablaufmodellierung Phasen der Modellierung 1. Analyse Analyse 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 Phasen der Modellierung
Daten- und Ablaufmodellierung Phasen der Modellierung 2. Entwurf Entwurf Im Entwurf wird das „Wie?“ erkundet. Die Beziehungen zwischen den Objekten werden erkundet, Methoden herausgestellt und Ereignisse erfasst.

50 Phasen der Modellierung
Daten- und Ablaufmodellierung Phasen der Modellierung 3. Implementierung Implementierung 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 Phasen der Modellierung
Daten- und Ablaufmodellierung Phasen der Modellierung 4. Realisierung Realisierung 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 Daten- und Ablaufmodellierung
Beispiele 3. Praktische Beispiele für Ablaufmodellierung Das Resteverfahren

53 Daten- und Ablaufmodellierung Beispiele
3. Praktische Beispiele für Ablaufmodellierung Das Iterationsverfahren nach Heron

54 Daten- und Ablaufmodellierung
Beispiele 3. Praktische Beispiele für Ablaufmodellierung Der Getränkeautomat

55 Schüler Klassen besucht n 1 Daten- und Ablaufmodellierung Beispiele
3. Praktische Beispiele für Ablaufmodellierung Datenbank Wandertag Schüler Klassen besucht n 1 PLZ GebDat VName Name Straße Würste Brezen Telefon Semmeln Ort Klassenleiter RaumNr Stockw Ziel Anfang Ende Klasse

56 Modelle Diagramme Daten- und Ablaufmodellierung Übersicht
Hierarchisches Modell Objektorientiertes Modell Algorithmisches Modell Datenorientiertes Modell Dynamisches Modell Funktionales Modell Diagramme Objektdiagramm Klassendiagramm Aktivitätsdiagramm Funktionales (Funktions-) Diagramm Flussdiagramm

57 Daten- und Ablaufmodellierung