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1313 6.11.2001 Grundlagen 3: UML VL Software Architektur-Modelle  Dr. Harald Störrle Vorbereitung ·Stimmen meine sprachlichen Regelungen mit den Aussagen.

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1 Grundlagen 3: UML VL Software Architektur-Modelle  Dr. Harald Störrle Vorbereitung ·Stimmen meine sprachlichen Regelungen mit den Aussagen aus dem SOPHIST-Buch überein?! ·alle ?? entfernt?!

2 Grundlagen 3: UML VL Software Architektur-Modelle  Dr. Harald Störrle Vorbereitung ·Beamer, Laptop, Maus ·5 Exemplare der Diss ·Anwesenheitsliste ·Handout IS-Artikel: Architektur OS-Artikel von Oesterreich über GePro Modellierung mit UML sprachliche Richtlinine aus Sophist-Buch kopieren ·Fragen?

3 Grundlagen 3: UML VL Software Architektur-Modelle  Dr. Harald Störrle Vorlesung Software Architektur-Modelle Grundlagen 3: UML Dr. Harald Störrle Ludwig-Maximilians-Universität München Wintersemester 2001

4 Grundlagen 3: UML VL Software Architektur-Modelle  Dr. Harald Störrle Organisatorisches WWW-Angebot Buch bitte nach der Vorlesung abholen (DM 25) (Fehler bitte melden, Erratum in Vorbereitung) Vorlesungszeit ist kostbar, und dies ist keine Anfängerveranstaltung: Vorwissen und Nacharbeit sind erforderlich! Aufgaben vom letzen Mal

5 Grundlagen 3: UML VL Software Architektur-Modelle  Dr. Harald Störrle ·Geschäftsprozesse einer Bibliothek Was gibt es für welche? Welchen haben Sie vertieft? Wie sind Sie vorgegangen? Welche Notationen haben Sie verwendet? Welchen Schwierigkeiten sind Sie begegnet? Welche Erkenntnisse haben Sie daraus gezogen? Aufgaben vom letzten Mal

6 Grundlagen 3: UML VL Software Architektur-Modelle  Dr. Harald Störrle Aufgaben vom letzten Mal Beabsichtigte Lerneffekte „Bewußtseinserweiterung“ hört sich einfach an - und ist mit das Schwerste es gibt eine Vielzahl verschiedener Notationen mit unterschiedlichen Vor- und Nachteilen Die allgemeine Verständlichkeit einer Notation ein entscheidender Vorteil, selbst wenn sie mit sonstigen Nachteilen erkauft würde.

7 Grundlagen 3: UML VL Software Architektur-Modelle  Dr. Harald Störrle Einleitung –Architektur-Einheiten („Komponenten“) –Semantik-Formalismen (CSP, PN, ES, LTS) –Entwurfs-Notationen (UML, SARA) –Wright –Darwin –UML/AM (SARA, ROOM, UML/RT, SDL,...) –Elementare Methodiken –Konsistenz, Verifikation –Validation, Soft-Factors Rückschau Semestervorschau Überblick Prozesse ADLs Grundlagen 3 7 2

8 Grundlagen 3: UML VL Software Architektur-Modelle  Dr. Harald Störrle Einleitung –Architektur-Einheiten („Units“) –Modellierungs-Notationen (UML,...) –Semantik-Formalismen (CSP, PN; Traces, LTS, PW) –Wright –Darwin –UML/AM –Konsistenz, Verifikation –S/390 („Host“) & CICS vs. EJB & Applicationserver –Grundbegriffe am Beispiel Änderungsverwaltung –elementare Methodiken –Validation, Soft-Factors Rückschau Semestervorschau Überblick (neu) Prozesse ADLs Grundlagen Host vs. EJB

9 Grundlagen 3: UML VL Software Architektur-Modelle  Dr. Harald Störrle Einleitung –Architektur-Einheiten („Units“) –UML vs. Wright, Darwin, SARA, ROOM –UML 2 UCM, UML/AM –Wright, Darwin, SARA, ROOM –Semantik-Formalismen (CSP, PN; Traces, LTS, PW) –Konsistenz, Verifikation –S/390 („Host“) & CICS vs. EJB & Applicationserver –Grundbegriffe am Beispiel Änderungsverwaltung –elementare Methodiken –Validation, Soft-Factors Rückschau Semestervorschau Überblick (neu) Prozesse ADLs 5 3 Host vs. EJB

10 Grundlagen 3: UML VL Software Architektur-Modelle  Dr. Harald Störrle Ziele für heute (& nächstes Mal) ·Einführung in UML –Grundlagen –Notationen ·Grundbegriffe der Methodologie ·Vertiefung am Beispiel „Bibliothek“ –Lücken und Probleme der UML –UML-Erweiterungen für Architektur-Modellierung –UML-Semantik –Konsistenz von Modellen

11 Grundlagen 3: UML VL Software Architektur-Modelle  Dr. Harald Störrle UML\RT UML\AM UML 2.0 UML 1.1 UML 1.4 Booch‘93 OMT‘94OOSE‘94 (UML 1.0) StateCharts 80‘er Harel OOSE 80‘er, Jacobson et al. OMT 80‘er Jahre ROOM 94, Selic et al. SARA 70‘er, Estrin et al. Objectory 70‘er, Jacobson et al. SADT, MSC, SDL,... UML 0.8 Booch/Rumbaugh UML 0.9 „3 Amigos“ UML ? UML Übersicht Kurze Geschichte der Methodik

12 Grundlagen 3: UML VL Software Architektur-Modelle  Dr. Harald Störrle UML Übersicht Interner Aufbau in 4 Schichten ·S 3 Meta-MetamodelMOF ·S 2 MetamodellP/LMM, CDIF, CWM ·S 1 Modell ·S 0 System

13 Grundlagen 3: UML VL Software Architektur-Modelle  Dr. Harald Störrle UML Übersicht Erfolgsfaktoren ·Konsolidierung des Methodik-„Marktes“ durch die vereinte Anstrengung der 3 Marktführer. ·Dadurch wurde der Aufwand für Integration (formale) Semantik Werkzeuge überhaupt erst wirtschaftlich tragbar.

14 Grundlagen 3: UML VL Software Architektur-Modelle  Dr. Harald Störrle UML Übersicht Geltung, Abdeckung, Rang ·Nur ein Quasi-Standard von der (Hersteller-Vereinigung) OMG, gilt aber de-facto: „UML ist die lingua franca der Software-Engineering Community“. ·UML definiert Notation und eine informelle Semantik, aber kein Vorgehen, keine Methodik. ·UML unterstützt Objektorientierung (was immer das sein mag), ist aber nicht darauf beschränkt. ·UML deckt recht viel von dem ab, was abgedeckt werden muß. ·UML ist (einigermaßen) präzise, aber (noch) nicht immer formal interpretierbar. ·UML hat viele Fehler und Lücken, aber es ist der beste Ansatz bislang. ·UML wird auf absehbare Zeit das Kommunikationsvehikel (von Architekten) sein. Geltung Rang Abdeckung Fazit

15 Grundlagen 3: UML VL Software Architektur-Modelle  Dr. Harald Störrle UML Übersicht Werkzeuge ·Die meisten Werkzeuge sind sehr weit weg von der UML (z.B. Rational Rose, Together). ·Es gibt aber auch sehr gute Werkzeuge, die sich wirklich an die UML halten (insbesondere MagicDraw). ·Für kleine Beispiele gehen auch einfache Malwerkzeuge (Visio „Schablone „Software“, xfig).

16 Grundlagen 3: UML VL Software Architektur-Modelle  Dr. Harald Störrle UML Übersicht Nutzen der UML ·Entscheidender Schritt von UML 0.8 zu 1.1 Integration der Notationen und Begriffswelten durch Metamodell. ·Das ist es, was UML wertvoll macht. ·Damit ist potentiell eine echte (d.h. formale und umfassende) Semantik möglich.

17 Grundlagen 3: UML VL Software Architektur-Modelle  Dr. Harald Störrle Notationen in der UML ·Nutzfalldiagramm („Anwendungsfalldiagramm“) ·„statische-Struktur-Diagramme“ Klassendiagramm, Objektdiagramm ·Zustandsdiagramm Aktivitätendiagramm ·Interaktionsdiagramme Sequenzdiagramm Kollaborationsdiagramm ·Implementationsdiagramm Komponentendiagramm Verteilungsdiagramm Paketdiagramm ·Object Constraint Language (OCL)

18 Grundlagen 3: UML VL Software Architektur-Modelle  Dr. Harald Störrle UML Notationen 1. Nutzfalldiagramm ·Gegenstand funktionale Anforderungen (inkl. Geschäftsprozesse) beliebiger Modellelemente ·Elemente Aktor, Nutzfall, div. Beziehungen, Systembox

19 Grundlagen 3: UML VL Software Architektur-Modelle  Dr. Harald Störrle UML Notationen 1. Nutzfalldiagramm ·Einbettung Actor und UseCase sind Classifiers „Bounding Box“ exisitiert nicht Extend, Include, Generalisation, Association sind Relationships ·Semantik unklar Beziehungen zu ActionState, Subsystem und Interface? UseCaseInstance aber keine ActorInstance?

20 Grundlagen 3: UML VL Software Architektur-Modelle  Dr. Harald Störrle UML Notationen Nutzfälle Bibliothek

21 Grundlagen 3: UML VL Software Architektur-Modelle  Dr. Harald Störrle UML Notationen Kontext Bibliothek Ebene 0 des Systems „Bibliothek“ enthält das Unterstützungssystem selber, den Leser, den Interessenten und den Bibliothekar. Der Kontext eines Systems ist die Struktur auf der übergeordneten Ebene. Beachte: Bibliothek vs. Bibliothekssystem

22 Grundlagen 3: UML VL Software Architektur-Modelle  Dr. Harald Störrle UML Notationen Geschäftsprozesse Bibliothek Layout Überschneidungen Knickpunkte „Kamm“-Notation horizontal vertikal Namen System GePros („Bestandspflege“) Aktoren ->Glossar Beachte: keine Systemgrenze

23 Grundlagen 3: UML VL Software Architektur-Modelle  Dr. Harald Störrle UML Notationen Facharchitektur Bibliothek

24 Grundlagen 3: UML VL Software Architektur-Modelle  Dr. Harald Störrle UML Notationen Zuordnung GePros / Facharchitektur

25 Grundlagen 3: UML VL Software Architektur-Modelle  Dr. Harald Störrle UML Notationen 2. Klassendiagramm ·Gegenstand statische Struktur ·Elemente Klasse, Schnittstelle, div. Beziehungen; Aktor, Objekt, Link

26 Grundlagen 3: UML VL Software Architektur-Modelle  Dr. Harald Störrle UML Notationen 2. Klassendiagramm ·Einbettung Class, Interface sind Classifier, Object ist Instance Assciation, Generalisation, Flow, Dependency (und Unterklassen) sind Relationships ·Semantik im Prinzip: Code. Aber was ist mit AssociationClass, n-ären Assoziationen, Aggregation vs. Komposition, Analyse- vs. Implementationsklassen?

27 Grundlagen 3: UML VL Software Architektur-Modelle  Dr. Harald Störrle UML Notationen 2. Klassendiagramm

28 Grundlagen 3: UML VL Software Architektur-Modelle  Dr. Harald Störrle UML Notationen 3. Zustandsdiagramm ·Gegenstand generisches Verhalten belibiger Modellelemente ·Elemente verschiedene Arten Zustände, Transitionen

29 Grundlagen 3: UML VL Software Architektur-Modelle  Dr. Harald Störrle UML Notationen 3. Zustandsdiagramm ·Einbettung vollkommen separater Baum - historisch bedingt Wie könnte es anders sein? Ist ein Zustand/ein Automat generisch oder eine Instanz? ·Semantik Umfängliche textuelle Beschreibung, viele Lücken und unklarheiten, die aber aus den Vorläufern heraus formal interpretierbar sind. Es gibt hunderte StateChart-Semantiken...

30 Grundlagen 3: UML VL Software Architektur-Modelle  Dr. Harald Störrle UML Notationen 3. Zustandsdiagramm

31 Grundlagen 3: UML VL Software Architektur-Modelle  Dr. Harald Störrle UML Notationen 4. Aktivitätendiagramm ·Gegenstand Kontroll- & Datenfluß ·Elemente verschiedene Arten Aktivitäten, Transitionen, Flußrelation, Daten, Schwimmbahnen

32 Grundlagen 3: UML VL Software Architektur-Modelle  Dr. Harald Störrle UML Notationen 4. Aktivitätendiagramm ·Einbettung ActivityGraph ist eine StateMachine Swimlanes? (Achtung - „Bounding box“!) ·Semantik siehe StateMachine ObjectFlowStates sind im MM rein syntaktisch

33 Grundlagen 3: UML VL Software Architektur-Modelle  Dr. Harald Störrle UML Notationen 4. Aktivitätendiagramm

34 Grundlagen 3: UML VL Software Architektur-Modelle  Dr. Harald Störrle UML Notationen 4. Aktivitätendiagramm

35 Grundlagen 3: UML VL Software Architektur-Modelle  Dr. Harald Störrle UML Notationen 5. Sequenzdiagramm ·Gegenstand Interaktion von beliebigen Modellelementen (Fokus: Zeit) ·Elemente Rollen, Lebenslinien, Aktivierung, Nachrichten

36 Grundlagen 3: UML VL Software Architektur-Modelle  Dr. Harald Störrle UML Notationen 5. Sequenzdiagramm ·Einbettung eigener Baum - historisch bedingt Partielle Ordnung von Nachrichten auf einem Ensemble von Rollen ·Semantik lückenhaft (s. Dissertation von Alexander Knapp) Event Structures, Partielle Worte

37 Grundlagen 3: UML VL Software Architektur-Modelle  Dr. Harald Störrle UML Notationen 5. Sequenzdiagramm

38 Grundlagen 3: UML VL Software Architektur-Modelle  Dr. Harald Störrle UML Notationen 6. Kollaborationsdiagramm ·Gegenstand Interaktion von beliebigen Modellelementen (Fokus: Rolle) ·Elemente Rollen, Verbindungen, Nachrichten (Punkt-Notation, Buchstaben) unübersichtlich, was den Ablauf angeht aber das Layout bleibt (ggf.) bestehen

39 Grundlagen 3: UML VL Software Architektur-Modelle  Dr. Harald Störrle UML Notationen 6. Kollaborationsdiagramm ·Einbettung identisch zu Sequenzdiagramm ·Semantik identisch zu Sequenzdiagramm

40 Grundlagen 3: UML VL Software Architektur-Modelle  Dr. Harald Störrle UML Notationen 7. Komponentendiagramm ·Gegenstand statische Struktur auf Implementationsebene ·Elemente Komponente, Schnittstelle, div. Beziehungen

41 Grundlagen 3: UML VL Software Architektur-Modelle  Dr. Harald Störrle UML Notationen 8. Verteilungsdiagramm ·Gegenstand Systemtopologie und Verteilung von Komponenten darauf ·Elemente Knoten, Verbindung, & Elemente des Komponentendiagrammes

42 Grundlagen 3: UML VL Software Architektur-Modelle  Dr. Harald Störrle UML Notationen 9. Paketdiagramm ·Gegenstand statische Struktur von Artefakten (Modelle, Code,...) ·Elemente Pakete, Schnittstellen, div. Beziehungen & Elemente des Klassendiagrammes

43 Grundlagen 3: UML VL Software Architektur-Modelle  Dr. Harald Störrle UML Notationen (2,) 7, 8, 9: „Implmentation“

44 Grundlagen 3: UML VL Software Architektur-Modelle  Dr. Harald Störrle UML Notationen 2, 7, 8, 9: Implementationsdiagramme ·Einbettung Node, Component, Interface sind Classifier Dependency, Flow sind Relationships NodeInstance, ComponentInstance sind Instance ·Semantik Source-Code, Make-Skripte, Verzeichnisstrukturen => Abhängigkeitsgraphen, partielle Ordnung

45 Grundlagen 3: UML VL Software Architektur-Modelle  Dr. Harald Störrle UML Notationen 2, 7, 8, 9: Implementationsdiagramme

46 Grundlagen 3: UML VL Software Architektur-Modelle  Dr. Harald Störrle UML Notationen?? 10. OCL ·Gegenstand logische Randbedingungen eines Systems ·Elemente Schlüsselworte, Operatoren, Variablen ·

47 Grundlagen 3: UML VL Software Architektur-Modelle  Dr. Harald Störrle UML Notationen?? 10. OCL ·Einbettung in UML 1.3: keine in UML 1.4: ?? ·Semantik in etwa getypte Prädikatenlogik erster Stufe siehe Beiträge von Knapp/Cengarle auf den letzten UML Konferenzen wird im Moment gerade zunichte standardisiert

48 Grundlagen 3: UML VL Software Architektur-Modelle  Dr. Harald Störrle UML Notationen 10. OCL ·Ein Leser darf höchstens 20 Bücher 10 Zeitschriften 10 CDs ausleihen, maximal jedoch 20 Medien. ·Ein Leser darf höchstens 5 Vorbestellungen aufgeben. ·Es kann höchstens 3 Vorbestellungen auf ein Medium geben. ·Die erste Mahnung ist kostenfrei, und wird erst 1 Woche nach Ablauf der Leihfrist ausgesprochen.

49 Grundlagen 3: UML VL Software Architektur-Modelle  Dr. Harald Störrle Ziele für heute (& nächstes Mal) ·Einführung in UML –Grundlagen –Notationen ·Vertiefung am Beispiel „Bibliothek“ –Lücken und Probleme der UML –UML-Erweiterungen für Architektur-Modellierung –UML-Semantik –Konsistenz von Modellen

50 Grundlagen 3: UML VL Software Architektur-Modelle  Dr. Harald Störrle Architektur-Modelle und UML: Angebot / Bedarf ·Geforderte Konzepte Einheiten Ports Konnektoren Protokoll...sowie passende Notationen. ·Wo gibt’s das in der UML?

51 Grundlagen 3: UML VL Software Architektur-Modelle  Dr. Harald Störrle Architektur-Modelle und UML: Notation ·Notation Gegenstand Elemente Einbettung Semantik

52 Grundlagen 3: UML VL Software Architektur-Modelle  Dr. Harald Störrle UML/AM Notationen 1. SARA-Notation ·Gegenstand Modellierung von großen Strukturen ·Elemente Einheit, Sicht, Port, Konnektor, Konfiguration, Protokoll ·Einbettung hierin liegt der Trick! ·Semantik hängt vom Verwendungszweck ab

53 Grundlagen 3: UML VL Software Architektur-Modelle  Dr. Harald Störrle SARA-Notation Metamodell-Ausschnitt & Einbettung Konfiguration Einheit Konnektor Rolle Protokoll Sicht Port 2..* + + * * + + * OH-Folie Skript Kapitel 4

54 Grundlagen 3: UML VL Software Architektur-Modelle  Dr. Harald Störrle SARA-Notation Einheiten Hülle um die Einheit Port mit Protokollrolle © Bran Selic

55 Grundlagen 3: UML VL Software Architektur-Modelle  Dr. Harald Störrle SARA-Notation Konfiguration © Bran Selic Notation zu aufwendig 3D Farbe

56 Grundlagen 3: UML VL Software Architektur-Modelle  Dr. Harald Störrle SARA-Notation Einheit, Konnektor, Konfig., Protokoll © Bild: Bran Selic © Notation: Estrin et al. übernommen durch Bran Selic et al. sender : Fax SenderSender receiver : Fax ReceiverReceivercallcall ackack datadata callcall ackack sendsendSenderSenderChannelChannelReceiverReceiver Channeldatadata

57 Grundlagen 3: UML VL Software Architektur-Modelle  Dr. Harald Störrle Quellen Ich empfehle (in dieser Reihenfolge): ·Object Management Group: The Unified Modeling Language bzw. P:/CCI/Wissensaufbau/UML ·Rumbaugh, Jacobson, Booch: The UML Reference Manual Addison Wesley, 2000 ·Bernd Oesterreich: Objektorientierte Softwareentwicklung Oldenbourg, 2001, 5. Aufl., siehe auch ·Heide Balzert: Lehrbuch der Objektmodellierung Spektrum, 1999, siehe auch

58 Grundlagen 3: UML VL Software Architektur-Modelle  Dr. Harald Störrle Quellen Als Hintergrund auch brauchbar: ·Craig Larman: Applying UML and Patterns Prentice-Hall, 1998 ·D`Souza, Wills: Objects, Components, Patterns: The Catalysis Approach Addison Wesley, 1999 ·IEEE Architecture Working Group: P pdf?isNumber=18957

59 Grundlagen 3: UML VL Software Architektur-Modelle  Dr. Harald Störrle Weitere Quellen Ich rate dringend ab von: ·Martin Fowler: UML kompakt ·Booch, Rumbaugh, Jacobson: UML Tutorial ·Heide Balzert: Objektorientierung in 7 Tagen ·Helmut Balzert: Lehrbuch der Software-Technik

60 Grundlagen 3: UML VL Software Architektur-Modelle  Dr. Harald Störrle Nächste beiden Male ·Vertiefung des Beipiels ·Methodik ·Neue Notationen ·Konsistenz ·Semantik

61 Grundlagen 3: UML VL Software Architektur-Modelle  Dr. Harald Störrle Aufgabe zum nächsten Mal ·Modellieren Sie die Fachlichkeit der Domäne „Bibliothek“, also die statische Struktur Objekt-Lebenszyklen typische Interaktionen mit den jeweils angemessenen Notationen. ·Kritisieren Sie meine Beispiele: was daran ist gut, was schlecht.

62 Grundlagen 3: UML VL Software Architektur-Modelle  Dr. Harald Störrle Aufgabe zum nächsten Mal für Motivierte ·Modellieren Sie die Domäne „Orchester“, also den Systemkontext die statische Struktur der Domäne die Geschäftsprozesse mit den jeweils angemessenen Diagrammen. ·Beachte: reines Analysemodell, daher verringerte Gefahr der vorzeitigen Realisierungsorientierung.


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