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TU Dresden - Institut für Bauinformatik Bauinformatik Grundlagen Algorithmen und Datenstrukturen in Java 2. Semester 2. Vorlesung Welt-Objekt-Model Prof.

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1 TU Dresden - Institut für Bauinformatik Bauinformatik Grundlagen Algorithmen und Datenstrukturen in Java 2. Semester 2. Vorlesung Welt-Objekt-Model Prof. Dr.-Ing. R.J. Scherer

2 TU Dresden - Institut für Bauinformatik LKW1 Objekt-Interaktion (MPS Paradigma) interface Visualisiere Obj. paint() abstract phys. Objekt Baustelle main Leitstand = Instanziierung + Steuerung Zustand t i Zustand t i-1 Methode aus instantiertem Objekt holt legt zurück Produkt: Prozess: steuert (Start, Ende, Δ t 1 ) Δt2Δt2 Δ t 1 / Δt2 Δt 1 Δt 2 t1t2t3t4t5t6t1t2t3t4t5t6 t1t2t3t4t1t2t3t4 abstract Baugerät Problem z.B.: Synchronisation Prozesssteuerung: Zeichne Objekt Bewege Objekt usw

3 TU Dresden - Institut für Bauinformatik Paradigma: Modell-Präsentation-Steuerung(MPS) Mit der ersten objektorientierten Programmiersprache Smalltalk wurde das MPS-Paradigma (englisch MVC Model-View-Controller-Paradigma) eingeführt. Paradigma bedeutet soviel wie Prinzip. Es sagt aus, dass eine Aufteilung in 3 Klassen(-bereiche) erfolgt. Da Modell sowohl das Objekt-Welt-Modell, als auch das Präsentationsmodell sein kann und die Präsentation nur auf die visuelle Darstellung zu eng begrenzt ist, ergibt sich als Verallgemeinerung für das MPS-Paradigma Präsentation Modell Steuerung Prozess Produkt Prozesssteuerung

4 TU Dresden - Institut für Bauinformatik Programm Architektur Produkt-Modell (Welt-Objekt-Modell) main Prozess-Modell (Welt-Objekt-Modell) Darstellung D-Schnittstelle Welt-Prozess Prozess- Steuerung (Leitstand) Nutzer- schnittstelle holt aktualisiert

5 TU Dresden - Institut für Bauinformatik Objekt-Interaktion (MPS Paradigma) LKW1 interface Visualisiere Obj. paint() abstract phys. Objekt Baustelle main Leitstand = Instanziierung + Steuerung Zustand t i Zustand t i-1 Methode aus instantiertem Objekt Produkt: Welt-Objekt-Modell Produkt: Welt-Objekt-Modell Prozess: steuert (Start, Ende, Δ t 1 ) Δt2Δt2 abstract Baugerät Prozesssteuerung: Zeichne Objekt Bewege Objekt usw Darstellungs-Prozess-Modell legt zurück holt Nutzer Aktualisierungs-Prozess Welt-Prozess-Modell

6 TU Dresden - Institut für Bauinformatik Welt-Objekt-Modell Architektur Welt-Objekt-Modell Vorlagen (Schema, Konzepte, Klassen) Aktuelle Zustände aktuelle Welt-Objekte Lager (Repository) Welt-Objekte eingesetzt instantiiert Daten- ablage temporär permanent holt Prozessablauf aktualisiert

7 TU Dresden - Institut für Bauinformatik Welt-Objekt-Datenstruktur Eine Datenstruktur besteht aus: Objekten Relationen Repäsentationssprache Objekte bestehen (einschließlich der Definition der zugehörigen Datentypen) aus : Identifikator - Attribut Attributen Relations-Attributen Relationen Vererbungsstruktur zu einfacheren Definition der Schema-Objekte (Klassen) Beziehungen zwischen den Objekten Kommunikationsrelationen (Benachrichtigungsbeziehung) Repräsentationssprache EXPRESS-G zur grafischen Repräsentation des Wesentlichen EXPRESS zur syntaktischen Repräsentation mit allen Details

8 TU Dresden - Institut für Bauinformatik EXPRESS-G EXPRESS-G ist eine graphische Beschreibungssprache für objektorientierte Modelle und ist Teil 11 der ISO-Norm (STEP). Mittels EXPRESS-G können wesentliche Informationen objektorientierter Modelle spezifiziert werden. Vorteil: - übersichtlich und leicht verständlich; Anwendung: Modellierung der Objekte Nachteil: -Nicht alle benötigten Informationen können mit EXPRESS-G beschrieben werden.

9 TU Dresden - Institut für Bauinformatik EXPRESS-G winkel V Max koordinaten Bezugspunkt Baugeraet Integer LKWKranBagger Integer PhysicalObject LKW : Bezugspunkt V max Weitere Attribute

10 TU Dresden - Institut für Bauinformatik EXPRESS EXPRESS dient zur genauen Spezifikation objekt- orientierter Modelle. Die in EXPRESS-G beschriebene Klassenhierarchie wird in EXPRESS überführt und durch zusätzlich benötigten Information, die in EXPRESS-G nicht beschreibbar sind, ergänzt, um eine verbindliche Datenstruktur zu definieren. ENTITY Baugeraet ABSTRACT SUPERTYPE SUBTYPE OF ( PhysicalObject ); Geschwindigkeit : Real; Leistung : Real; END_ENTITY;

11 TU Dresden - Institut für Bauinformatik Überführung der EXPRESS-Struktur in eine ausführbare Programmstruktur Um mit der in EXPRESS definierten objekt-orientierten Struktur arbeiten zu können muss sie in eine ausführbare Programmstruktur überführt werden. Dafür bieten sich objekt-orientierte Programmiersprachen, wie z.B. Java, an. Die Datenstruktur kann hierbei auch um Verhalten (Funktionen) erweitert werden. Durch die Einführung der Kommunikationsrelation und eines Symbols für Funktionen erweitern wir EXPRESS-G entsprechend (kein ISO Bestandteil) EXPRESS Programmiersprache

12 TU Dresden - Institut für Bauinformatik Überführung der EXPRESS-Struktur in eine ausführbare Programmstruktur ENTITY Baugeraet ABSTRACT SUPERTYPE SUBTYPE OF ( PhysicalObject ); Geschwindigkeit : Real; Leistung : Real; END_ENTITY; public abstract class Baugeraet extends PhysicalObject { private doublegeschwindigkeit; private doubleleistung; public void setG eschwindigkeit t(double v) { this.geschwindigkeit = v; } }; EXPRESS zu Java

13 TU Dresden - Institut für Bauinformatik Schema/Datenstrukturen Baustelle Vorgehensweise (s. auch 1.Sem 1. Vorl) 1)Sammeln aller Objekte 2)Ordnen der Objekte in Objektgruppen 3)Aufbau der Basisrelationen 4)Aufbau der Anwendungsrelationen 5)Implementation der Schema-Objekte in Klassen mit Ihren Konstruktoren textuell I)EXPRESS-G II)EXPRESS Java

14 TU Dresden - Institut für Bauinformatik Überblick EXPRESS-G

15 TU Dresden - Institut für Bauinformatik Überblick über EXPRESS-G Kommunikations-

16 TU Dresden - Institut für Bauinformatik Überblick über EXPRESS-G

17 TU Dresden - Institut für Bauinformatik Überblick über EXPRESS-G

18 TU Dresden - Institut für Bauinformatik Strukturierung der Baustellen-Klassen (1)Bauplatz und seine Teile (2)Bauwerk (3)Baumaterial (4)Gerätepark (5)Bewegung, Abläufe, Prozesse (immaterielle Objekte) (6)Logistik: (Material- und Ressourcenflüsse) (7)Interaktionen von Geräten (8)Personal Personal könnte wie Geräte modelliert werden, d.h. wie 4, 5, 7 und muss nicht als eigenständiger Modellbereich formuliert werden. Wenn wir aber selbstständiges Handeln zulassen, z.B. durch Agentenmethode möglich, so ist ein eigenständiger Modellbereich zu empfehlen.

19 TU Dresden - Institut für Bauinformatik Baustellenschema

20 TU Dresden - Institut für Bauinformatik Bauobjekte

21 TU Dresden - Institut für Bauinformatik Baugeräte

22 TU Dresden - Institut für Bauinformatik Bauplatz/Einrichtungslemente

23 TU Dresden - Institut für Bauinformatik Material

24 TU Dresden - Institut für Bauinformatik Beziehung LKW- Material

25 TU Dresden - Institut für Bauinformatik Klassenstruktur der Baustelle Baumaterial Baugeräte Bauobjekte Einrichtungs- elemente


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