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Objektorientierte Software- Entwicklung Klaus Becker 2006.

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Präsentation zum Thema: "Objektorientierte Software- Entwicklung Klaus Becker 2006."—  Präsentation transkript:

1 Objektorientierte Software- Entwicklung Klaus Becker 2006

2 2 Objektorientierte Software-Entwicklung Problem Auftrag Ermittlung der Anforderungen Pflichtenheft (Prototyp) Entwicklung eines Modells OO-Analysemodell OO-Designmodell Implementierung des Modells Lauffähiges Programm Testen des Programms Auftraggerechtes Produkt

3 3 Teil 1 Software-Entwicklungsprozess

4 4 Vom Problem zum Auftrag Software-Entwicklung geht in der Regel von einer Problemstellung und einer hieraus resultierenden Zielsetzung aus. Eine Formulierung der Zielsetzung kann auch als Auftrag für einen Entwicklungsprozess aufgefasst werden. 1$ Auftrag chuck a luck: Entwicklung eines Simulationsprogramms, mit dem das Würfelspiel chuck a luck am Rechner gespielt werden kann. Problem Auftrag

5 5 Ermittlung der Anforderungen Zu Beginn eines Software-Entwicklungsprozesses legen die Entwickler gemeinsam mit dem Auftraggeber die Funktionalität des gewünschten Systems fest. Beide Parteien müssen dabei genau vereinbaren, was das zu entwickelnde System leisten soll. Problem Auftrag Ermittlung der Anforderungen Pflichtenheft (Prototyp)

6 6 Prototyp Ein Prototyp dient dazu, bestimmte Aspekte eines zu entwickelnden Software-Systems vor der Realisierung zu überprüfen. Häufig wird ein Prototyp der Benutzungsoberfläche erstellt. Anhand dieses Prototyps können die Entwickler mit dem Auftraggeber diskutieren, inwieweit dessen Wünsche beachtet und umgesetzt wurden. Prototyp chuck a luck: Benutzungsoberfläche, bei der noch keine Funktionalitäten implementiert sind.

7 7 Pflichtenheft Ein Pflichtenheft ist eine textuelle Beschreibung dessen, was das zu realisierende System leisten soll. Es soll dabei zwei Zielsetzungen erfüllen: Zum einen ist es das Einstiegsdokument in das Projekt für alle, die das System später pflegen und warten sollen, zum anderen soll es den Systemanalytiker in die Lage versetzen, eine objektorientierte Analyse vorzunehmen. Pflichtenheft chuck a luck /0/ Der Benutzer erhält zu Beginn einen bestimmten Geldbetrag, mit dem er spielen kann. /1/ Der Benutzer kann eine Zahl auf einem Spielbrett auswählen. Er kann die Wahl dieser Zahl auch korrigieren. /2/ Der Benutzer kann sämtliche Spielaktionen einzeln auslösen: Einsatz zahlen, Würfel werfen,... /3/ Der Spielablauf wird vom System überwacht, so dass keine unzulässigen Aktionen möglich sind. /4/ Sämtliche Spieldaten werden jeweils aktualisiert angezeigt. /5/...

8 8 Objektorientierte Modellierung Ein komplexeres Software-System muss zunächst entworfen werden, bevor es mit einer Programmiersprache realisiert werden kann. Hierzu werden Modelle des Systems aus unterschiedlicher Blickrichtung erstellt. Problem Auftrag Ermittlung der Anforderungen Pflichtenheft (Prototyp) Entwicklung eines Modells OO-Analysemodell OO-Designmodell

9 9 Objektorientierte Analyse 1$ Miniwelt Modell Abbild der Miniwelt Vorlage für das System Der Blick richtet sich auf die Struktur der Miniwelt. Aufgabe der objektorientierten Analyse (kurz: OOA) ist es, die Miniwelt unabhängig von der späteren Implementierung mit Hilfe von Objekten, Klassen sowie deren Beziehungen zu beschreiben. Die Miniwelt wird dabei soweit abstrahiert, dass alle für den Auftraggeber relevanten Bestandteile des Problembereichs abgebildet sind. Das Ergebnis einer OOA ist also eine präzise, abstrahierende Beschreibung der Miniwelt.

10 10 Objektorientiertes Design System Modell Abbild der Miniwelt Vorlage für das System Der Blick richtet sich auf das zu entwickelnde System. Aufgabe des objektorientierten Designs (kurz: OOD) ist es, das OOA- Modell zu erweitern und an die Rahmenbedingungen des zu erstellenden Systems anzupassen. Hier werden dann u. a. auch programmiertechnische Details festgelegt wie die genaue Spezifikation der Attribute (Datentypen) und Methoden (Parameter und ihre Datentypen) oder die Anbindung an die Benutzungsoberfläche.

11 11 Objektorientierte Analyse 1$ Miniwelt Identifikation der Objekte spielbrettwuerfelAwuerfelBwuerfelC zahl = 3augen = 3 augen = 5 konto stand = 9 spielmanager zustand =... Zuständigkeit: verwaltet den Spielzustand und erteilt die passenden Aufträge an die Spiel- Objekte Zuständigkeit: Geldbetrag verwalten Zuständigkeit: getippte Zahl merken Zuständigkeit: würfeln

12 12 Objektorientierte Analyse 1$ Miniwelt TWuerfelTSpielbrett TKonto augenzahl stand werfensetzen(tipp) abheben(betrag) einzahlen(betrag) TSpielmanager zustand einsatzZahlen spielzahlSetzen(zahl) wuerfelWerfen gewinnVerbuchen kennt 3 Klassenentwurf

13 13 Objektorientiertes Design System kontospielmanagerFGUI hatkennt Anbindung an die GUI

14 14 Objektorientiertes Design System Schnittstellenspezifikation TKonto – stand: integer + create(betrag: integer) + destroy + abheben(betrag: integer) + einzahlen(betrag: int.) + getStand: integer + setStand(betrag: integer) TKonto stand abheben(betrag) einzahlen(betrag)

15 15 Implementierung des Modells Das entwickelte Modell wird mit den Mitteln der gewählten Programmiersprache implementiert. Problem Auftrag Ermittlung der Anforderungen Pflichtenheft (Prototyp) Entwicklung eines Modells OO-Analysemodell OO-Designmodell Implementierung des Modells Lauffähiges Programm

16 16 Implementierung des Modells TKonto – stand: integer + create(betrag: integer) + destroy + abheben(betrag: integer) + einzahlen(betrag: int.) + getStand: integer + setStand(betrag: integer) unit uKonto; interface type TKonto = class private stand: integer; public constructor create(startkapital: integer); procedure einzahlen(betrag: integer); procedure abheben(betrag: integer); function getStand: integer; end; implementation...

17 17 Testen des Programms Bevor das fertige System an den Auftraggeber abgeliefert werden kann, muss systematisch getestet werden, ob es die gewünschten Anforderungen auch erfüllt. Gegebenenfalls müssen Korrekturen vorgenommen werden. Problem Auftrag Ermittlung der Anforderungen Pflichtenheft (Prototyp) Entwicklung eines Modells OO-Analysemodell OO-Designmodell Implementierung des Modells Lauffähiges Programm Testen des Programms Auftraggerechtes Produkt

18 18 Testen des Programms Testprotokoll: /1/ Der Benutzer hat keine Zahl auf dem Spielfeld ausgewählt. (ok) /2/ Der Benutzer versucht, mehrfach zu würfeln. (ok)...

19 19 Prozessdokumentation Problem Auftrag Ermittlung der Anforderungen Pflichtenheft (Prototyp) Entwicklung eines Modells OO-Analysemodell OO-Designmodell Implementierung des Modells Lauffähiges Programm Testen des Programms Auftraggerechtes Produkt Genaue Formulierung des Auftrags Detailliertes Pflichtenheft Diagramme zur Darstellung der Modelle Kommentiertes Programm Testprotokoll

20 20 Werkzeuge zur Unterstützung Problem Auftrag Ermittlung der Anforderungen Pflichtenheft (Prototyp) Entwicklung eines Modells OO-Analysemodell OO-Designmodell Implementierung des Modells Lauffähiges Programm Testen des Programms Auftraggerechtes Produkt Textverarbeitung Textverarbeitung; Entwicklungsumgebung UML-Editor (z. B. Violet) Code-Generator (z. B. UMLEd), Entwicklungsumgebung Entwicklungsumgebung, Textverarbeitung

21 21 Sequentielles Vorgehen Problem Auftrag Ermittlung der Anforderungen Pflichtenheft (Prototyp) Entwicklung eines Modells OO-Analysemodell OO-Designmodell Implementier- ung des Modells Lauffähiges Programm Testen des Programms Auftraggerechtes Produkt Wasserfallmodell Die Schritte zur Entwicklung der Software werden streng sequentiell – einer nach dem anderen – durchlaufen. In der Praxis ist dieses Vorgehen kaum einsetzbar, da in späteren Phasen oft Erkenntnisse gewonnen werden, die eine Überarbeitung früher gewonnener Ergebnisse erforderlich machen.

22 22 Iteratives Vorgehen Produkt Version 1 Während des Entwicklungsprozesses wird eine Folge von Produktversionen erstellt, wobei die Funktionalität des Software-Produkts fortlaufend erweitert und angepasst wird. Zunächst werden nur die Kernfunktionalitäten des Systems realisiert. Anschließend werden weitere Funktionen sukzessive ergänzt. Dabei werden die sich ergebenden Anforderungen und Rahmenbedingungen mit berücksichtigt. Problem Auftrag Produkt Version 2 Produkt Version...

23 23 Teil 2 Beispiele

24 24 Zielsetzung Ziel ist es, dass Sie einen gesamten Software-Entwicklungsprozess selbstständig durchlaufen. Sie sollen in kleineren Teams eine etwas komplexere Software entwickeln und den gesamten Prozess gut dokumentieren. Problem Auftrag Ermittlung der Anforderungen Pflichtenheft (Prototyp) Entwicklung eines Modells OO-Analysemodell OO-Designmodell Implementierung des Modells Lauffähiges Programm Testen des Programms Auftraggerechtes Produkt

25 25 Entwicklungs-Teams Ein Team besteht aus den an den jeweiligen Tischen sitzenden Personen. Diese müssen gemeinsam ein Software-Produkt entwickeln.

26 26 Entwicklungsauftrag Als Auftraggeber möchte ich Ihnen zwei Aufträge zur Auswahl stellen: Simulation eines einfachen Roulette-Spiels / Simulation eines Galton-Bretts

27 27 Roulett Auftrag: Entwickeln Sie ein Programm zur Simulation eines Roulett-Spiels. Die Simulation kann einfach gehalten werden. Folgende Vereinfachungen könnte man z. B. vornehmen: - Es gibt nur 8 Felder auf dem Tisch zum Setzen. - Es gibt nur eine Sorte Chips. Es können aber mehrere auf ein Feld gelegt werden. - Ein Chip kann nicht über mehrere Felder gelegt werden. -...

28 28 Galton-Brett Auftrag: Entwickeln Sie ein Programm zur Simulation eines Galton-Bretts. Die Simulation sollte zunächst eher einfach gehalten werden. So sollten Sie zunächst auf eine (sicher wünschenswerte, aber schwierig zu realisierende) Visualisierung verzichten.

29 29 Teamarbeit Auftraggeber Das bin ich. Teamleitung Eine / einer sollte die Koordination des Teams übernehmen. Diese Person sollte insbesondere darauf achten, dass das Produkt fristgemäß erstellt wird und sämtliche Dokumentationsaufgaben erledigt werden. Arbeit im Team Innerhalb eines Teams sollte die Arbeit gemeinsam geplant und dann aber arbeitsteilig ausgeführt werden. Beachten Sie: Je genauer Sie sich abstimmen, desto reibungsloser funktioniert das Zusammensetzen der Arbeitsergebnisse.

30 30 Zeitvorgaben Phase 1: Ermittlung der Anforderungen (bis zur Vormittagspause) beachte: Diese Anforderungen müssen mit dem Auftraggeber abgesprochen werden. Phase 2: Entwicklung eines Modells (bis zur Mittagspause) beachte: Das Modell sollte dokumentiert werden. Benutzen Sie hierzu das Werkzeug Violet und / oder UMLed Phase 3: Implementierung des Modells (bis zur Nachmittagspause) Phase 4: Testen des Programms (bis zur Abendpause)

31 31 Literaturhinweise Eine Linksammlung zum Thema Software-Entwicklung findet man unter:


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