Seminar Softwareentwicklung Programmierstil Helmut Schmidauer

Präsentation zum Thema: "Seminar Softwareentwicklung Programmierstil Helmut Schmidauer"—  Präsentation transkript:

1 Seminar Softwareentwicklung Programmierstil Helmut Schmidauer
Modularisierung Seminar Softwareentwicklung Programmierstil Helmut Schmidauer

2 Wozu Modularisierung von Software ?
Verständlichkeit Jede Entwurfseinheit sollte weitgehend unabhängig von den anderen verständlich sein Kombinierbarkeit Entwurfseinheiten sollten sich durch Rekombination zu neuen Systemen zusammenfügen lassen Lokalität Jede Änderung des Entwurfsproblems sollte Änderungen in möglichst wenigen Entwurfseinheiten verursachen Parallele Entwicklung

3 Definition Modul Zusammenfassung von Operationen und Daten zur Realisierung einer in sich abgeschlossenen Aufgabe Kommunikation mit der Außenwelt nur über eine eindeutig spezifizierte Schnittstelle Keine Kenntnis des inneren Arbeitens zur Integration erforderlich Korrektheit nachprüfbar ohne Kenntnis seiner Einbettung

4 Was ist ein Modul ? Eine Prozedur (eher nicht) Eine Klasse Ein Package
Eine Komponente Ein Subsystem

5 Modularisierung Zerlegung eines Systems in Module, unter Berücksichtigung folgender Kriterien Verhältnis Modulbindung - Modulkopplung Minimalität der Schnittstelle Modulgröße Testbarkeit Interferenzfreiheit Importzahl, Verwendungszahl Modulhierachie - Architektur

6 Modulgeschlossenheit
Ein Modul soll für eine geschlossene Aufgabe zuständig sein nach unterschiedlichen Aspekten Funktionsorientiert Funktionsbibliothek Datenorientiert Algorithmus

7 Datenkapselung Trenne die konkrete Implementierung einer Datenstruktur von ihren sichtbaren Eigenschaften Datenstruktur wird in ein Modul eingekapselt Die Schnittstelle besteht aus Operationen die den Umgang mit der Datenstruktur beschreiben Die Datenstruktur selbst ist verborgen => Abstrakte Datenstruktur Ist ein wesentliches Entwurfsprinzip

8 Information Hiding "Geheime" Bereiche eines Systems Daten
Bereiche die sich häufig ändern Hardwareabhängigkeiten Ein / Ausgabe Komplizierte Design und Implementierungsbereiche Konstanten Business Logik Komplexe Logik

9 Modulbindung - Modulkopplung
Summe der Beziehungen zwischen den einzelnen Operationen,Daten eines Moduls (soll hoch sein) Modulkopplung Summe der Beziehungen zwischen den Modulen Hohe Kopplung durch verteilte Funktionen, globale Daten Anzahl der Module Komplexität Modulbindung Gesamtkomplexität Modulkopplung

10 Minimalität der Schnittstelle
möglichst wenige (gar keine) globalen Daten Verlust der Kontrolle wenige exportierte Prozeduren Prozeduren des Moduls stark verbunden je mehr exportiert, desto eher falsche Verwendung geringe Anzahl von Parametern viele Parameter viele Variationen kopliziertere Verwendung

11 Testbarkeit Korrektheit nachprüfbar ohne Kenntnis seiner Einbettung in das Gesamtysytem hohe Bindung Testabdeckung wahrscheinlich höher minimale Schnittstelle weniger und einfachere Testfälle Stubs - Testrahmen Bottom-Up Entwicklung

12 Interferenzfreiheit keine Nebenwirkungen auf andere Module
modifiziert globale Daten modifizierende Operationen in anderen Modulen Kriterium für Änderbarkeit und Erweiterbarkeit des Gesamtsystems Interferenzfreies Modul kann durch Modul mit identischer Schnittstelle ersetzt werden nicht gegeben wenn: Modul mehrere Aufgaben erfüllt Aufgabe auf mehrere Module verteilt ist

13 Importzahl, Verwendungszahl
Wie viele Module werden vom Modul verwendet wenn hoch deutet auf hohe Modulkopplung hin Interferenzen wahrscheinlich wenn niedrig möglicherweise zu großes Modul (immer erweitert) Verwendungszahl Von wie vielen Modulen wird das Modul verwendet sehr Allgemein / hohe Wiederverwendung Sammlung unzusammenhängender Funktionen ? es sollte auch eine starke Modulbindung herrschen VZ=2 IZ=3

14 Einbettung in Architektur
Application Framework Steuermodule Benutzer kommunikation Eventloop Initialisierung Steuerung Problem orientiert Problemlösung Datenstrukturen häufige Operationen spezielle Ein/Ausgabe Hilfsmodule Bibliotheken Kommunikation Betriebssystem math. Funktionen Ein/Ausgabe System bibliotheken

15 Entwurfstechniken Zwei Varianten der Abstraktion: Top Down Bottom Up
Dekomposition Zu Beginn Lösungsidee ohne Realisierungsdetails Schrittweise Konkretisierung Bottom Up Komposition Aus erforderlichen Basiselementen wird sukzessive das System zusammengestellt

16 Entwurfsprinzipien Kriterien nach denen abstrahiert wird
Funktionsorientiert Die Aufgabe des Systems wird immer detaillierter in Teilaufgaben zerlegt Problematisch für Modularisierung, Wiederverwertbarkeit, Weiterentwicklung Objektorientiert Identifizierung von realen und abstrakten Objekten Beschreibung in Klassen Identifizierung von Methoden an den Objekten Erzeugen eines Systems aus den Objekten

17 Entwurfsmuster Bereitstellung bewährter, vorgefertigter Lösungen für wiederkehrende Entwurfsprobleme Schaffung einer Terminologie für die Kommunikation über solche Probleme Entwurf mit Mustern Grundschatz an Mustern kennen (Lernen / Erfahrung) Bei der Modularisierung Anwendungssituationen für Muster erkennen Wiederverwendung von Problemlösungen

18 Wie lösen Muster Entwurfsprobleme ?
Objektfindung nicht so offensichtliche Abstraktionen finden Bestimmen der Objektgranularität Größe und Anzahl von Objekten Spezifizieren von Schnittstellen was soll, was soll nicht in eine Schnittstelle Spezifizieren von Objektimplementierungen Klassen vs. Schnittstellenvererbung Klassen Erweiterung der Funktionalität Wiederverwendung einer Implementierung Interfaces Reduzierung der Implementierungsabhängigkeit

19 Wie lösen Muster Entwurfsprobleme ?
Prinzip des wiederverwendbaren objektorientierten Entwurfs: "Programmiere auf eine Schnittstelle hin, nicht auf eine Implementierung" Wiederverwendungsmechanismen anwenden White Box Wiederverwendung Klassenvererbung BlackBox Wiederverw. Objektkomposition

20 Kategorien von Mustern
Erzeugungsmuster Abstrakte Fabrik Singleton Strukturmuster Adapter Verhaltensmuster Beobachter Iterator

21 Danke für die Aufmerksamkeit