Objektorientierte Geschäftsprozessmodellierung Analyse, Design und Programmierung Modellierung und UML Einsatz im Unterricht (Schwerpunkt WG) Christoph Oberweis 2006

Agenda Informatikunterricht UML und Geschäftsprozesse Objektorientierung OOA, OOD und OOP Beispiel: Online-Shop Tools Möglichkeiten im Unterricht Quellen C.O.

Agenda Informatikunterricht UML und Geschäftsprozesse Objektorientierung OOA, OOD und OOP Beispiel: Online-Shop Tools Möglichkeiten im Unterricht Quellen Informatik- unterricht UML und Geschäfts-prozesse Objekt-orientierung OOA , OOD und OOP Beispiel: Online-Shop Tools Möglichkeiten im Unterricht Quellen C.O.

Informatikunterricht UML und Geschäfts-prozesse Objekt-orientierung OOA , OOD und OOP Beispiel: Online-Shop Tools Möglichkeiten im Unterricht Quellen Schwierigkeiten: Dynamische Bezugswissenschaft: Informatik entwickelt sich sehr schnell weiter. Gesellschaft im Umbruch: Anforderungen an ein Schulfach Informatik werden ständig neu definiert. (nach K. Becker) C.O.

Informatikunterricht heute Baummann, R.: Die Aufgabe der Informatik besteht in Analyse, Entwurf und Realisierung von Informatiksystemen sowie in der Anpassung solcher Systeme an geeignete Einsatzbedingungen. (nach K. Becker) Informatik- unterricht UML und Geschäfts-prozesse Objekt-orientierung OOA , OOD und OOP Beispiel: Online-Shop Tools Möglichkeiten im Unterricht Quellen Spolwig, S.: In den neueren Ansätzen zur Fachdidaktik lässt sich ablesen, dass Modellbildung und Modellierungstechniken als ein Kern der Schulinformatik gesehen werden, während die Rolle spezieller Programmiersprachen in den Hintergrund rückt. (Spolwig, OSZ Handel) C.O.

UML und Geschäftsprozessmodellierung „Die Unified Modelling Language ist eine Sprache zur Spezifikation, Visualisierung, Konstruktion und Dokumentation von Modellen für Softwaresysteme, Geschäftsmodelle und andere Nicht-Software-systeme. Sie bietet den Entwicklern die Möglichkeit, den Entwurf und die Entwicklung von Softwaremodellen auf einheitlicher Basis zu diskutieren.“ Universität Magdeburg (UML-Tutorial) Informatik- unterricht UML und Geschäfts-prozesse Objekt-orientierung OOA , OOD und OOP Beispiel: Online-Shop Tools Möglichkeiten im Unterricht Quellen Großer Vorteil von UML ist die Möglichkeit, dass sie zur objekt- orientierten Modellierung von Geschäftsprozessen sowohl von IT-Spezialisten als auch von Betriebswirten nutzbar ist. C.O.

Geschäftssystem und Geschäftsprozess Geschäftssystem: Die gesamte Wertschöpfungskette, die den Wertschöpfungsprozess (Leistungserstellung) beschreibt. Hierzu gehören auch statische Aspekte, wie z. B. die Organisations-strukturen des Unternehmens. Geschäftsprozess: Teilbereich des Geschäftssystems, der dynamische Aspekt, ein Vorgang oder Ablauf, der dem Erreichen eines bestimmten Ziels dient. Eine UML-Modellierung setzt i. d. R. immer bei der Betrachtung des Geschäftssystems oder eines Geschäftsprozesses an. Informatik- unterricht UML und Geschäfts-prozesse Objekt-orientierung OOA , OOD und OOP Beispiel: Online-Shop Tools Möglichkeiten im Unterricht Quellen C.O.

Objektorientierung Informatik- unterricht UML und Geschäfts-prozesse Objekt-orientierung OOA , OOD und OOP Beispiel: Online-Shop Tools Möglichkeiten im Unterricht Quellen „Objektorientierte Programmierung und Modellierung wird seit vielen Jahren erfolgreich eingesetzt und hat bewiesen, dass damit große und komplexe Systeme bewältigt werden können.“ Oestereich, B. u. a. (2004): Objektorientierte Geschäftsprozessmodellierung „Die objektorientierte Programmierung (…) hat sich endgültig und auf breiter Front durchgesetzt.“ Balzert, Helmut (2005): Lehrbuch Grundlagen der Informatik. - Spektrum-Verlag C.O.

Objektorientierte Analyse – OO Design und OO Programmierung Softwareentwicklung Problem Informatik- unterricht UML und Geschäfts-prozesse Objekt-orientierung OOA , OOD und OOP Beispiel: Online-Shop Tools Möglichkeiten im Unterricht Quellen Anforderungskatalog OOD OOA (nach Spolwig, OSZ Handel, Darstellung verändert) OOP Lösung C.O.

OO Analyse Ziel des Analyseprozesses ist es, ein System von Objekten zu finden und zu arrangieren, die im gemeinsamen Zusammenspiel das reale System (Fachkonzept) abbilden und die gestellte Aufgabe mit verteilten Verantwortlichkeiten erledigen. Die Zielsprache wird hier nicht berücksichtigt! Informatik- unterricht UML und Geschäfts-prozesse Objekt-orientierung OOA , OOD und OOP Beispiel: Online-Shop Tools Möglichkeiten im Unterricht Quellen Fragestellung: Was soll das System können?

OO Design Das Ziel des Entwurfsprozesses ist es, die endgültige Architektur festzulegen. Das Modell, welches aus der OOA hervorgegangen ist, wird auf die Zielsprache angepasst: Anbindung der Fachklassen an die Benutzungsoberfläche (z. B. mit MVC) Anbindung an die Datenhaltung (Datenbanklösung oder Programmierkonzepte) Nutzung von (eigenen) Klassenbibliotheken Anpassung und Optimierung auf die Programmiersprache, z. B. Mehrfachvererbung in Aggregationen transformieren Anbindung an Schnittstellen Informatik- unterricht UML und Geschäfts-prozesse Objekt-orientierung OOA , OOD und OOP Beispiel: Online-Shop Tools Möglichkeiten im Unterricht Quellen Fragestellung: Wie ist die Lösung zu gestalten?

OO Programmierung Implementierung in einer OO Programmiersprache Informatik- unterricht UML und Geschäfts-prozesse Objekt-orientierung OOA , OOD und OOP Beispiel: Online-Shop Tools Möglichkeiten im Unterricht Quellen TPerson = class (TObject)        private          Name,          Vorname : string[15];        public          constructor Create; virtual;          procedure SetName (n:string); virtual;              ...      end;

Vom Auftrag zum Produkt Objektorientierte Softwareentwicklung Problem Informatik- unterricht UML und Geschäfts-prozesse Objekt-orientierung OOA , OOD und OOP Beispiel: Online-Shop Tools Möglichkeiten im Unterricht Quellen Anforderungskatalog U M L OOD OOA U M L (nach Spolwig, OSZ Handel, Darstellung verändert) U M L OOP Lösung C.O.

Vom Auftrag zum Produkt Objektorientierte Softwareentwicklung Problem Informatik- unterricht UML und Geschäfts-prozesse Objekt-orientierung OOA , OOD und OOP Beispiel: Online-Shop Tools Möglichkeiten im Unterricht Quellen Anforderungskatalog U M L OOD OOA U M L Zuerst die OO Analyse… Analysetechnik Use Case Diagramm Kassendiagramm U M L OOP Prinzipien: Modularität (Fachklassen) Hierarchisierung (Vererbung…) Lösung (nach Spolwig, OSZ Handel, Darstellung verändert) C.O.

Vom Auftrag zum Produkt Objektorientierte Softwareentwicklung Problem Informatik- unterricht UML und Geschäfts-prozesse Objekt-orientierung OOA , OOD und OOP Beispiel: Online-Shop Tools Möglichkeiten im Unterricht Quellen Anforderungskatalog U M L OOD OOA U M L Zuerst die OO Analyse… … und erst am Schluss die Programmierlogik Analysetechnik Use Case Diagramm Kassendiagramm U M L OOP Prinzipien: Modularität (Fachklassen) Hierarchisierung (Vererbung…) Units, Module Sequenzdiagramme Algorithmen … Lösung Implementation C.O.

Vorgehensmodelle, Qualität u. a. … was noch fehlt: Allgemeine Aspekte: Vorgehensmodelle, Qualität u. a. Objektorientierte Softwareentwicklung Problem Informatik- unterricht UML und Geschäfts-prozesse Objekt-orientierung OOA , OOD und OOP Beispiel: Online-Shop Tools Möglichkeiten im Unterricht Quellen Anforderungskatalog U M L OOD OOA Anpassung des Modells der OOA auf die Zielsprache MVC, Schichtenmodell U M L Analysetechnik Geheimhaltungs-prinzip Anbindung der Fachklassen an die GUI Anbindung an die Datenhaltung Use Case Diagramm Kassendiagramm U M L OOP Prinzipien: Modularität (Fachklassen) Hierarchisierung (Vererbung…) Units, Module Sequenzdiagramme Algorithmen … Lösung Implementation C.O.

Vorgehensmodelle, Qualität u. a. Zur Didaktik Allgemeine Aspekte: Vorgehensmodelle, Qualität u. a. Objektorientierte Softwareentwicklung Problem Informatik- unterricht UML und Geschäfts-prozesse Objekt-orientierung OOA , OOD und OOP Beispiel: Online-Shop Tools Möglichkeiten im Unterricht Quellen Anforderungskatalog U M L OOD OOA Anpassung des Modells der OOA auf die Zielsprache Moderner Informatikunterricht: Eine Modellierung in diesem Sinne hat einen höheren Stellenwert als das bloße Umsetzen algorithmischer Grundstrukturen in einem relativ isoliertem Kontext. Im Gegensatz zur alten Vorgehensweise: Das gesamte System kann auf der Grundlage einer Notation modelliert werden. MVC, Schichtenmodell U M L Analysetechnik Geheimhaltungs-prinzip Anbindung der Fachklassen an die GUI Anbindung an die Datenhaltung Use Case Diagramm Kassendiagramm U M L OOP Prinzipien: Modularität (Fachklassen) Hierarchisierung (Vererbung…) Units, Module Sequenzdiagramme Algorithmen … Lösung Implementation C.O.

Der Online-Shop Informatik- unterricht UML und Geschäfts-prozesse Objekt-orientierung OOA , OOD und OOP Beispiel: Online-Shop Tools Möglichkeiten im Unterricht Quellen Am Beispiel eines Online-Shops werden nun einzelne Modellierungsschritte vorgeführt. Siehe auch: Balzert, H.: Objektorientierung in 7 Tagen (ähnliches Beispiel, von der Modellierung bis hin zur Codierung, sehr ausführlich und klar dargestellt!) U M L C.O.

Die Webseite C.O. Informatik- unterricht UML und Geschäfts-prozesse Objekt-orientierung OOA , OOD und OOP Beispiel: Online-Shop Tools Möglichkeiten im Unterricht Quellen U M L Hinweis: Eine reale E-Commerce-Lösung wäre vom Design und den Funktionalitäten des Shop-Systems komplexer und optisch ansprechender; hier geht es zunächst nur um grundlegenden Aspekte. C.O.

Use-Case-Diagramm Bestellung eingeben Akteur: System- verwalter Informatik- unterricht UML und Geschäfts-prozesse Objekt-orientierung OOA , OOD und OOP Beispiel: Online-Shop Tools Möglichkeiten im Unterricht Quellen Bestellung eingeben Akteur: System- verwalter Kunde anlegen Bestellung ändern Akteur: Kunde Kunde löschen Systemgrenze C.O.

Include Informatik- unterricht UML und Geschäfts-prozesse Objekt-orientierung OOA , OOD und OOP Beispiel: Online-Shop Tools Möglichkeiten im Unterricht Quellen Neben den Verbindungen zwischen Akteuren und Anwendungs-fällen können mehrere andere Beziehungen auftreten, z. B. die Enthält-Beziehung (include). C.O.

Die Rechnung (hier nur ein Ausschnitt) Informatik- unterricht UML und Geschäfts-prozesse Objekt-orientierung OOA , OOD und OOP Beispiel: Online-Shop Tools Möglichkeiten im Unterricht Quellen Artikel Artikelnummer Bezeichnung Einzelpreis (VK) ……… Rechnungskopf Rechnungsdatum Rechnungsnummer Kundennummer ……… C.O.

Eine Klasse Klassenname Attribute Methoden Klassendiagramm (beschreiben Aspekte des Systems statisch) Informatik- unterricht UML und Geschäfts-prozesse Objekt-orientierung OOA , OOD und OOP Beispiel: Online-Shop Tools Möglichkeiten im Unterricht Quellen Kunde Kunden_Nummer : integer Name : String Adresse : String E-Mail : String Kennwort : String Umsatz : double . . . . . . Erfassung() Ändern() Löschen() Adressaufkleber drucken() Serienbrief erstellen() . . . . . . . Klassenname Attribute Methoden C.O.

Ein Objekt Darstellung von Objekten NEU_KUNDE:Kunde Informatik- unterricht UML und Geschäfts-prozesse Objekt-orientierung OOA , OOD und OOP Beispiel: Online-Shop Tools Möglichkeiten im Unterricht Quellen NEU_KUNDE:Kunde Kunden_Nummer = 123400 Name = „Peter Müller“ ........ ....... NEU_Kunde: Objektname Kunde: Klassenname Durch die Inhalte der Attribute (die Attributwerte) wird der aktuellen Objektzustand festgelegt; sie können u. U. zur Laufzeit durch Methoden verändert werden. C.O.

* Assoziationen 1 Rollenname Kardinalität: Kunde Auftrag C.O. Informatik- unterricht UML und Geschäfts-prozesse Objekt-orientierung OOA , OOD und OOP Beispiel: Online-Shop Tools Möglichkeiten im Unterricht Quellen Kunde Kunden_Nummer : integer Name : String Adresse : String ..... Umsatz : double Auftrag Auft_Nummer : integer Datum : Date ..... Rabatt : ….. Besteller Bestellungen * 1 Kardinalität: Ein Kunde (1) kann mehrere Aufträge (*) erteilen (Weiterhin: Ein Auftrag besteht aus mehreren Positionen) C.O.

Ein Aktivitätsdiagramm (beschreiben Aspekte des Systems dynamisch) Datenbankanfrage: Kundendaten Informatik- unterricht UML und Geschäfts-prozesse Objekt-orientierung OOA , OOD und OOP Beispiel: Online-Shop Tools Möglichkeiten im Unterricht Quellen Verzweigung (Wenn Kunde nicht vorhanden) Evtl. noch eine weitere Möglichkeit Kundendaten erfassen Kunde vorhanden, Daten ok Ende der Verzweigung Auftrag erfassen C.O.

(beschreiben Aspekte des Systems dynamisch) Sequenzdiagramm (beschreiben Aspekte des Systems dynamisch) Erklärung: Informatik- unterricht UML und Geschäfts-prozesse Objekt-orientierung OOA , OOD und OOP Beispiel: Online-Shop Tools Möglichkeiten im Unterricht Quellen C.O.

Schichtenmodell GUI – Schicht Fachkonzept –schicht Datenhaltungs –schicht Ober -fläche Informatik- unterricht UML und Geschäfts-prozesse Objekt-orientierung OOA , OOD und OOP Beispiel: Online-Shop Tools Möglichkeiten im Unterricht Quellen z. B.: Be-ziehungen zwischen Klassen Datenbank oder Datei C.O.

Objekt-relationale Abbildung Informatik- unterricht UML und Geschäfts-prozesse Objekt-orientierung OOA , OOD und OOP Beispiel: Online-Shop Tools Möglichkeiten im Unterricht Quellen Grundgedanke: Abbildung von Objekten in einem relationalen DB-System, hier: Vererbung C.O.

Implementierung class Artikel { private int A_Nummer; . . . . Informatik- unterricht UML und Geschäfts-prozesse Objekt-orientierung OOA , OOD und OOP Beispiel: Online-Shop Tools Möglichkeiten im Unterricht Quellen Artikel A_Nummer : integer Bezeichnung : String Preis : Currency Erfassung() Ändern() Löschen() … class Artikel { private int A_Nummer; . . . . private Currency Preis; public void erfassen(); {. . . . } public void loeschen() } C.O.

Implementierung class Artikel { private int A_Nummer; . . . . Informatik- unterricht UML und Geschäfts-prozesse Objekt-orientierung OOA , OOD und OOP Beispiel: Online-Shop Tools Möglichkeiten im Unterricht Quellen Artikel A_Nummer : integer Bezeichnung : String Preis : Currency Erfassung() Ändern() Löschen() … class Artikel { private int A_Nummer; . . . . private Currency Preis; public void erfassen(); {. . . . } public void loeschen() } Von der Analyse bis zur Programmierung: Kein Paradigmenwechsel, die Klassen der OOA können direkt implementiert werden. C.O.

GUI: Visueller Entwurf Informatik- unterricht UML und Geschäfts-prozesse Objekt-orientierung OOA , OOD und OOP Beispiel: Online-Shop Tools Möglichkeiten im Unterricht Quellen GUI – Prototyp-Entwicklung, zunächst noch ohne Funktionalität Code, der automatisch hinterlegt wird C.O.

Fachkonzept: CASE-Tool Informatik- unterricht UML und Geschäfts-prozesse Objekt-orientierung OOA , OOD und OOP Beispiel: Online-Shop Tools Möglichkeiten im Unterricht Quellen Klassendiagramme, Beziehungsdiagramme und Botschaftsdiagramme werden interaktiv am Bildschirm entworfen.   Der Quellcode wird anschließend automatisch generiert. C.O.

Profi-Tools: USE-Cases Informatik- unterricht UML und Geschäfts-prozesse Objekt-orientierung OOA , OOD und OOP Beispiel: Online-Shop Tools Möglichkeiten im Unterricht Quellen Tool: objektF von MicroTool (kostenlose Personalversion, s. Quellen) C.O.

Aktivitätsdiagramm Informatik- unterricht UML und Geschäfts-prozesse Objekt-orientierung OOA , OOD und OOP Beispiel: Online-Shop Tools Möglichkeiten im Unterricht Quellen Tool: objektF von MicroTool (kostenlose Personalversion, s. Quellen) C.O.

Systemarchitektur Informatik- unterricht UML und Geschäfts-prozesse Objekt-orientierung OOA , OOD und OOP Beispiel: Online-Shop Tools Möglichkeiten im Unterricht Quellen Tool: objektF von MicroTool (kostenlose Personalversion, s. Quellen) C.O.

Zustandsdiagramme Informatik- unterricht UML und Geschäfts-prozesse Objekt-orientierung OOA , OOD und OOP Beispiel: Online-Shop Tools Möglichkeiten im Unterricht Quellen Tool: objektF von MicroTool (kostenlose Personalversion, s. Quellen) C.O.

„Hitliste“ der Sprachen Informatik- unterricht UML und Geschäfts-prozesse Objekt-orientierung OOA , OOD und OOP Beispiel: Online-Shop Tools Möglichkeiten im Unterricht Quellen Java C++ Microsoft Visual Basic (inkl. VBA) PHP (inkl. HTML) ABAP (SAP-Umgebung) Im DB-Bereich: SQL Quellen: Eigene Analysen von Stellenangeboten, Nachfrage bei ca. 300 größeren Betrieben in Rheinland-Pfalz (zw. 1998 und 2005), auch: Abi-Magazin, H4, 2006 („Programmieren in fünf Sprachen“) C.O.

Möglichkeiten im Unterricht VBA Delphi Java PHP Informatik- unterricht UML und Geschäfts-prozesse Objekt-orientierung OOA , OOD und OOP Beispiel: Online-Shop Tools Möglich-keiten im Unterricht Quellen C.O.

Möglichkeiten im Unterricht VBA Delphi Java PHP Nicht alle oo-Konzepte umsetzbar Voll objektorientiert Fast voll Informatik- unterricht UML und Geschäfts-prozesse Objekt-orientierung OOA , OOD und OOP Beispiel: Online-Shop Tools Möglich-keiten im Unterricht Quellen C.O.

Möglichkeiten im Unterricht VBA Delphi Java PHP Nicht alle oo-Konzepte umsetzbar Voll objektorientiert Fast voll Anschaffung: Verursacht der BBS keine Kosten Verursacht der BBS Kosten Informatik- unterricht UML und Geschäfts-prozesse Objekt-orientierung OOA , OOD und OOP Beispiel: Online-Shop Tools Möglich-keiten im Unterricht Quellen C.O.

Möglichkeiten im Unterricht VBA Delphi Java PHP Nicht alle oo-Konzepte umsetzbar Voll objektorientiert Fast voll Anschaffung: Verursacht der BBS keine Kosten Verursacht der BBS Kosten Datenbankan-bindung: Einfach Datenbankan-bindung: Nicht so einfach Datenbankan-bindung: relativ einfach Informatik- unterricht UML und Geschäfts-prozesse Objekt-orientierung OOA , OOD und OOP Beispiel: Online-Shop Tools Möglich-keiten im Unterricht Quellen C.O.

Möglichkeiten im Unterricht VBA Delphi Java PHP Nicht alle oo-Konzepte umsetzbar Voll objektorientiert Fast voll Anschaffung: Verursacht der BBS keine Kosten Verursacht der BBS Kosten Datenbankan-bindung: Einfach Datenbankan-bindung: Nicht so einfach Datenbankan-bindung: relativ einfach Gesamtkonzept (HTML, EXCEL, Datenbanken): gut Gesamtkonzept (HTML, EXCEL, Datenbanken): aufwendig Gesamtkonzept (HTML, EXCEL, Datenbanken): prima Informatik- unterricht UML und Geschäfts-prozesse Objekt-orientierung OOA , OOD und OOP Beispiel: Online-Shop Tools Möglich-keiten im Unterricht Quellen C.O.

Quellen Balzert, Heide: Objektorientierung in 7 Tagen.- Spektrum Verlag Balzert, Helmut: Lehrbuch Grundlagen der Informatik.- Spektrum Verlag Becker, K.: http://informatikag.bildung-rp.de (hier: Weiterbildung) Grässle, P (u. a.): UML 2.0.- Galileo Computing Spolwig, S.: http://www.be.schule.de/schulen/oszhdl Kubitz, G.: http://www.kubitz-online.de/UMLed Oestereich, B. u. a.: Objektorientierte Geschäftsprozess- modellierung.- dpunkt-Verlag Universität Magdeburg (UML-Tutorial): http://ivs.cs.uni-magdeburg.de/~dumke/UML/ Profi-Tools: http://www.microtool.de Informatik- unterricht UML und Geschäfts-prozesse Objekt-orientierung OOA , OOD und OOP Beispiel: Online-Shop Tools Möglichkeiten im Unterricht Quellen C.O.