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  1. Objektorientierte Software-Entwicklung Klaus Becker 2006

  2. Objektorientierte Software-Entwicklung ProblemAuftrag Ermittlung der Anforderungen Pflichtenheft(Prototyp) Entwicklung eines Modells OO-AnalysemodellOO-Designmodell Implementierung des Modells LauffähigesProgramm Testen des Programms AuftraggerechtesProdukt

  3. Teil 1 Software-Entwicklungsprozess

  4. 1$ 1$ 1$ 1$ 1$ 1$ 1$ 1$ 1$ 1$ 1$ 3 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. ProblemAuftrag 1 4 2 5 3 3 6 Auftrag „chuck a luck“: Entwicklung eines Simulationsprogramms, mit dem das Würfelspiel „chuck a luck“ am Rechner gespielt werden kann.

  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. ProblemAuftrag Ermittlung der Anforderungen Pflichtenheft(Prototyp)

  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. Pflichtenheft Ein Pflichtenheftist 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. Objektorientierte Modellierung ProblemAuftrag Ermittlung der Anforderungen Pflichtenheft(Prototyp) 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. Entwicklung eines Modells OO-AnalysemodellOO-Designmodell

  9. 1$ 1$ 1$ 1$ 1$ 1$ 1$ 1$ 1$ 1$ 1$ 3 Objektorientierte Analyse 1 4 2 5 Miniwelt 3 3 6 Der Blick richtet sich auf die Struktur der Miniwelt. Abbild der Miniwelt Vorlage für das System Modell 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. Objektorientiertes Design 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. Der Blick richtet sich auf das zu entwickelnde System. Abbild der Miniwelt Vorlage für das System Modell System

  11. 1$ 1$ 1$ 1$ 1$ 1$ 1$ 1$ 1$ 1$ 1$ 3 Objektorientierte Analyse 1 4 2 5 Miniwelt 3 3 6 Identifikation der Objekte Zuständigkeit:verwaltet den Spielzustand und erteilt die passenden Aufträge an die Spiel-Objekte spielmanager zustand = ... spielbrett wuerfelA wuerfelB wuerfelC konto zahl = 3 augen = 3 augen = 3 augen = 5 stand = 9 Zuständigkeit:würfeln Zuständigkeit:getippte Zahl merken Zuständigkeit:Geldbetrag verwalten

  12. 1$ 1$ 1$ 1$ 1$ 1$ 1$ 1$ 1$ 1$ 1$ 3 Objektorientierte Analyse 1 4 2 5 Miniwelt 3 3 6 Klassenentwurf TSpielmanager kennt zustand kennt einsatzZahlen spielzahlSetzen(zahl)wuerfelWerfengewinnVerbuchen kennt 3 TKonto TSpielbrett TWuerfel stand zahl augen abheben(betrag)einzahlen(betrag) setzen(tipp) werfen

  13. Objektorientiertes Design Anbindung an die GUI FGUI spielmanager konto hat kennt System

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

  15. Implementierung des Modells ProblemAuftrag Ermittlung der Anforderungen Pflichtenheft(Prototyp) Entwicklung eines Modells OO-AnalysemodellOO-Designmodell Das entwickelte Modell wird mit den Mitteln der gewählten Programmiersprache implementiert. Implementierung des Modells LauffähigesProgramm

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

  17. Testen des Programms ProblemAuftrag Ermittlung der Anforderungen Pflichtenheft(Prototyp) Entwicklung eines Modells OO-AnalysemodellOO-Designmodell Implementierung des Modells LauffähigesProgramm 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. Testen des Programms AuftraggerechtesProdukt

  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. Prozessdokumentation ProblemAuftrag Genaue Formulierung des Auftrags Ermittlung der Anforderungen Pflichtenheft(Prototyp) Detailliertes Pflichtenheft Entwicklung eines Modells OO-AnalysemodellOO-Designmodell Diagramme zur Darstellung der Modelle Implementierung des Modells LauffähigesProgramm Kommentiertes Programm Testen des Programms Testprotokoll AuftraggerechtesProdukt

  20. Werkzeuge zur Unterstützung ProblemAuftrag Textverarbeitung Ermittlung der Anforderungen Pflichtenheft(Prototyp) Textverarbeitung; Entwicklungsumgebung Entwicklung eines Modells OO-AnalysemodellOO-Designmodell UML-Editor (z. B. Violet) Implementierung des Modells LauffähigesProgramm Code-Generator (z. B. UMLEd), Entwicklungsumgebung Testen des Programms Entwicklungsumgebung, Textverarbeitung AuftraggerechtesProdukt

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

  22. Iteratives Vorgehen 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. ProblemAuftrag ProduktVersion 1 ProduktVersion 2 ProduktVersion ...

  23. Teil 2 Beispiele

  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. ProblemAuftrag Ermittlung der Anforderungen Pflichtenheft(Prototyp) Entwicklung eines Modells OO-AnalysemodellOO-Designmodell Implementierung des Modells LauffähigesProgramm Testen des Programms AuftraggerechtesProdukt

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

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

  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. 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. Teamarbeit AuftraggeberDas bin ich. TeamleitungEine / 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 TeamInnerhalb 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. 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. Literaturhinweise Eine Linksammlung zum Thema „Software-Entwicklung“ findet man unter: http://hsg.region-kaiserslautern.de/faecher/inf/material/se/index.php