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Abteilung für Informationswirtschaft

UML-Basics: Einführung in Objekt-Orientierte Modellierung

mit der Unified Modeling Language

Michael Hahsler


Seite 2Dr. Michael Hahsler

Ziel dieses Seminars• Verständnis von Objekt-Orientierung

– Was sind Klassen?– Was ist Vererbung?

• Modellierung mit UML– Welche Diagramme gibt es?– Wie liest und erstellt man diese

Diagramme



Das Wasserfall Modell• Analyse (WAS?)

– Erstellung der Problembeschreibung, Requirements – Abbildung der Realität im Objektmodell

• Design (WIE?)– Verfeinerung des Objektmodells – Beschreibung der Eigenschaften der Objekte

• Implementierung – Auswahl einer Programmiersprache – Programmieren, Testen, Dokumentieren

– Wartung und Verbesserung

UML alsNotation



Objekte• „Dinge“ aus der realen Welt• Besitzen:

– Eigenschaften (Attribute)– Verhalten (Methoden)

• Kommunizieren mit anderen Objekten (Nachrichten)

trinken



Nachrichten und Methoden• Nachrichten sind Signale von einem Objekt an ein

anderes.• Nachrichten lösen Methoden des anderen Objekts

aus.

trinken (einen Schluck)

Michael1. Dose

Nachricht



Kapselung• Objekte können Eigenschaften (Attribute) verbergen• Objekte können Methoden gegen Zugriff von außen

schützen• Die allgemein zugänglichen Methoden nennt man Interface

Wieviel Flüssigkeit ist in dieser Dose?Kann jeder diese Dose verschließen?



Klassen• Bauplan für ähnliche Objekte. • Beschreibt Methoden und Attribute die das Objekt

bekommt.• Objekte (Instanzen) werden aus Klassen erzeugt

Volumen = x

Instanzierung



Vererbung (Inheritance)• Hierarchische Beziehung zwischen Klassen mit

ähnlichen Eigenschaften

Behälter

Dose Häferl Gießkanne



Polymorphismus• Griechisch: Vielgestaltigkeit• Gemeinsames Interface von verschiedenen Objekten

Behälter

Dose Häferl Gießkanne

Ich kenne das Interface eines Behälters!

Was weiß ich daher überGießkannen?



Objekte und Abstraktion• Modellierung ist Vereinfachung• Modellierung ist Einschränkung• Was ist das Wesentliche?

Ist diese Nutzung des modellierten

Häferls vorgesehen?



Vorteile der Objekt-Orientierung• Objekte in Programmen entsprechen realen Objekten (von

Analyse bis zur Implementierung)• Modularität durch die Kapselung in Objekte• Wiederverwendung von Objektbibliotheken• Geringere Kosten bei Wartung• ...



Die UML NotationUse Cases

– Akteure, Szenarios

Klassendiagramme– Klassen, Beziehungen

Collaborationsdiagramme

Aktivitätsdiagramm– Ablaufmöglichkeiten

Sequenzdiagramme– Objekte, Interaktionen

State-Transition Diagramme– Internes Verhalten von Objekten

Anforderungen

(Requirements)

Statische Sicht:

log. Aufbau des

Systems

Dynamische Sicht:

Interaktionen,

Abläufe



Akteure (Actor)• Akteure verwenden das System• Akteure stellen Anforderungen (Requirements) an das

System.

RolleKonsument Ein anderes

System

Darstellung in UML

Eine andere

Organisation



Use Case Diagramme• Zeigen die benötigten Interaktionen zwischen dem System

und den Akteuren• Werden durch Szenarios beschrieben

(Normalfall + Problemfälle)• Grundlage für die Erstellung des Systems (müssen daher

vollständig sein!)• Grundlage für das Testen des Systems nach der

Erstellung

Wichtig: Use Cases beschreiben gewünschte Eigenschaftenund nicht das System wie es ist!



Beispiel: Use Case

Use Cases für eine KFZ Versicherung:– Versicherung abschließen– Versicherung kündigen– Versicherter bezahlt Prämie– Sachbearbeiter behandelt Schadensfall– Sachbearbeiter ändert Konditionen



Beispiel: Use Case

Fahrzeug-halter

V. abschließen

Versicherung

Sachbearbeiter

V. kündigen

Konditionen ändern

Schadensfall behandeln

Prämie bezahlen



Beispiel: SzenarioSchadensfall behandeln:• Schaden wird von der Versicherung bezahlt

– Eigenverschulden– Fremdverschulden

• Fahrzeughalter bezahlt selbst• Gerichtsverhandlung• Andere Versicherung bezahlt• ...



Zusammenfassung• Akteure und Anforderungen• Use Cases• Szenarios



Das Klassendiagram• Logischen Aufbau des Systems• Statischen Aspekte• Zusammenhänge und Beziehungen



KlassenKlassen sind die Baupläne für Objekte (Instanzen)

Klassenname

Attribute

Methoden

Darstellung in UML

Klassenname

Beispiel einer Klasse in UML

PKW

FarbeLeistung

Geschwindigkeit

....

Beschleunigen

Bremsen

Lenken

...

KlasseObjekte (Instanzen)

oder

W59777: PKW

Rot

50km



Elemente Klassendiagramm I• Klassen

• Beziehungen (Paths/Associations)

• Richtung der Beziehungen (Navigability)

Klassenname

Klasse A Klasse Bspricht mit

Klasse A Klasse Bspricht mit



Elemente Klassendiagramm II• Kardinalitäten (Multiplicity)

• Aggregation (Aggregation/Composition)

• Generalisierung (Generalization)

Klasse A Klasse Bspricht mit1 0..*

besteht aus

1 *Auto Einzelteile

Einzelteil

Motor Karosserie ...



Elemente Klassendiagramm II• Abhängigkeiten (Dependencies)

• Anmerkungen oder Einschränkung

Klasse A Klasse Bbenötigt

PKW

PKW ist nur fahrtüchtig

mit: Räder, Karosserie,...



Beispiel: Klassendiagramm

PKW Einzelteil

Motor Karosserie

besteht aus

1 *

...verwendet

ZylinderFahrzeughalter

0..*

1

4

1besteht aus

PKW ist nur fahrtüchtig

mit: Räder, Karosserie,...



Wie kommt man zu Klassen?• Analyse der Use Cases:

– Substantive sind Kandidaten für Klassen – Verben sind Kandidaten für Methoden

• Auswahl der Klassen– Synonyme finden– Unwichtige Klassen entfernen– Wichtige Klassen hinzufügen (Brainstorming)

• Organisation der Klassen



Beispiel: KFZ VersicherungSzenario KFZ Versicherung: Ein Fahrzeughalter

muß für sein KFZ eine Versicherung abschließen. Er wird bei der Versicherung von einem Sachbearbeiter betreut. Nach dem Abschluß bekommt der Versicherte einen Vertrag mit den genauen Versicherungsdaten und der Sachbearbeiter führt Unterlagen zu etwaigen Schadensfällen.



Eigenschaften von Klassen• Attribute

Was muß sich das Objekt merken können?

• MethodenWelche Eigenschaften soll es haben?

PKW

FarbeLeistung

Geschwindigkeit

....

Beschleunigen

Bremsen

Lenken

...



Beispiel: KFZ VersicherungKlasse Versicherung:• Welche Attribute?• Welche Methoden?

Versicherung

?

?



Zusammenfassung• Was sind Klassen• Wie kommt man zu Klassen• Eigenschaften von Klassen• Beziehungen zwischen Klassen



Activity DiagramZweck:• Ablaufmöglichkeiten eines Systems

Aktivitäten sind zugeordnet:– Klassen– Operationen– einem Use Case



Beispiel: Kfz VersicherungSzenario Schadensfall: Ein Schadensfall tritt ein. Der

Sachbearbeiter wird informiert und bearbeitet den Fall. Der Vorfall wird in den Versicherungsunterlagen vermerkt. Bei Verschulden durch den Versicherungsnehmer wird die monatliche Prämie erhöht.



Beispiel: Activity Diagram

Schaden feststellen

[Schaden ist gering]

[Schaden ist groß]

Selbstbezahlen

Schaden melden

Schaden

vermerken

Mit anderer

Versicherung

verhandeln

{AND}

[eigenverschulden]

[fremdverschulden]

Prämieerhöhen



Sequence DiagramZweck:• Interaktion zwischen Objekten aus Szenarios• Identifikation von zusätzlichen Klassen und

Methoden

Beinhaltet:• Objekte• Lebenszeit von Objekten• Nachrichten zwischen Objekten



Beispiel: KFZ VersicherungSzenario Versicherung abschließen: Ein

Fahrzeughalter beantragt eine KFZ Versicherung. Der Antrag wird vom zuständigen Sachbearbeiter geprüft. Nach erfolgreicher Prüfung wird ein Vertrag abgeschlossen.

Szenario Versicherung kündigen: Der Versicherte kündigt die Versicherung. Der Sachbearbeiter löst den Vertrag auf.



Beispiel: Sequence DiagramKFZ Versicherung

:Fahrzeughalter :Sachbearbeiter

Ein V.: Versicherung

Versicherung beantragen (Daten)

Antrag prüfen

Vertrag erstellenVertrag schicken(Versicherungs#)

Kündigen (Versicherungs#)

Vertrag auflösen

bestätigen

Versicherung

abschließen

Versicherung

auflösen



Collaboration DiagramZweck:• Interaktion und Verflechtung zwischen Objekten• Alternativ zu Sequence Diagrams

Beinhaltet:• Objekte• Struktur der Objekte• Sequenz von Nachrichten zwischen Objekten



Beispiel: KFZ VersicherungSzenario Versicherung abschließen: Ein

Fahrzeughalter beantragt eine KFZ Versicherung. Der Antrag wird vom zuständigen Sachbearbeiter geprüft. Nach erfolgreicher Prüfung wird ein Vertrag abgeschlossen.



Beispiel: Collaboration Diagram

KFZ Versicherung

:Fahrzeughalter :Sachbearbeiter

Eine V.: Versicherung

1: Versicherung beantragen (Daten)2: Antrag prüfen

3: Vertrag erstellen

4: Vertrag schicken

(Versicherungs#)

Versicherungsdatenbank



Zusammenfassung• Zwischen Objekten:

– Interaktionen– Nachrichten



State Transition DiagramZweck:• Ablauf innerhalb eines Objekts

Beinhaltet:• Zustände (States)• Ereignisse (Events)• Übergänge zwischen Zuständen (Transitions)



Elemente: State Transition Diagram

• Zustand

• Übergang (Ereignis)

Name

Ereignis(Argumente)

[Bedingungen]/Aktion

Aktivität



Beispiel: Kfz VersicherungSzenario Schadensfall: Ein Schadensfall tritt ein. Der

Sachbearbeiter wird informiert und bearbeitet den Fall. Der Vorfall wird in den Versicherungsunterlagen vermerkt. Bei Verschulden durch den Versicherungsnehmer wird die monatliche Prämie erhöht.



Beispiel: Kfz VersicherungKfz Versicherung

Klasse Versicherung

Versichert BearbeitungSchaden tritt ein

kündigen

vermerken

Fertig [Eigenverschulden]/Prämie erhöhen

Fertig [Fremdverschulden]



Zusammenfassung• Zustände• Übergänge

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