Frank Simon, BTU Cottbus: Einführung in UML 1

UML-Historie (1/2)

Vereinheitlichung und Erweiterung bestehender OO-Modellierungstechniken: Grady Booch (OOD, “Wolkenklassen”) James Rumbaugh (OMT) Ivar Jacobsen (Use-Cases)

Januar 1997: Version 1.0 (von OMG als Standard gewählt); heute: Version 1.3 in Vorbereitung

Exakte Spezifikation unter: http://www.rational.com

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UML-Historie (2/2)

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Ziel von UML:

Objektorientierte Modellierung aller Systeme in allen Entwicklungsstufen.

Umfangreiche Dokumentation. Detaillierte Spezifikation der Semantik. Verfügbarkeit, Akzeptanz, Erweiterbarkeit

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Views (Ansichten)

Structural view

Beh

avio

ral v

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Implementation view

Environment view

User view

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User-View (1/5)

Wie sieht der Anwender das System? Beschreibt das Problem und die Lösung aus der Sicht derjenigen

Menschen, dessen Probleme durch die Lösung angesprochen werden.

Summe aller Beschreibungen bildet die externe Sicht des Systems. UML-Notationen:

Use-CasesUse-Cases

Structural view

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Implementation view

Environment view

User view

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User-View (2/5): Use Case Diagramme Einsatz

Analysephase Kommunikation mit Auftraggeber / Benutzer Erfassung von Anwendungsfällen (Use Cases)

Elemente

Akteure

System

Use Cases

Kommentare

Beziehungen

Structural view

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Implementation view

Environment view

User view

Name

Name

<<Acteur>>NameName

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User-View (3/5): Use Case Diagramme

Beziehungen (Fts): <<uses>>:

Ein Anwendungsfall D benutzt (uses) einen Anwendungsfall B, wenn er dessen Verhalten beinhaltet. Die <<uses>>-Beziehung faktorisiert gemeinsames Verhalten aus Anwendungsfällen heraus, um es in verschiedenen anderen Fällen benutzen zu können.

<<extends>>:Ein Anwendungsfall D erweitert (extends) einen Anwendungsfall B, wenn er an einem Erweiterungspunkt zusätzliches spezialisiertes Verhalten einfügt.

Structural view

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Implementation view

Environment view

User view

Name Name<<uses>>

Name Name<<extends>>

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User-View (4/5): Use Case DiagrammeBeispiel 1: S

tructural view

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Implementation view

Environment view

User view

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User-View (5/5): Use Case DiagrammeBeispiel 2:

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Structural View (1/11)

Modelliert statische Struktur der Problemwelt und der Lösung (logische Sicht).

Ignoriert weitestgehend Verhalten des Systems. Anwendbar auf verschiedenen Abstraktionsniveaus

Durchgängig benutzbar von Analyse bis zur Wartung UML-Notationen:

KlassendiagrammeKlassendiagramme (Statische Struktur des Systems) Objektdiagramme Objektdiagramme (Statische Struktur des Systems zu einem

bestimmten Zeitpunkt während der Ausführung. Beschreiben konkrete Instanziierung eines Klassendiagramms.)

Structural view

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Implementation view

Environment view

User view

Frank Simon, BTU Cottbus: Einführung in UML 11

Structural View (2/11): Klassendiagramme

Elemente Klassen: Beschreibung von einer Menge von Objekten mit gleichen

strukturellen Eigenschaften und gleichem Verhalten.

Sichtbarkeit: + public, # protected, - private Besonderheiten: Klassenvariablen und -methoden, abstrakte

Klassen/Methoden

Structural view

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Implementation view

Environment view

User view

(Stereotyp)Name

Attribute [:type [=initval]]

Operation (arglist): retype

Nameoder

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Structural View (3/11): Klassendiagramme

Elemente (Fts) Interfaces:

Definieren eine Menge von extern verfügbarenOperationen, die anderen Klassen angeboten werden.

Templates:Beschreiben eine Familie vonKlassen, die eine gemeinsameForm haben. Spezielle Klassenlegen freie Parameter der Template-Klasse fest.

Entwurfsmuster:Standardentwürfe für Teilprobleme

Structural view

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Implementation view

Environment view

User view

NameName

Name

Parameter-List

Name

<<bind>> (Value-List)

Entwurfs-muster

Klasse1

Klasse2

Rolle

Rolle

Frank Simon, BTU Cottbus: Einführung in UML 13

Structural View (4/11): Klassendiagramme

Beziehungen: Assoziationen (binär)

Beschreiben Verbindungenzwischen Klassen.

Zahlen oder * an den Endender Assoziationen geben an,wieviele Objekte der Klasse manan diesem Ende finden kann, wenn man von einem Objekt auf der anderen Seite ausgeht. Keine Angabe= 1

„Name“ sollte durch ein die Leserichtung vorgeben. Gerichtete Assoziationen (Pfeilspitze) kennzeichnen lediglich Referenzen in Pfeilrichtung.

Assoziationen (n-är) Raute, die mit den

beteiligten Klassen verbunden ist.

Structural view

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Implementation view

Environment view

User view

Klasse1 Klasse2

Rol

le1

Rol

le2

Name* | n

..m

* | n

..m

Klasse3Klasse1

Klasse2

Name

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Structural View (5/11): Klassendiagramme

Beziehungen (Fts) Assoziation (Fts)

Qualifizierte AssoziationZugriffsschlüssel auf beteiligteKlasse.

AggregationGanzes-Teil-Beziehung

Kardinalitäten wie bei AssoziationStandard 1:n

KompositionStrengere Form der Aggregation,Teil vom Ganzen existenzabhängig.

Kardinalitäten wie bei Aggregation

Structural view

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Implementation view

Environment view

User view

Klasse1 Klasse2Name

Klasse1 Klasse2

Klasse1 Klasse2

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Structural View (6/11): Klassendiagramme Structural view

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Implementation view

Environment view

User view

Beziehungen (Fts) Vererbung

Generalisierung/Spezialisierung

Klasse1

Klasse2 Klasse3

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Structural View (7/11): 1. Beispiel

Kardinalitäten?

Frank Simon, BTU Cottbus: Einführung in UML 17

Structural View (8/11): 2. Beispiel

Frank Simon, BTU Cottbus: Einführung in UML 18

Structural View (9/11): Objektdiagramme

Variante des Klassendiagramms Zeigt alle in Beziehung stehenden Instanzen „Snapshot“ eines (Teil-) Systems Können verwendet werden, um spezielle

Objektkonfigurationen zu untersuchen. Notation:

InstanzName:Klassenname Nur einfache Links zwischen Klassen Keine Methoden

Structural view

Beh

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Implementation view

Environment view

User view

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Structural View (10/11): Objektdiagramme1. Beispiel

t=x

Structural view

Beh

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Implementation view

Environment view

User view

Frank Simon, BTU Cottbus: Einführung in UML 20

Structural View (11/11): Objektdiagramme2. Beispiel

Structural view

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Implementation view

Environment view

User view

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Behavioral View (1/15)

Modelliert dynamische Aspekte des Systems, sein Verhalten Ignoriert weitestgehend Struktur des Systems. Anwendbar auf verschiedenen Abstraktionsniveaus

Durchgängig benutzbar von Analyse bis zur Wartung UML-Notationen:

Sequenz-DiagrammeSequenz-Diagramme: Stellt den Fluß von Nachrichten zwischen Objekten im Zeitablauf dar. Kooperations-DiagrammeKooperations-Diagramme: Andere Form der Sequenzdiagramme mit Fokus auf der

Verantwortlichkeit und Kooperation der beteiligten Objekte. Statechart-DiagrammeStatechart-Diagramme: Geben an, bei welchen Ereignissen Objekte einer Klasse ihren

Zustand ändern und welche Reaktionen sie dabei zeigen. Aktivitäts-DiagrammeAktivitäts-Diagramme: Andere Form der Statechart-Diagramme, wobei meistens in

Zuständen eine Aktivität ausgeführt wird und die meisten Zustandsübergänge durch das Ende einer Aktivität ausgelöst wird.

Structural view

Beh

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Implementation view

Environment view

User view

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Elemente Objektinstanz mit Lebenslinie

Aktivierung eines Objektes

Nachricht / Antwort

Rekursion

Löschen eines Objektes

Behavioral View (2/15): Sequenzdiagramme

Structural view

Beh

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Implementation view

Environment view

User view

Name

Name()

Name

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Behavioral View (3/15): Sequenzdiagramme1. Beispiel

Structural view

Beh

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Implementation view

Environment view

User view

Frank Simon, BTU Cottbus: Einführung in UML 24

Behavioral View (4/15): Sequenz-diagramme2. Beispiel

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Elemente Objektinstanz

Nachricht

Erstellung /Löschen

Reihenfolge

Behavioral View (5/15): Kooperationsdiagramme Structural view

Beh

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Implementation view

Environment view

User view

Objekt::Klasse

Name

Reihenfolge-Nr.(geschachtelt) Name

New() Destroy()

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Behavioral View (6/15): Kooperationsdiagramme1. Beispiel

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Behavioral View (7/15): Kooperationsdiagramme2. Beispiel

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Behavioral view (8/15): Statechart-Diagramme(erweiterte Zustandsautomaten)

Elemente Zustand

(Ausprägung von Eigenschafteneines Objektes, die über einegewisse Zeitspanne konstant ist)

Anfangszustand

Endzustand

Zustandsüberführung

Zustandshierarchie

Structural view

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Implementation view

Environment view

User view

Name

Aktivitäten(entry, do, exit)

Ereignis [Bedingung]/ Aktion

E/A

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Elemente (Fts.) Nebenläufige Zustände

Synchronisation

Behavioral view (9/15): Statechart-Diagramme Structural view

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Implementation view

Environment view

User view

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Behavioral view (10/15): Statechart-Diagramme1. Beispiel

Structural view

Beh

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Implementation view

Environment view

User view

Frank Simon, BTU Cottbus: Einführung in UML 31

Behavioral view (11/15): Statechart-Diagramme2. Beispiel

Frank Simon, BTU Cottbus: Einführung in UML 32

Elemente Aktivität

Aktivitätswechsel

Entscheidung

Synchronisation / Splitting

Behavioral view (12/15): Aktivitäts-Diagramme Structural view

Beh

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Implementation view

Environment view

User view

Name

[Bedingung]

[Bedingung1]

[Bedingung2]

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Elemente (Fts.) Startaktivität

Endaktivität

Mitführen vonrelevanten Objektenund deren Zustand

Behavioror view (13/15): Aktivitäts-Diagramme Structural view

Beh

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Implementation view

Environment view

User view

Objekt::Klasse[Zustand]

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Behavioral view (14/15): Aktivitäts-Diagramme1. Beispiel

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Behavioral view (15/15): Aktivitäts-Diagramme 2. Beispiel

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Implementation view (1/3)

Beschreibt Struktur der Realisierung (Komponenten, Beziehungen und Abhängigkeiten)

Ignoriert weitestgehend Struktur des Anwendungssystems. Anwendbar auf der Ebene der Implementierung. UML-Notationen:

Komponenten-DiagrammKomponenten-Diagramm

Structural view

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Implementation view

Environment view

User view

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Elemente: Komponente

(Quellcodes, Libraries,Programme...)

Aufruf, Abhängigkeit

Implementation view (2/3): Komponenten-Diagramm

Structural view

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Implementation view

Environment view

User view

Name:Typ

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Implementation view (3/3): Komponenten-Diagramm, 1. Beispiel

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Environment view (1/3)

Modelliert strukturelle Aspekte aus der Umgebung des Problembereichs und den Zusammenhang zur erstellten Software. Betrachtet wird dabei ein laufendes System.

Stellt Zusammenhang zwischen Implementierung und der Zielumgebung her.

Anwendbar auf der Ebene der Implementierung. UML-Notationen:

Deployment-DiagrammDeployment-Diagramm

Structural view

Beh

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Implementation view

Environment view

User view

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Environment view (2/3): Deployment-Diagramm

Elemente Komponenten

(Computer, Geräte...)

Kommunikation zwischenKomponenten

Enthaltensein vonImplementierung

Structural view

Beh

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Implementation view

Environment view

User view

Name:Typ

Name:Typ

Name:Typ

Name:Typ

Frank Simon, BTU Cottbus: Einführung in UML 41

Environment view (3/3): Deployment-Diagramm, 1. Beispiel

Frank Simon, BTU Cottbus: Einführung in UML 42

Zusammenfassung

Structural view

Beh

avio

ral v

iew

Implementation view

Environment view

User view

Komponenten-Diagramm

Deployment-Diagramm

Klassen-,Objekt-

Diagramm

Sequenz-,Kooperations-,

Statechart-,Aktivitäts-Diagramm

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Referenzen

Sinan Si Alhir: „UML in a nutshell - a desktop quick reference“, O‘Reilly & Associates, USA 1998

Klaus Zerbe: „Bauplan für Objekte - eine Einführung in objektorientierte Verfahren mit der Unified Modelling Language“, in c‘t 21/1999, Seite 338-354, Heise-Verlag, Hannover 1999

Günter Wahl: „UML kompakt“, in OBJEKTspektrum 2/98, Seite 22-33, SIGS Conferences, Bergisch Gladbach 1998

Alek Opitz: „Unified Modeling Language (UML)“, Ausarbeitung für das Proseminar „Java“ im Sommersemester 1998