Objektorientierte Geschäftsprozessmodellierung Analyse, Design und Programmierung Modellierung und...

ObjektorientierteGeschäftsprozessmodellierung

Analyse, Design und Programmierung

Modellierung und UML

Einsatz im Unterricht (Schwerpunkt WG)

Christoph Oberweis 2006

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Agenda

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

C.O.

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Agenda

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

C.O.

Informatik- unterricht

UML und Geschäfts-prozesse

Objekt-orientierung

OOA , OOD und OOP

Beispiel: Online-Shop

Tools

Möglichkeiten im Unterricht

Quellen



Objekt-orientierung

OOA , OOD und OOP


Tools


Quellen

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Informatikunterricht



Objekt-orientierung

OOA , OOD und OOP


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Quellen



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OOA , OOD und OOP


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Quellen

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Schwierigkeiten:

Dynamische Bezugswissenschaft: Informatik entwickelt sich sehr schnell weiter.

Gesellschaft im Umbruch: Anforderungen an ein Schulfach Informatik werden ständig neu definiert.

(nach K. Becker)

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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)

C.O.

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)



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Quellen



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Quellen

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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)

C.O.

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.



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Quellen



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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.

C.O.



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Quellen



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Quellen

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Objektorientierung

„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.



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OOA , OOD und OOP


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Quellen

9C.O.



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Quellen



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Objektorientierte Softwareentwicklung

OOA

OOD

OOP

Problem

Anforderungskatalog

Lösung

Objektorientierte Analyse – OO Design und OO Programmierung

(nach Spolwig, OSZ Handel, Darstellung verändert)

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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!

Fragestellung: Was soll das System können?



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OO DesignDas 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

Fragestellung: Wie ist die Lösung zu gestalten?



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OO Programmierung

TPerson = class (TObject) private Name, Vorname : string[15]; public constructor Create; virtual; procedure SetName (n:string); virtual; ... end;

TPerson = class (TObject) private Name, Vorname : string[15]; public constructor Create; virtual; procedure SetName (n:string); virtual; ... end;

Implementierung in einer OO ProgrammierspracheInformatik- unterricht


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Vom Auftrag zum Produkt

C.O.

U M L

U M L

U M L



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Quellen


OOA

OOD

OOP

Problem

Anforderungskatalog

Lösung


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C.O.

U M L

U M L

U M L



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OOA , OOD und OOP


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Quellen



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OOA

OOD

OOP

Problem

Anforderungskatalog

Lösung

Analysetechnik

Use Case Diagramm

Kassendiagramm

Prinzipien:

Modularität (Fachklassen) Hierarchisierung (Vererbung…)

Zuerst die OO Analyse…


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C.O.

U M L

U M L

U M L



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OOA

OOD

OOP

Problem

Anforderungskatalog

Lösung

Analysetechnik

Use Case Diagramm

Kassendiagramm

Prinzipien:


Units, Module

Sequenzdiagramme

Algorithmen …

Implementation

… und erst am Schluss die

Programmierlogik

Zuerst die OO Analyse…

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… was noch fehlt:

C.O.

U M L

U M L

U M L



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OOA

OOD

OOP

Problem

Anforderungskatalog

Lösung

Analysetechnik

Use Case Diagramm

Kassendiagramm

Prinzipien:


Anpassung des Modells

der OOA auf die Zielsprache

Anbindung der Fachklassen an die GUI

Anbindung an die Datenhaltung

MVC,

Schichtenmodell

Geheimhaltungs-prinzip

Units, Module

Sequenzdiagramme

Algorithmen …

Implementation

Allgemeine Aspekte:Vorgehensmodelle, Qualität u. a.

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Zur Didaktik

C.O.

U M L

U M L

U M L



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Quellen



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Quellen


OOA

OOD

OOP

Problem

Anforderungskatalog

Lösung

Analysetechnik

Use Case Diagramm

Kassendiagramm

Prinzipien:


Anpassung des Modells

der OOA auf die Zielsprache

Anbindung der Fachklassen an die GUI

Anbindung an die Datenhaltung

MVC,

Schichtenmodell

Geheimhaltungs-prinzip

Units, Module

Sequenzdiagramme

Algorithmen …

Implementation

Allgemeine Aspekte:Vorgehensmodelle, Qualität u. a.

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.

18

Der Online-Shop

C.O.

U M L

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!)



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Die Webseite

C.O.

U M L



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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.

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Use-Case-Diagramm

C.O.

Bestellung eingeben

Bestellung ändern

Kunde anlegen

Kunde löschen

Akteur: Kunde

Akteur: System- verwalter

Systemgrenze



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Include

C.O.

Neben den Verbindungen zwischen Akteuren und Anwendungs-fällen können mehrere andere Beziehungen auftreten, z. B. die Enthält-Beziehung (include).



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Die Rechnung (hier nur ein Ausschnitt)

C.O.



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Rechnungskopf

Rechnungsdatum

Rechnungsnummer

Kundennummer

………

Artikel

Artikelnummer

Bezeichnung

Einzelpreis (VK)

………

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Eine Klasse

C.O.

Klassendiagramm (beschreiben Aspekte des Systems statisch)

Kunde

Kunden_Nummer : integerName : StringAdresse : StringE-Mail : StringKennwort : StringUmsatz : double. . . . . .

Erfassung()Ändern()Löschen()Adressaufkleber drucken()Serienbrief erstellen(). . . . . . .

Klassenname

Attribute

Methoden



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Ein Objekt

C.O.

Darstellung von Objekten

NEU_KUNDE:Kunde

Kunden_Nummer = 123400Name = „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.



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Assoziationen

C.O.



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Kunde

Kunden_Nummer : integerName : StringAdresse : String.....

Umsatz : double

Auftrag

Auft_Nummer : integerDatum : Date.....

Rabatt : …..1 *

Kardinalität:

Ein Kunde (1) kann mehrere Aufträge (*) erteilen

(Weiterhin: Ein Auftrag besteht aus mehreren Positionen)

Besteller Bestellungen

Rollenname

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Ein Aktivitätsdiagramm

C.O.



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Quellen

Datenbankanfrage: Kundendaten

Kundendaten erfassen

Auftrag erfassen

Evtl. noch eine weitere Möglichkeit

Verzweigung

Kunde vorhanden, Daten ok

(Wenn Kunde nicht vorhanden)

Ende der Verzweigung

(beschreiben Aspekte des Systems dynamisch)

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Sequenzdiagramm

C.O.

Erklärung:



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Quellen

(beschreiben Aspekte des Systems dynamisch)

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Schichtenmodell

C.O.

Ober -fläche

z. B.: Be-ziehungen zwischen Klassen

Datenbank oder Datei



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Quellen

GUI – Schicht

Fachkonzept –schicht

Datenhaltungs –schicht

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Objekt-relationale Abbildung

C.O.

Grundgedanke: Abbildung von Objekten in einem relationalen DB-System, hier: Vererbung

Grundgedanke: Abbildung von Objekten in einem relationalen DB-System, hier: Vererbung



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Quellen



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Quellen

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Implementierung

C.O.



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Tools


Quellen



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OOA , OOD und OOP


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Quellen

Artikel

A_Nummer : integerBezeichnung : StringPreis : Currency

Erfassung()Ändern()Löschen()…

class Artikel

{ private int A_Nummer;

. . . .

private Currency Preis;

public void erfassen();

{. . . . }

. . . .

public void loeschen()

. . . .

}

class Artikel


. . . .



{. . . . }

. . . .


. . . .

}

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Implementierung

C.O.



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OOA , OOD und OOP


Tools


Quellen



Objekt-orientierung

OOA , OOD und OOP


Tools


Quellen

Artikel

A_Nummer : integerBezeichnung : StringPreis : Currency

Erfassung()Ändern()Löschen()…

class Artikel


. . . .



{. . . . }

. . . .


. . . .

}

class Artikel


. . . .



{. . . . }

. . . .


. . . .

}

Von der Analyse bis zur Programmierung: Kein

Paradigmenwechsel, die Klassen der OOA können

direkt implementiert werden.

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GUI: Visueller Entwurf

C.O.



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Quellen



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Tools


Quellen

GUI – Prototyp-Entwicklung, zunächst noch ohne Funktionalität

GUI – Prototyp-Entwicklung, zunächst noch ohne Funktionalität

Code, der automatisch hinterlegt wird

Code, der automatisch hinterlegt wird

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Fachkonzept: CASE-Tool

C.O.



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OOA , OOD und OOP


Tools


Quellen



Objekt-orientierung

OOA , OOD und OOP


Tools


Quellen

Klassendiagramme, Beziehungsdiagramme und Botschaftsdiagramme werden interaktiv am Bildschirm entworfen.

Klassendiagramme, Beziehungsdiagramme und Botschaftsdiagramme werden interaktiv am Bildschirm entworfen.

Der Quellcode wird anschließend automatisch generiert.

Der Quellcode wird anschließend automatisch generiert.

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Profi-Tools: USE-Cases

C.O.



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Tools


Quellen



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OOA , OOD und OOP


Tools


Quellen

Tool: objektF von MicroTool (kostenlose Personalversion, s. Quellen)

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Aktivitätsdiagramm

C.O.



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OOA , OOD und OOP


Tools


Quellen



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OOA , OOD und OOP


Tools


Quellen


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Systemarchitektur

C.O.



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Tools


Quellen



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OOA , OOD und OOP


Tools


Quellen


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Zustandsdiagramme

C.O.



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Quellen



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OOA , OOD und OOP


Tools


Quellen


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„Hitliste“ der Sprachen

C.O.



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Quellen



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Quellen 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“)

Java

C++

Microsoft Visual Basic (inkl. VBA)

PHP (inkl. HTML)

ABAP (SAP-Umgebung)

Im DB-Bereich: SQL

Java

C++

Microsoft Visual Basic (inkl. VBA)

PHP (inkl. HTML)

ABAP (SAP-Umgebung)

Im DB-Bereich: SQL

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Möglich-keiten im Unterricht

Quellen



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Quellen

VBA Delphi

Java PHP

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Quellen



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OOA , OOD und OOP


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Quellen

VBA Delphi

Java PHP

Nicht alle oo-Konzepte umsetzbar

Voll

objektorientiert

Voll

objektorientiert

Fast voll

objektorientiert

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Quellen



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OOA , OOD und OOP


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Quellen

VBA Delphi

Java PHP


Voll

objektorientiert

Voll

objektorientiert

Fast voll

objektorientiert

Anschaffung:

Verursacht der BBS keine Kosten

Anschaffung:

Verursacht der BBS Kosten

Anschaffung:


Anschaffung:


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Quellen



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OOA , OOD und OOP


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Quellen

VBA Delphi

Java PHP


Voll

objektorientiert

Voll

objektorientiert

Fast voll

objektorientiert

Anschaffung:


Anschaffung:


Anschaffung:


Anschaffung:


Datenbankan-bindung:

Einfach

Datenbankan-bindung: Nicht

so einfach

Datenbankan-bindung: relativ

einfach


Einfach

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Quellen



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OOA , OOD und OOP


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Quellen

VBA Delphi

Java PHP


Voll

objektorientiert

Voll

objektorientiert

Fast voll

objektorientiert

Anschaffung:


Anschaffung:


Anschaffung:


Anschaffung:



Einfach

Datenbankan-bindung: Nicht

so einfach

Datenbankan-bindung: relativ

einfach


Einfach

Gesamtkonzept (HTML, EXCEL, Datenbanken):

gut


aufwendig


gut


prima

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Quellen

C.O.

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



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