Grundlagen der Systemanalyse: Datenflussdiagramme, Objektorientierung und Anwendungsfalldiagramme

Datenflussdiagramm (DFD)

Ein Datenflussdiagramm (DFD) ist ein Werkzeug, das die grafische Analyse und Darstellung der Prozesse einer Organisation ermöglicht.

Hauptelemente eines Datenflussdiagramms

Prozess

Stellt eine Funktion oder Transformation von Daten dar. Ein Prozess muss mindestens einen Eingang und einen Ausgang haben. Der Name sollte mit einem Verb im Infinitiv beginnen.

Externe Entität (Einheit)

Repräsentiert Akteure oder Systeme außerhalb des betrachteten Systems, die Daten senden oder empfangen können (z. B. Abteilungen, Organisationen, andere Systeme).

Datenspeicher (Datei)

Stellt eine Sammlung von Informationen dar, die innerhalb der Organisation gespeichert werden.

Datenfluss

Zeigt die Bewegung von Daten zwischen Prozessen, externen Entitäten und Datenspeichern an. Er repräsentiert sowohl Eingaben als auch Ausgaben.

Spezielle Fälle im DFD

Black Hole (Schwarzes Loch)

Ein Prozess, der Daten empfängt, aber keine Daten ausgibt.

Miracle (Wunder)

Ein Prozess, der Daten ausgibt, ohne Daten zu empfangen.

Objektorientierte Konzepte

Die objektorientierte Programmierung (OOP) basiert auf verschiedenen Konzepten, die die Modellierung realer Entitäten in Software ermöglichen. Ein Beispiel für die Anwendung dieser Konzepte könnte die Steuerung einer Bibliothek sein (z.B. IUJO Bibliothek).

Grundlegende OOP-Konzepte

Klasse

Eine Blaupause oder Schablone, die die Eigenschaften (Attribute) und Verhaltensweisen (Methoden) von Objekten definiert.

Objekt (Instanz)

Eine konkrete Ausprägung oder Instanz einer Klasse.

Vererbung

Ein Mechanismus, bei dem eine Klasse (Unterklasse/Kindklasse) Eigenschaften und Verhaltensweisen von einer anderen Klasse (Oberklasse/Elternklasse) erbt. Eine Kindklasse erbt von einer Elternklasse, aber nicht umgekehrt.

Aggregation

Eine spezielle Form der Assoziation, die eine 'Hat-ein'-Beziehung zwischen Objekten darstellt, bei der ein Objekt aus mehreren anderen Objekten besteht, die auch unabhängig existieren können.

Polymorphismus

Die Fähigkeit von Objekten unterschiedlicher Klassen, auf dieselbe Nachricht oder Methode unterschiedlich zu reagieren, basierend auf ihrer spezifischen Implementierung.

Abstraktion

Der Prozess, bei dem die wesentlichen Merkmale eines Objekts oder Systems hervorgehoben und unwesentliche Details ausgeblendet werden.

Kapselung

Das Bündeln von Daten und den darauf operierenden Methoden in einer einzigen Einheit (Objekt) und das Verbergen der internen Implementierungsdetails vor der Außenwelt. Es ist wichtig, dass die Ergebnisse erzeugt werden, nicht wie sie intern erreicht werden.

Multiplizität

Beschreibt die Anzahl der Instanzen einer Klasse, die mit Instanzen einer anderen Klasse in Beziehung stehen können (z. B. 1:1, 1:N, M:N).

Anwendungsfalldiagramm

Ein Anwendungsfalldiagramm ist ein Werkzeug des objektorientierten Designs, das die grafische Darstellung der Interaktionen eines Systems aus der Sicht des Benutzers ermöglicht.

Elemente eines Anwendungsfalldiagramms

Akteur (Darsteller)

Eine externe Entität (Mensch, System oder Gerät), die mit dem System interagiert.

Anwendungsfall (Use Case)

Eine Abfolge von Aktionen, die ein System ausführt, um ein beobachtbares Ergebnis für einen Akteur zu erzielen.

Beziehungen in Anwendungsfalldiagrammen

<<include>> (Einschließen)

Zeigt an, dass ein Anwendungsfall die Funktionalität eines anderen Anwendungsfalls immer benötigt und einbezieht. Der inkludierte Anwendungsfall wird jedes Mal ausgeführt, wenn der Basis-Anwendungsfall läuft.

<<extend>> (Erweitern)

Zeigt an, dass ein Anwendungsfall die Funktionalität eines anderen Anwendungsfalls optional erweitert. Die Erweiterung wird nur unter bestimmten Bedingungen ausgeführt. Ein <<extend>> kann nicht direkt mit einem Akteur verbunden werden.