vorlesung software architektur-modelle modelle 1

13.11.2001Modelle 1

VL Software Architektur-ModelleDr. Harald Störrle

14

Vorlesung

Software Architektur-ModelleModelle 1

Dr. Harald Störrle

Ludwig-Maximilians-Universität MünchenWintersemester 2001

13.11.2001Modelle 1


24

Ziele für heute (& nächstes Mal)

· Analyse-Phase für große Systeme– Vision, Kontext, Geschäftsprozesse– Funktionale und nicht-funktionale Anforderungen– Domänenmodelle

· große Modelle– Organisation– Konsistenzen– Qualitätskriterien für Diagramme

· Vertiefung Notationen– Details, Lücken, und Probleme – Erweiterungen

13.11.2001Modelle 1


34

Organisatorisches

• Waren Sie letztes Mal unterfordert?! Soll nicht wieder vorkommen.=> Feedback ist wichtig!

• Handouts? • WWW-Angebot

www.pst.informatik.uni-muenchen.de/lehre/WS0102/architektur

• Interesse an Exkursion?• Interesse an J2EE-Gastvortrag?

• Aufgaben vom letzen Mal

13.11.2001Modelle 1


44

• Was für Notationen haben Sie verwendet?– Klassen-, Paket-, Interaktions-, Zustandsdiagramme?

• Welche Elemente gibt es in Ihrem Modell?• Wie sind Sie vorgegangen? Erkenntnisse?

• Wie umfangreich ist Ihr Modell? Ist es konsistent?• Wie detailliert ist ihr Modell?

– Können Sie zu implementieren anfangen?– ...können Sie eine Aufwandsschätzung abgeben?

Aufgabe vom letzten Mal:Domänenmodell einer Bibliothek

13.11.2001Modelle 1


54

Aufgabe vom letzten MalBeabsichtigte Lerneffekte

• Function Points, Object Points

• Standardprobleme beim Modellieren– Unklare Vorgaben eröffnen Interpretationsspielraum.– Nicht-Aufhören-können führt zu uneinheitlichem

Detaillierungsgrad.– Es gibt meist keine einheitlichen Sprachregelungen.– Wann ist ein Diagramm „gut“? Was heißt das?– Wann/Wofür setze ich welche Notation ein?– Wie gehe ich von einem Diagramm zu einem anderen über?

• Diese Fragen beantworten (hoffentlich) Methodiken.

13.11.2001Modelle 1


64

Vergleiche Inhalt & Ziel vom letzten Mal

· Letztes Mal• „nackte“ Notation, keine Methodik• kaum Semantik

· Heute (und nächstes Mal)• Architektur-zentrierte Methodik• (informelle) Vertiefung der Semantik• (informelle) Konsistenzbedingungen für Modelle

• ...am Bibliotheksbeispiel

13.11.2001Modelle 1


74

MethodikDefinition· Was ist eine Methodik?

• Ein Ensemble von Methoden (also Notationen und Techniken).• Methodology vs. Method: Methodologie ist die Lehre von den

Methoden, nicht eine spezielle Methodik (aber: fließender Übergang).

· Was leistet eine Methodik idealerweise?

Konkrete Handlungsanleitung beim Modellieren, aber nicht auf der Kochbuch-Ebene.

=> „Wie schlage ich einen Pfad durch den Dschungel“

13.11.2001Modelle 1


84

MethodikTerminologie

DiagrammEine Instanz eines Diagramm (oder Formular-)typs.

DokumentEin Schema, das eine Reihe von Diagrammen, Formularen und Freitexten enthält.

ModellZusammengehörige Menge von Dokumenten (auch ein-elementige Mengen).

SichtAusschnitt eines Modells.

13.11.2001Modelle 1


94

DetailsNutzfall

MethodikTerminologie: Dokument „Nutzfall“

Interaktionen

ÜbersichtKontext

Abläufe

Rubrik Inhalt

Name ein guter Name für den Anwendungsfall

ID ein eindeutiger Bezeichner

Auslöser Ereignis oder Intention, die den UC anstößt

Vorbedingung Rahmenbedingungen, die der UC erfordert

Ergebnis Produkt des UC

Nachbedingung Rahmenbedingung, die der UC garantiert

Standard-Ablauf Wenn alles gut geht

Varianten Ausnahmen, Spezialfälle, Fehler

Referenzen Zugehörige Sequenzdiagramme, GePros,Dialoge

13.11.2001Modelle 1


104

MethodikTerminologie

DiagrammEine Instanz eines Diagramm (oder Formular-)typs.

DokumentEin Schema, das eine Reihe von Diagrammen, Formularen und Freitexten enthält.

ModellZusammengehörige Menge von Dokumenten (auch ein-elementige Mengen).

SichtAusschnitt eines Modells.

13.11.2001Modelle 1


114

MethodikTerminologie: Modell „Fachkonzept“

Fachkonzept(auch: Analysemodell)

13.11.2001Modelle 1


124

MethodikTerminologie: Sichten des Modells


Anforderungen

Facharchitektur

Domänenmodell

Konzept

Geschäftsprozesse

Systemkontext

13.11.2001Modelle 1


134

MethodikTerminologie: Vorgehen für das Modell


Anforderungen

Facharchitektur

Domänenmodell

Konzept

Geschäftsprozesse

Systemkontext

13.11.2001Modelle 1


144

MethodikTerminologie: System

· System• Das ganze zu entwickelnde Ding.• Steht in einem Kontext.

· Subsystem• Ein statischer Teil davon.

• Selber wieder ein System, also insbesondere wieder bestehend aus Subsystemen.

13.11.2001Modelle 1


154

MethodikTerminologie: Ebene

Ebene 0: Gesamtsystem und Kontext

Ebene 4: Systemkomponenten

Ebene 3: Technische Subsysteme

Ebene 2: Architektonische Subsysteme

Ebene 1: Fachliche SubsystemeFachkonzept

(auch: Analysemodell)

Anforderungen

Facharchitektur

Domänenmodell

Konzept

Geschäftsprozesse

Systemkontext

13.11.2001Modelle 1


184

BibliotheksbeispielSzenario

· Die bisherige Kultur-Stadträtin Juliane Nie-Da wird vom Parteivorsitzenden auf einen wichtigen Bundesposten berufen. Der neue Kultur-Stadtrat steht vor einem Scherbenhaufen. Eines der ärgsten Problemfelder ist die Stadtbibliothek.

· Lustlos verrichten dort Kohorten ergrauter Bibliothekarinnen und Bibliothekare ihren Dienst. Die Leser sind hochgradig unzufrieden mit den Öffnungszeiten und den angebotenen Dienstleistungen. Gleichzeitig sind die Kosten des städtischen Bibliothekswesens enorm. Der Spitzenkandidat der Opposition, Heribert Rotkäppchen, fordert bereits, das Bibliotheksbudget in den sozialen Wohnungsbau oder die Terrorismusbekämpfung umzuleiten.

· Der Bürgermeister Udo Christian, auf seine Wiederwahl erpicht, erwägt, dieser Forderungen der Opposition nachzukommen, wenn die Bibliotheken nicht schlagartig zum Aktivposten der bürgermeisterlichen Bilanz werden. Das ist die Stunde des neuen Stadtrates für Kultur!

13.11.2001Modelle 1


194


· Und was geht das uns an?• Die Problemlösung liegt in der technischen

Unterstützung der Geschäftsprozesse, das erfordert aber ein Bibliotheks-Informationssystem.

• Aber Vorsicht: Schlechte Geschäftsprozesse werden durch Automatisierung nich besser, nur schneller!

• Vollautomatisierung wäre tödlich!– Kundenbeziehung– Diebstähle– Mitarbeiterzufriedenheit

13.11.2001Modelle 1


204


· Was ist also zu tun?• Akquisephase

– Bestandsaufnahme– Wie ist der Ist-Zustand?

– Konzept– Wie kann die Vision realisiert werden?

– Angebot– Was ist zu tun?– Grober Zeitplan– Budget-Vorschlag

• „die eigentliche Arbeit“

fließender Übergang

13.11.2001Modelle 1


214

Elemente eines FachkonzeptsKonzept


Anforderungen

Facharchitektur

Domänenmodell

Konzept

Geschäftsprozesse

Systemkontext

13.11.2001Modelle 1


224

Realisierungsfahrplan(Zeit, Meilensteine)

Konzept

Was gehört zu einem Konzept?

Architekturstudie(technische & sw. Architektur)

BestandsaufnahmeVision

Budgetplan

Machbarkeitsstudie

13.11.2001Modelle 1


234

BibliotheksbeispielFachkonzept: Vision

· Konzept, MachbarkeitsstudieWas soll getan werden, ist es durchführbar, wer kann es umsetzen?

· Kosten/Nutzen-AbwägungWas kostet welcher Leistungsumfang, wo ist das Kosten/Nutzen-Maximum?

· ZeitplanIn welchem Zeithorizont soll die Realisierung erfolgen (Basis-Releaseplan)

?· flankierende Maßnahmen

Was ist an Schulungen, Werbung usw. zu planen, wer organisiert das, ...?

Also, mehr oder weniger, ein Business-Plan.

13.11.2001Modelle 1


244

BibliotheksbeispielFachkonzept: Vision

· EffizienzsteigerungDie Effizienz muß erhöht werde, um so Personal einsparen zu können und somit die Kosten zu reduzieren.

· Kundenzufriedenheit Gleichzeitig muß die Kundenzufriedenheit drastisch erhöht werden. Mittel dazu könnten sein:• erweiterte Öffnungszeiten• benutzerfreundlichere Systeme, menschliche Ansprache und Hilfe• Mehrwertdienste (Internet-Zugang, Diskussionsforen)• Online-Zugriff (Katalog, Benutzerkonto, Newsletter)

· SynergieDie Stadtbibliothek als Verbund muß ihre Synergiepotentiale ausnutzen, um durch bessere Vernetzung das dichte Filialnetz auszudünnen, ohne schlechteren Service zu bieten.

13.11.2001Modelle 1


254

BibliotheksbeispielFachkonzept: Bestandsaufnahme

Ein Besuch in der Stadtbibliothek zeigt schnell die entscheidenden Ansatzpunkte.

1) Das Ausleihsystem bereitet offensichtlich die größten Probleme: es hat nie richtig funktioniert, und ist extrem schlecht zu bedienen, weswegen überforderte Sachbearbeiter teilweise unter der Hand auf Zettelkastenlösungen ausgewichen sind, mit den zu erwartenden Folgen: überzogene Bücher können nicht gemahnt werden und verschwinden aus dem Bestand.

2) Das Katalogsystem ist zur Zeit auf Zettelkastenbasis, zur großen Unzufriedenheit der Leser.

3) Es gibt 3 fachliche Systeme, die nicht integriert sind: für den Leihverkehr, die Bestandspflege, und die Leserverwaltung

13.11.2001Modelle 1


264


· Es wird also 4 Subsysteme geben:• Katalog• Leihverkehr• Bestandsführung• Leserverwaltung

· Diese Subsysteme sollen teils eng, teils lose integriert werden.

· Sie sollen teils neu erstellt, teils zugekauft, und teils wiederverwendet werden, mit gewissen Anpassungen. Ziel ist es, möglichst billig zufriedenstellende Qualität zu liefern.

· Das wichtigste aber ist, daß die Lösung schnell verfügbar wird.

13.11.2001Modelle 1


274


Katalogsystem· bislang: Zettelkasten· künftig: PC-Anwendung· Realisierung: Zukaufen - es gibt entsprechende Systeme am

Markt.

Die Anwendung soll lokal auf PCs laufen, und auf den lokalen Katalog zugreifen, aber auch den Zugriff auf den Verbundkatalog zulassen. Die PCs sollen Netzanschluß haben, um den Lesern zusätzliche Dienste (z.B. Foren, Buchkauf, Email) anbieten zu können, und Gebühreneinnahen zu generieren. Es wird vorgeschlagen dies in Kooperation mit einem Free-Mail-Provider zu realisieren.

13.11.2001Modelle 1


284


Bestandsdatensystem· bislang: Host-Lösung mit zentralen 3270-Terminals· künftig: 3-tier Client/Server-Lösung· Realisierung: neues Front-End auf Basis von Web-Technologie

Bislang mußten alle neuen Bücher zentral erfaßt werden. Dadurch war der Beschaffungsprozeß langwierig und teuer. Künftig soll jede Filiale eigene Beschaffungen durchführen können, um auf die Wünsche der Kunden unmittelbar eingehen zu können, bzw. um inhaltliche Schwerpunkte bilden zu können. Dies ist nicht zuletzt ein Mittel der Mitarbeitermotivation.Das Kernsystem soll aus Kosten- und Zeitgründen allerdings erhalten bleiben. Da 3270-Terminals große konzeptuelle Ähnlichkeiten zu Web-Clients aufweisen, ist der Aufwand dieser Lösung gering.

13.11.2001Modelle 1


294


Ausleihsystem· bislang: Stand-alone Desktop-Lösung· künftig: vernetzte Desktop-Lösung· Realisierung: komplett neu herstellen

Beim Ausleihsystem ist nichts mehr zu retten, es muß umweltschonend entsorgt werden.

13.11.2001Modelle 1


304


Leserverwaltung· bislang: dezentrale PC-Anwendung· künftig: dito, aber vernetzt & integriert mit den anderen Systemen· Realisierung: Überarbeitung/Wiederverwendung, Migration

Die Leserverwaltung funktioniert einigermaßen zufriedenstellend, und soll weiterverwendet werden. Allerdings ist sie eng verknüpft mit dem Ausleihsystem, daher müssen die Schnittstellen angepaßt werden. Außerdem sollen einige zusätzliche Funktionalitäten eingefügt werden. Aus technischen Gründen wird es auch notwendig, eine neue Datenbank zu verwenden - die alte wird vom Hersteller nicht mehr unterstützt. Daher müssen die wertvollen Daten migriert werden.

13.11.2001Modelle 1


314

BibliotheksbeispielFachkonzept: technische Arch. (Ist)

Katalog(Zettelkasten)

Leihverkehr, Leserverwaltung(Sachbearbeiter-PC)

Bestandsverwaltung(IBM S/390)

Filiale

Zentrale

Bestandsführungs-GUI(3270)

Bestandsführungs-GUI(3270)

.

.

.

Bestellung

13.11.2001Modelle 1


324

Zentrale

BibliotheksbeispielFachkonzept: Sw. Architektur (Ist)

Sachbearbeiter-PC

IBM S/390

FilialeLeihverkehrLeserverwaltung

DB/2

Bestands-führung

Bestandsführungs-GUI

Bestandsführungs-GUI

.

.

.

3270

3270

13.11.2001Modelle 1


334

BibliotheksbeispielFachkonzept: technische Arch. (Soll)

Katalog(Leser-PC=

alte Sb.-PCs)

Leihverkehr, Leserverwaltung(Sachbearbeiter-PC)

Bestandsverwaltung(IBM S/390)

Filiale

Zentrale

Andere Filialen

Internet

VPN(TCP/IP)

VPN(TCP/IP) Sicherheit:

•Trennung der Netze•VPNs•Katalog muß zyklisch aktualisiert werden

Perforance:•alte Sachbearbeiter-PCs für Leser•neue Sachbearbeiter-PCs beschaffen

13.11.2001Modelle 1


344

Zentrale

BibliotheksbeispielFachkonzept: Sw. Architektur (Soll)

Sachbearbeiter-PC

IBM S/390

FilialeLeihverkehrLeserverwaltungBestands-

führungsGUI

DB/2

Bestands-führung

DB/2

GUI

Logik

DB/2

GUI

Logik

Andere Filialen

13.11.2001Modelle 1


354

Bibliotheksbeispiel...was kommt da alles auf uns zu?

• Beschaffung– Evaluierung von Kandidaten

• Wiederverwendung– Reengineering– Architecture Recovery– Redocumentation– Migration

• Weiterentwicklung• Wartung

• Neuentwicklung

VerhandlungOrganisationKoordinationAdministration

13.11.2001Modelle 1


364

BibliotheksbeispielGütekriterien für ein Konzept

· Mehr oder eniger informelles Dokument, also nur teilweise formale Qualitätskriterien.

· Oft gibt es Firmen-spezifische Richtlinien.

· Solche Konzepte werden in der Regel federführend von Vorständen (bzw. deren Stäben) erstellt, Architekten sind „nur“ Zulieferer.

· Siehe einschlägig Literatur zur Erstellung von Businessplänen (z.B. den Münchener Business-Plan Wettbewerb, www.MBPW.de).

13.11.2001Modelle 1


374

Elemente eines FachkonzeptsSystemkontext


Anforderungen

Facharchitektur

Domänenmodell

Geschäftsprozesse

Systemkontext

Konzept

13.11.2001Modelle 1


384

BibliotheksbeispielFachkonzept: Kontext

Bestandsverwaltung

Katalogsystem

Leihverkehr

Leseverwaltung

Ausleiher

Bibliothekar

Bücherei

Was ist schlecht?

•Überschneidungen

•Akteure•Anordnung•vollständig?

•Namen• „Leser“ statt „Ausleiher“• Bücherei• Bücherei vs. Bibliothek

13.11.2001Modelle 1


394

BibliotheksbeispielFachkonzept: Kontext

Bestandsverwaltung

Katalogsystem

Leihverkehr

Leseverwaltung

Leser Bibliothekar

Unterstützungssysteme

Was ist mit Systemen wie Drucker und Scanner?

Bibliothek

13.11.2001Modelle 1


404

Notation„Kontextdiagramme“

· Ursprung

· UML-Bezug· Elemente· Verbreitung· Zweck· Vorteil· Nachteil· Verwendung· Medien· Tools

Strukturierte Methoden (SADT)Vereinfachung von NutzfalldiagrammenAktor, Einheit, (verallgemeinerte) Assoziation, Generalisierunginformell: groß; formell: geringDefinition des Systemkontextes (Aktoren, Nachbarsysteme)sehr intuitiv, sehr einfach zu verstehensehr beschränkte Aussagekraft, erscheint Vielen als trivialGrobentwurfFolien, Tafel, SkizzenblöckeMalwerkzeuge

13.11.2001Modelle 1


414

Gütekriterien„Kontextdiagramme“

· Richtige Namen, konsistente & korrekte Terminologie

· Akteure thematisch angeordnet, z.B. Kunden links, Mitarbeiter rechts, Umsysteme unten (oder eingereiht)

· Alle Systeme beschriftet

· Generalisierung von links oben nach rechts unten

· einfach, übersichtlich, schön

· weitere?

13.11.2001Modelle 1


424

Exkurs: GlossarAufbau

· Ist von Anfang an zu führen, zu pflegen und zu verwenden!· In Excel, Word o.ä. -> Sortierung der Einträge

· Sollte zentral gepflegt werden• z.B. über einheitlich Email: [email protected]• 4-Augen-Prinzip (QS)• verfügbar im Intranet (-> Knowledge Management)

Begriff Synonyme Erklärung(en) Status

Leser - Störrle

Verantw.

ok

Natürliche Person, die mit Namen, Geburtsdatum und Adresse im Leser-verwaltungssystem erfaßt ist.

13.11.2001Modelle 1


434

Exkurs: GlossarZweck

· Standardisiert die Sprache • -> technische Prosa darf nicht nur „langweilig“

sein, sie muß es!· Erhöht Konsistenz· Hilft Mißverständnisse vermeiden

· und bitte: kein Denglisch!· Man darf in dieser Hinsicht ruhig etwas

„verklemmt“ sein (engl.: anal retentive) ...

13.11.2001Modelle 1


444

Exkurs: Glossar...über die Macht des Wortes

13.11.2001Modelle 1


454

Elemente eines FachkonzeptesGeschäftsprozesse


Anforderungen

Facharchitektur

Domänenmodell

Geschäftsprozesse

Systemkontext

Konzept

13.11.2001Modelle 1


464

GePro-Tabelle

Geschäftsprozeß

Rubrik Inhalt

Name ein guter Name für den Anwendungsfall

ID ein eindeutiger Bezeichner

Auslöser Ereignis oder Intention, die den UC anstößt

Vorbedingung Rahmenbedingungen, die der UC erfordert

Ergebnis Produkt des UC

Nachbedingung Rahmenbedingung, die der UC garantiert

Standard-Ablauf Wenn alles gut geht

Varianten Ausnahmen, Spezialfälle, Fehler

Referenzen Zugehörige Sequenzdiagramme, GePros,Dialoge

Was gehört zu einem Geschäftsprozeß?

GePro-Diagramme(Details)

GePro-Diagramm(Übersicht)Kontext-Diagramm

Zustands-/ Aktivitäts-Diagramme

13.11.2001Modelle 1


474

BibliotheksbeispielFachkonzept: GP-Übersicht E0

Fehler:•Layout

Fehler?Auslassungen?

•versch. Sprachregelungen•versch. Abstraktionsebenen•Systemgrenze•Begrifflichkeit (Ausleiher)

13.11.2001Modelle 1


484


Besser:•Vollständig: Kassation•übersichtlicher

•Kamm-Notation•Knickpunkte

•Spracheregelung•Abstraktionsebene

Fehler:•Reihenfolge•Systemgrenze•Glossar?

13.11.2001Modelle 1


494


Besser:•Reihenfolge nach Fachlichkeit

Fehler:•Systemgrenze•Subsysteme

13.11.2001Modelle 1


504


Besser:•Gruppierung nach Fachlichkeit

Fehler:•Systemgrenze•Subsysteme

13.11.2001Modelle 1


514

BibliotheksbeispielStruktur E0-2 , GP-Übersicht E0-E2

Besser:•Systemgrenze•Subsysteme

Fehler:•wieder unübersichtlich geworden

13.11.2001Modelle 1


524

BibliotheksbeispielStruktur E0-2, GP-Übersicht E0-E2

Besser:•übersichtlich•inverse GePros horizontal zugeordnet

Jetzt erst kann man inhaltlich anfangen:•Was ist mit Verlängerung?•Sollte Mahnung nicht bei Leserverwaltung sein?

13.11.2001Modelle 1


534

GütekriterienGeschäftsprozeß-Diagramm (einfach)

· Richtige Namen, konsistente & korrekte Terminologie

· GePros und Akteure thematisch angeordnet, ggf. (teilweise) sequentiell sortiert, sowie inverse, symmetrische oder duale Gepros horizontal zugeordnet

· Generalisierung von unten nach oben

· Kanten zusammenfassen

· Alle Systeme beschriftet

· weitere?

13.11.2001Modelle 1


544

Aufgabe zum nächsten Mal· Untersuchen Sie mein Bibliotheksmodell

auf Inkonsistenzen.

· Wird ab morgen abend als ppt oder pdf im WWW-verfügbar sein.

vorlesung software architektur-modelle modelle 1

Documents