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Vorlesung Software Architektur-Modelle Modelle 1. Dr. Harald Störrle Ludwig-Maximilians-Universität München Wintersemester 2001. Ziele für heute (& nächstes Mal). Analyse-Phase für große Systeme Vision, Kontext, Geschäftsprozesse Funktionale und nicht-funktionale Anforderungen - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
13.11.2001Modelle 1
VL Software Architektur-ModelleDr. Harald Störrle
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Vorlesung
Software Architektur-ModelleModelle 1
Dr. Harald Störrle
Ludwig-Maximilians-Universität MünchenWintersemester 2001
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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
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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
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• 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
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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.
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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
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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“
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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.
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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
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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.
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MethodikTerminologie: Modell „Fachkonzept“
Fachkonzept(auch: Analysemodell)
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MethodikTerminologie: Sichten des Modells
Fachkonzept(auch: Analysemodell)
Anforderungen
Facharchitektur
Domänenmodell
Konzept
Geschäftsprozesse
Systemkontext
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MethodikTerminologie: Vorgehen für das Modell
Fachkonzept(auch: Analysemodell)
Anforderungen
Facharchitektur
Domänenmodell
Konzept
Geschäftsprozesse
Systemkontext
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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.
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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
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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!
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BibliotheksbeispielSzenario
· 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
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BibliotheksbeispielSzenario
· 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
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Elemente eines FachkonzeptsKonzept
Fachkonzept(auch: Analysemodell)
Anforderungen
Facharchitektur
Domänenmodell
Konzept
Geschäftsprozesse
Systemkontext
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Realisierungsfahrplan(Zeit, Meilensteine)
Konzept
Was gehört zu einem Konzept?
Architekturstudie(technische & sw. Architektur)
BestandsaufnahmeVision
Budgetplan
Machbarkeitsstudie
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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.
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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.
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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
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BibliotheksbeispielFachkonzept: Bestandsaufnahme
· 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.
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BibliotheksbeispielFachkonzept: Bestandsaufnahme
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.
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BibliotheksbeispielFachkonzept: Bestandsaufnahme
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.
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BibliotheksbeispielFachkonzept: Bestandsaufnahme
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.
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BibliotheksbeispielFachkonzept: Bestandsaufnahme
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.
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BibliotheksbeispielFachkonzept: technische Arch. (Ist)
Katalog(Zettelkasten)
Leihverkehr, Leserverwaltung(Sachbearbeiter-PC)
Bestandsverwaltung(IBM S/390)
Filiale
Zentrale
Bestandsführungs-GUI(3270)
Bestandsführungs-GUI(3270)
.
.
.
Bestellung
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Zentrale
BibliotheksbeispielFachkonzept: Sw. Architektur (Ist)
Sachbearbeiter-PC
IBM S/390
FilialeLeihverkehrLeserverwaltung
DB/2
Bestands-führung
Bestandsführungs-GUI
Bestandsführungs-GUI
.
.
.
3270
3270
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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
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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
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Bibliotheksbeispiel...was kommt da alles auf uns zu?
• Beschaffung– Evaluierung von Kandidaten
• Wiederverwendung– Reengineering– Architecture Recovery– Redocumentation– Migration
• Weiterentwicklung• Wartung
• Neuentwicklung
VerhandlungOrganisationKoordinationAdministration
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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).
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Elemente eines FachkonzeptsSystemkontext
Fachkonzept(auch: Analysemodell)
Anforderungen
Facharchitektur
Domänenmodell
Geschäftsprozesse
Systemkontext
Konzept
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BibliotheksbeispielFachkonzept: Kontext
Bestandsverwaltung
Katalogsystem
Leihverkehr
Leseverwaltung
Ausleiher
Bibliothekar
Bücherei
Was ist schlecht?
•Überschneidungen
•Akteure•Anordnung•vollständig?
•Namen• „Leser“ statt „Ausleiher“• Bücherei• Bücherei vs. Bibliothek
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BibliotheksbeispielFachkonzept: Kontext
Bestandsverwaltung
Katalogsystem
Leihverkehr
Leseverwaltung
Leser Bibliothekar
Unterstützungssysteme
Was ist mit Systemen wie Drucker und Scanner?
Bibliothek
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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
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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?
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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.
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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) ...
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Exkurs: Glossar...über die Macht des Wortes
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Elemente eines FachkonzeptesGeschäftsprozesse
Fachkonzept(auch: Analysemodell)
Anforderungen
Facharchitektur
Domänenmodell
Geschäftsprozesse
Systemkontext
Konzept
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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
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474
BibliotheksbeispielFachkonzept: GP-Übersicht E0
Fehler:•Layout
Fehler?Auslassungen?
•versch. Sprachregelungen•versch. Abstraktionsebenen•Systemgrenze•Begrifflichkeit (Ausleiher)
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BibliotheksbeispielFachkonzept: GP-Übersicht E0
Besser:•Vollständig: Kassation•übersichtlicher
•Kamm-Notation•Knickpunkte
•Spracheregelung•Abstraktionsebene
Fehler:•Reihenfolge•Systemgrenze•Glossar?
13.11.2001Modelle 1
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494
BibliotheksbeispielFachkonzept: GP-Übersicht E0
Besser:•Reihenfolge nach Fachlichkeit
Fehler:•Systemgrenze•Subsysteme
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BibliotheksbeispielFachkonzept: GP-Übersicht E0
Besser:•Gruppierung nach Fachlichkeit
Fehler:•Systemgrenze•Subsysteme
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BibliotheksbeispielStruktur E0-2 , GP-Übersicht E0-E2
Besser:•Systemgrenze•Subsysteme
Fehler:•wieder unübersichtlich geworden
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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?
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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?
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Aufgabe zum nächsten Mal· Untersuchen Sie mein Bibliotheksmodell
auf Inkonsistenzen.
· Wird ab morgen abend als ppt oder pdf im WWW-verfügbar sein.