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Konzepte zur Strukturierung
einzelnes Objekt einer Klasse wird als Instanz bezeichnet. Im Rahmen der objektorientierten
mathematischen Modellbildung spricht man stattdessen von Modellklassen. Deren Instanzen,
also die Objekte, werden als Modelle bezeichnet.
Es besteht ein wesentlicher Unterschied zwischen Modellklassen und Modellen. Modellklassen
dienen als formale Spezifikation der physikalischen Eigenschaften und des Verhaltens.
Sie stellen computerlesbare Wissensspeicher dar, die bei der Modellerstellung genutzt werden.
Erst die Modelle als Instanzen der Modellklassen erlauben nach automatischer Codegenerierung
die Simulation.
Neben ihrem Namen oder Bezeichner verfügt eine Klasse über Attribute und Operationen.
Die Attribute in der mathematischen Modellbildung sind letztendlich Konstanten-, Parameter-
und Variablendeklarationen. Die Rolle der Operationen übernehmen mathematische
Gleichungen.
Objekte, also auch Modelle, unterscheiden sich durch individuelle Attribute. Während in der
Modellklasse allenfalls der Typ, der Wertebereich und eventuell Default-Werte definiert werden,
besitzen die instantiierten Modelle individuell unterscheidbare Werte. Ihre Parametrierung
ist somit ein wesentlicher Bestandteil der Instantiierung zur Erzeugung unterscheidbarer
Modelle.
Darüber hinaus gibt es innerhalb der Modellklasse vollständig definierte und parametrierte
Attribute, die allen Objekten der Klasse gemein sind. So können beispielsweise allgemeingültige
physikalische Konstanten oder gemeinsam genutzte Stoffdaten allen betroffenen Objekten
zur Verfügung gestellt werden. Eine Änderung eines solchen Parameters wirkt sich
unmittelbar auf alle Instanzen der Klasse aus.
Tabelle 1: Analogie der Begriffsbildung
Softwareentwicklung Mathematische Modellbildung
Klasse Modellklasse
Objekt, Instanz Modell
Attribute Konstanten-, Parameter- und Variablendeklarationen
Operationen mathematische Gleichungen
Die Klassen können in einem Klassendiagramm graphisch dargestellt werden. Innerhalb
eines jeden Klassendiagrammes können auch Objekte eingezeichnet werden. Ein Klassendiagramm,
das ausschließlich Objekte enthält, wird als Objektdiagramm bezeichnet. Die Zugehörigkeit
des Objektes zu einer Klasse wird durch Angabe des Klassennamens
gekennzeichnet. Die Klassen oder Objekte sind durch Verbindungslinien miteinander verknüpft.
Längs dieser Verbindungslinien werden Informationen ausgetauscht. Als Spezialfälle
von Verbindungslinien können gerichtete Linien existieren, bei denen die Informationsflussrichtung
festgelegt wird. Das Klassen- oder Objektdiagramm beschreibt so neben der Untergliederung
des Gesamtsystems vorwiegend die Topologie. Dies beschränkt sich jedoch auf
die Verbindungsstruktur der Komponenten innerhalb einer Hierarchieebene.
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