Übung 5 „Objektorientierte Analyse“ - Institut für Automatisierungs ...

Universität Stuttgart
Institut für Automatisierungs- und Softwaretechnik
Prof. Dr.-Ing. Dr. h. c. P. Göhner
Übung 5 „Objektorientierte Analyse“
Aufgabe 5 Steuerungssoftware Fahrkartenautomat
Lernziel: Akteure und Anwendungsfälle erkennen, dynamisches Modell erstellen
können.
Der neu gegründete Verkehrsverbund Undelayed (VVU) hat den Entschluss gefasst,
dass die Steuerungssoftware für sämtliche installierten Fahrkartenautomaten
objektorientiert entwickelt werden soll. In Abbildung 1 ist ein Fahrkartenautomat mit
den für den Fahrkartenverkauf relevanten Bedienelementen dargestellt:
Display
Münzeinwurf
Fahrtziel-
Tastenfeld
Kartenleser
Fortsetzungs-/
Abbruch-
Tastenfeld
Geldscheineinzug
Drucker
Fahrkarten-
Tastenfeld
Abbildung 1: Fahrkartenautomat
- Über das Fahrziel-Tastenfeld erfolgt die Eingabe des Fahrtziels als dreistellige
Zahl, z.B. 200 für Hauptbahnhof
- Der Fahrgast kann die gewünschte Fahrkarte über das Fahrkarten-Tastenfeld
festlegen. Es kann entweder Einfachfahrt oder Mehrfachfahrt ausgewählt werden
und über eine weitere Taste kann die 1. Klasse gewählt werden.

Grundlagen der Softwaretechnik Übung 5: Objektorientierte Analyse 2
- Das Fortsetzungs-/Abbruch-Tastenfeld ermöglicht den Abbruch des Vorgangs
bzw. die Auswahl mehrerer Fahrkarten innerhalb eines Verkaufsvorgangs.
- Das Display zeigt alle Ausgaben des Systems an (z.B. gewähltes Fahrziel und
Fahrpreis) und führt den Benutzer durch den Kaufvorgang.
- Der Kartenleser akzeptiert in der jetzigen Version nur die „GeldKarte“. Für den
Kauf einer Fahrkarte muss die „GeldKarte“ mindestens ein Guthaben in der Höhe
des Fahrkartenpreises aufweisen.
- Über den Münzeinwurf und den Geldscheineinzug kann die Bezahlung der
Fahrkarte mit Bargeld erfolgen. Dabei wird der noch verbleibende Restbetrag im
Display ständig aktualisiert.
- Über den Drucker erfolgt die Ausgabe der Fahrkarte.
Die zu realisierende Steuerungssoftware soll für die Koordination und Steuerung des
Fahrkartenverkaufs zuständig sein. Zur Vereinfachung darf angenommen werden,
dass der Fahrgast stets den exakten Fahrpreis entrichtet und die Rückgabe von
Wechselgeld entfallen kann.
Kommt es während des Betriebs zu Fehlern, so werden diese durch entsprechende
Fehlermeldungen im Display angezeigt. Bei Überschreiten eines Timeouts beim
Warten auf eine Benutzereingabe wird der Verkaufsvorgang abgebrochen. Die
Wartung der Fahrkartenautomaten (z.B. Entnehmen des Münzgelds, Einlegen von
unbedruckten Fahrkarten) übernehmen Service-Techniker in festgelegten
Wartungsintervallen. Auch führen diese Reparaturmaßnahmen durch, wenn ein
Fahrkartenautomat auf Grund eines Fehlers ausgefallen ist.
Aufgabe 5.1
Anwendungsfallmodell
a) Geben Sie für o.g. Aufgabenstellung das zu betrachtende System und die
externen Akteure an.
b) Nennen Sie die Anwendungsfälle, die beim Einsatz des Systems vorkommen
können. Unterscheiden Sie dabei zwischen abgeschlossenen und partiellen
Anwendungsfällen, d.h. solchen Anwendungsfällen, die selbstständig auftreten
bzw. in anderen Anwendungsfällen enthalten sind.
c) Erstellen Sie genaue Spezifikationen der gefundenen Anwendungsfälle. Benutzen
Sie dazu die aus der Vorlesung bekannte Anwendungsfall-
Spezifikationsschablone (entsprechende Vordrucke befinden sich im Anhang
dieser Übung).
d) Stellen Sie die Anwendungsfälle in Form eines Anwendungsfalldiagramms
grafisch dar.
Aufgabe 5.2
Identifikation von Klassen
Identifizieren Sie ausgehend von der Systembeschreibung alle für die zu
realisierende Steuerungssoftware relevanten Klassen und erstellen Sie eine CRC-
Karte. Nennen Sie jeweils die Aufgaben, für die die Klasse zuständig ist.

Grundlagen der Softwaretechnik Übung 5: Objektorientierte Analyse 3
Aufgabe 5.3 Szenarios
Zur Beschreibung des internen Zusammenwirkens der Objekte sollen die Abläufe der
Anwendungsfälle grafisch illustriert werden. Erstellen Sie dazu ein
Sequenzdiagramm für den Anwendungsfall Fahrkarte(n) kaufen, wobei von folgender
Situation ausgegangen werden soll:
- Der Fahrgast wählt das Fahrtziel 200 (Hauptbahnhof).
- Er entscheidet sich für Mehrfachfahrt als Fahrkartenart.
- Er bezahlt per GeldKarte.
- Das GeldKarten-Guthaben ist ausreichend.
Anmerkung: Bedienfehler müssen nicht berücksichtigt werden.
Aufgabe 5.4
CRC-Karten
Ergänzen Sie auf den CRC-Karten von Aufgabe 5.2 die Kollaborationen der Klassen,
die Sie aus dem Ablaufmodell erkennen. Müssen Sie weitere Klassen ergänzen?
Aufgabe 5.5
Statisches Analysemodell
Erstellen Sie ein statisches Analysemodell für die Steuerungssoftware in Form eines
Klassendiagramms. Berücksichtigen Sie hierbei alle benötigten Klassen mit ihren
Attributen und Methoden. Die Hardwarekomponenten sollen im Klassendiagramm
jeweils durch eine entsprechende Klasse repräsentiert werden, die für die
Ansteuerung der zugeordneten Komponente verantwortlich ist. Zeichnen Sie in das
Diagramm die Beziehungen zwischen den Klassen ein und geben Sie jeweils die
Kardinalitäten an. Führen Sie Vererbungsbeziehungen ein, wo es sinnvoll ist.
Aufgabe 5.6
Zustandsdiagramm Klasse Fahrkartenautomat
Entwickeln Sie ein Zustandsdiagramm für die Klasse Fahrkartenautomat.
Zusatzaufgabe Zustandsdiagramm Klasse Münzeinwurf
Entwickeln Sie ein Zustandsdiagramm für die Klasse Münzeinwurf
(=Geldscheineinzug). Berücksichtigen Sie dabei sowohl die Aktualisierung des
verbleibenden Restbetrags sowie einen möglichen Abbruch oder Timeout.
Anhang
siehe nächste Seite
Anwendungsfall-Spezifikationsschablonen

Grundlagen der Softwaretechnik Übung 5: Objektorientierte Analyse 4
Anwendungsfall
Ziel:
Kategorie:
(primär, sekundär,
oder optional)
Externe Akteure:
Vorbedingung:
Auslösendes
Ereignis
Nachbedingung
Erfolg:
Nachbedingung
Fehlschlag:
Beschreibung:
Erweiterungen:
Alternativen:

Grundlagen der Softwaretechnik Übung 5: Objektorientierte Analyse 5
Anwendungsfall
Ziel:
Kategorie:
(primär, sekundär,
oder optional)
Externe Akteure:
Vorbedingung:
Auslösendes
Ereignis
Nachbedingung
Erfolg:
Nachbedingung
Fehlschlag:
Beschreibung:
Erweiterungen:
Alternativen:

Grundlagen der Softwaretechnik Übung 5: Objektorientierte Analyse 6
Anwendungsfall
Ziel:
Kategorie:
(primär, sekundär,
oder optional)
Externe Akteure:
Vorbedingung:
Auslösendes
Ereignis
Nachbedingung
Erfolg:
Nachbedingung
Fehlschlag:
Beschreibung:
Erweiterungen:
Alternativen:

Grundlagen der Softwaretechnik Übung 5: Objektorientierte Analyse 7
Anwendungsfall
Ziel:
Kategorie:
(primär, sekundär,
oder optional)
Externe Akteure:
Vorbedingung:
Auslösendes
Ereignis
Nachbedingung
Erfolg:
Nachbedingung
Fehlschlag:
Beschreibung:
Erweiterungen:
Alternativen:

Grundlagen der Softwaretechnik Übung 5: Objektorientierte Analyse 8
Anhang
Lösungsschablonen CRC-Karten
Verantwortlichkeit:
Kollaborationen:
Verantwortlichkeit:
Kollaborationen:
Verantwortlichkeit:
Kollaborationen:
Verantwortlichkeit:
Kollaborationen:
Verantwortlichkeit:
Kollaborationen:
Verantwortlichkeit:
Kollaborationen:
Verantwortlichkeit:
Kollaborationen:
Verantwortlichkeit:
Kollaborationen:

Grundlagen der Softwaretechnik Übung 5: Objektorientierte Analyse 9
Anhang
Lösungsschablone Sequenzdiagramm
Kunde
Fahrziel (200)
Fahrkartenautomat
Fahrziel-
Tastenfeld
Fahrkarten-
Tastenfeld
Display
Kartenleser
Bestimme Fahrziel (200) Zeige Fahrziel
und Fahrpreis an
Zeige Text (Fahrziel, Fahrpreis)
Mehrfachfahrt
Zeige Text (Fahrziel, Fahrpreis)
Neue
Fahrkartenart() Zeige Fahrziel
und Fahrpreis an
GeldKarte einführen
Überprüfe Guthaben
Fahrpreis abbuchen
GeldKarte ausgeben
Bezahlung erfolgt
Fahrkarte drucken
Zeige Text (Fahrkarten werden geruckt)
Zeige Fahrkarten
werden gedruckt an
Fahrkarte ausgeben
Zeige Fahrziel
auswählen an
Zeige Text (Fahrziel auswählen)
Drucker
Ermittle Guthaben
Fahrpreis abziehen
(Preis)

Grundlagen der Softwaretechnik Übung 5: Objektorientierte Analyse 10
Anhang
Lösungsschablone Zustandsdiagramm