IT Skills

Ein Konstruktor instanziiert ein Objekt

• Wird bei der Instanziierung eines Objektes aufgerufen

• Allokiert den Speicherplatz und initialisiert die Attribute

? Jeder Konstruktor trägt den Namen seiner Klasse

Eine spezielle Methode, die automatisch beim Zerstören (Vernichten) eines

Objektes aufgerufen wird

? Ein Destruktor kann nicht überladen (overloading) werden.

Vererbung (allgemein)

• Wissen aus einer allgemeinen Kategorie wird auf eine spezifische Kategorie

übertragen.

? Vererbung (OOP)

• Vorgehensweise, um neue Klassen unter Verwendung von bestehenden Klassen

hierarchisch aufzubauen

• Beziehung wird auch als „is-a relationship“ bezeichnet

Komplexes System

• Große Anzahl von Elementen und Beziehungen

• Fertigung von Tausenden von Autos in einem Unternehmen

Kompliziertes System

• Große Zahl von verschiedenen Elementen

• Zwischen einer Vielzahl von Elementen bestehen sich untereinander bedingende

logische Beziehungen

• Ein Automobil besteht beispielsweise aus vielen verschiedenartigen

Zulieferteilen, die

zum richtigen Zeitpunkt an der richtigen Stelle im Montageprozess verbaut

werden müssen.

• Kompliziertheit kann als Gegensatz zur Einfachheit (im Sinne von simpel)

Gesehen werden.

1. Ableitung der Diskurswelt aus der realen Welt

Computer und Mitarbeiter in MD ----------- Computer und Mitarbeiter an der Uni MD

Reale Welt ------------ Diskurswelt Uni Magdeburg

Handlungsrelevanz

BIS für Uni MD

2. Ableitung eines Objektsystems SO aus der Diskurswelt

Computer und Mitarbeiter an der Uni MD ------ Mitarbeiter an der Uni MD

Meier Hans 01.04.1980 4000,00

Müller Fritz 01.06.1986 3000,00

Computer an der Uni MD

123567 Geb 19-115 2006 0,3 kW

123568 Geb 19-116 2008 0,5 kW

Diskurswelt Uni Magdeburg ------- Objektsystem SO Uni Magdeburg

Subjektive

Interpretation

3. Ableitung eines Modellsystems SM aus dem Objektsystem SO

Mitarbeiter an der Uni MD ---------- Entity mit Attributen

Meier Hans 01.04.1980 4000,00

Müller Fritz 01.06.1986 3000,00 Mitarbeitername Geburtsdatum

Mitarbeiter

Vorname Gehalt

Objektsystem SO Uni Magdeburg ---------- Modellsystem SM Uni Magdeburg

Subjektive

Interpretation

Semantisches Datenmodell (conceptual schema):

- Abstrakte, formale Beschreibung der Diskurswelt

- Häufig Entity-Relationship-Modelle

• Logisches Datenmodell (logical schema):

- Festlegungen, welche Daten in einer Datenbank in welcher Form gespeichert

werden

- Festlegungen, welche Beziehungen zwischen den Daten bestehen

Semantische Datenmodell liefert ein Begriffsystem für die Diskurswelt

Jeder Begriff muss einen modellierten Sachverhalt eindeutig

Repräsentierten

Entity-Relationship-Modell

ERM basiert auf den drei Grundbausteinen

• Entity,

• Relationship und

• Attribut

Entity (Entität)

• Objekte, über die Informationen gespeichert werden

• Real existierende Objekte

- Mitarbeiter Fritz Krause

- Kunde Boris Becker

• Immaterielle Objekte

- Verkaufsauftrag Einfamilienhaus

Relationship (Beziehung)

• Repräsentiert Beziehungen zwischen Entitys

• Bsp.:

- Mitarbeiter berät Kunden

- Pizzabäckerei produziert Pizzas

- Student besucht Übung

Attribut

• Entspricht einer Eigenschaft von Entitys oder Beziehungen

• Bsp.:

- Name und Personalnummer eines Mitarbeiters

- Name einer Pizza

- UnivIS-Nummer einer Übung

Stelligkeit

- Wie viele Entitytypen sind mit einem Beziehungstyp verbunden

Kardinalität

- Wie viele Instanzen eines Entitytyps können jeweils in den Beziehungstyp

Eingehen

Prinzipiell lassen sich drei Formen unterscheiden:

• 1:1-Beziehung

• 1:n- bzw. n:1-Beziehung

• m:n-Beziehung

1:n-Beziehung

• Jedem Entity vom Typ E1 sind beliebig viele Entitys vom Typ E2 zugeordnet

• Gleichzeitig gibt es zu jedem Entity vom Typ E2 maximal ein Entity vom Typ E1

Beispiele

• Eine Mutter hat Kinder

- Eine Mutter kann mehrere Kinder haben, aber ein Kind hat nur eine Mutter

• Fahrer fährt Pizzas aus

- Ein Fahrer kann mehrere Pizzas ausfahren, aber eine Pizza wird nur von einem

Fahrer ausgefahren

Datenbank (Database DB)

- Strukturierte Menge von Daten

Datenbankmanagementsystem (DBMS)

• Software-Module für die effiziente Verwaltung von Daten in einer Datenbank

• Organisiert intern die strukturierte Speicherung der Daten

• Kontrolliert alle lesenden und schreibenden Zugriffe auf die Datenbank

• Stellt eine Sprache zur Abfrage und Verwaltung bereit

Datenbanksystem (Database System DBS)

• Programmsystem zur Verwaltung einer Datenbank

Datenbanksystem besteht aus

• Datenbank (DB)

• Datenbankmanagementsystem (DBMS)

Entität

• Repräsentant eines realweltlichen Objektes in einer Datenbank

Entitäten mit gleichen Eigenschaften (Attributen) werden zu einem

Entitätstyp zusammengefasst

• Bsp.: Telefonbucheintrag

Primärschlüssel

• Eindeutige Identifikation einer Zeile in einer Tabelle

- Eine Zeile (Entity, Tupel) darf in einer Tabelle (Relation) nicht mehrfach

vorkommen

- Jede Zeile hat ihren eigenen Primärschlüssel

• Wird aus einer oder mehreren Spalten gebildet

Beispiele

• Matrikelnummer; Sozialversicherungsnummer; Teilenummer

• Kontonummer zusammen mit der Bankleitzahl

• Tabellen

• Anfragen (Queries)

• Berichte (Reports)

• Formulare (Form)

SQL

• Standard zum Formulieren von Anfragen und weiteren Operationen (Anlegen

Und Löschen von Tabellen)

Für Projektion, Selektion und Join

• SELECT-FROM-WHERE – Anweisung

- SELECT: Auswahl der der Spalten (Projektion)

- FROM: Auswahl der Tabelle(n)

- WHERE: Bedingungen für die Auswahl von Zeilen (Selektion)

1:n Beziehung

• Jede Zeile aus der Tabelle A steht mit einer oder mehreren Zeilen aus Tabelle B

In Beziehung.

n:m Beziehung

• Jede Zeile der Tabelle A steht mit einer oder mehreren Zeilen aus Tabelle B in

Beziehung und jede Zeile aus der Tabelle B steht mit einem oder mehreren

Zeilen aus Tabelle A in Beziehung

1:1 Beziehung

• Jede Zeile aus der Tabelle A steht mit genau einer Zeile aus Tabelle B in

Beziehung.

Eine Zeile in einer Tabelle steht in Beziehung zu mehreren Zeilen in einer

anderen Tabelle.

tblCustomers(customerNumber, customerName)

• Tabelle enthält die Namen aller Kunden

• Spalte customerNumber ist der Primärschlüssel

tblOrders(orderNumber, customerNumber, orderQuantity,

orderItem, orderDate)

• Tabelle enthält alle offenen Kundenaufträge

• Ein Kunde kann mehrere Aufträg

Normalisierung

• Prozess beim Datenbankentwurf mit dem Ziel eines guten Entwurfes und der

Vermeidung von möglichen Unzulänglichkeiten.

• Hilft bei der Reduzierung von

- Redundanzen

- Anomalien

Normalisierung

• Prozess, um Redundanzen und Anomalien zu entfernen

Redundanz

• Unnötige Wiederholung von Daten

Einige Hauptaspekte

• Integrität der Daten

• Wiederherstellung nach Datenverlust

• Mehrbenutzerzugriffe

• Authentifizierung und Zugang

Datenintegrität

• Bedingungen (Regeln) für die Daten, die vom DBMS zu überwachen sind

• Lagerbestand kann nicht kleiner Null sein

Wiederherstellen verlorener Daten

• Daten können verloren werden

- Legitimierte Nutzer können unbeabsichtigt Daten löschen

- Hacker löschen beabsichtigt Daten

- Feuer, Wasser, …

• Wiederherstellen (Recovery)

- Wiederherstellung des korrekten Zustandes auf der Basis eines Backups

- Wie oft wird ein Backup erstellt und wo wird es physisch gelagert?

Mehrbenutzerzugriffe

• Datenbanken werden häufig von mehreren Nutzern gleichzeitig benutzt

- Flugreservierung im Reisbüro

-

• Interner Speicher: Hauptspeicher, RAM (Random Access Memory), im Computer

selbst,

-Flüchtig (wenn der Strom ausfällt)

• Externer Speicher: Flashspeicher (USB-Stick), Festplatte

-Persistent: Inhalt bleibt erhalten

Maschinensprachen: Befehle aus dem Sprachschatz des Prozessors

• Befehle sind für den Prozessor „verständlich“ und damit ausführbar

• Für den Nutzer schwer zu lesen

(Höhere) Programmiersprachen: Befehle aus der englischen Sprache oder

dem Anwendungsgebiet entnommen

• Verständlicher als der Maschinencode

• WHILE, UNTIL, DO, Preis = Menge * Einzelpreis

• Können nicht direkt vom Prozessor verarbeitet werden

• VBA, C++, C#, COBOL, Java

Syntax

• Formale Grammatik (Muster und Regeln), die erlaubte Konstruktionen festlegt und

unerlaubte ausschließt

Syntaktische Fehler

• Verstöße gegen das Regelwerk

• Werden durch den Compiler bzw. Interpreter entdeckt

• Lassen sich dann auch beseitigen

Logische Fehler (Denkfehler beim Programmieren)

Semantische Fehler

• Logische Fehler werden auch als semantische Fehler bezeichnet

• Verwendung eines syntaktisch korrekten Befehls, aber dieser Befehl macht an dieser

Stelle im Programm keinen Sinn

- Gib 1 Liter Benzin hinzu

Konsequenz

• Logische Fehler müssen gefunden werden

• Nutzung von Teststrategien

• Organisiere das Programmieren so, dass die Wahrscheinlichkeit für logische Fehler

möglichst gering ist

Laufzeitfehler

• Spezielle Form von logischen Fehlern

• Werden vom Laufzeitsystem des

•Analyse und Verständnis des Problems

•Planung der Logik

•Kodierung und Übersetzung

•Test des Programms

•Dokumentation

•Überführung in die Nutzung

• Flussdiagramme (Flowcharts)

- Bildhafte Repräsentation der Logik

- Tool: Microsoft Office Visio

• Pseudocode

- Mischung aus natürlicher (Englischer) Sprache

und einer höheren Programmiersprache

(Pascal oder C)

- Ist exakter als eine Beschreibung in

natürlicher Sprache,

- Aber noch nicht so detailliert wie eine

Implementation als Computerprogramm.

- Schrittweise Verfeinerung

- Tool: Jana

Variable

• Speicherplatz im Hauptspeicher, der durch einen Namen beschrieben wird

• Es wird nicht die physikalische Adresse des Speicherplatzes (zum Programmieren)

benötigt

• Speicherplatz kann immer wieder überschrieben werden

Konstanten

• Konstanten bezeichnen auch einen Speicherplatz im Hauptspeicher

• ABER: Der Inhalt kann nicht überschrieben werden

- PI = 3.142

- Umsatzsteuer = 0.19

Einfache Datentypen

• Numerische

- Integer (ganzzahlig)

- Real (reell)

• Zeichenketten (strings)

Variablendeklaration

• Datentyp und Name der Variablen

• Entsprechend des Datentyps wird Speicherplatz allokiert

• Adresse wird dem Variablennamen zugeordnet

§ Verwendung der folgenden Datentypen

• numeric: ganzzahlige und reelle Daten

• character: Einzelnes Zeichen

• string: Zeichenkette

§ Beispiel

numeric taxRate

character middleInitial

string inventoryItem

Reale Programme

Viele, sehr viele Anweisungen

Mit Entscheidungen und Wiederholungen

Gefahr

Es wird eine komplizierte Unordnung (mess) programmiert

Dieses mögliche Gewirr wird auch als Spaghetti-Code bezeichnet

Ziel:

Vermeidung von Spaghetti-Code

• Sequenz (Sequence)

• Auswahl (Selektion)

• Wiederholung (Loop)

Sequenz

- Sequentielle Abarbeitung von Anweisungen

- Step by Step

- Kein Verzweigen

- Kein Überspringen

Auswahl, Entscheidung (selection, decision)

- In Abhängigkeit von der Antwort auf eine binäre Frage (nur zwei Antworten) wird zu

einer von zwei möglichen Anweisungen verzweigt

- Es wird mit dieser ausgewählten Anweisung fortgesetzt

- Wird auch als if-then-else Struktur bezeichnet

if someCondition is true then

do oneProcess

else

do anotherProcess

Auch mit nur einem Ausgang

if someCondition is true then

do oneProces

Schleife

- Treffen einer Entscheidung

- Wenn eine Aktion durchzuführen ist, dann diese Aktion durchführen

- Die Entscheidungsfrage wird erneut gestellt

- Durchführung dieser Schleife solange, bis die Entscheidung keine Aktion mehr

erfordert

Auch while loop; while-do loop;

Alle logischen Probleme können auf der Basis dieser drei Basisstrukturen

gelöst werden

Jede Struktur hat einen Eintritts- und einen Austrittspunkt

- Eine Verbindung zwischen Strukturen kann nur über diese Punkte

Erfolgen

Klarheit (Clarity)

• Bessere Lesbarkeit (bei großen Programmen)

? Professionalität (Professionalism)

• Jeder Programmierer (andere Mitglieder im Team) erwartet strukturierte

Programme

? Effizienz (Efficiency)

• Aktuelle Programmiersprachen (C#, C++, Java, VBA) unterstützen strukturiertes

Programmieren

• Effizientes Umsetzen in die Programmiersprache (Kodierung)

? Wartung (Maintenance)

• Leichtere Wartbarkeit und Erweiterbarkeit (für die Zukunft)

• Schnelleres „Hineinfinden“ nach einer Pause, auch für Fremde

? Modularität (Modularity)

• Einfaches Zerlegen in Routinen oder Module

• Routinen und Module sind mehrfach verwendbar

? Zusammenarbeit von mehreren Programmierern

• Zerlegung in unabhängige Module

- Textverarbeitungsprogramm Word (entwickelt von vielen Programmierern)

case-Struktur

• Entscheidungen mit mehr als zwei Alternativen

• Es wird eine Variable gegen eine Serie von Werten getestet

- Zum Testen mehrerer Variablen verwende Serie von if-then-else Blöcken

• In Abhängigkeit vom Testergebnis, werden Aktionen ausgelöst

• Kann durch verschachtelte if-then-else Konstrukte abgebildet werden

? Case-Strukturen sind übersichtlicher

? Compiler löst „case“ in einzelne if-then-else auf

? „default“ – keiner der anderen Fälle ist wahr

? Syntax für case ist unterschiedlich in den Programmiersprachen

In der klassischen while-Schleife:

• Zuerst die Frage, dann die Aktionen

- „pretest-Schleife“

Bei do-while / do-until- Schleife

• Zuerst die Aktionen, dann die Frage

• Die Aktion wird mindestens ein mal ausgeführt

- „posttest-Schleife“

(Das Wort do erinnert daran, dass erst die

Aktion und dann der Test durchgeführt wird)

Für Programmierer: Programmdokumentation

• Interne Programmdokumentation

- Kommentare innerhalb des Quelltextes

- Nicht ausführbare Anweisungen

• Externe Programmdokumentation

- Dokumente, zur Beschreibung von Programmfunktionen, zur Haupt-Logik, …

- Nicht in einer Programmiersprache

- Wird vor der eigentlichen Programmierung erstellt

Zuerst das Ziel festlegen, danach den Weg

Festlegung der Ausgabe zusammen mit dem Auftraggeber (Nutzer)

• Der Nutzer übergibt dem Programmierer ein Beispiel oder eine Vorlage

• Gemeinsame Besprechung, Einbringen von Veränderungen /Verbesserungen

• Je präziser diese Spezifikation erfolgt, desto weniger Änderungsaufwand