Modelle

Modelle in der Informatik

Was sind Modelle

• Abbildung eines Realitätsausschnitts:
  • Architektur der Software (Data-Model-View)
  • grafische Darstellung von Code (PAP, Struktogramm)
  • Datenmodelle (ER-Diagramme)
• Konzept eines Systems
  • Netzwerkprotokoll (DoD-Schichtenmodell)
  • Referenzmodelle (Konzept Rechenanlagen, Filius)
  • Data-Warehouse (Internetportale)
• Organisation von Firmen (Organigramm)
• Wirtschaftsinformatik: Mensch-Maschine-Modell und Auswirkungen

Beispiele für Modelle

Programmablaufplan (PAP)

Grenzen

• eignen sich nicht für den Entwurf von Programmen in Hochsprachen, da Verzweigungen sehr nahe an den Sprungbefehl angelehnt sind
• kann unübersichtlich sein

Aufbau

• Beginn oder Ende stellt man mit einem Oval dar (In Oval kann z.B. „Start“ oder „Ende“ für das Hautprogramm eingetragen werden)
• einzelnen Operationen werden in Rechtecken dargestellt (können einzelne Befehle oder frei sprachliche Beschreibungen der Operationen eingeschrieben werden)
• Unterprogrammaufrufe sind als Rechteck mit doppelten vertikalen Linen an Rändern dargestellt
• Zeichen steht für mehrere hintereinander liegende Anweisungen
• Die als Kreis dargestellte Übergangsstelle dient zur Übersicht dh. Pfeile können vermieden werden

Struktogramm

Ziele:Entwicklung und Entwurf von Programmen

Aufbau:Verbindung mehrerer Blöcke welche Anweisungen,Bedingungen oder Wiederholungen beinhalten können und auch miteinander kombiniert werden können, z.B.eine bedingte Schleife

Grenzen:Probleme müssen in einzelne Problematiken zerlegt werden und diese Einzelprobleme werden dann mithilfe eines Struktogramms gelöst

Nutzen: Darstellung von Algorithmen

ER-Diagramm

• Ziel und Nutzen: dient zur Beschreibung und grafischen Darstellung von Datenbankmodellen

Grundprinzip der Datenmodellierung Aufbau:

• Entity/Entität:
  • Objekt der Wirklichkeit, welches man von anderen Objekten differenzieren kann
• Entitätstyp:
  • Klassifizierung gleichartiger Entitäten
• Beziehung:
  • Verknüpfung zwischen zwei oder mehreren Entitäten
• Attribute:
  • Klassifizierung ähnlicher Eigenschaften
• Beziehungstyp:
  • Typsierung gleichartiger Beziehungen

UML-Diagramm

-> unified Modeling Language

Aufbau

Ziele einheitliche Notation in unterschiedlichsten Einsatzgebieten, graphische Sicht auf Ausschnitte eines Modells, festlegen von Beziehungen zwischen verschiedenen Begriffen (Modelle, Attribute, Klassen( Aufgeteilt in Stereotyp (Klassenname), Attribut und Operationen) Objekte, Methoden)

Einsatzmöglichkeiten Spezifikation, Visualisierung, Konstruktion, Dokumentation von Modellen, objektorientierte Softwareentwicklung, Geschäftsprozessmodellierung

Von-Neumann-Architektur

Ziel und Einsatzmöglichkeiten

• Veranschaulichung großer Rechensysteme
• Einsatzmöglichkeiten in allen Computer- und Rechensystemen

Anforderungen und Grenzen

• Anforderungen/Komponenten
  • CPU
    • Rechenwerk: führt logische Verknüpfungen aus
    • Steuerwerk: leitet Rechenwerk und interpretiert Anweisungen eines Programms
  • Bussystem: verbindet die Komponenten des Rechners untereinander
  • Speicherwerk: speichert Programme und Daten, die für das Rechenwerk zugänglich sind
  • Ein- und Ausgabewerk (I/O-Unit): steuert Ein- und Ausgabe zum Anwender oder anderen Systemen

• Grenzen
  • Bussystem deutlich langsamer als CPU (Von-Neumann-Flaschenhals)

Beispiel

Entwerft ein eigenes Von-Neumann-Modell zu einem allgemeinen Rechner mit den oben angegebenen Komponenten.