Abschlussprüfung Teil 2 - Anwendungsentwicklung

• 1: GA1 - Planung eines Softwareprojektes
• 1.1: Anforderungsanalyse
• 2: GA2 - Umsetzung eines Softwareprojektes
• 2.1: UML ~ Zustandsdiagramm
• 2.2: UML ~ Aktivitätsdiagramm
• 2.3: UML ~ Use-Case-Diagramm
• 2.4: UML ~ Sequenzdiagramm
• 2.5: UML ~ Klassendiagramm
• 2.6: MVC - Pattern
• 2.7: Observer - Pattern
• 2.8: Objektorientierung
• 2.9: SQL / MySQL
• 2.10: Normalisierung
• 2.11: ER-Modell

1 - GA1 - Planung eines Softwareprojektes

Hier gibt es größere Überschneidungen zu der gestreckten Abschlussprüfung Teil 1. Es geht in diesem Kapitel um Projektmanagement explizit in der Softwareentwicklung und dessen Methoden. Es schadet sicher nicht die bereits für Teil 1 gelernten Inhalte die hier nicht aufgeführt sind zu wiederholen.

Themen die bereits in Prüfungsteil 1 behandelt wurden werden auf dieser Seite nicht noch einmal explizit aufgelistet und gelten als bekannt.

1.1 - Anforderungsanalyse

Anforderungen werden textlich oder in Modedellen dokumentiert und gesammelt. Durch eine Analyse wird ein gewisses Verständnis für diese Anforderungen hergestellt. Anschließen findet ein Überprüfungsprozess statt. In diesem Prozess wird überprüft ob die Anforderung so noch stimmig sind. All diese Schritte laufen in einem Verwaltung und Management Prozess ab.

Links 🔗

Wikipedia

2 - GA2 - Umsetzung eines Softwareprojektes

In diesem Teil der Abschlussprüfung geht es um die Umsetzung eines Software-Projektes. Zumindest in der Theorie und auf Papier😉 Häufiger Bestandteil dieser Prüfung sind die UML-Diagramme. Aber auch SQL und das entwerfen eines Relationalen-Datenbank-Schemas.

2.1 - UML ~ Zustandsdiagramm

Erklärungsvideo Zustandsdiagramm 📹

2.2 - UML ~ Aktivitätsdiagramm

• Auch Flussdiagramm genannt

Elements

Name	Darstellung
Start
End
Activity
Condition

Erklärungsvideos Aktivitätsdiagramm 📹

Basics

Swimlanes und Nebenläufigkeit

Links 🔗

IONOS Aktivitätsdiagramm

2.3 - UML ~ Use-Case-Diagramm

• Alternative Namen: Anwendungsdiagramm / Anwendungsfalldiagramm
• Keine Abläufe
• Funktionalität der Software aus einer Sicht des Anwenders
• Unabhängig von technischer Realisierung
• Komplexes System einfach darstellen => Hohes Abstraktionsniveau

Vorgehen beim Erstellen

• Ermittle die Akteure
• Ermittle die Standard Use-Cases
• Ermittle Sonderfall-Use-Cases
• Komplexe Use-Cases aufteilen

Assoziation

Include-Beziehung

Durch die Include Beziehung kann ein Use-Case einen anderen Use-Case importieren. Besser gesagt der Use-Case importiert das Verhalten des anderen Use-Cases.

⚠️ Verhalten wird immer importiert ⚠️

Vererbung

Bei der Vererbung werden die Eigenschaften eines Use-Cases oder eines Akteurs an ein weiteres Element übergeben / vererbt.

Extend-Beziehung

• Optionale Erweiterung eines Use-Cases
• Abhängig von einer Bedingung

Erklärungsvideo Use-Case-Diagramm 📹

2.4 - UML ~ Sequenzdiagramm

Erklärungsvideo Sequenzdiagramm 📹

2.5 - UML ~ Klassendiagramm

Zugriffsmodifikatoren

Vererbung

Assoziation

Komposition

• Noch stärkere Bindung als Aggregation
• Eine Teil-Klasse kann nicht ohne eine andere Klasse existieren

Aggregation

• Klassen besitzen starke Beziehung
• Existenzen der einzelnen Klassen ist nicht aneinander gebunden
• Zeigt eine “Art” Besitz an

Multiplizitäten

Erklärungsvideo Klassendiagramm 📹

2.6 - MVC - Pattern

Komponenten

Außer das Aufteilen einer App in die folgenden Komponenten definiert dies Pattern auch die Kommunikation zwischen den einzelnen Teilen.

• Modell: Verantwortlich für das Management der Daten der App. Bekommt den User-Input vom Controller.
• View: Rendert die Präsentation der Anwendung in welcher Form das auch immer sein muss
• Controller: Reagiert auf den Input von Usern und interagiert mit dem Modell. Er empfängt Input validiert ihn gegebenenfalls und gibt ihn dann an das Modell weiter.

Modell

Das Modell ist die Zentrale Komponente des Patterns. Es ist die unter Umständen dynamische Datenstruktur der App. Es ist unabhängig vom User-Interface.

View 🌄

Die View beinhaltet alle möglichen Arten der Präsentation der Daten. Es sind auch mehrere Views für die selben Daten möglich. Dies kann nützlich sein wenn eine Information für verschiedene Personengruppen dargestellt werden soll.

Zum Beispiel: Diagramme, Tabellen

Controller 🎮

Der Controller verarbeitet Input und wendet diesen anhand von Befehlen an Model oder View an.

Links

Wikipedia
FreeCodeCamp

2.7 - Observer - Pattern

Links 🔗

Wikipedia

2.8 - Objektorientierung

⚠️Achtung⚠️ nicht alle Programmiersprachen weisen dieses Paradigma auf! (Zum Beispiel: Funktionale Programmiersprachen)

Unterschied zwischen Objekt / Instanz und Klasse 📘

Klasse 📘

Eine Klasse ist ein Bauplan. In diesem Bauplan werden Methoden, Funktionen und Attribute festgelegt.

Objekt / Instanz 🚗

Ein Objekt wird aus einer Klasse erschaffen quasi nach dem Bauplan gebaut. Dies ist in der Objektorientierung der Baustein der Daten und Funktionalitäten dann tatsächlich auch ausführt bzw. trägt.

Kapselung 💊

Die in den Objekten enthaltenen Methoden, Funktionen und Attribute werden gekapselt. So wird der Zugriff auf diese eingeschränkt. Dies passiert durch sogenannte Zugriffsbeschränkungen (public, private). So kann sichergestellt werden, dass das Objekt immer in einem korrekten Zustand ist. Außerdem werden so ungewollte Fehler vermieden. Der interne Code wird quasi abgeschottet und der Zugriff darauf erfolgt nur über darauf ausgelegte Schnittstellen.

Beispiel

public class Pen
{
    private bool _canStillWrite;

    public bool GetCanStillWrite()            // Public: Alle dürfen den Wert von "_canStillWrite" abfragen
    {
        return _canStillWrite;
    }
    
    private void SetCanStillWrite(bool value) // Privat: Nur innerhalb dieser Klasse darf der Wert gesetzt werden
    {
        _canStillWrite = value;
    }
}

Vererbung 🔗

Bei der Vererbung können Attribute und Methoden zwischen Klassen hierarchisch ausgetauscht und ergänzt werden. Das bedeutet wenn eine Klasse von einer Basisklasse erbt dann übernimmt die Klasse alle Attribute sowie Methoden der Basisklasse. Sie hat diese geerbt. Die erbende Klasse kann auch Subklasse genannt werden.

Polymorphie

Die Eigenschaften der Polymorphie treten in Zusammenhang mit Vererbung und Interfaces auf. Polymorphie ist wenn einer Variable unterschiedliche Typen zugewiesen werden können und dann je nach Typ eine andere Implementierung aufgerufen wird.

Beispiel

public class Shape
{
    // A few example members
    public int X { get; private set; }
    public int Y { get; private set; }
    public int Height { get; set; }
    public int Width { get; set; }

    // Virtual method
    public virtual void Draw()
    {
        Console.WriteLine("Performing base class drawing tasks");
    }
}

public class Circle : Shape
{
    public override void Draw()
    {
        // Code to draw a circle...
        Console.WriteLine("Drawing a circle");
        base.Draw();
    }
}
public class Rectangle : Shape
{
    public override void Draw()
    {
        // Code to draw a rectangle...
        Console.WriteLine("Drawing a rectangle");
        base.Draw();
    }
}
public class Triangle : Shape
{
    public override void Draw()
    {
        // Code to draw a triangle...
        Console.WriteLine("Drawing a triangle");
        base.Draw();
    }
}

Links 🔗

Wikipedia
Häufige Fragen im Fachgespräch zu Objektorientierung

2.9 - SQL / MySQL

In diesem Fall wird der SQL-Dialekt MySQL beschrieben.

SQL ist eine sehr beliebte Aufgabe in der alten Prüfungsverordnung gewesen. Für die Prüfung ist dieses Wissen ein muss.

In der Prüfung ist bei SQL eine Cheatsheet beigelegt. Es lohnt sich diese anzuschauen und fehlende Syntax auswendig zu lernen.

Datentypen

Datenbanken verwalten

Datenbank anlegen

CREATE DATABASE [IF NOT EXISTS] <Datenbankname>;

Datenbank auswählen

USE <Datenbankname>;

Datenbanken auflisten

SHOW DATABASES;

Datenbank löschen

DROP DATABASE <Datenbankname>;

Tabellen verwalten

Tabellen auflisten

SHOW TABLES;

Tabellenaufbau anzeigen

DESC <Tabellenname>;

Tabelle anlegen

CREATE TABLE <Tabellenname> (<Attributdefinition1>, <Attributdefinition2>, ...);

Attributdefinition

    <Attributname> <Datentyp> [PRIMARY KEY] [AUTO_INCREMENT] [NOT NULL] [DEFAULT <Wert>];

Tabelle löschen

DROP TABLE <Tabellenname>;

Bestehende Tabellen ändern

Spalte hinzufügen

ALTER TABLE <Tabellenname> ADD <Attributdefinition>;

Spalte löschen

ALTER TABLE <Tabellenname> DROP <Attributname>;

Spalte ändern

ALTER TABLE <Tabellenname> MODIFY <Attributdefinition>;

Daten bearbeiten

Daten einfügen

INSERT INTO <Tabellenname> (Attributliste) VALUES (Wertliste);

Daten löschen

DELETE FROM <Tabellenname>;

Daten aktualisieren

UPDATE <Tabellenname> SET <Datenfeld1>=<neuer Wert1>, <Datenfeld2>=<neuer Wert2>;

Where Bedingungen

Where kann an die meisten Befehle angehangen werden und sorgt so dafür, dass nur bestimmte Datensätze angesprochen werden.

Mathematische Operationen:     =, !=, >, <, >=, <=, +, -, *, /
Boolesche Operatoren:         AND, OR, NOT
Textmustervergleich:         LIKE mit % für beliebige Zeichenkette (auch leer) und _ für einzelnes Zeichen z.B.: name LIKE "H%"
Bereichsoperator:             BETWEEN x AND y
Mengenvergleich:             IN(wert1, wert2, …)

Einfache Datenabfragen

SELECT * | spaltenliste | berechnung [TOP anzahl]
FROM tabelle(n)
[WHERE bedingung]
[GROUP BY spalten(n)]
[HAVING bedingung]
[ORDER BY spalte(n) [ASC | DESC]]
[LIMIT anzahl | start, anzahl];

Funktionen in Abfragen

Normale Funktionen

Aggregatsfunktionen

Sie berechnen ein Ergebnis aus den Werten einer Spalte (mehrere Datensätze).

Gruppierungen

Beispiel

SELECT ort, COUNT(ort) FROM kunde GROUP BY ort;

SELECT ort, COUNT(ort) FROM kunde GROUP BY ort HAVING COUNT(ort) > 100;

Abfragen über mehrere Tabellen (Joins)

Wikipedia Commons

Inner Join

Ein Inner Join gibt die Schnittmenge der Tabellen zurück. Wenn zum Beispiel eine ID nur in einer Tabelle vorkommt wird sie nicht angezeigt.

Left Join

Ein Left Join gibt alle Daten von der linken Tabelle zurück und zusätzlich die passende Schnittmenge der zweiten.

Right Join

Gibt alle Daten der rechten Tabelle zurück und zusätzlich die Schnittmenge der linken.

Full Outer Join / Full Join

Gibt alle Daten aus beiden Tabellen zurück.

Index

Indexe werden in Relationalen Datenbanken dazu benutzt, Daten schneller abfragen zu können.

CREATE INDEX index_name
ON table_name (column1, column2, ...);

Mit dem Keyword UNIQUE können doppelte Werte ausgeschlossen werden.

CREATE UNIQUE INDEX index_name
ON table_name (column1, column2, ...);

Erklärungsvideos 📹

MySQL - The Basics // Learn SQL in 23 Easy Steps

MySQL Tutorial for Beginners [Full Course]

SQL Joins: Difference Between Inner/Left/Right/Outer Joins

Links 🔗

Stefan Macke - Aufgaben in der schriftlichen Prüfung

2.10 - Normalisierung

Erste Normalform

Definition

Die Erste Normalform (1NF) ist dann gegeben, wenn alle Informationen in einer Tabelle atomar vorliegen.

Stichpunkte

• Atomar

Zweite Normalform

Definition

Ein Relationstyp (Tabelle) befindet sich genau dann in der zweiten Normalform (2NF), wenn er sich in der ersten Normalform (1NF) befindet und jedes Nichtschlüsselattribut von jedem Schlüsselkandidaten voll funktional abhängig ist.

Stichpunkte

• Setzt 1NF vorraus
• Alle Attribute hängen vom Primary Key ab

Dritte Normalform

Definition

Ein Relationstyp befindet sich genau dann in der dritten Normalform (3NF), wenn er sich in der zweiten Normalform (2NF) befindet und kein Nichtschlüsselattribut transitiv von einem Kandidatenschlüssel abhängt.

Stichpunkte

• Setzt 2NF vorraus
• Indirekt abhänge Attribute müssen in eine Tabelle ausgelagert werden

Erklärungsvideo 📹

2.11 - ER-Modell

Entity relationship model

• Dient als Grundlage im Datenbankentwurf
• Entitäten werden sichtbar
• Relationen zwischen Entitäten werden sichtbar

Wikipedia Commons

Elemente des ER-Modells

Beziehungsarten

1 zu 1 Beziehung

Eine Person hat einen Ausweis.
Ein Ausweis gehört einer Person.

1 zu N Beziehung

Ein Schüler ist in einer Klasse.
Eine Klasse hat mehrere Schüler.

N zu M Beziehung

Ein Autor kann mehrere Bücher schreiben.
Ein Buch kann von mehreren Autoren geschrieben werden.

Erklärungsvideo 📹

Links 🔗

Datenbanken verstehen: ER-Modell
Eins zu Eins Beziehung