Das Ziel der vorliegenden Arbeit besteht darin eine einfache Java-Anwendung zur Verwaltung eines elektronischen Karteisystems zu entwickeln. Hierfür werden alle notwendigen Klassen auf Basis zuvor konzipierter UML-Diagramme in Java programmiert und in ein Mainprogramm integriert, welches die praktische Umsetzung der Anforderungen realisiert.
Zuerst werden die theoretischen Grundlagen bezüglich der Programmiersprache Java und objektorientierten Programmierung geklärt. Des Weiteren werden Klassen und Methoden, sowie der Begriff der Unified Modeling Language, erläutert. Nach der Ausführung der Grundlagen erfolgt die Konzeption der erforderlichen Diagramme mit Hilfe der Unified Modeling Language. Im Anschluss daran werden diese erstellten Konzeptionen in Java umgesetzt. Dabei wird zudem auf strukturelle Verbesserung der Anwendung eingegangen. Am Schluss folgt eine Dokumentation der wichtigsten Ergebnisse der Arbeit mit einer darauffolgenden kritischen Würdigung.
Software ist aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken. Das Einsatzgebiet reicht von einfachen Apps auf dem Smartphone bis hin zu komplexen Fertigungsmaschinen in der Industrie. Im Rahmen von lauffähigen Programmen und den dazugehörigen Daten ermöglicht sie die gezielte Steuerung der Hardware und stellt somit Funktionen für die Bewältigung moderner Aufgabenstellungen bereit. Da diverse Anwendungsfelder mit unterschiedlichsten Ansprüchen bestehen, und immer das bestmögliche Ergebnis angestrebt wird, existiert eine breite Auswahl an Programmiersprachen. Eine der bedeutendsten Sprachen stellt dabei Java dar.
Ende der 1990er Jahre wurde die Entwicklung von Java fertiggestellt und seither hat die Programmiersprache nicht an Relevanz verloren. 48% der Software-Entwickler aus aller Welt gaben an im Jahr 2022 Java benutzt zu haben, wodurch die Sprache zu den fünf meistgenutzten Programmiersprachen weltweit gezählt werden kann. Gründe hierfür sind unter anderem die aus Java resultierenden plattformunabhängigen Programme, sowie umfangreiche Klassenbibliotheken, die es Entwicklern ermöglichen bereits bestehende Programmteile, die bestimmte Funktionalitäten bereitstellen, auf einfache Art und Weise in das eigene Programm zu integrieren.
Inhaltsverzeichnis
- Abbildungsverzeichnis
- Tabellenverzeichnis
- 1 Einleitung
- 1.1 Begründung der Problemstellung
- 1.2 Aufbau und Zielsetzung der Arbeit
- 2 Theoretische Grundlagen und Begriffsdefinitionen
- 2.1 Programmiersprache Java
- 2.2 Objektorientierung
- 2.3 Klassen, Attribute und Methoden
- 2.4 Unified Modeling Language
- 3 UML-Diagramm Konzeption
- 3.1 Klasse Adresse
- 3.2 Klasse Freund
- 3.3 Klasse Kartei
- 3.4 Klasse Main
- 3.5 Gesamtes Karteisystem
- 4 Programmentwicklung in Java
- 4.1 Entwicklungsumgebung
- 4.2 Umsetzung der Klasse Adresse
- 4.3 Umsetzung der Klasse Freund
- 4.4 Umsetzung der Klasse Kartei
- 4.5 Umsetzung des Mainprogramms
- 4.6 Strukturelle Verbesserungen der Anwendung
- 5 Schluss
- 5.1 Zusammenfassung
- 5.2 Kritische Würdigung
- Anhang
- Anhang 1: Gerichtete Assoziation
- Anhang 2: Aggregation
- Anhang 3: Komposition
- Anhang 4: Import von Java Klassen für die Verwendung von Standardmethoden
- Anhang 5: Ergebnis der Suche nach dem Nachnamen „Müller“
- Anhang 6: Ergebnis zur Ausgabe aller Freunde in „kartei1“
- Anhang 7: Ergebnis zur Berechnung der Gesamtanzahl der Freunde in „kartei1“
- Anhang 8: Ergebnisse durch das Manipulieren von Attributwerten in „kartei1“
- Anhang 9: Gesamtanzahl der Freunde nach dem Löschen von „freund1“ aus „kartei1“
- Literaturverzeichnis
Zielsetzung und Themen
Das primäre Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung einer einfachen Java-Anwendung zur Verwaltung eines elektronischen Karteisystems. Dies beinhaltet die Programmierung aller notwendigen Klassen auf Basis zuvor konzipierter UML-Diagramme und deren Integration in ein Hauptprogramm zur praktischen Umsetzung der Anforderungen.
- Erläuterung der Programmiersprache Java und ihrer Bedeutung.
- Klärung der Konzepte der objektorientierten Programmierung.
- Definition von Klassen, Attributen und Methoden.
- Konzeption des Systems mittels Unified Modeling Language (UML).
- Praktische Umsetzung der konzipierten Diagramme in Java-Code.
- Vorschläge für strukturelle Verbesserungen der entwickelten Anwendung.
Auszug aus dem Buch
2.4 Unified Modeling Language
Die Unified Modeling Language, kurz UML, umfasst als einheitliche Modellierungssprache mit 14 Diagrammtypen ein breites Portfolio zur Konzipierung von Informationssystemen. Dabei können grafische, wie auch semantische, Notationselemente zum Einsatz kommen, wobei die Ausrichtung auf eine abstrahierte Abbildung der Realität mittels Objekte gelegt wird. Somit ist insbesondere in den Entwicklungsphasen der objektorientierten Softwareentwicklung ein großer Nutzen gegeben. Grundsätzlich wird zwischen Struktur- und Verhaltensdiagrammen unterschieden. Für diese Arbeit wird der Fokus im Rahmen der Entwicklung der Java-Anwendung auf Klassendiagramme gelegt, welche zu den statischen Strukturdiagrammen gezählt werden.12 13
Die Vorteile eines Klassendiagramms zur Modellierung der notwendigen Klassen einer Java-Anwendung sind zahlreich. Eine präzise Abbildung der statischen Struktur unter Berücksichtigung der Eigenschaften und Beziehungen einer Klasse kann grundlegend dargestellt werden. So besitzt jede Klasse einen Namen und eine Menge von Attributen und Methoden, welche in einem in drei Bereiche geteilten Rechteck modelliert werden. Jedes Attribut und jede Methode besitz einen Datentyp, bzw. Rückgabewert, und werden zusätzlich in eine Sichtbarkeitsstufe ein kategorisiert (siehe Abbildung 1).14
Zwischen den Klassendiagrammen können mehrere Beziehungen bestehen. Die Assoziation stellt dabei die einfachste Art einer Beziehung zwischen Klassen dar. Sie kann gerichtet sein und lässt eine generelle Vererbung der Attribute und Methoden an die Unterklasse zu (siehe Anhang 1), wohingegen eine Aggregation ausdrückt, dass die verbundene Klasse ein Teil einer Übergeordneten darstellt, aber auch alleine existieren kann (siehe Anhang 2). Die Komposition hingegen beschreibt eine stärkere Form der Aggregation in welcher die untergeordnete Klasse nicht ohne die verbundene existieren kann (siehe Anhang 3). Weiterhin kann mit Hilfe der Kardinalität die
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Dieses Kapitel begründet die Notwendigkeit der Softwareentwicklung und skizziert den Aufbau sowie die Zielsetzung der Arbeit, die sich auf die Erstellung einer Java-Anwendung zur Verwaltung eines elektronischen Karteisystems konzentriert.
2 Theoretische Grundlagen und Begriffsdefinitionen: Hier werden essentielle Konzepte wie die Programmiersprache Java, die Prinzipien der Objektorientierung, die Definition von Klassen, Attributen und Methoden sowie die Unified Modeling Language (UML) detailliert erläutert.
3 UML-Diagramm Konzeption: In diesem Abschnitt erfolgt die detaillierte Entwicklung von UML-Klassendiagrammen für die einzelnen Komponenten des Karteisystems, darunter die Klassen Adresse, Freund, Kartei und Main, sowie die Darstellung des gesamten Systems.
4 Programmentwicklung in Java: Dieses Kapitel beschreibt die Auswahl der Entwicklungsumgebung (Apache NetBeans IDE) und die konkrete Implementierung der konzipierten Klassen in Java-Code, ergänzt durch Überlegungen zu strukturellen Verbesserungen der Anwendung.
5 Schluss: Das Abschlusskapitel fasst die wichtigsten Ergebnisse der Arbeit zusammen und bietet eine kritische Würdigung der entwickelten Java-Anwendung und des gesamten Entwicklungsprozesses.
Schlüsselwörter
Java, Objektorientierung, UML, Klassendiagramm, Karteisystem, Softwareentwicklung, Klassen, Methoden, Attribute, Datenkapselung, Assoziation, Aggregation, Komposition, NetBeans IDE, Anwendungsprogrammierung
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
In dieser Arbeit geht es um die Konzeption und Implementierung einer einfachen Java-Anwendung zur Verwaltung eines elektronischen Karteisystems.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die zentralen Themenfelder umfassen die Programmiersprache Java, die Prinzipien der objektorientierten Programmierung, die Modellierung mit der Unified Modeling Language (UML) und die praktische Umsetzung einer Softwareanwendung.
Was ist das primäre Ziel oder die Forschungsfrage?
Das primäre Ziel ist die Entwicklung einer funktionsfähigen Java-Anwendung zur Verwaltung eines elektronischen Karteisystems, basierend auf zuvor erstellten UML-Diagrammen.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Die Arbeit verwendet einen methodischen Ansatz, der die Konzeption von Systemkomponenten mittels UML-Klassendiagrammen und deren anschließende Umsetzung in Java-Code umfasst.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil der Arbeit behandelt die theoretischen Grundlagen zu Java und Objektorientierung, die detaillierte UML-Konzeption der Systemklassen, die konkrete Programmentwicklung in Java sowie Überlegungen zu strukturellen Verbesserungen der Anwendung.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Schlüsselwörter wie Java, Objektorientierung, UML, Klassendiagramm, Karteisystem, Softwareentwicklung, Methoden, Attribute und Datenkapselung charakterisieren die Arbeit.
Welche Rolle spielt die Datenkapselung in dieser Java-Anwendung?
Die Datenkapselung wird durch die Deklaration von Attributen als 'private' und die Bereitstellung von öffentlichen Getter- und Setter-Methoden umgesetzt, um einen kontrollierten Zugriff auf die Daten zu ermöglichen.
Welche Beziehungen zwischen den Klassen werden im UML-Diagramm verwendet?
Im gesamten Karteisystem werden gerichtete Assoziationen, Aggregationen und Kompositionen verwendet, um die unterschiedlichen Abhängigkeiten und Teil-Ganzes-Beziehungen zwischen den Klassen darzustellen.
Welche Entwicklungsumgebung wurde für die Umsetzung genutzt?
Für die Implementierung der Java-Anwendung wurde die integrierte Entwicklungsumgebung (IDE) Apache NetBeans gewählt.
Welche Möglichkeiten zur Verbesserung der Anwendung werden vorgeschlagen?
Vorgeschlagene Verbesserungen umfassen die Implementierung eines automatischen Zählers für Schlüsselattribute, die Entwicklung einer grafischen und interaktiven Benutzeroberfläche sowie die persistente Speicherung der Daten in Dateien oder Datenbanken.
- Arbeit zitieren
- Fabian Schnabel (Autor:in), 2023, Erstellung einer einfachen Java-Anwendung zur Verwaltung eines elektronischen Karteisystems, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/1416829
