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Projekt Messwertanalyse. Programmierung mit Java ohne Datenbank-Schnittstellen

Titel: Projekt Messwertanalyse. Programmierung mit Java ohne Datenbank-Schnittstellen

Hausarbeit , 2006 , 68 Seiten , Note: 1,3

Autor:in: Hartmut Bakker (Autor:in), Nico Kammacher (Autor:in), Markus Lengfeld (Autor:in), Ansgar Stürenberg (Autor:in)

Informatik - Programmierung
Leseprobe & Details   Blick ins Buch

Das Projekt Messwertanalyse dient der Definition und Implementierung eines Systems zur Eingabe bzw. Generierung von Messwerten. Dabei sollen beliebige Messreihen mit jeweils Dimension, Datum/Zeit der Erfassung sowie Bezeichnung eingegeben und in Dateien gespeichert werden.

Im Rahmen dies Projekts wird nunmehr die Implementierung eines Programmsystems zur Eingabe bzw. Generierung von double Messwerten erstellt. In gleicher Weise werden die zu ladenden Messwertdateien umgewandelt. Eine Auswertung kann insofern durch die Berechnung des arithmetischen Mittelwertes, der empirischen Varianz und des Medianwertes geschehen. Die Messwertdateien sind verarbeitbar wie auch visualisierbar und werden tabellarisch oder grafisch in Druckprotokolle ausgegeben.

Zur Veranschaulichung wird hierzu die Java Bibliothek AWT mit Canvas verwendet, welche geometrische Grundelemente, Grafiken, Text- u. Abbild-Funktionen bereitstellt. So lassen sich Objekte auf Drucker und Bildschirm wiedergeben. Die Anwendungsfenster dazu basieren in der Regel auf der Bibliothek Swing mit Anordungskomponeten wie JDialog und JFrame. Als Steuerelemente werden mehrheitlich unkomplizierte Basiskomponenten wie JButton, JCheckBox, JComboBox, JTextArea usw. eingesetzt.

Diese Anwendung soll in erster Linie in der Verwaltung der Messreihen liegen. Hiermit sind Eingaben von Messwertreihen gemeint mit der Option diese zu speichern, zu laden oder zu drucken. Gleichfalls werden automatisch generierte Messreihen mit festgelegten Abmessungen gespeichert. Des Weiteren sollte das Programmpaket sowohl bei den Studenten von technischen Fachbereichen als auch bei den Mitarbeitern entsprechender Bildungseinrichtung Verwendung finden; danach in alternativen Bereichen.

Das Softwaresystem ist in der Hochsprache Java geschrieben und darf auf jedem Computer, wo ein JDK einwandfrei installiert ist, einen Einsatz finden. Im gesamten Entwicklungsprozess wurden standardisierte Testdokumente benutzt und in dieser Zeit wurde auf gewisse Fehler reagiert bzw. diese behoben, um die Anforderungen einzuhalten. Die Ergebnisse der Auswertungen ergeben einen guten Ausgangspunkt zum Pflichtenheft. Folglich sollte bei weiterem Interesse an dem Projekt der Programmkontext aus dem eBook herausgenommen und in ein Verzeichnis abgelegt werden. Die Software wird dann entweder mit Hilfe der Entwicklungsumgebung Eclipse oder dank Batch Skripte gestartet. Zugleich werden beim eBook-Kauf die Programmdateien, wenn wichtig, bequem nachgereicht.

Leseprobe


Inhaltsverzeichnis

1. Programmkenndaten
1.1. Programmname bzw. Package-/Modulname
1.2. Versionsnummer und Freigabedatum
1.3. Namen der Bearbeiter.
1.4 Aufgabenbeschreibung / Pflichtenheft
1.4.1. Zielbestimmung
1.4.1.1 Musskriterien
1.4.1.2 Wunschkriterien
1.4.1.3 Abgrenzungskriterien
1.4.2. Produkt-Einsatz
1.4.2.1 Anwendungsbereiche
1.4.2.2 Zielgruppen
1.4.2.3 Betriebsbedingungen
1.4.3. Produkt-Umgebung
1.4.3.1 Software
1.4.3.2 Hardware
1.4.3.3 Orgware
1.4.3.4 Produktschnittstellen
1.4.4. Produkt-Funktionen
1.4.5. Produkt-Daten
1.4.6. Produkt-Leistungen
1.4.7. Benutzeroberflächen
1.4.8. Qualitätszielsetzung
1.4.9. Testszenarien
1.4.10. Entwicklungsumgebung
1.4.11. Ergänzungen
1.5. Lösungsverfahren und Algorithmen
1.6. Hardware- und Softwareanforderungen
1.7. Benötigte Dateien und Directories

2. Programmaufbau und Dokumentation
2.1. Programmstruktur
2.1.1. Funktionsbaum
2.1.2. Datenflussdiagramm
2.1.3. Data Dictionary
2.1.4. Klassen mit kurzer Leistungsbeschreibung
2.2. Klassenhierarchiediagramm in UML - Notation
2.3. Klassendokumentation
2.4. Innere Dokumentation mit Leistungsbeschreibung
2.5. Programmablauf mit Struktogrammen
2.6. Anwendungsgrenzen und Fehlersituationen
2.6.1. Anwendungsgrenzen
2.6.2. Fehlersituationen
2.7. Benutzeroberflächenhierarchie
2.8 Funktionsbeschreibung der Benutzeroberflächen und deren Komponenten ( DD )
2.9. Dateiaufbau aller Anwendungsdateien mit DD-Beschreibung und Funktion

4. Installation und Test
4.1. Testverfahren und Testdokumente
4.2. Übergabedokumente

5. Programmbetrieb
5.1. Bedienungsanleitung
5.1.1. Zentrale Benutzeroberfläche (Messwertanalyse)
5.1.2. Benutzeroberfläche (Einfügen)
5.1.3. Benutzeroberfläche (Bearbeiten)
5.1.4. Benutzeroberfläche (Generieren)
5.1.5. Benutzeroberfläche (Diagramm anzeigen)
5.2. Datensicherung

1. Programmkenndaten

1.1. Programmname bzw. Package-/Modulname

Projekt Messwertanalyse

1.2. Versionsnummer und Freigabedatum

Messwertanalyse Version 1.0 Freigabedatum 01.09.2006

1.3. Namen der Bearbeiter

Nico Kammacher Markus Lengfeld Hartmut Bakker Ansgar Stürenberg

1.4 Aufgabenbeschreibung / Pflichtenheft

1.4.1. Zielbestimmung

1.4.1.1 Musskriterien

Das Projekt Messwertanalyse dient der Definition und Implementierung eines Systems zur Eingabe bzw. Generierung von Messwerten. Dabei soll eine beliebig lange Reihe von Messergebnissen mit Dimension, Datum/Zeit der Erfassung und Bezeichnung eingegeben und in Dateien gespeichert werden. Eine Auswertung der Werte erfolgt durch die Berechnung von arithmetischem Mittelwert, der Varianz und des Medianwertes. Die Messwertdateien sollen visualisiert und als Druckdokumente ausgegeben werden können.

1.4.1.2 Wunschkriterien

Optional sollte es möglich sein, Messwertdateien verschiedener Datentypen zu generieren.

1.4.1.3 Abgrenzungskriterien

Im Rahmen dieses Projekts wird nur die Implementierung eines Systems zur Eingabe bzw. Generierung von double Messwerten erstellt. Desweitern werden zu ladende Messwertdateien zu double konvertiert. Die Modifizierung dieser double Zahlen laut Wunschkriterien wird zunächst nicht realisiert. Als Programmiersprache ist ausschließlich Java zum Einsatz kommen.

1.4.2. Produkt-Einsatz

1.4.2.1 Anwendungsbereiche

Die Anwendung soll hauptsächlich in der Verwaltung von Messreihen liegen. Hiermit ist die Eingabe von Messreihen gemeint mit der Option sie zu speichern, laden und drucken. Außerdem soll eine automatische Generierung einer Messreihe mit vorgegebener Verteilung möglich sein.

1.4.2.2 Zielgruppen

Das Programmpaket soll im Bereich der Studenten technischer Fachbereiche sowie von Mitarbeitern und Lehrenden Verwendung finden, später evtl. auch in anderen Bereichen.

1.4.2.3 Betriebsbedingungen

Das System soll von der oben genannten Zielgruppe allein oder in Übungsgruppen betrieben werden können. Die tägliche Betriebszeit ist nicht speziell einzuschränken. Eine Beaufsichtigung des Programmbetriebs ist nicht erforderlich.

1.4.3. Produkt-Umgebung

1.4.3.1 Software

Das Programm wurde komplett in Java geschrieben und kann daher auf jeden Computer auf der JRE ( Java Runtime Environment ) installiert ist betrieben werden. Dazu müssen alle Dateien des Programms in einem Verzeichnis auf dem Rechner vorhanden sein. Das Programm kann entweder direkt mit einer Start.bat Batch-Datei gestartet werden oder mit Hilfe von Eclipse kompiliert werden.

1.4.3.2 Hardware

Die Hardware muss mindestens die Anforderungen von JRE ( Java Runtime Environment ) erfüllen. Ansonsten ist keine spezielle Hardware erforderlich.

1.4.3.3 Orgware

Keine spezielle Orgware erforderlich.

1.4.3.4 Produktschnittstellen

Es ist zur Zeit keine Produktschnittstelle zu anderen Produkten definiert.

1.4.4. Produkt-Funktionen

/ F100 / Eingabe und Pflege von Messwertdateien verschiedener Datentypen

/ F110 / Generierung von Messwertdateien gemäß einer vorgegebenen Verteilung

/ F120 / Grafische Visualisierung einer oder mehrerer Messwertdateien

/ F130 / Ermittlung des Mittelwertes, der Varianz und des Medianwertes

/ F140 / Ausgabe von Messwertreihen in Druckprotokollen mit Formatierung

/ F150/ Parallele Anzeige mehrerer Messreihen auf der Benutzeroberfläche

/ F160/ Unterlegung von Rastern in linearer und logarithmischer Skalierung

/ F170/ Ausgabe der grafischen Visualisierung in Druckprotokollen mit Formatierung

1.4.5. Produkt-Daten

/ D100/ Speicherung von Messreihen-Dateien

1.4.6. Produkt-Leistungen

/ L100/ Es können Messreihen beliebiger Länge vom Typ double eingegeben und generiert werden.

1.4.7. Benutzeroberflächen

Es werden keine speziellen Benutzer-Layouts definiert und auch nicht gefordert.

1.4.8. Qualitätszielsetzung

Die Qualitätsanforderungen werden durch die folgende Matrix spezifisiert.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

1.4.9. Testszenarien

9.1 Testfall

/ T100/ Erstellung von Beispiel-Messreihen in dem Ordner Messreihen.

1.4.10. Entwicklungsumgebung

Es wurde keine spezielle Entwicklungsumgebung spezifiziert.

1.4.11. Ergänzungen

Es werden keine Ergänzungen zu den obigen Punkten vereinbart.

1.5. Lösungsverfahren und Algorithmen

Jede aufgenommene Messreihe greift auf die Klasse Messreihe zurück und erzeugt somit ein eigenes Objekt. Sie beinhaltet Attribute wie Name der Messreihe, Kommentar, Dimension, Datum, Uhrzeit. Die einzelnen Messwerte werden in einem Vektor hinterlegt. Somit lassen sich völlig dynamisch unterschiedlich lange Messreihen erzeugen. Alle Messreihen werden in einem Messreihen-Arrayliste aufgelistet, wobei jede Messreihe aus Name, Kommentar, Dimension, Datum/Zeit und Wertefeld besteht. Die vorhandenen Messreihen können durch einfaches Anklicken ausgewählt und durch Betätigen der entsprechenden Buttons oder mit Hilfe der Menübar angezeigt, gedruckt, gespeichert oder grafisch visualisiert werden.

Die Klasse Messreihe beinhaltet desweiteren eine Löschen-, Speichern- und Ladefunktion sowie set-Methoden und get-Methoden. D.h. es stellt nur ein Grundkonstrukt dar, denn alle wichtigen Klasse sind ausgelagert worden. Z.B. wird mit der Klasse ShowJDialog beim Generieren einer Messreihe automatisch Mittelwert, Varianz und Medianwert berechnet. Standardmäßig werden bei allen Be-rechnungen die Endwerte nicht abgerundet, denn mit der Funktion „BigDecimal“ lassen sich double Werte auf eine vorgegebene Anzahl von Stellen im Programm per Mausklick runden.

1.6. Hardware- und Softwareanforderungen

Die Hardware muss mindestens die Anforderungen von JRE ( Java Runtime Environment ) erfüllen und sollte auf jeden Fall nicht älter als 15 Jahre sein. Darüber hinaus ist keine spezielle Hardware erforderlich.

Die Software benötigt schon einen JDK ( Java Development Kit ), kann aber auch mit JRE ( Java Runtime Environment ) betrieben werden. Hierzu müssen alle Dateien des Programms in einem Verzeichnis auf dem Rechner vorhanden sein.

1.7. Benötigte Dateien und Directories

Benötigte Verzeichnisse: Messwertanalyse/Messreihen

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

2. Programmaufbau und Dokumentation

2.1. Programmstruktur

2.1.1. Funktionsbaum

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

2.1.2. Datenflussdiagramm

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

2.1.3. Data Dictionary

Im Folgenden wurden ausschließlich die Bedieneroberflächen bzw. die grafische Oberfläche mit dem Data Dictionary beschrieben.

MainGUI

MainGUI = 2{JLabel} + 3{JButton} + JTextArea + JScrollPane + JButtonActionListener + MainGUIWindowListener + MouseActionListener + JFileChooser + InsertJDialog +

HelpJDialog + EditJDialog + MessreiheRandomJDialog + ShowJDialog + DiagrammJDialog + MessreiheDrucken + JMenuBar

JLabel [ ueberschriftJLabel | listUeberschriftJLabel ]

JButton [ messreiheAnzeigenJButton | diagrammAnzeigenJButton

| messreiheDruckenJButton ]

JTextArea = textfeldJTextArea

JScrollPane = textfeldScrollPane

JButtonActionListener aJButtonActionListener

MainGUIWindowListener aMainGUIWindowListener

MouseActionListener aMouseActionListener

JFileChooser = aJFileChooser

InsertJDialog = aInsertJDialog

HelpJDialog = aHelpJDialog

EditJDialog = aEditJDialog

MessreiheRandomJDialog = aMessreiheRandomJDialog

ShowJDialog = aShowJDialog

DiagrammJDialog = aDiagrammJDialog

MessreiheDrucken = aMessreiheDrucken

JMenuBar = menubar

HelpJDialog

HelpJDialog = JScrollPane + JTextArea

JScrollPane = aJScrollPane

JTextArea = hJTextArea

[...]

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