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FIAE Modul 02: UML-Modellierung & Softwareentwurf (LF 9)

UML-Klassendiagramm (Sichtbarkeiten, Aggregation vs. Komposition), Sequenzdiagramm & Use Cases.

📐 UML-Modellierung & Objektorientierter Entwurf (LF 9 AE)

Die Unified Modeling Language (UML) ist das universelle Dokumentations- und Modellierungswerkzeug in allen IHK-Abschlussprüfungen für Anwendungsentwickler.

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1. UML-Klassendiagramm: Sichtbarkeiten & Relationen

SymbolSichtbarkeit / BeziehungBedeutung & Beispiel
+publicVon überall im System zugänglich.
-privateNur innerhalb der eigenen Klasse sichtbar (Kapselung!).
#protectedNur in eigener Klasse und abgeleiteten Unterklassen sichtbar.
~packageNur innerhalb des selben Pakets/Namespaces sichtbar.
$\longrightarrow$AssoziationVerbindung/Beziehung ("nutzt ein"). Multiplizitäten: 1..*, 0..1.
$\diamondsuit\hspace{-4pt}-$Aggregation (weiße Raute)Teil-Ganzes-Beziehung ("hat ein"). Teile können unabhängig vom Ganzen existieren (z. B. Abteilung $\diamondsuit$ Mitarbeiter).
$lacklozenge\hspace{-4pt}-$Komposition (schwarze Raute)Existenzabhängige Teil-Ganzes-Beziehung. Stirbt das Ganze, sterben auch alle Teile (z. B. Rechnung $lacklozenge$ Rechnungspositionen).
$ riangle\hspace{-4pt}-$Generalisierung / VererbungUnterklasse erbt von Basisklasse ("ist ein", z. B. Manager $ riangle$ Mitarbeiter).

2. UML-Sequenzdiagramm: Interaktions-Dynamik

Stellt den zeitlichen Ablauf von Methodenaufrufen dar:
- Lebenslinie (Lifeline): Gestrichelte vertikale Linie eines Objekts.
- Aktivierungsbalken: Schmaler Balken auf der Lebenslinie zeigt, wann das Objekt aktiv Code ausführt.
- Synchrone Nachricht: Durchgezogener Pfeil mit gefüllter Spitze $ ightarrow$ (Aufrufer blockiert und wartet).
- Asynchrone Nachricht: Durchgezogener Pfeil mit offener Spitze $ ightharpoonup$ (Aufrufer läuft sofort weiter).
- Antwortnachricht: Gestrichelter Pfeil $<--$.

📝 Authentische IHK-Prüfungsaufgaben nach ZPA 2. Auflage (FIAE)

Bearbeiten Sie die Aufgaben und vergleichen Sie Ihre Antwort mit dem offiziellen Erwartungshorizont:

UML-Klassendiagramm Sichtbarkeiten und Syntax 8 Punkte
Für eine IT-Asset-Management-Software soll die Klasse "Server" modelliert werden. Attribute: hostname (String, öffentlich), ipAdresse (String, privat), id (Integer, geschützt). Methoden: booten() (kein Rückgabewert, öffentlich), ping(ip: String) (Rückgabewert boolean, öffentlich).

Stellen Sie die Klasse als UML-Klassendiagramm nach DIN/OMG-Standard dar und beachten Sie die korrekten Sichtbarkeitssymbole.

💡 Offizieller IHK-Erwartungshorizont & Punkteverteilung
UML Assoziation Aggregation vs Komposition 8 Punkte
In einem Objektmodell stehen die Klassen "Firma", "Abteilung" und "Mitarbeiter" in Beziehung zueinander.

Unterscheiden Sie Aggregation und Komposition anhand von grafischer Darstellung und Lebensdauer-Abhängigkeit und ordnen Sie die Beziehungen der Klassen begründet zu.

💡 Offizieller IHK-Erwartungshorizont & Punkteverteilung
UML Sequenzdiagramm Lebenslinie und Nachrichten 8 Punkte
Ein Authentifizierungsprozess zwischen Client, Webserver und Datenbank soll visualisiert werden.

Erläutern Sie die Elemente eines UML-Sequenzdiagramms (Lebenslinie, Aktivierungsbalken, synchrone Nachricht, asynchrone Nachricht, Antwortnachricht).

💡 Offizieller IHK-Erwartungshorizont & Punkteverteilung
UML-Aktivitätsdiagramm & Pseudocode Schleifenlogik 6 Punkte
Für einen automatisierten Backup-Prozess soll die Kontrolllogik modelliert werden: Es wird geprüft, ob ausreichend Speicherplatz frei ist. Wenn ja, werden Dateien kopiert und eine Erfolgsmeldung gesendet. Wenn nein, wird ein Fehler protokolliert und der Vorgang abgebrochen.

Vergleichen Sie die Modellierung von Kontrollstrukturen im UML-Aktivitätsdiagramm (Entscheidungsknoten / Raute, Guards) mit strukturiertem Pseudocode (WENN-DANN-SONST) und erläutern Sie die Funktion von Fork- und Join-Knoten (Synchronisationsbalken) bei parallelen Abläufen.

💡 Offizieller IHK-Erwartungshorizont & Punkteverteilung
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