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Sequenzdiagramm

Ein Sequenzdiagramm (englisch sequence diagram) ist ein Verhaltensdiagramm, welches eine Interaktion im Sinne der Unified Modeling Language (UML) grafisch darstellt. Im Rahmen der UML, einer Modellierungssprache für Software und andere Systeme, ist das Sequenzdiagramm eine der vier Arten von Interaktionsdiagrammen.

Sequenzdiagramme beschreiben den Austausch von Nachrichten zwischen Objekten mittels Lebenslinien.

Sequenzdiagramme der UML2 sind nahe verwandt mit Message Sequence Charts (MSC), einem Standard der ITU-T (International Telecommunication Union – Telecommunication Standardization Sector).

Ein Sequenzdiagramm stellt in der Regel einen Weg durch einen Entscheidungsbaum innerhalb eines Systemablaufes dar. Sollen Übersichten mit allen Entscheidungsmöglichkeiten entwickelt werden, so müsste hierzu für jeden möglichen Ablauf ein eigenständiges Sequenzdiagramm modelliert werden; deshalb eignet sich hierfür eher das Aktivitätsdiagramm oder Zustandsdiagramm.

Notation von Lebenslinien und Nachrichten Bearbeiten

Beispiel eines Sequenzdiagramms

Die Abbildung links zeigt ein Beispiel eines Sequenzdiagramms mit einem Kopf- und einem Inhaltsbereich. Das Schlüsselwort im Kopfbereich ist bei einem Sequenzdiagramm sd oder interaction. Im Inhaltsbereich sind oben zwei beschriftete Rechtecke, sie stellen zwei Kommunikationspartner dar. Von jedem Kommunikationspartner geht eine gestrichelte Linie abwärts, sie stellt die Lebenslinie dar. Zwischen den Lebenslinien gibt es zwei Pfeile von links nach rechts, mit durchgehender Linie und gefüllter Pfeilspitze, sie stellen synchrone Operationsaufrufe dar. Ein Operationsaufruf ist eine spezielle Art von Nachricht.

Notationsvarianten für synchrone und asynchrone Nachrichten

Eine Nachricht wird in einem Sequenzdiagramm durch einen Pfeil dargestellt, wobei der Name der Nachricht über den Pfeil geschrieben wird. Synchrone Nachrichten werden mit einer gefüllten Pfeilspitze, asynchrone Nachrichten mit einer offenen Pfeilspitze gezeichnet. Nachrichten, die asynchronen Signalen entsprechen, werden gleich dargestellt wie asynchrone Operationsaufrufe. Der wesentliche Unterschied zwischen einer asynchronen und einer synchronen Nachricht ist, dass die synchrone Nachricht die ausgehende Lebenslinie für weitere Nachrichten „blockiert“, bis diese eine Antwort erhalten hat. Dies ist bei asynchronen Nachrichten nicht der Fall.

Die schmalen Rechtecke, die auf den Lebenslinien liegen, sind Aktivierungsbalken, die den Focus of Control anzeigen, also jenen Bereich, in dem ein Objekt über den Kontrollfluss verfügt, und aktiv an Interaktionen beteiligt ist.

Weitere Notationsvarianten für Nachrichten

Die Abbildung links zeigt vier weitere Notationsvarianten für verlorene und gefundene Nachrichten, sowie für Nachrichten von und an einen Verknüpfungspunkt. Dass es sich um eine Nachricht von einem oder an einen Verknüpfungspunkt handelt, erkennt man daran, dass der entsprechende Pfeil auf dem Rand des Sequenzdiagramms beginnt bzw. endet. Der Verknüpfungspunkt ist einfach der Schnittpunkt des Pfeils mit dem Rand, ein deutlicheres graphisches Symbol ist dafür nicht vorgesehen.

Zeitliche Ordnung der Ereignisse Bearbeiten

Ein Sequenzdiagramm beschreibt das Verhalten eines Systems, indem es die zeitliche Ordnung von Ereignisauftritten spezifiziert. Nicht der präzise Zeitpunkt, wann ein Ereignis auftritt, ist dabei ausschlaggebend, sondern welche Ereignisse vor und welche nach einem bestimmten Ereignisauftritt auftreten müssen (Siehe dazu Sequentialisierung und Nebenläufigkeit).

Sequenzdiagramm mit zwei synchronen Operationsaufrufen, das vier Ereignisauftritte modelliert

Die Abbildung links zeigt ein Sequenzdiagramm mit zwei synchronen Operationsaufrufen. Blau eingekreist sind die vier Ereignisauftritte. S1 und E1 stehen für das Sende- und das Empfangs-Nachricht-Ereignis für die Nachricht m1, S2 und E2 für die entsprechenden Ereignisse, die mit m2 in Verbindung stehen. Die Zeitachse läuft in einem Sequenzdiagramm von oben nach unten, sollte aber nicht als absolute Zeit verstanden werden.

Zu den Ereignisauftritten in diesem Sequenzdiagramm lassen sich folgende Aussagen machen:

  • E1 tritt nach S1 auf, weil das Empfangs- immer nach dem Sende-Nachricht-Ereignis vorkommt. Analog tritt E2 nach S2 auf.
  • S2 tritt nach S1 auf, weil S2 unter S1 gezeichnet ist. (Genauer gesagt, tritt S2 nach E1 auf, da m1 eine synchrone Nachricht darstellt.)

Alles in allem modelliert dieses Sequenzdiagramm also eine Interaktion, die durch genau eine Folge von Ereignisauftritten spezifiziert ist: <S1, E1, S2, E2>.

Sequenzdiagramm mit zwei asynchronen Operationsaufrufen, die Folge der Ereignisauftritte E1 und E2 ist nur durch die Lebenslinie von B eingeschränkt

Das Sequenzdiagramm in der Abbildung links unterscheidet sich nur geringfügig vom vorangehenden Sequenzdiagramm. Der einzige Unterschied besteht darin, dass statt zwei synchronen zwei asynchrone Nachrichten dargestellt sind. Hier gilt weiterhin, dass E1 nach S1 und E2 nach S2 auftritt, weil das Empfangs- immer nach dem Sende-Nachricht-Ereignis vorkommt. Weil es sich um asynchrone Kommunikation handelt, könnte E1 hier jedoch nicht nur vor, sondern auch erst nach S2 vorkommen. Es ist allerdings nicht möglich, dass das Empfangsereignis E1 nach E2 vorkommt, da die Ereignisse auf einer Lebenslinie von oben nach unten geordnet sind.

Das Sequenzdiagramm spezifiziert also eine Interaktion, in der zwei Folgen von Ereignisauftritten zulässig sind: <S1, E1, S2, E2> und <S1, S2, E1, E2> .

Sequenzdiagramm mit zwei asynchronen Operationsaufrufen und einer Ordnungsbeziehung

Falls nötig, kann man die zulässigen Abfolgen von Ereignisauftritten mit zusätzlichen Ordnungsbeziehungen einschränken. Eine Ordnungsbeziehung spezifiziert nicht eine Nachricht, die zwischen zwei Lebenslinien ausgetauscht wird, sondern die Tatsache, dass ein Ereignisauftritt nach einem anderen Ereignisauftritt vorkommen muss. Im Beispiel modelliert die Ordnungsbeziehung, dass S2 immer nach E1 erfolgt.

Mit dieser zusätzlichen Einschränkung stellt dieses Sequenzdiagramm erneut eine Interaktion mit genau einer zulässigen Folge dar: <S1, E1, S2, E2>.

Kombinierte Fragmente Bearbeiten

Interaktionen können je nach modelliertem System sehr komplex werden. Wenn es keine Möglichkeit gäbe, Sequenzdiagramme zu modularisieren, wären die entsprechenden graphischen Darstellungen unübersichtlich und schwer verständlich.

Die UML2 hat deshalb aus den Message Sequence Chart deren Konzept der inline expressions unter dem Namen kombinierte Fragmente übernommen. Ein kombiniertes Fragment ist die Kombination eines Interaktionsoperators und eines oder mehrerer Interaktionsoperanden. Der Interaktionsoperator spezifiziert die Art des kombinierten Fragments, während die Interaktionsoperanden für die Interaktionsfragmente in diesem kombinierten Fragment stehen.

Ein Optionales Fragment besteht zum Beispiel aus dem Interaktionsoperanden opt, einer Bedingung und einem Interaktionsfragment. Ist ein optionales Fragment in eine Interaktion eingebunden, wird das zugehörige Interaktionsfragment nur durchlaufen, wenn die Bedingung wahr ist.

Tabelle der kombinierten Fragmente (Lit. : Jeckle 2004, Kapitel 12)
Schlüsselwort Deutsche Bezeichnung Englische Bezeichnung Einsatzzweck Erläuterung
alt Alternatives Fragment Alternative Modellierung alternativer Ablaufmöglichkeiten Durch einen alt-Operator können alternative Abläufe, die durch Bedingungen versehen sind, zusammengefasst werden.
assert Zusicherung Assertion Modellierung unabdingbarer Interaktionen Für eine Nachrichtenmenge kann mit Hilfe dieses Operators eine zwingend notwendige Ablaufreihenfolge angegeben werden.
break Abbruchfragment Break Modellierung von Ausnahmefällen Der normale Ablauf wird unterbrochen, falls eine vorherige Bedingung erfüllt, bzw. verletzt wurde.
consider Relevante Nachrichten Consider Modellierung von Filtern für wichtige Nachrichten Mit Hilfe dieses Operators werden nur die angegebenen Aktionen ausgeführt, der Rest wird ignoriert.
critical Kritischer Bereich Critical Region Modellierung von nicht unterbrechbaren Interaktionen Falls diese Region betreten wird, so werden alle Aktionen ohne jegliche Unterbrechung ausgeführt. Multithreading ist in diesem Abschnitt unmöglich.
ignore Irrelevante Nachrichten Ignore Modellierung von Filtern für unwichtige Nachrichten Bestimmte Aktionen können mit Hilfe dieses Operators an der Ausführung gehindert werden.
loop Schleife Loop Modellierung von Iterationen in Interaktionen Mit Hilfe des loop-Operators können Schleifen definiert werden. Zur Vereinfachung findet man manchmal auch loop while oder loop until.
neg Negation Negative Modellierung von ungültigen Interaktionen Dieser Operator kapselt unzulässige Abläufe. Kann als Platzhalter für spätere Abläufe verwendet werden.
opt Optionales Fragment Option Modellierung von optionalen Teilen einer Interaktion Die einfachste Form der Operatoren ist der opt-Operator, der optionale Teilabläufe umfasst.
par Paralleles Fragment Parallel Modellierung von nebenläufigen Teilen einer Interaktion Der par-Operator dient der Darstellung von parallelen Abläufen.
ref Verweis Link Modellierung von Verweisen auf Teilabläufe anderer Sequenzdiagramme Mit Hilfe dieses Operators wird durch eine Referenz auf ein anderes Sequenzdiagramm verwiesen, das einen Teilablauf beschreibt.
seq Lose Ordnung Weak Sequencing Modellierung von Abläufen, die von Lebenslinien und Operanden abhängen Legt eine Reihenfolge für die Abfolge von Aktionen einer Lebenslinie vor.
strict Strenge Ordnung Strict Sequencing Modellierung von Abläufen, die nicht von Lebenslinien und Operanden abhängen Ähnelt dem Aufbau des seq-Operators. Hier betrifft jedoch die Reihenfolge nicht nur eine Lebenslinie, sondern gleich alle Lebenslinien.

Siehe auch Bearbeiten

Literatur Bearbeiten

  • Christoph Kecher: UML 2.0 – Das umfassende Handbuch. 2. Auflage. Galileo Press, Bonn 2006, ISBN 978-3-89842-738-8.
  • Heide Balzert: Lehrbuch der Objektmodellierung – Analyse und Entwurf mit der UML 2. 2. Auflage. Elsevier Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg, München 2005, ISBN 3-8274-1162-9.
  • M. Jeckle, Chris Rupp, J. Hahn, B. Zengler, S. Queins: UML 2 glasklar. Hanser, München, Wien 2004, ISBN 3-446-22575-7, Kapitel 12 – Sequenzdiagramm.
  • Message Sequence Chart (MSC). In: ITU-T Recommendation (Hrsg.): Languages and general Software Aspects for Telecommunication Systems. Z.120, November 1999 (online [PDF; abgerufen am 30. April 2009]).

Weblinks Bearbeiten

Commons: Sequenzdiagramme – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. About the Unified Modeling Language Specification Version 2.5. Object Management Group® (OMG®), S. 570, abgerufen am 7. März 2021.
wikipedia, wiki, deutsches, deutschland, buch, bücher, bibliothek artikel lesen, herunterladen kostenlos kostenloser herunterladen, MP3, Video, MP4, 3GP, JPG, JPEG, GIF, PNG, Bild, Musik, Lied, Film, Buch, Spiel, Spiele
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Systemablaufes dar Sollen Ubersichten mit allen Entscheidungsmoglichkeiten entwickelt werden so musste hierzu fur jeden moglichen Ablauf ein eigenstandiges Sequenzdiagramm modelliert werden deshalb eignet sich hierfur eher das Aktivitatsdiagramm oder Zustandsdiagramm Inhaltsverzeichnis 1 Notation von Lebenslinien und Nachrichten 2 Zeitliche Ordnung der Ereignisse 3 Kombinierte Fragmente 4 Siehe auch 5 Literatur 6 Weblinks 7 EinzelnachweiseNotation von Lebenslinien und Nachrichten Bearbeiten nbsp Beispiel eines SequenzdiagrammsDie Abbildung links zeigt ein Beispiel eines Sequenzdiagramms mit einem Kopf und einem Inhaltsbereich Das Schlusselwort im Kopfbereich ist bei einem Sequenzdiagramm sd oder interaction Im Inhaltsbereich sind oben zwei beschriftete Rechtecke sie stellen zwei Kommunikationspartner dar Von jedem Kommunikationspartner geht eine gestrichelte Linie abwarts sie stellt die Lebenslinie dar Zwischen den Lebenslinien gibt es zwei Pfeile von links nach rechts mit durchgehender Linie und gefullter Pfeilspitze sie stellen synchrone Operationsaufrufe dar Ein Operationsaufruf ist eine spezielle Art von Nachricht nbsp Notationsvarianten fur synchrone und asynchrone NachrichtenEine Nachricht wird in einem Sequenzdiagramm durch einen Pfeil dargestellt wobei der Name der Nachricht uber den Pfeil geschrieben wird Synchrone Nachrichten werden mit einer gefullten Pfeilspitze asynchrone Nachrichten mit einer offenen Pfeilspitze gezeichnet Nachrichten die asynchronen Signalen entsprechen werden gleich dargestellt wie asynchrone Operationsaufrufe Der wesentliche Unterschied zwischen einer asynchronen und einer synchronen Nachricht ist dass die synchrone Nachricht die ausgehende Lebenslinie fur weitere Nachrichten blockiert bis diese eine Antwort erhalten hat Dies ist bei asynchronen Nachrichten nicht der Fall Die schmalen Rechtecke die auf den Lebenslinien liegen sind Aktivierungsbalken die den Focus of Control anzeigen also jenen Bereich in dem ein Objekt uber den Kontrollfluss verfugt und aktiv an Interaktionen beteiligt ist nbsp Weitere Notationsvarianten fur NachrichtenDie Abbildung links zeigt vier weitere Notationsvarianten fur verlorene und gefundene Nachrichten sowie fur Nachrichten von und an einen Verknupfungspunkt Dass es sich um eine Nachricht von einem oder an einen Verknupfungspunkt handelt erkennt man daran dass der entsprechende Pfeil auf dem Rand des Sequenzdiagramms beginnt bzw endet Der Verknupfungspunkt ist einfach der Schnittpunkt des Pfeils mit dem Rand ein deutlicheres graphisches Symbol ist dafur nicht vorgesehen Zeitliche Ordnung der Ereignisse BearbeitenEin Sequenzdiagramm beschreibt das Verhalten eines Systems indem es die zeitliche Ordnung von Ereignisauftritten spezifiziert Nicht der prazise Zeitpunkt wann ein Ereignis auftritt ist dabei ausschlaggebend sondern welche Ereignisse vor und welche nach einem bestimmten Ereignisauftritt auftreten mussen Siehe dazu Sequentialisierung und Nebenlaufigkeit nbsp Sequenzdiagramm mit zwei synchronen Operationsaufrufen das vier Ereignisauftritte modelliertDie Abbildung links zeigt ein Sequenzdiagramm mit zwei synchronen Operationsaufrufen Blau eingekreist sind die vier Ereignisauftritte S1 und E1 stehen fur das Sende und das Empfangs Nachricht Ereignis fur die Nachricht m1 S2 und E2 fur die entsprechenden Ereignisse die mit m2 in Verbindung stehen Die Zeitachse lauft in einem Sequenzdiagramm von oben nach unten sollte aber nicht als absolute Zeit verstanden werden Zu den Ereignisauftritten in diesem Sequenzdiagramm lassen sich folgende Aussagen machen E1 tritt nach S1 auf weil das Empfangs immer nach dem Sende Nachricht Ereignis vorkommt Analog tritt E2 nach S2 auf S2 tritt nach S1 auf weil S2 unter S1 gezeichnet ist Genauer gesagt tritt S2 nach E1 auf da m1 eine synchrone Nachricht darstellt Alles in allem modelliert dieses Sequenzdiagramm also eine Interaktion die durch genau eine Folge von Ereignisauftritten spezifiziert ist lt S1 E1 S2 E2 gt nbsp Sequenzdiagramm mit zwei asynchronen Operationsaufrufen die Folge der Ereignisauftritte E1 und E2 ist nur durch die Lebenslinie von B eingeschranktDas Sequenzdiagramm in der Abbildung links unterscheidet sich nur geringfugig vom vorangehenden Sequenzdiagramm Der einzige Unterschied besteht darin dass statt zwei synchronen zwei asynchrone Nachrichten dargestellt sind Hier gilt weiterhin dass E1 nach S1 und E2 nach S2 auftritt weil das Empfangs immer nach dem Sende Nachricht Ereignis vorkommt Weil es sich um asynchrone Kommunikation handelt konnte E1 hier jedoch nicht nur vor sondern auch erst nach S2 vorkommen Es ist allerdings nicht moglich dass das Empfangsereignis E1 nach E2 vorkommt da die Ereignisse auf einer Lebenslinie von oben nach unten geordnet sind 1 Das Sequenzdiagramm spezifiziert also eine Interaktion in der zwei Folgen von Ereignisauftritten zulassig sind lt S1 E1 S2 E2 gt und lt S1 S2 E1 E2 gt nbsp Sequenzdiagramm mit zwei asynchronen Operationsaufrufen und einer OrdnungsbeziehungFalls notig kann man die zulassigen Abfolgen von Ereignisauftritten mit zusatzlichen Ordnungsbeziehungen einschranken Eine Ordnungsbeziehung spezifiziert nicht eine Nachricht die zwischen zwei Lebenslinien ausgetauscht wird sondern die Tatsache dass ein Ereignisauftritt nach einem anderen Ereignisauftritt vorkommen muss Im Beispiel modelliert die Ordnungsbeziehung dass S2 immer nach E1 erfolgt Mit dieser zusatzlichen Einschrankung stellt dieses Sequenzdiagramm erneut eine Interaktion mit genau einer zulassigen Folge dar lt S1 E1 S2 E2 gt Kombinierte Fragmente BearbeitenInteraktionen konnen je nach modelliertem System sehr komplex werden Wenn es keine Moglichkeit gabe Sequenzdiagramme zu modularisieren waren die entsprechenden graphischen Darstellungen unubersichtlich und schwer verstandlich Die UML2 hat deshalb aus den Message Sequence Chart deren Konzept der inline expressions unter dem Namen kombinierte Fragmente ubernommen Ein kombiniertes Fragment ist die Kombination eines Interaktionsoperators und eines oder mehrerer Interaktionsoperanden Der Interaktionsoperator spezifiziert die Art des kombinierten Fragments wahrend die Interaktionsoperanden fur die Interaktionsfragmente in diesem kombinierten Fragment stehen Ein Optionales Fragment besteht zum Beispiel aus dem Interaktionsoperanden opt einer Bedingung und einem Interaktionsfragment Ist ein optionales Fragment in eine Interaktion eingebunden wird das zugehorige Interaktionsfragment nur durchlaufen wenn die Bedingung wahr ist Tabelle der kombinierten Fragmente Lit Jeckle 2004 Kapitel 12 Schlusselwort Deutsche Bezeichnung Englische Bezeichnung Einsatzzweck Erlauterungalt Alternatives Fragment Alternative Modellierung alternativer Ablaufmoglichkeiten Durch einen alt Operator konnen alternative Ablaufe die durch Bedingungen versehen sind zusammengefasst werden assert Zusicherung Assertion Modellierung unabdingbarer Interaktionen Fur eine Nachrichtenmenge kann mit Hilfe dieses Operators eine zwingend notwendige Ablaufreihenfolge angegeben werden break Abbruchfragment Break Modellierung von Ausnahmefallen Der normale Ablauf wird unterbrochen falls eine vorherige Bedingung erfullt bzw verletzt wurde consider Relevante Nachrichten Consider Modellierung von Filtern fur wichtige Nachrichten Mit Hilfe dieses Operators werden nur die angegebenen Aktionen ausgefuhrt der Rest wird ignoriert critical Kritischer Bereich Critical Region Modellierung von nicht unterbrechbaren Interaktionen Falls diese Region betreten wird so werden alle Aktionen ohne jegliche Unterbrechung ausgefuhrt Multithreading ist in diesem Abschnitt unmoglich ignore Irrelevante Nachrichten Ignore Modellierung von Filtern fur unwichtige Nachrichten Bestimmte Aktionen konnen mit Hilfe dieses Operators an der Ausfuhrung gehindert werden loop Schleife Loop Modellierung von Iterationen in Interaktionen Mit Hilfe des loop Operators konnen Schleifen definiert werden Zur Vereinfachung findet man manchmal auch loop while oder loop until neg Negation Negative Modellierung von ungultigen Interaktionen Dieser Operator kapselt unzulassige Ablaufe Kann als Platzhalter fur spatere Ablaufe verwendet werden opt Optionales Fragment Option Modellierung von optionalen Teilen einer Interaktion Die einfachste Form der Operatoren ist der opt Operator der optionale Teilablaufe umfasst par Paralleles Fragment Parallel Modellierung von nebenlaufigen Teilen einer Interaktion Der par Operator dient der Darstellung von parallelen Ablaufen ref Verweis Link Modellierung von Verweisen auf Teilablaufe anderer Sequenzdiagramme Mit Hilfe dieses Operators wird durch eine Referenz auf ein anderes Sequenzdiagramm verwiesen das einen Teilablauf beschreibt seq Lose Ordnung Weak Sequencing Modellierung von Ablaufen die von Lebenslinien und Operanden abhangen Legt eine Reihenfolge fur die Abfolge von Aktionen einer Lebenslinie vor strict Strenge Ordnung Strict Sequencing Modellierung von Ablaufen die nicht von Lebenslinien und Operanden abhangen Ahnelt dem Aufbau des seq Operators Hier betrifft jedoch die Reihenfolge nicht nur eine Lebenslinie sondern gleich alle Lebenslinien Siehe auch BearbeitenInterprozesskommunikation Prozesssynchronisation UML Unified Modeling Language Literatur BearbeitenChristoph Kecher UML 2 0 Das umfassende Handbuch 2 Auflage Galileo Press Bonn 2006 ISBN 978 3 89842 738 8 Heide Balzert Lehrbuch der Objektmodellierung Analyse und Entwurf mit der UML 2 2 Auflage Elsevier Spektrum Akademischer Verlag Heidelberg Munchen 2005 ISBN 3 8274 1162 9 M Jeckle Chris Rupp J Hahn B Zengler S Queins UML 2 glasklar Hanser Munchen Wien 2004 ISBN 3 446 22575 7 Kapitel 12 Sequenzdiagramm Message Sequence Chart MSC In ITU T Recommendation Hrsg Languages and general Software Aspects for Telecommunication Systems Z 120 November 1999 online PDF abgerufen am 30 April 2009 Weblinks Bearbeiten nbsp Commons Sequenzdiagramme Sammlung von Bildern Videos und Audiodateien Ein einfacher Editor fur Sequenzdiagramme 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