Ausgehend von den Ergebnissen der fachlichen Anforderungsanalyse müssen Anforderungen an IT-Systeme so genau und präzise beschrieben werden, wie es für die jeweilige Situation angepasst ist. Auf Basis von Spezifikationen werden sowohl Projektaufwände geschätzt als auch Entscheidungen über das interne Design des Systems getroffen.

Daher werden in diesem Kurs verschiedene Modelle und Techniken vermittelt, die zur detaillierten Spezifikation von Anforderungen an ein System, ein Teilsystem oder Systemkomponenten eingesetzt werden. Der Aufbau des Kurses orientiert sich dabei an demjenigen von typischen betrieblichen Informationssystemen: Neben den Anwendungsschichten Benutzeroberfläche, Geschäftslogik und Datenschicht wird ebenfalls die Spezifikation von Webservices behandelt.

1. Grundlagen zur Spezifikation
   1. Aufbau und Gliederung
   2. Typische Elemente
2. Spezifikation von Benutzerschnittstellen (GUIs)
   1. GUI-Elemente
   2. Dialogmasken
   3. Validierungen
   4. Dialogfluss
   5. Dialogflussbedingungen
   6. Beziehung von GUI und Fachobjekten
3. Spezifikation von Komponenten und deren Schnittstellen
   1. Fachliche Komponenten identifizieren
   2. Verhalten von Komponenten
   3. Schnittstellen zwischen Komponenten
4. Technische Spezifikation von detailliert fachlichen Datenmodellen
   1. UML-Klassendiagramm
   2. UML-Objektdiagramm
   3. UML-Profile und -Stereotypen
5. Spezifikation von Geschäftsregeln
   1. Elemente von Geschäftsregeln
   2. Entscheidungstabellen
   3. Object Constraint Language (OCL)
6. Spezifikation von Datenschnittstellen
   1. XML als Austauschformat
   2. Definition von XML-Sprachen
7. Spezifikation von Web-Services
   1. Grundlagen von Web-Services
   2. Datenaustausch mit Web-Services
   3. Spezifikation von Web-Services
   4. Spezifikation von Qualitäts- und Randbedingungen
8. Spezifikation von Qualitäts- und Randbedingungen

Betriebliche Informationssysteme werden in der Regel objektorientiert geplant und programmiert. Daher werden in diesem Kurs grundlegende Kompetenzen der objektorientierten Programmierung vermittelt. Dabei werden die theoretischen Konzepte unmittelbar anhand der Programmiersprache Java gezeigt und geübt.

1. Einführung in die objektorientierte Systementwicklung
   1. Objektorientierung als Sichtweise auf komplexe Systeme
   2. Das Objekt als Grundkonzept der Objektorientierung
   3. Phasen im objektorientierten Entwicklungsprozess
   4. Grundprinzip der objektorientierten Systementwicklung
2. Einführung in die objektorientierte Modellierung
   1. Strukturieren von Problemen mit Klassen
   2. Identifizieren von Klassen
   3. Attribute als Eigenschaften von Klassen
   4. Methoden als Funktionen von Klassen
   5. Beziehungen zwischen Klassen
   6. Unified Modeling Language (UML)
3. Programmieren von Klassen in Java
   1. Einführung in die Programmiersprache Java
   2. Grundelemente einer Klasse in Java
   3. Attribute in Java
   4. Methoden in Java
   5. main-Methode: Startpunkt eines Java-Programms
4. Java Sprachkonstrukte
   1. Primitive Datentypen
   2. Variablen
   3. Operatoren und Ausdrücke
   4. Kontrollstrukturen
   5. Pakete und Sichtbarkeitsmodifikatoren
5. Vererbung
   1. Modellierung von Vererbung im Klassendiagramm
   2. Programmieren von Vererbung in Java
6. Wichtige objektorientierte Konzepte
   1. Abstrakte Klassen
   2. Polymorphie
   3. Statische Attribute und Methoden
7. Konstruktoren zur Erzeugung von Objekten
   1. Der Standard-Konstruktor
   2. Überladen von Konstruktoren
8. Ausnahmebehandlung mit Exceptions
   1. Typische Szenarien der Ausnahmebehandlung
   2. Standard-Exceptions in Java
   3. Definieren eigener Exceptions
9. Programmierschnittstellen mit Interfaces
   1. Typische Szenarien für Programmierschnittstellen
   2. Interfaces als Programmierschnittstellen in Java

Ziel dieses Kurses ist es, die Studierenden in die Lage zu versetzen, einfache Webanwendungen mit etablierten Technologien zu programmieren. Zunächst erhalten die Studierenden wichtige Einblicke in den typischen Aufbau aktueller Web-Anwendungsarchitekturen. Darauf aufbauend erlernen die Studierenden die Hypertext Markup Language (HTML), um einfache Webseiten zu entwickeln. In Ergänzung sollen die Studierenden sich mit den wichtigsten und gängigsten Elementen des Cascading Stylesheet (CSS) Standards vertraut machen, um die in HTML geschriebenen Inhalte zu layouten. Um einfache dynamische Webseiten zu realisieren, lernen die Studierenden den Einsatz von JavaScript und exemplarisch unterstützende Frameworks. Damit verbunden ist der Einsatz einschlägiger Tools zur Entwicklung- und Quellcode-Verwaltung von Webseiten. Schließlich lernen sie die Grundlagen des Testens und der Sicherheit von Webseiten kennen und zu bewerten.

1. Architektonische Fundamente
   1. Struktur und Geschichte des Internets
   2. Internetprotokolle und URIs
   3. Architektur von Webanwendungen
   4. Aktuelle Trends
2. Werkzeuge der Webentwicklung
   1. Entwicklungstools
   2. Versionsverwaltung
   3. Paketmanager
   4. Upload/Bereitstellung
3. Entwicklung von statischen Webseiten
   1. Grundlagen von HTML5
   2. Grundlagen von Cascading Style Sheets
4. Erweiterte Konstruktionstechniken
   1. Responsives Web-Design
   2. Seitenlayout
   3. Media Queries
   4. CSS-Frameworks
5. Webseitenentwicklung mit JavaScript
   1. JavaScript-Geschichte, ES5/ES6
   2. JavaScript-Grundlagen
   3. Verwendung von JSON
   4. Gängige JavaScript-Frameworks
6. Testen und Sicherheit von Webanwendungen
   1. Testen von Webanwendungen
   2. Grundlegende Sicherheitskonzepte und -prinzipien

Aufbauend auf den Kurs „Programmierung von Web-Anwendungen" steht in diesem Kurs der Java-Technologie-Stack zur Erstellung von Web-Anwendungen im Fokus.

Nach einer Einführung in die Entwicklung von Web-Anwendungsoberflächen mit JSF werden Funktionen zur Validierung und Konvertierung von Eingaben und die Programmierung von Fehlermeldungen behandelt. Anschließend werden Konzepte zur Umsetzung von Navigationsstrukturen vermittelt.

Zum Schluss werden Konzepte und Technologien zur Anbindung an Datenbanksystemen vorgestellt und angewandt.

1. Komponentenbasierte Web-Benutzerschnittstellen
   1. Einführung in Java Server Faces (JSF)
   2. JSF-Komponenten
2. Verknüpfung von View und Model
   1. Beans
   2. Unified Expression Language (UEL)
3. Komponentenbibliotheken
   1. Komponentenbibliotheken
   2. PrimeFaces
   3. AJAX
4. Programmierung von Geschäftslogik
   1. Validierung von Benutzereingaben
   2. Konvertierung von Zahlen, Währungen und Datumsfeldern
   3. Definition von Fehlermeldungen
   4. Seitennavigation mit JSF-Anwendungen
   5. JSF-Lebenszyklus und Eventhandling
5. Programmierung von Datenbankanbindungen
   1. Persistente Speicherung in Datenbanken
   2. Objektrelationales Mapping
   3. Datenbankpersistenz mit JPA und Hibernate als Persistence Provider
   4. Erzeugen von Entitäten
   5. Assoziationen zwischen Objekten mittels JPA
   6. Löschen von Objekten mittels JPA

Am Beispiel der mobilen Plattform "Android" wird vermittelt, wie sich die Programmierung von mobilen Anwendungen (Apps) von der Entwicklung rein webbasierter Softwaresysteme unterscheidet, welche Technologien und Programmierkonzepte typischerweise zum Einsatz kommen und welche typischen Herausforderungen es bei der App-Entwicklung für professionelle Anwendungen gibt.

1. Grundlagen der mobilen Softwareentwicklung
   1. Besondere Eigenschaften von Mobilgeräten
   2. Besonderheiten der mobilen Softwareentwicklung
   3. Einteilung von mobilen Geräten
   4. Die Android-Plattform
2. Android-Systemarchitektur
   1. Das Android-System
   2. Sicherheit
   3. Kommunikation mit Netzwerken
3. Entwicklungsumgebung
   1. Android Studio
   2. Erste App und Emulatortest
   3. App-Deployment
4. Kernkomponenten einer Android-App
   1. Überblick über die Komponenten einer Android-App
   2. Activities, Layouts und Views
   3. Ressourcen
   4. Zusammenfassung in einer App
   5. Grafisches Design
5. Interaktion zwischen Anwendungskomponenten
   1. Intents
   2. Services
   3. Broadcast Receiver
6. Fortgeschrittene Techniken
   1. Threading
   2. Anwendungsspeicher

Unter Anwendung der erworbenen Kenntnisse, erstellen die Studierenden selbstständig eine mobile Anwendung und dokumentieren deren Konzeption und Umsetzung.

• Konzeption, Umsetzung und Dokumentation von kleinen, mobilen Anwendungen anhand einer konkreten Aufgabenstellung.

  Mögliche Themen sind z.B.:

  • Eine Radio-App zur Verbesserung des Austauschs zwischen Hörern und Sendern im Allgemeinen und vor allem zwischen Hörern und Radiomoderatoren im Speziellen.
  • Eine App, die es einer Gruppe von Brettspielfans ermöglicht, ihre regelmäßigen Spielabende besser zu organisieren.
  • Eine App, mit der die Betreuenden von Abschlussarbeiten an der IU ihre Betreuungsprozesse verbessern können.