Aktivitätsdiagramm

Zweck und Grundidee

Ein Aktivitätsdiagramm (englisch activity diagram) ist ein Verhaltensdiagramm der Unified Modeling Language (UML), einer Modellierungssprache für Software und andere Systeme. Es stellt elementare Aktionen sowie ihre Verbindungen durch Kontroll- und Datenflüsse grafisch dar.

Meist beschreibt es den Ablauf eines Anwendungsfalls, kann aber alle Aktivitäten innerhalb eines Systems modellieren. Es zeigt damit die dynamischen Aspekte eines Systems: den Kontrollfluss vom Startknoten bis zum Endknoten und die Entscheidungspfade, die während der Ausführung möglich sind. Es kann sowohl eine schrittweise, sequentielle Verarbeitung als auch gleichzeitig ablaufende, nebenläufige Aktivitäten darstellen. Daher wird es auch in der Prozessmodellierung verwendet und ähnelt einem Programmablaufplan; es ist dessen objektorientierte Adaption.

In UML 2 liegt die Semantik, also die festgelegte Bedeutung des Diagramms, weiterhin nahe bei Petri-Netzen. Grundlage der Interpretation sind detaillierte Regeln dafür, wie Token innerhalb einer Aktivität fließen. Token sind dabei die Einheiten, deren Fluss den Ablauf steuert. UML 2 erlaubt außerdem die Darstellung nebenläufiger Systeme mit asynchroner Kommunikation, etwa durch Senden und Empfangen von Signalen sowie durch Ausnahmebehandlung.

Grundbausteine und Flüsse

Ein Startknoten kennzeichnet den Anfang einer Aktivität. Er kann allein stehen oder durch ein Notizsymbol mit einem erklärenden Kommentar ergänzt werden. Eine Aktivität beschreibt einen Bestandteil des modellierten Prozesses und enthält üblicherweise eine kurze Beschreibung. Eine Aktion stellt dagegen einen ausführbaren Teilbereich einer Aktivität dar.

Ein Kontrollfluss verbindet Aktionen und zeigt, in welcher Reihenfolge die Ausführung fortschreitet. Ein Objektfluss zeigt dagegen den Weg von Objekten, die sich durch eine Aktivität bewegen. Kommentare können an Elemente angefügt werden, um relevante Erläuterungen zu geben.

Der Endknoten beendet alle Kontrollflüsse einer Aktivität und markiert damit den Abschluss sämtlicher Prozessabläufe. Davon ist der Fluss-Endknoten zu unterscheiden: Er beendet nur einen einzelnen Kontrollfluss, nicht die gesamte Aktivität. Er wird am Ende eines einzelnen Aktivitätsablaufs eingesetzt.

Verzweigungen und parallele Abläufe

Ein Entscheidungsknoten ist ein bedingter Verzweigungspunkt mit einem Eingang und mehreren Ausgängen. Er wird als Raute dargestellt. Je nach Bedingung führt der Kontrollfluss in einen der möglichen Zweige.

Beim Knoten zum Verschmelzen fließen mehrere Ströme in einen einzigen Ausgang zusammen. Eine Gabel teilt dagegen einen Aktivitätsfluss in zwei oder mehr parallele Ströme auf, sodass Aktivitäten gleichzeitig ablaufen können. Sie wird durch mehrere von einer Verbindung ausgehende Pfeile dargestellt.

Das Zusammenführen verbindet gleichzeitig laufende Aktivitäten wieder zu einem Aktivitätsstrom, in dem jeweils nur eine Aktivität gleichzeitig stattfindet. Sein Symbol ist eine dicke vertikale oder horizontale Linie. Für asynchrone Kommunikation gibt es außerdem Symbole zum Senden eines Signals an eine annehmende Aktivität und zum Empfang eines Signals. Nach dem Empfang eines Ereignisses ist der von der Empfangsaktion ausgehende Kontrollfluss abgeschlossen.

Besonderheiten von UML 2 und UML 1

In einem UML-2-Aktivitätsdiagramm lautet das Schlüsselwort im Kopfbereich act oder activity. Auf dem Rand können Aktivitätsparameterknoten als Rechtecke liegen. Aktionen werden als Rechtecke mit abgerundeten Ecken dargestellt. Ein- und Ausgabe-Pins sind kleine Quadrate am Rand einer Aktion; sie können durch einen Objektfluss verbunden sein. Andere Pfeile stellen Kontrollflüsse dar. Der schwarze Punkt ist der Startknoten und gehört zu den Kontrollknoten.

Aktivitätsdiagramme der UML 1.x sehen UML-2-Diagrammen zwar ähnlich, doch die Bedeutung einzelner Symbole wurde wesentlich verändert. In UML 1 wird insbesondere noch nicht zwischen Aktivitäten und Aktionen unterschieden; deshalb gibt es auch keine Pins. Horizontale dicke Linien heißen Parallelisierungs- und Synchronisationsknoten oder -balken. Sie können Kontrollflüsse aufspalten oder zusammenführen. Rauten modellieren alternative Kontrollflusszweige; die Bedingungen stehen in eckigen Klammern an den jeweiligen Verzweigungen.

Der Unterschied zwischen Raute und Balken lässt sich durch die Token-Semantik erklären: Bei Kontrollknoten in Rautenform bleibt die Anzahl der Token erhalten, bei Knoten in Balkenform wird sie verändert.