Лекция 2.1 Язык uml. Диаграммы вариантов ...p].pdf · 2012. 10. 12. ·...

Лекция 2.1

Язык UML. Диаграммы вариантов использования

Лекция 2.1 Язык UML. Диаграммы вариантов использования

Лектор: к.т.н. Кот Т.М.

Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут” ___________________________________________________________________ Кафедра інформаційно-телекомунікаційних мереж

Содержание




1. Язык UML

2. Диаграммы вариантов использования

Вариант использования

Актеры

Отношения

3. Пример диаграммы вариантов использования

Графическая нотация в Power Designer

Графическая нотация в Enterprise Architect

4. Литература

UML




Концептуальная основа объектно-ориентированного анализа и

проектирования ПО (ООАП) - объектная модель.

Основные принципы ООАП:

абстрагирование,

инкапсуляция,

модульность,

иерархия.

Понятия: объект, класс, атрибут, операция, интерфейс.

Большинство современных методов ООАП основаны на использовании

UML.

Унифицированный язык моделирования UML (Unified Modeling Language)

- язык для определения, представления, проектирования и

документирования программных систем, организационно-экономических

систем, технических систем и других систем различной природы.

UML содержит стандартный набор диаграмм и нотаций самых

разнообразных видов.

UML




UML – преемник поколения методов ООАП, которые появились в конце 1980-х

и начале 1990-х гг.

Создание UML - конец 1994 г.: Гради Буч и Джеймс Рамбо начали работу по

объединению их методов Booch и OMT (Object Modeling Technique) под

эгидой компании Rational Software.

Конец 1995 г. - создание первой спецификации объединенного метода -

Unified Method, версия 0.8. В 1995 г. к ним присоединился создатель метода

OOSE (Object-Oriented Software Engineering) Ивар Якобсон.

UML - объединение и унификация методов Буча, Рамбо и Якобсона, с новыми

возможностями.

UML




Главные цели в разработке UML :

предоставить пользователям готовый к использованию выразительный

язык визуального моделирования, позволяющий им разрабатывать

осмысленные модели и обмениваться ими;

предусмотреть механизмы расширяемости и специализации для

расширения базовых концепций;

обеспечить независимость от конкретных языков программирования и

процессов разработки.

обеспечить формальную основу для понимания этого языка

моделирования (язык должен быть одновременно точным и доступным для

понимания, без лишнего формализма);

стимулировать рост рынка объектно-ориентированных инструментальных

средств;

интегрировать лучший практический опыт.

UML




UML - в процессе стандартизации, проводимом OMG (Object Management

Group) – организацией по стандартизации в области объектно-

ориентированных методов и технологий.

UML - стандартнsq язык моделирования, широкая поддержка в индустрии ПО.

Полное описание UML:

http://www.omg.org

http://www.rational.com.

http://www.omg.org/

http://www.omg.org/

http://www.rational.com/

UML




Наборы диаграмм UML:

1) Структурные (structural) модели:

диаграмма классов (class diagram) – для моделирования

статической структуры классов системы и связей между ними;

диаграмма объектов (object diagram) – показывает экземпляры

классов и связи между ними;

диаграмма пакетов (package diagram) – показывает пакеты и связи

между пакетами.

диаграммы компонентов (component diagrams) – для

моделирования иерархии компонентов (подсистем) системы;

диаграмма составной структуры (composite structure diagram) –

показывает внутреннюю структуру класса и взаимодействие

элементов внутренней структуры класса;

диаграммы размещения (deployment diagrams) – для

моделирования физической архитектуры системы.

UML





2) Модели поведения (behavioral):

диаграммы вариантов использования (use case diagrams) – для

моделирования функциональных требований к системе (в виде

сценариев взаимодействия пользователей с системой);

диаграммы последовательности (sequence diagrams) и

кооперативные диаграммы (collaboration diagrams или communication

diagrams) – для моделирования процесса обмена сообщениями

между объектами;

диаграмма обзора взаимодействия (interaction overview diagram) –

представляет частный случай диаграммы активности, в котором в

качестве вершин используются другие диаграммы;

UML





2) Модели поведения (behavioral):

диаграмма синхронизации (timing diagram) – альтернативное

представление диаграммы последовательности, явным образом

показывающее изменения состояния на линии жизни с заданной

шкалой времени;

диаграммы состояний (statechart diagrams) – для моделирования

поведения объектов системы при переходе из одного состояния в

другое;

диаграммы деятельности (activity diagrams) – для моделирования

поведения системы в рамках различных вариантов использования

(ДБП), или потоков управления.

UML




Диаграммы вариантов использования




Диаграммы вариантов использования показывают взаимодействия

между вариантами использования и действующими лицами, отражая

функциональные требования к системе с точки зрения пользователя.

Цель построения – документирование функциональных требований в

общем виде (требование – простота).

Вариант использования - последовательность действий (транзакций),

выполняемых системой в ответ на событие, инициируемое некоторым

внешним объектом (действующим лицом).

Вариант использования описывает типичное взаимодействие между

пользователем и системой и отражает представление о поведении

системы с точки зрения пользователя.

Простейший случай: вариант использования определяется в процессе

обсуждения с пользователем тех функций, которые он хотел бы реализовать,

или целей, которые он преследует по отношению к разрабатываемой

системе.





Достоинства модели вариантов использования:

определяет пользователей и границы системы;

определяет системный интерфейс;

удобна для общения пользователей с разработчиками;

используется для написания тестов;

является основой для написания пользовательской документации;

хорошо вписывается в любые методы проектирования (как

объектно-ориентированные, так и структурные).





Элементы диаграмма вариантов использования






Обозначается на диаграмме эллипсом, внутри - название.

Цель варианта использования - определить законченный аспект или

фрагмент поведения некоторой сущности без раскрытия её внутренней

структуры.

Сущность: система или любой элемент модели, который обладает

собственным поведением.





Актеры

Актер - внешняя по отношению к моделируемой системе сущность, которая

взаимодействует с системой и использует ее функциональные возможности

для достижения определенных целей.

Каждый актер - некая отдельная роль относительно конкретного варианта

использования.

Стандартное графическое обозначение - фигурка человечка, под ней-имя.

Актеры взаимодействуют с системой посредством обмена сообщениями с

вариантами использования.

Сообщение - запрос актером определенного сервиса системы и получение

этого сервиса. Это взаимодействие может быть выражено посредством

ассоциаций между отдельными актерами и вариантами использования или

классами.





Отношения

Между элементами диаграммы вариантов использования могут существовать

различные отношения, которые описывают взаимодействие экземпляров

актеров и вариантов использования.

Стандартные виды отношений между актерами и вариантами использования:

ассоциации (association relationship);

расширения (extend relationship);

обобщения (generalization relationship);

включения (include relationship).





Отношения. Отношение ассоциации

Ассоциация устанавливает, какую конкретную роль играет актер при

взаимодействии с экземпляром варианта использования.

Обозначение - сплошная линия между актером и вариантом использования.

Линия может иметь условные обозначения:

имя;

кратность.

Кратность (multiplicity) указывается рядом с обозначением компонента

диаграммы, который является участником данной ассоциации, и

характеризует количество экземпляров данного компонента, которые

могут выступать в качестве элементов данной ассоциации.

Обозначение - в форме одной или нескольких цифр и символа звездочка.






Распространенные формы записи кратности отношения ассоциации:

целое неотрицательное число (включая 0). Указание кратности, которая

является строго фиксированной для элемента соответствующей ассоциации.

Количество экземпляров актеров или вариантов использования равно

указанному числу;

два целых неотрицательных числа, разделенные двумя точками. Соответствует нотации для множества или интервала целых чисел, которая

применяется в некоторых языках программирования для обозначения границ

массива элементов. Множество целых неотрицательных чисел, следующих в

последовательно возрастающем порядке;

два символа, разделенные двумя точками. Первый из них - целое

неотрицательное числом или 0, второе - специальный символом «*»,

обозначает произвольное конечное целое неотрицательное число, значение

которого неизвестно на момент задания соответствующего отношения

ассоциации;

символ «*» - сокращение записи интервала «0..*».

Кратность отношения ассоциации по умолчанию - 1.





Отношения. Отношение расширения

Отношение расширения - определяет взаимосвязь экземпляров

отдельного варианта использования с более общим вариантом, свойства

которого определяются на основе способа совместного объединения

данных экземпляров.

Обозначение - пунктирная линией со стрелкой (вариант отношения

зависимости), направленной от того варианта использования, который

является расширением для исходного варианта использования. Линия со

стрелкой помечается ключевым словом «extend» (расширяет).

Один вариант использования может быть расширением для нескольких

базовых вариантов, а также иметь в качестве собственных расширений

несколько других вариантов.

Базовый вариант использования может дополнительно никак не зависеть от

своих расширений.





Отношения. Отношение расширения





Отношения. Отношение обобщения

Отношение обобщения служит для указания того факта, что некоторый

вариант использования А может быть обобщен до варианта использования В.

В этом случае вариант А - специализацией варианта В.

В - предок или родитель по отношению А, а вариант А – потомок по

отношению к варианту использования В.

Потомок наследует все свойства и поведение своего родителя, может

быть дополнен новыми свойствами и особенностями поведения.

Графическое обозначение - сплошная линия со стрелкой в форме

незакрашенного треугольника, которая указывает на родительский вариант

использования.

Применение: когда необходимо отметить, что дочерние варианты

использования обладают всеми атрибутами и особенностями поведения

родительских вариантов. При этом, дочерние варианты использования

участвуют во всех отношениях родительских вариантов.






Один вариант использования может иметь несколько родительских вариантов.

В этом случае реализуется множественное наследование свойств и

поведения отношения предков.

Один вариант использования может быть предком для нескольких дочерних

вариантов, что соответствует таксономическому характеру отношения

обобщения.

Между отдельными актерами также может существовать отношение

обобщения. Данное отношение - направленное и указывает на факт

специализации одних актеров относительно других.

Пример: отношение обобщения от актера А к актеру В отмечает тот факт,

что каждый экземпляр актера А является одновременно экземпляром актера В

и обладает всеми его свойствами. Актер В - родитель по отношению к актеру

А, а актер А - потомк актера В. Актер А обладает способностью играть

такое же множество ролей, что и актер В. Графически данное отношение

также обозначается стрелкой обобщения.





Отношения. Отношение включения

Отношение включения между двумя вариантами использования

указывает, что некоторое заданное поведение для одного варианта

использования включается в качестве составного компонента в

последовательность поведения другого варианта использования.

Один вариант использования может быть включен в несколько других

вариантов, а также включать в себя другие варианты.

Включаемый вариант использования может быть независимым от

базового варианта в том смысле, что он предоставляет ему некоторое

инкапсулированное поведение, детали реализации которого скрыты и

могут быть перераспределены между несколькими включаемыми

вариантами использования.

Базовый вариант может зависеть только от результатов выполнения

включаемого в него поведения, но не от структуры включаемых в него

вариантов.





Отношения. Отношение включения

Отношение включения, направленное от варианта использования А к

варианту использования В, указывает, что каждый экземпляр варианта А

включает в себя функциональные свойства, заданные для варианта В.

Графическое обозначение - пунктирная линия со стрелкой, которая

помечается ключевым словом «include» (включает).





Сравнение отношений

Обобщение Расширение Включение

Базовый вариант

использования может быть

абстрактным (неполным)

или конкретным

(полным)

Базовый вариант

использования является

полным сам по себе

Базовый класс является

абстрактным

Пример диаграммы вариантов использования





Актёр


Ассоциация

Обобщение

Зависимость

РАБОТНИК ВИДЕОТЕКИ

ИЗМЕНЕНИЕ ТЕЛЕФОНА

<<extend>>







Администрирование клиентов видеотеки

Администрирование поставщиков

Администрирование аренды

Администрирование фонда фильмов






<<extend>>

<<extend>>


РЕГИСТРАЦИЯ НОВОГО

ИЗМЕНЕНИЕ АДРЕСА

ИЗМЕНЕНИЕ ТЕЛЕФОНА

ПОЛУЧЕНИЕ КАРТОЧКИ

ОБРАБОТКА ЗАПРОСА






Актёр


Ассоциация

Обобщение

Зависимость

Классификатор (boundary)

Пакет (package)






uc Actors

Client Storeroom WorkerShipping CompanyAdministrator

User

+ user ID

+ password

Язык UML. Диаграммы вариантов использования




Литература

1. Буч Г. Объектно-ориентированный анализ и проектирование с

примерами приложений на С++ . [2-е изд.] / Буч Г. - СПб.: Невский

Диалект, 1998. - 560 с.

2. Грейди Буч. Язык UML. Руководство пользователя / Грейди Буч,

Джеймс Рамбо, Айвар Джекобсон. — СПб.: Питер, 2004. — 432 с.

3. http://www.omg.org

4. http://www.rational.com.

http://www.omg.org/

http://www.omg.org/

http://www.omg.org/

http://www.omg.org/

http://www.omg.org/

http://www.omg.org/

http://www.omg.org/








Лекция 2.1 Язык uml. Диаграммы вариантов ...p].pdf · 2012. 10. 12. ·...

Documents