Объектно-ориентированное проектирование системы с помощью языка UML

UML – это UnifiedModelingLanguage, как следует из названия – унифицированный язык моделирования. UML представляет собой набор соглашений, которые предназначены для облегчения процесса моделирования и обмена информацией в проектной группе. Наличие стандартизированной нотации позволяет сократить время на усвоение информации, упрощает общение и взаимодействие, облегчает документирование.

В этом документе описаны самые основные разделы языка UML, которые потребуются в повседневной работе.

В течение достаточно длительного периода времени в процессе как объектно-ориентированного, так и традиционного структурного проектирования разработчики использовали типичные сценарии, помогающие лучше понять требования к системе. Эти сценарии трактовались весьма неформально — они почти всегда использовались и крайне редко документировались. Ивар Якосон впервые ввел понятие «вариант использования» (usecase) и придал ему такую значимость, что он превратился в основной элемент разработки и планирования проекта.

Вариант использования представляет собой последовательность действий (транзакций), выполняемых системой в ответ на событие, инициируемое некоторым внешним объектом (действующим лицом). Вариант использования описывает типичное взаимодействие между пользователем и системой. Например, два типичных варианта использования обычного текстового процессора - "сделать некоторый текст полужирным" и "создать индекс". Даже на таком простом примере можно выделить ряд свойств варианта использования: он охватывает некоторую очевидную для пользователей функцию, может быть как небольшим, так и достаточно крупным и решает для пользователя некоторую дискретную задачу. В простейшем случае вариант использования определяется в процессе обсуждения с пользователем тех функций, которые он хотел бы реализовать.

Рисунок 2 - Диаграмма Бизнес Вариантов ИспользованияОрганизация «Альянс Трейд».

Варианты использования BusinessUseCase.

1. Сделать заказ;

2. Оплатить Заказ;

3. Выполнить условие заказа.

Спецификации BusinessUseCase.

Диаграмма деятельности

UML-диаграмма, на которой показаны действия, состояния которых описано на диаграмме состояний. Под деятельностью понимается спецификация исполняемого поведения в виде координированного последовательного и параллельного выполнения подчинённых элементов — вложенных видов деятельности и отдельных действий, соединённых между собой потоками, которые идут от выходов одного узла ко входам другого.

Диаграммы деятельности используются при моделировании бизнес-процессов, технологических процессов, последовательных и параллельных вычислений.

Диаграммы деятельности состоят из ограниченного количества фигур, соединённых стрелками. Основные фигуры:

1. Прямоугольники с закруглениями — действия

2. Ромбы — решения

3. Широкие полосы — начало (разветвление) и окончание (схождение) ветвления действий

4. Чёрный круг — начало процесса (начальный узел)

5. Чёрный круг с обводкой — окончание процесса (финальный узел)

Стрелки идут от начала к концу процесса и показывают потоки управления или потоки объектов (данных).

Диаграммы деятельности с потоками объектов и "плавательными дорожками", описывающие взаимосвязи между сценариями одного или различных BusinessUseCase.

При моделировании поведения проектируемой или анализируемой системы возникает необходимость не только представить процесс изменения ее состояний, но и детализировать особенности алгоритмической и логической реализации выполняемых системой операций.

Для моделирования процесса выполнения операций в языке UML используются диаграммы деятельности. Применяемая в них графическая нотация во многом похожа на нотацию диаграммы состояний, поскольку на этих диаграммах также присутствуют обозначения состояний и переходов. Каждое состояние на диаграмме деятельности соответствует выполнению некоторой элементарной операции, а переход в следующее состояние выполняется только при завершении этой операции.

Таким образом, диаграммы деятельности можно считать частным случаем диаграмм состояний. Они позволяют реализовать в языке UML особенности процедурного и синхронного управления, обусловленного завершением внутренних деятельностей и действий. Основным направлением использования диаграмм деятельности является визуализация особенностей реализации операций классов, когда необходимо представить алгоритмы их выполнения.

В контексте языка UML деятельность (activity) представляет собой совокупность отдельных вычислений, выполняемых автоматом, приводящих к некоторому результату или действию (action). На диаграмме деятельности отображается логика и последовательность переходов от одной деятельности к другой, а внимание аналитика фокусируется на результатах. Результат деятельности может привести к изменению состояния системы или возвращению некоторого значения.

Диаграммы деятельности - это один из пяти видов диаграмм, применяемых в UML для моделирования динамических аспектов поведения системы Диаграмма деятельности - это, по существу, блок-схема, которая показывает, как поток управления переходит от одной деятельности к другой. Диаграмма деятельности для варианта использования обсудить условия рисунок 3.

Рисунок 3 Диаграмма деятельности для варианта использования обсудить условия.

Рисунок 4 Диаграмма деятельности для варианта использования сделать Предоплату (Перевод денег).

Рисунок 5 Диаграмма деятельности для варианта использования окончание работ.

Диаграмма последовательности

Диаграмма, на которой для некоторого набора объектов на единой временной оси показан жизненный цикл какого-либо определённого объекта и взаимодействие актёров (действующих лиц) ИС в рамках какого-либо определённого прецедента. Используется в языке UML.

Основными элементами диаграммы последовательности являются обозначения объектов, вертикальные «линии жизни», отображающие течение времени, прямоугольники, отражающие деятельность объекта или исполнение им определенной функции, и стрелки, показывающие обмен сигналами или сообщениями между объектами.

Диаграммы последовательности, описывающие сценарии BusinessUseCase в виде последовательности обмена сообщениями между объектами - действующими лицами и объектами-исполнителями. Такие диаграммы помогают явно определить в модели обязанности каждого исполнителя в виде набора операций класса.

На диаграмме последовательности изображаются только те объекты, которые непосредственно участвуют во взаимодействии. Ключевым моментом для диаграмм последовательности является динамика взаимодействия объектов во времени.

В UML диаграмма последовательности имеет как бы два измерения. Первое слева направо в виде вертикальных линий, каждая из которых изображает линию жизни отдельного объекта, участвующего во взаимодействии. Крайним слева на диаграмме изображается объект, который является инициатором взаимодействия. Правее изображается другой объект, который непосредственно взаимодействует с первым. Таким образом, все объекты на диаграмме последовательности образуют некоторый порядок, определяемый очередностью или степенью активности объектов при взаимодействии друг с другом.

Графически каждый объект изображается прямоугольником и располагается в верхней части своей линии жизни. Внутри прямоугольника записываются имя объекта и имя класса разделенные двоеточием. При этом вся запись подчеркивается, что является признаком объекта.

Вторым измерением диаграммы последовательности является вертикальная временная ось, направленная сверху вниз. Начальному моменту времени соответствует самая верхняя часть диаграммы. Взаимодействия объектов реализуются посредством сообщений, которые посылаются одними объектами другим. Сообщения изображаются в виде горизонтальных стрелок с именем сообщения, а их порядок определяется временем возникновения. То есть, сообщения, расположенные на диаграмме последовательности выше, инициируются раньше тех, которые расположены ниже. Масштаб на оси времени не указывается, поскольку диаграмма последовательности моделирует лишь временную упорядоченность взаимодействий типа «раньше-позже».

Диаграмма последовательности для варианта использования обсуждения заказа с клиентом.

Рисунок 6 Диаграмма последовательности для варианта использования обсуждения заказа с клиентом.

Рисунок 7 Диаграмма последовательности для варианта использования поставить товара.

ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ