Файл: Общие особенности кадровой стратегии организаций бюджетной сферы (Сущность объектно-ориентированного программирования).pdf

Важным качеством объектного подхода является согласован­ность моделей деятельности организации и моделей проектируе­мой системы от стадии фор­мирования требований до стадии ре­ализации. Требование согласованности мо­делей выполняется бла­годаря возможности применения абстрагирования, мо­дульности, полиморфизма на всех стадиях разработки. Модели ранних стадий могут быть непосредственно подвергнуты сравнению с моделями реализации. По объектным моделям может быть прослежено отображение реальных сущно­стей моделируемой предметном области (организации) в объекты и классы ин­формационной системы.

1.3 ВАРИАНТЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

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. И вар Якоб­сон впервые ввел понятие "вариант использования" (use case) 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.

Когда Якобсон в 1994 г. предложил варианты использования в качестве основных элементов процесса разработки ПО, он также предложил применять для их наглядного представления диаграммы вариантов использования. На рис.1 показаны некоторые вариан­ты использования для системы торговой ор­ганизации; человеческие фигурки здесь обозначают действующих лиц, овалы - варианты использования, а линии и стрелки — различные связи между дейст­вующими лицами и вариантами использования.

Рис.1 Диаграмма вариантов использования

Действующее лицо (actor) — это роль, которую пользователь играет по от­ношению к системе. На рис.1 четыре действующих лица: Менеджер по прода­жам, Оптовый торговец, Продавец и Система учета. Действующие лица пред­ставляют собой роли, а не конкрет­ных людей или наименования работ. Не­смотря на то, что на диаг­раммах вариантов использования они изображаются в виде стилизо­ванных человеческих фигурок, действующее лицо может также быть внешней системой, которой необходима некоторая информация от данной системы (например, Система учета). Показывать на диаграм­ме действующих лиц системы следует только в том случае, когда им действительно необходимы некоторые варианты использования.

Все варианты использования так или иначе связаны с внешними требова­ниями к функциональности системы. Если Системе учета тре­буется файл, то это требование должно быть удовлетворено. Вариан­ты использования всегда следует анализировать вместе с действующи­ми лицами системы, определяя при этом реальные задачи пользова­телей и рассматривая альтернативные способы решения этих задач.

Действующие лица могут играть различные роли по отношению к вари­анту использования. Они могут пользоваться его результатами или могут сами непосредственно в нем участвовать. Значимость раз­личных ролей действую­щего лица зависит от того, каким образом используются его связи.

Хорошим источником для идентификации вариантов использо­вания слу­жат внешние события. Следует начать с перечисления всех событий, происхо­дящих во внешнем мире, на которые система дол­жна каким-то образом реаги­ровать. Какое-либо конкретное событие может повлечь за собой реакцию сис­темы, не требующую вмешатель­ства пользователей, или, наоборот, вызвать чисто пользовательскую реакцию. Идентификация событий, на которые необ­ходимо реаги­ровать, помогает выделить варианты использования.

В дополнение к связям между действующими лицами и вариантами ис­пользования существуют два других типа связей (см. рис.1): "исполь­зование" (uses) и "расширение" (extends) между вариантами использова­ния. Связь типа "расширение" применяется тогда, когда один вариант использования подобен другому, но несет несколько большую нагрузку

В данном примере основным вариантом использования является Заклю­чить сделку В этом варианте предполагается нормальный ход про­цесса. Однако в случае превышения некоторого лимита — например, максимальной суммы торговой сделки, установленной для конкретноп клиента, процесс, связанный с данным вариантом использования, имеются исключения, то такое действующее лицо не имеет отношения к реализации других вариантов использования.

Выбор применяемой связи определяется следующими правилами:

• связь "расширение" следует применять при описании изменений в нор­мальном поведении системы;

• связь "использование" следует применять для избежания повто­ров в двух (или более) вариантах использования. Варианты использования являются необ­ходимым средством на стадии формирования требований к ПО. Каждый вари­ант использования — это потенциальное требование к системе, и пока оно не выявлено, невозможно запланировать его реализацию.

Различные разработчики подходят к описанию вариантов использования с разной степенью детализации. Например, Ивар Якобсон утверждает, что для проекта с трудоемкостью в 10 человеко-лет количе­ство вариантов использова­ния может составлять около 20 (не считая связей "использование" и "расшире­ние"). Следует предпочитать неболь­шие и детализированные варианты исполь­зования, поскольку они облегчают составление и реализацию согласованного плана проекта.

Глава II ДИАГРАММЫ

2.1 Диаграммы классов

Диаграммы классов являются центральным звеном объектно-ори­ентиро­ванных методов. Диаграмма классов определяет типы объектов системы и раз­личного рода статические связи, которые существуют между ними. Имеются два основных вида статических связей:

• ассоциации (например, клиент может сделать заказ);

• подтипы (частный клиент является разновидностью клиента).

Рис. 2 Диаграмма классов

На диаграммах классов изображаются также атрибуты классов, операции классов и ограничения, которые накладываются на связи между объектами.

На рис.2 изображена типичная диаграмма классов. Перед тем как присту­пить к описанию диаграмм классов, следу­ет обратить внимание на один важ­ный момент, связанный с характером использования этих диаграмм разработ­чиками. Этот момент обычно никак не документируется, однако оказывает су­щественное воздействие на способ интерпретации диаграмм и поэтому имеет ножное отношению к тому, что описывается с помощью модели.

Построение диаграмм классов можно рассматривать в различных аспектах:

концептуальный аспект — диаграммы классов отображают поня­тия изу­чаемой предметной области (моделируемой организации). Эти понятия, естест­венно, будут соответствовать реализующим их классам, однако такое прямое соответствие зачастую отсут­ствует. На самом деле концептуальная модель мо­жет иметь весьма слабое отношение или вообще не иметь никакого отношения к реализующему ее программному обеспечению, поэтому ее мож­но рассматри­вать как не зависимую от средств реализации (язы­ка программирования);

• аспект спецификации — модель спускается на уровень ПО, но рас­смат­риваются только интерфейсы, а не программная реализация классов (под ин­терфейсом здесь понимается набор операций класса, видимых извне);

• аспект реализации - модель действительно определяет реали­зацию клас­сов ПО. Этот аспект наиболее важен для програм­мистов.

Понимание аспекта имеет большое значение как для построе­ния, так и для чтения диаграмм классов. К сожалению, различия между аспектами не столь отчетливы, и большинство разработчиков при построении диаграмм допускают их смешение.

При построении диаграммы необходимо выбрать единственный аспект. При чтении диаграммы следует выяснить, в соответствии с каким аспектом она строилась. Если нужно интерпретировать эту ди­аграмму правильным образом, то без такого знания не обойтись.

Точка зрения на диаграммы классов, не будучи собственно фор­мальной частью UML, однако при построении и анализе моделей является крайне важ­ной. Конструкции UML можно использовать с любой из трех точек зрения. Большинство опытных разработчиков-программистов предпочитают аспект реализации. С другой стороны, очевидно, что построение диаграмм классов на стадии формирова­ния требований к ПО должно выполняться с концептуальной точки зрения.

На рис.2 изображена простая модель классов, связанная с обра­боткой зака­зов клиентов. Опишем каждый фрагмент модели и рас­смотрим его возможную интерпретацию с различных точек зрения.

Ассоциации представляют собой связи между экземплярами классов (лич­ность работает в компании, компания имеет ряд офисов).

С концептуальной точки зрения ассоциации представляют собой концеп­туальные связи между классами. На диаграмме показано, что Заказ должен по­ступить от единственного Клиента, а Клиент в течение некоторого времени может сделать несколько Заказов. Каждый из этих Заказов содержит несколько Строк заказа, каждая из которых соответствует единственному Продукту.

Каждая ассоциация обладает двумя ролями; каждая роль представляет со­бой направление ассоциации. Таким образом, ассоциация между Клиентом и Заказом содержит две роли: одна от Клиента к Заказу, другая - от Заказа к Кли­енту.

Роль может быть явно поименованная с помощью метки. Например, роль ассоциации в направлении от Заказа к Строкам заказа называется «позиция за­каза». Если такая метка отсутствует, роли присваивается имя класс – цели – та­ким образом, роль ассоциации от Заказа к Клиенту может быть названа Клиент (термины «начало» (source) и «цель» (target) употребляются для обозначения классов, являющихся соответственно начальным и конечным для ассоциации).

2.2 ДИАГРАММЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ

Диаграммы взаимодействия (interaction diagrams) являются мо­делями, опи­сывающими поведение взаимодействующих групп объ­ектов.

Как правило, диаграмма взаимодействия охватывает поведение объектов в рамках только одного варианта использования. На такой диаграмме отобража­ются ряд объектов и те сообщения, которыми они обмениваются между собой.

Проиллюстрируем данный подход на примере достаточно про­стого вари­анта использования, который описывает следующее пове­дение:

• Окно Ввода Заказа посылает Заказу сообщение "приготовиться".

• Заказ посылает данное сообщение каждой Строке заказа в дан­ном Заказе.

• Каждая Строка заказа проверяет состояние определенного Запа­са товара:

Если данная проверка удовлетворяется (результат - true), то Стро­ка заказа удаляет соответствующее количество товара из Запаса.

В противном случае количество Запаса снижается до уровня по­вторного заказа, и Запас запрашивает новую поставку то­вара.

Существуют два вида диаграмм взаимодействия: диаграммы пос­ледова­тельности (sequence diagrams) и кооперативные диаграммы (collaboration dia­grams).

На диаграмме последовательности объект изображается в виде пря­мо­угольника на вершине пунктирной вертикальной линии (рис.3).

Эта вертикальная линия называется линией жизни (lifeline) объек­та. Она представляет собой фрагмент жизненного цикла объекта в процессе взаимодей­ствия. Такую форму представления впервые ввел Ивар Якобсон.

Каждое сообщение представляется в виде стрелки между лини­ями жизни двух объектов. Сообщения появляются в том порядке, как они показаны на странице - сверху вниз. Каждое сообщение помечается, как минимум, именем сообщения; при желании можно добавить также аргументы и некоторую управ­ляющую информацию и, кроме того, можно показать само делегирование

Рис. 3 Диаграмма последовательности

(self-delegation) — сообщение, которое объект посылает самому себе, при этом стрелка сообщения указывает на ту же самую линию жизни.

Из всей возможной управляющей информации два ее вида име­ют сущест­венное значение. Во-первых, это условие, показываю­щее, когда посылается со­общение (например, [нуженПовторныйЗаказ = "true"]). Сообщение посылается только при выполнении дан­ного условия. Другой полезный управляющий мар­кер - это мар­кер итерации, показывающий, что сообщение посылается много раз для множества объектов-адресатов (например,* пригото­виться).