Файл: Конспект лекций для студентов специальности i 53 01 07 Информационные технологии и управление в технических системах.pdf

36
уничтожения объекта в языке UML используется специальный символ в форме латинской буквы “X” (объект 3 на рис. 31). Ниже этого символа пунктирная линия не изображается, поскольку соответствующего объекта в системе уже нет,
и этот объект должен быть исключен из всех последующих взаимодействий.
Отдельные объекты в системе могут создаваться по мере необходимости,
существенно экономя ресурсы системы и повышая ее производительность
(объект 6 на рис. 32).
Рис. 32 Варианты линий жизни и фокусов управления объектов
Комментарии или примечания уже рассматривались ранее при изучении других видов диаграмм. Они могут включаться и в диаграммы последовательности, ассоциируясь с отдельными объектами или сообщениями.
Как уже отмечалось выше, взаимодействия объектов реализуются с помощью сообщений. У каждого сообщения должно быть имя, соответствующее его цели. Существует несколько видов сообщений: простое, синхронное, с отказом становиться в очередь и др. (рис. 33).

37
Рис. 33 Примеры сообщений
Простое сообщение используется по умолчанию. Означает, что все сообщения выполняются в одном потоке управления (рис. 33, 1).
Синхронное (synchronous) применяется, когда клиент посылает сообщение и ждет ответа пользователя (рис. 33, 2).
Сообщение с отказом становиться в очередь (balking): клиент посылает сообщение серверу и, если сервер не может немедленно принять сообщение, оно отменяется (рис. 33, 3).
Сообщение с лимитированным временем ожидания (timeout): клиент посылает сообщение серверу, а затем ждет указанное время; если в течение этого времени сервер не принимает сообщение, оно отменяется (рис. 33, 4).
Асинхронное сообщение (asynchronous): клиент посылает сообщение серверу и продолжает свою работу, не ожидая подтверждения о получении
(рис. 33, 5).
3.2 Пример диаграммы последовательности
Пример сценария снятия 20$ со счета (при отсутствии таких проблем, как неправильный идентификационный номер или недостаток денег на счету)
показан на рис. 34.
Эта диаграмма последовательности отображает поток событий в рамках варианта использования “Снять деньги”. В верхней части диаграммы показаны все действующие лица и объекты, требуемые системе для выполнения варианта использования “Снять деньги”. Стрелки соответствуют сообщениям,
передаваемым между действующим лицом и объектом или между объектами для выполнения требуемых функций. Следует отметить также, что на диаграмме
Последовательности показаны именно объекты, а не классы. Классы представляют собой типы объектов. Объекты конкретны; вместо класса Клиент на диаграмме Последовательности представлен конкретный клиент Джо.

38
Вариант использования начинается, когда клиент вставляет свою карточку в устройство для чтения – этот объект показан в прямоугольнике в верхней части диаграммы. Он считывает номер карточки, открывает объект “счет” (account) и инициализирует экран ATM. Экран запрашивает у клиента его регистрационный номер. Клиент вводит число 1234. Экран проверяет номер у объекта “счет” и обнаруживает, что он правильный. Затем экран предоставляет клиенту меню для выбора, и тот выбирает пункт “Снять деньги”. Экран запрашивает, сколько он хочет снять, и клиент указывает 20$. Экран снимает деньги со счета. При этом он инициирует серию процессов, выполняемых объектом “счет”. Во-первых,
осуществляется проверка, что на этом счету лежат, по крайней мере, 20$. Во- вторых, из счета вычитается требуемая сумма. Затем кассовый аппарат получает инструкцию выдать чек и $20 наличными. Наконец все тот же объект “счет ”
дает устройству для чтения карточек инструкцию вернуть карточку.
Рис. 34 Диаграмма последовательности для снятия клиентом 20$
Таким образом, диаграмма последовательности иллюстрирует

39
последовательность действий, реализующих вариант использования “Снять деньги со счета” на примере снятия клиентом 20$. Глядя на эту диаграмму,
пользователи знакомятся со спецификой своей работы. Аналитики видят последовательность (поток) действий, разработчики – объекты, которые надо создать, и их операции. Специалисты по контролю качества поймут детали процесса и смогут разработать тесты для их проверки. Таким образом,
диаграммы последовательности полезны всем участникам проекта.
4 Диаграммы кооперации (collaboration diagram)
Подобно диаграммам последовательности,
диаграммы кооперации
отображают поток событий в конкретном сценарии варианта использования.
Главная особенность диаграммы кооперации заключается в возможности графически представить не только последовательность взаимодействия, но и все структурные отношения между объектами, участвующими в этом взаимодействии.
Прежде всего, на диаграмме кооперации в виде прямоугольников изображаются участвующие во взаимодействии объекты, содержащие имя объекта, его класс и, возможно, значения атрибутов. Далее, как и на диаграмме классов, указываются ассоциации между объектами в виде различных соединительных линий. При этом можно явно указать имена ассоциации и ролей, которые играют объекты в данной ассоциации. Дополнительно могут быть изображены динамические связи – потоки сообщений. Они представляются также в виде соединительных линий между объектами, над которыми располагается стрелка с указанием направления, имени сообщения и порядкового номера в общей последовательности инициализации сообщений.
В отличие от диаграммы последовательности, на диаграмме кооперации изображаются только отношения между объектами, играющими определенные роли во взаимодействии, а последовательность взаимодействий и параллельных потоков определяется с помощью порядковых номеров.
4.1 Объекты диаграммы кооперации
Отдельные аспекты спецификации объектов как элементов диаграмм уже рассматривались ранее при описании диаграмм последовательности. Эти же объекты являются основными элементами из которых строится диаграмма кооперации. Для графического изображения объектов используется такой же символ прямоугольника, что и для классов.
Объект является отдельным экземпляром класса, который создается на этапе выполнения программы. Он может иметь свое собственное имя и конкретные значения атрибутов. Для обозначения роли классификатора небходимо указать либо имя класса (вместе с двоеточием), либо имя роли
(вместе с наклонной чертой). В противном случае прямоугольник будет соответствовать обычному классу. Если роль, которую должен играть объект,
наследуется от нескольких классов, то все они должны быть указаны явно и

40
разделяться запятой и двоеточием.
Отдельные примеры изображения объектов и классов на диаграмме кооперации приводятся на рис. 35. В первом случае (рис. 35, а) обозначен объект с именем “клиент”, играющий роль “инициатор запроса”. Далее (рис. 35, б)
следует обозначение анонимного объекта, который играет роль инициатора запроса. В обоих случаях не указан класс, на основе которого будут созданы эти объекты. Обозначение класса присутствует в следующем варианте записи
(рис. 35, в), причем объект также анонимный.
Рис. 35 Варианты записи имен объектов, ролей и классов на диаграммах кооперации
Применительно к уровню спецификации на диаграммах кооперации могут присутствовать именованные классы с указанием роли класса в кооперации
(рис. 35, г) или анонимные классы, когда указывается только его роль
(рис. 35, д). Последний случай характерен для ситуации, когда в модели могут присутствовать несколько классов с именем “Клиент”, поэтому требуется явно указать имя соответствующего пакета База данных (рис. 35, е).
Мультиобъект (multiobject) представляет собой целое множество объектов на одном из концов ассоциации (рис. 36, а). На диаграмме кооперации мультиобъект используется чтобы показать операции и сигналы, адресованные всему множеству объектов, а не только одному. При этом стрелка сообщения относится ко всему множеству объектов, которые обозначают данный мультиобъект. На диаграмме кооперации может быть явно указано отношение композиции между мультиобъектом и отдельным объектом из его множества
(рис. 36, б).
Рис. 36 Графическое изображение мультиобъектов на диаграмме кооперации
В контексте языка UML все объекты делятся на две категории: пассивные

41
и активные. Пассивный объект оперирует только данными и не может инициировать деятельность по управлению другими объектами. В тоже время пассивные объекты могут посылать сигналы в процессе выполнения запросов,
которые они получают.
Активный объект имеет свою собственную нить управления и может инициировать деятельность по управлению другими объектами. При этом под нитью понимается поток управления, который может выполняться параллельно с другими вычислительными нитями или нитями управления в пределах одного вычислительного процесса.
В приведенном фрагменте диаграммы кооперации (рис. 37) активный объект “а: Вызывающий абонент” является инициатором процесса установления соединения для обмена информацией с другим абонентом.
Рис. 37 Активный объект (слева) на диаграмме кооперации
Составной объект (composite object) или объект-контейнер предназначен для представления объекта, имеющего собственную структуру и внутренние потоки (нити) управления. Составной объект является экземпляром составного класса (класса-контейнера), который связан отношением агрегации или композиции со своими частями. Аналогичные отношения связывают между собой и соответствующие объекты.
На диаграммах кооперации составной объект состоит из двух секций:
верхней и нижней. В верхней секции записывается имя составного объекта, а в нижней – его элементы (рис. 38), которые могут быть составными объектами.
Рис. 38 Составной объект на диаграмме кооперации
Связь (link) является экземпляром или примером произвольной ассоциации. Связь как элемент языка UML может иметь место между двумя и более объектами. Связь на диаграмме кооперации изображается отрезком прямой линии, соединяющей два прямоугольника объектов. На каждом из концов этой линии могут быть явно указаны имена ролей данной ассоциации.

42
Рядом с линией в ее средней части может записываться имя соответствующей ассоциации. Связи не имеют собственных имен, поскольку полностью идентичны как экземпляры ассоциации. Для связей не указывается также и кратность.
Применительно к диаграммам кооперации сообщения имеют некоторые дополнительные семантические особенности. Они определяют коммуникацию между двумя объектами, один из которых передает другому некоторую информацию. При этом первый объект ожидает, что после получения сообщения вторым объектом последует выполнение некоторого действия. Таким образом,
именно сообщение является причиной или стимулом для начала выполнения операций, отправки сигналов, создания и уничтожения отдельных объектов.
Связь обеспечивает канал для направленной передачи сообщений между объектами от объекта-источника к объекту-получателю.

43
систем встречаются чаще других. На таких диаграммах отображается множество классов, интерфейсов, коопераций и отношений между ними. Диаграмма классов служит для представления статической структуры модели системы в терминологии классов объектно-ориентированного программирования. Кроме того, диаграммы классов составляют основу еще двух диаграмм – компонентов и развертывания.
Диаграмма классов может отражать различные взаимосвязи между отдельными сущностями предметной области, такими как объекты и подсистемы, а также описывает их внутреннюю структуру и типы отношений.
На данной диаграмме не указывается информация о временных аспектах функционирования системы.
5.1 Компоненты диаграммы классов
Классом называется описание совокупности объектов с общими атрибутами, операциями, отношениями и семантикой. Например, класс “Стена”
описывает объекты с общими свойствами: высотой, длиной, толщиной, и т.д.
При этом конкретные стены будут рассматриваться как отдельные экземпляры класса «стена». У каждого класса есть имя, (простое или составное, к которому спереди добавлено имя пакета, в который входит класс). Имя класса в пакете должно быть уникальным. Класс реализует один или несколько интерфейсов.
Рис. 40 Простые и составные имена
Атрибут – это именованное свойство класса, включающее описание множества значений, которые могут принимать экземпляры этого класса. Класс может иметь любое число атрибутов или не иметь их вовсе. В языках высокого уровня, таких, как С++, Java, атрибуты соответствуют переменным,
объявленным в классе. Например, у любой стены есть высота, ширина и толщина. Атрибуты представлены в разделе, расположенном под именем класса;
при этом указываются их имена, и иногда начальное значение (рис. 41).
Рис. 41 Атрибуты и их класс
Операция – это некоторый сервис, который предоставляет экземпляр или объект класса по требованию своих клиентов (других объектов, в том числе и экземпляров данного класса). Класс может содержать любое число операций или не содержать их вовсе. В языках высокого уровня, таких, как С++, Java,
операции соответствуют функциям, объявленным в классе. Операцию можно