Файл: Моделирование предметной области «Управление логистикой» с помощью UML.pdf

2.1. Выбор средства для моделирования предметной области решаемой задачи

В настоящее время унифицированный язык моделирования UML [5] является визуальным языком моделирования, который позволяет системным архитекторам представить свое видение системы в стандартной и легкой для понимания форме. Кроме того, UML представляет эффективный механизм совместного использования проектных решений и взаимодействия разработчиков друг с другом.

В рамках языка UML все представления о модели сложной системы фиксируются в виде специальных графических конструкций, получивших название диаграмм. В терминах языка UML определены следующие виды диаграмм:

• • Диаграмма вариантов или прецедентов использования (use case diagram)
  • Диаграмма классов (class diagram)
  • Диаграммы поведения (behavior diagrams)
  • Диаграмма состояний (statechart diagram)
  • Диаграмма деятельности (activity diagram)
  • Диаграммы взаимодействия (interaction diagrams)
  • Диаграмма последовательности (sequence diagram)
  • Диаграмма кооперации (collaboration diagram)
  • Диаграммы реализации (implementation diagrams)
  • Диаграмма компонентов (component diagram)
  • Диаграмма развертывания (deployment diagram)

Перечень этих диаграмм и их названия являются каноническими в том смысле, что представляют неотъемлемую часть графической нотации языка UML. Каждая из этих диаграмм детализирует и конкретизирует различные представления о модели сложной системы в терминах языка UML.

Также стоит добавить, что не всегда обязательно строить абсолютно все диаграммы, разработчик сам решает – устраивает ли его данный уровень детализации, нужно ли рассмотреть систему или ее часть с «другого вида», достаточно ли подробно рассмотрены самые «сложные и скользкие моменты». Т.е. инструменты, поддерживающие UML и предназначенные для моделирования ПО, позволяют еще на этапе разработки проверить архитектурные решения, полноту модели, ее корректность, для того, чтобы, в том числе, уменьшить риск «провала» проекта. Опишем некоторые из графических диаграмм, построенных при разработке нашей системы.

Jude Community – мощное средство для проектирования программных комплексов любой сложности. С его помощью можно провести весь цикл разработки программы – от идеи до генерации кода. Серьезным преимуществом данной программы является ее свободное распространение.

Преимущества от использования:

- унифицированное средство общения между разработчиками;

- ускорение разработки;

- увеличение продуктивности.

Поскольку проектируемый АРМ будет состоять из программного приложения и базы данных, целесообразным является разработать диаграмму вариантов использования, диаграммы последовательностей и кооперативную диаграмму средствами JUDE. Разработка базы данных будет производится специализированным case-средством с возможностью генерации исходного кода – ER Win.

То, что пакет позволяет создавать сложные программные системы от замысла до создания исходного кода, привлекает не только проектировщиков, но программистов – разработчиков. В сочетании со средствами документирования он дает полное представление о проекте. Выделим следующие преимущества от применения этого пакета:

• сокращение время разработки;
• уменьшение ручного труда, увеличение продуктивности;
• улучшение потребительских качеств создаваемых программ;
• способность вести большие проекты или группу проектов;
• позволяет быть языком общения между различными разработчиками.

В виду того, что разрабатываемая система представляет собой создание БД, то не стоят задачи полной разработки автоматизации процесса моделирования, т.е. написание кодов программ при помощи Rational Rose. Решение поставленных задач позволяют не пользоваться этим на данной точке проектирования, но в свою очередь является полезной стартовой площадкой для возможного дальнейшего использования данного разработанного проекта для внедрения в состав какого-либо другого программного продукта. Построенные модели помогают точнее понять задачи, которые должна выполнять система и являются понятным средством общения с заказчиком или в дальнейшей работе с другими разработчиками. Рассмотрим сначала функциональную модель нашей системы. Наша система имеет ряд пользователей, объединенных определенными задачами, что позволяет нам разделить систему на несколько подсистем и описать их по отдельности, не создавая большого объема и избыточности. Рассмотрим некоторые из диаграмм, которые активно помогли мне в определении большинства тех вещей, которые будет выполнять данная информационная система.

Диаграмма вариантов использования

Разработка данной диаграммы преследует следующие цели:

• Определить общие границы и контекст моделируемой предметной области на начальных этапах проектирования системы
• Сформулировать общие требования к функциональному поведению проектируемой системы.
• Разработать исходную концептуальную модель системы для ее последующей детализации в форме логических и физических моделей.
• Подготовить исходную документацию для взаимодействия разработчиков системы с ее заказчиками и пользователями.

Суть данной диаграммы состоит в следующем: проектируемая система представляется в виде множества сущностей или актеров, взаимодействующих с системой с помощью так называемых вариантов использования. При этом актером или действующим лицом называется любая сущность, взаимодействующая с системой извне. Это может быть человек, техническое устройство, программа или любая другая система, которая может служить источником воздействия на моделируемую систему так, как определит сам разработчик. В свою очередь вариант использования служит для описания сервисов, которые система предоставляет актеру. При этом ничего не говорится о том, каким образом будет реализовано взаимодействие актеров с системой.

Диаграммы состояний определяют все возможные состояния, в которых может находится конкретный объект, а также процесс смены состояний объекта в результате наступления некоторого события. Существует много форм диаграмм состояний, незначительно отличающихся друг от друга семантикой.

На диаграмме состояний может быть одно и только одно начальное состояние. В то же время может быть столько конечных состояний, сколько вам нужно, или их может не быть вообще. Когда объект находится в каком-то конкретном состоянии, могут выполняться различные процессы.

Процессы, происходящие в этот момент, когда объект находится в определенном состоянии, называются действиями (actions).

С состоянием можно связывать следующие данные: деятельность, входное действие, выходное действие и событие.

Деятельность (activity) - это поведение, реализуемое объектом, пока он находится в данном состоянии. Деятельность изображают внутри самого состояния; ее обозначению должно предшествовать слово do (делать) и двоеточие.

Входное действие (entry action) - это поведение, которое выполняется, когда объект переходит в данное состояние. Входное действие также показывают внутри состояния, его обозначению предшествуют слово entry (вход) и двоеточие.

Выходное действие (exit action) подобно входному. Однако оно осуществляется как составная часть процесса выхода из данного состояния. Выходное действие изображают внутри состояния, его опи­санию предшествуют слово exit (выход) и двоеточие.

Переходом (transition) называется перемещение объекта из одного состояния в другое. На диаграмме все переходы изображают в виде стрелки, начинающейся на первоначальном состоянии и заканчивающейся последующим.

Переходы могут быть рефлексивными. Объект может перейти в то же состояние, в котором он в настоящий момент находится. Рефлексивные переходы изображают в виде стрелки, начинающейся и завершающейся на одном и том же состоянии

Диаграммы активности (деятельности) частный случай диаграмм состояний. Каждое состояние есть выполнение некоторой операции и переход в следующее состояние. Диаграммы деятельности особенно полезны в описании поведения, включающего большое количество параллельных процессов. Самым большим достоинством диаграмм деятельностей является поддержка параллелизма. Благодаря этому они являются мощным средством моделирования потоков работ и, по существу, параллельного программирования. Самый большой их недостаток заключается в том, что связи между действиями и объектами просматриваются не слишком четко.

Средства Rational Rose позволяют для описания функциональной системы воспользоваться графическим редактором для построения Activity диаграмм (деятельности).

Диаграммы взаимодействия (interaction diagrams) описывают поведение взаимодействующих групп объектов. Каждая диаграмма описывает поведение объектов в рамках только одного прецедента. На диаграмме изображаются объекты и те сообщения, которыми они обмениваются между собой. Определяют три типа сообщений:

• информационные (informative) – сообщения, снабжающие объект-получатель информацией для обновления его состояния;
• сообщения – запросы (interrogative) – сообщения, запрашивающие выдачу информации об объекте-получателе;
• императивные (imperative) – сообщения, запрашивающие у объекта-получателя выполнение действия.

Существует два вида диаграмм взаимодействия:

• последовательности (sequence diagrams);
• кооперативные (collaboration diagrams).

На диаграмме последовательности объект изображается в виде прямоугольника на вершине пунктирной вертикальной линии. Эта вертикальная линия называется линией жизни (lifeline) объекта. Она представляет собой фрагмент жизненного цикла объекта в процессе взаимодействия.

2.2 Моделирование предметной области решаемой задачи с использованием объектно-ориентированного подхода к проектированию

На каждой площадке должен быть оперативный резерв вычислительной техники и комплектующих - значит необходимо спроектировать модуль, с помощью которого можно будет оперативно, в реальном времени отслеживать наличие резерва. Наличие должно отслеживаться по каждой площадке отдельно и по категориям техники (системные блоки, мониторы, принтеры лазерные, принтеры матричные и т. д.). Диаграмма представлена на рис 2.1.

Рис. 2.1. Диаграмма вариантов использования модуля «Резерв»

На каждой площадке для ее нормального функционирования должны быть расходные материалы, соответственно, для своевременного снабжения (для своевременного заказа машины в гараже или при наличии уже заказанного рейса для комплектации в полном объеме отправки) - необходимо спроектировать модуль для регистрации заявок по расходным материалам руководителями удаленных площадок, просмотра и закрытия (в случае удовлетворения) этих заявок инженером по снабжению. Модуль должен содержать общее количество в остатке на складе, историю выдачи расходных материалов по площадкам и по категориям. Диаграмма представлена на рис. 2.2.

Рис. 2.2. Диаграмма вариантов использования модуля «ЗИП»

На каждой площадке скапливается неисправная техника и комплектующие, ожидающие отправки или уже отправленные в ремонт - соответственно необходим модуль, реализующий контроль за ходом ремонта, путем регистрации руководителем площадки заявки на ремонт (с внесением всех актуальных данных о балансовой единице, нуждающейся в ремонте) и далее внесением инженером по снабжению необходимых пометок о ходе ремонта. Модуль должен хранить историю ремонтов техники. Диаграмма представлена на рис. 2.3.

Рис. 2.3. Диаграмма вариантов использования модуля «Ремонт»

Дополнительные требования к АРМу: разграничение уровней доступа (в частности руководитель площадки должен иметь права на регистрацию и просмотр заявок, а инженер по снабжению права на закрытие заявок и т.п.).

Диаграмма вариантов использования (Use case diagram)

Данный тип диаграмм позволяет сделать анализ бизнес-процессов, отображая приложение в статическом состоянии. В диаграмме описываются только функции, выполняемые актерами. Актером является пользователь, выполняющий определенную роль в системе.

Рис.2.4. Диаграмма вариантов использования.

Диаграммы взаимодействия (interaction diagrams)

Диаграмма взаимодействия - это диаграмма, на которой представлено взаимодействие, состоящее из множества объектов и отношений между ними, включая и сообщения, которыми они обмениваются. Этот термин применяется к видам диаграмм с акцентом на взаимодействии объектов (диаграммах кооперации, последовательности и деятельности).