Файл: ТРПО-лекции.pdf

Скачано с сайта http://ivc.clan.su

доставляет возможность создавать и разбираться в правильно построенных моделях, но не говорит какие модели и когда нужно создавать.

Разработка UML началась в компании Rational Software в 1995 году с объединения метода Booch’93 Гради Буча, техники объектного моделирования OMT (Object Modeling Technique) Айвара Якобсона и методологии объектно-ориентированной разработки программного обеспечения Objectory, или OOSE (Object-Oriented Software Engineering) Джима Рамбо.

В 1997 году язык UML утверждѐн консорциумом по технологии манипулирования объектами OMG в качестве открытого стандарта UML 1.1 (http://www.omg.org/uml) для представления объектно-ориентированных моделей. В 2004 году одобрен второй выпуск UML 2.0.

UML – язык для визуализации, специфицирования, конструирования и документирования компонентов программных средств.

UML – язык визуализации (зрительного восприятия). Для многих программистов время между обдумыванием и написанием кода равно нулю. Код получается прекрасный, но программист при этом моделирует в уме. В связи с этим возникает несколько проблем, которые можно решить, используя UML:

1.Проблема чтения кода. Существуют некоторые вещи в ПС, которые невозможно понять по тексту кода (даже хорошо прокомментированного). UML – графический язык и, следовательно, решает проблему.

2.Проблема потери информации. Если разработчик уничтожил часть кода и никогда не записывал в каком-либо виде модель, тогда этот код будет утрачен навсегда. UML обеспечивает восстановление кода по модели.

3.Проблема интерпретации модели. Как правило, в проектной группе вырабатывается некоторый внутренний язык (совершенно непонятный извне). UML обладает корректно-определѐнной семантикой и, поэтому, разные разработчики будут одинаково трактовать модель.

UML – язык специфицирования. Он позволяет определить все важные решения по анализу, проектированию и реализации, которые принимаются в процессе создания и внедрения ПС.

UML – язык конструирования. Созданные с его помощью модели могут быть переведены на различные языки программирования. Модель можно отобразить на такие языки, как C++, Java, Visual Basic и даже на таблицы реляционной базы данных.

Возможно как прямое (forward engineering), так и обратное (reverse engineering)

отображение.

UML – язык документирования. При создании ПС создаѐтся много вторичных по отношению к исполняемому коду продуктов: требования к системе, архитектура системы, проект, исходный код, проектные планы, тесты, прототипы, версии. UML предоставляет возможности документирования принятых решений.

Довбуш Г.Ф., ПГУПС, кафедра ИВС, 2010/2011

Скачано с сайта http://ivc.clan.su

Язык UML предназначен, прежде всего, для разработки программных средств. Его использование наиболее эффективно в следующих областях:

−информационные системы масштабов предприятия;

−транспорт, в том числе железнодорожный;

−банковские и финансовые услуги;

−распределѐнные Web-системы;

−оборонная промышленность, авиация и космонавтика;

−розничная торговля;

−медицинская электроника;

−телекоммуникации;

−наука.

Структура UML включает следующее:

1.Строительные блоки – основные элементы, отношения и диаграммы.

2.Общие механизмы – пути для достижения определѐнных целей.

3.Архитектура – представление системной архитектуры.

1.1. Строительные блоки UML

В UML задействованы три вида блоков:

1.Сущности (things).

2.Отношения (relationships).

3.Диаграммы (diagrams).

1.1.1. Сущности

Сущность – это абстракция, являющаяся основным элементом UML-модели.

На рис. 1-1 показаны графические обозначения некоторых сущностей.

Рис. 1-1. Графические

обозначения сущностей в UML

Все сущности можно разделить на следующие группы:

Довбуш Г.Ф., ПГУПС, кафедра ИВС, 2010/2011

Скачано с сайта http://ivc.clan.su

–Структурные сущности. Представляют статические части модели. Структурными сущностями являются: класс (class), интерфейс (interface), актѐр

(actor), прецедент (use case), компонент (component), узел (node).

–Поведенческие сущности. Представляют динамические части UML-модели. К поведенческим сущностям относятся: взаимодействия (interaction), дея-

тельности (activity), автоматы (state machine).

–Группирующая сущность – пакет (package). Объединяет семантически связанные элементы UML-модели в единое целое.

–Аннотационная сущность – примечание (note). Добавляется к UML-модели для записи специальных уточняющих сведений.

Класс – class

Класс – это описание набора объектов с общими атрибутами, операциями и семантикой.

Графически класс изображается в виде разделѐнного на три части прямоугольника (рис.1-2), где записаны его имя, атрибуты и операции.

Рис. 1-2. Графическое изображение класса

Объединение объектов в классы вводит в процесс разработки ПС абстракцию. Цель абстракции – ограничить универсальность, всеобщность понятия (вещи).

Абстракция – это наиболее существенные характеристики объекта, которые отличают его от всех других видов объектов и чѐтко определяют особенности данного объекта с точки зрения дальнейшего анализа.

Абстракция концентрирует внимание на внешних свойствах объекта и позволяет отделить существенные особенности поведения от деталей их реализации. Такое разделение поведения от реализации называется барьером абстракции, который основывается на двух принципах:

1.Принцип наименьшей выразительности, по которому абстракция должна охватывать лишь самую суть объекта, не больше (но и не меньше).

2.Принцип минимизации связей, когда интерфейс объекта содержит только существенные аспекты поведения.

Следует заметить, что на разных этапах создания ПС разработчики имеют дело с разными классами:

Довбуш Г.Ф., ПГУПС, кафедра ИВС, 2010/2011

Скачано с сайта http://ivc.clan.su

−на этапе анализа ПС классы – это концептуальные абстракции, являющиеся частью предметной области;

−на этапе проектирования – логические (программные) абстракции;

−на этапе реализации – это классы выбранного для реализации логических абстракций языка программирования.

Одна из целей разработки ПС заключается в том, что необходимо описать классы/объекты, составляющие в совокупности проектируемую систему.

Основными характеристиками класса/объекта являются:

1.Уникальное имя. Позволяет отличить объекты друг от друга.

2.Атрибут – именованное свойство объектов класса. Каждый атрибут имеет своѐ значение для каждого объекта. Среди атрибутов различают:

−статические (условно постоянные свойства);

−динамические (условно переменные свойства);

−производные (вычисляемые свойства), значения которых определяются при помощи значений статических и динамических атрибутов объекта.

3.Состояние объекта – ситуация в ходе жизни объекта, в течение которой он удовлетворяет некоторому условию, выполняет некоторую деятельность или ожидает некоторого события. Выражается состояние всеми текущими значениями объекта. При изменении значений атрибутов меняется состояние.

4.Поведение – это то, как объект действует и реагирует (то есть, как он меняет своѐ состояние). Поведение выражается в терминах состояния объекта и передачи сообщений. Поведение может изменять состояние. Понятие сообщение совпадает с понятием операция.

5.Операция – действие, которое должен выполнить объект для реализации своего поведения, или сервис, который может быть востребован одним объектом у другого. У каждой операции есть свой объект-получатель, то есть объект, для которого операция применяется. Операция может иметь дополнительные аргументы, которые еѐ параметризуют. Некоторые операции могут приобретать разные формы в различных классах, такие операции называют полиморфными. К стереотипным операциям для всех классов относятся следующие операции:

−создать и инициировать (create and initialize) объект.

−удалить (delete) объект.

−получить (get…) значение атрибута.

−установить (set…) значение атрибута.

−добавить объект (add…) – добавить связь с другим объектом.

−исключить объект (remove…) – исключить связь с другим объектом.

Кнаиболее распространѐнным операциям относятся:

−модификатор – операция, которая меняет состояние объекта.

−запрос (селектор) – операция, которая считывает состояние объекта, но не меняет состояние.

Довбуш Г.Ф., ПГУПС, кафедра ИВС, 2010/2011

Скачано с сайта http://ivc.clan.su

−итератор – операция, которая позволяет организовать доступ ко всем частям объекта-контейнера для последующего их использования в строго определѐнной последовательности (например, просмотр очереди).

−преобразование – операция, производящая объект другого типа.

6.Метод – конкретная реализация операции.

Для выбора кандидатов в объекты можно воспользоваться списком категорий понятий из табл. 1-1.

Актѐр – actor

Актѐр – это любая сущность, которая взаимодействует с системой извне.

Графическое изображение актѐра показано на рис. 1-3.

Рис. 1-3. Графическое изображение актѐра

Довбуш Г.Ф., ПГУПС, кафедра ИВС, 2010/2011