Geum.ru

Учебное пособие для студентов среднего профессионального образования специальности 080802 «Прикладная информатика» Санкт-Петербург 2010 пояснительная записка

Вид материалаУчебное пособие

Содержание


3.2. Унифицированный язык моделирования uml
Унифицированный язык моделирования UML (Unified Modeling Language)
3.3. Варианты использования
Вариант использования
Действующее лицо (actor)
Подобный материал:
1   ...   6   7   8   9   10   11   12   13   14
^

3.2. УНИФИЦИРОВАННЫЙ ЯЗЫК МОДЕЛИРОВАНИЯ UML


Большинство существующих методов объектно-ориентированного анализа и проектирования (ООАП) включают как язык моделирования, так и описание процесса моделирования. Язык моделирования – это нотация (в основном графическая), которая используется методом для описания проектов. Нотация представляет собой совокупность графических объектов, которые используются в моделях; она является синтаксисом языка моделирования. Например, нотация диаграммы классов определяет, каким образом представляются такие элементы и понятия, как класс, ассоциация и множественность. Процесс – это описание шагов, которые необходимо выполнить при разработке проекта.

^ Унифицированный язык моделирования UML (Unified Modeling Language) – это преемник того поколения методов ООАП, которые появились в конце 80-х и начале 90-х гг. Создание UML фактически началось в конце 1994 г., когда Гради Буч и Джеймс Рамбо начали работу по объединению методов Booch и ОМТ (Object Modeling Technique) под эгидой компании Rational Software. К концу 1995 г. они создали первую спецификацию объединенного метода, названного ими Unified Method, версия 0.8. Тогда же, в 1995 г., к ним присоединился создатель метода OOSE (Object-Oriented Software Engineering) Ивар Якобсон. Таким образом, UML является прямым объединением и унификацией методов Буча, Рамбо и Якобсона, однако дополняет их новыми возможностями. Главными в разработке UML были следующие цели:
  • предоставить пользователям готовый к использованию выразительный язык визуального моделирования, позволяющий разрабатывать осмысленные модели и обмениваться ими;
  • предусмотреть механизмы расширяемости и специализации для расширения базовых концепций;
  • обеспечить независимость от конкретных языков программирования и процессов разработки;
  • обеспечить формальную основу для понимания этого языка моделирования (язык должен быть одновременно точным и доступным для понимания, без лишнего формализма);
  • стимулировать рост рынка объектно-ориентированных инструментальных средств;
  • интегрировать лучший практический опыт.

Язык UML находится в процессе стандартизации, проводимом OMG (Object Management Group) – организацией по стандартизации в области объектно-ориентированных методов и технологий, в настоящее время принят в качестве стандартного языка моделирования и получил широкую поддержку в индустрии ПО. Язык UML принят на вооружение практически всеми крупнейшими компаниями – производителями ПО (Microsoft, IBM, Hewlett-Packard, Oracle, Sybase и др.). Кроме того, практически все мировые производители CASE-средств, помимо Rational Software (Rational Rose), поддерживают UML в своих продуктах (Paradigm Plus 3.6, System Architec, Microsoft Visual Modeler for Visual Basic, Delphi, PowerBuilder и др.). Полное описание UML можно найти на сайтах org, nal.com и om. Описание UML на русском языке содержится в книге М. Фаулера и К. Скотта, в дальнейшем изложении терминология языка соответствует данному переводу.

Создатели UML представляют его как язык для определения, представления, проектирования и документирования программных систем, организационно-экономических, технических и др. UML содержит стандартный набор диаграмм и нотаций самых разнообразных видов. Стандарт UML версии 1.1, принятый 0MG в 1997 г., предлагает следующий набор диаграмм для моделирования:
  • диаграммы вариантов использования (use case diagrams) – для моделирования бизнес-процессов организации (требований к системе);
  • диаграммы классов (class diagrams) – для моделирования статической структуры классов системы и связей между ними;
  • диаграммы поведения системы (behavior diagrams);
  • диаграммы взаимодействия (interaction diagrams) – для моделирования процесса обмена сообщениями между объектами. Существуют два вида диаграмм взаимодействия:

диаграммы последовательности (sequence diagrams);

кооперативные диаграммы (collaboration diagrams);
  • диаграммы состояний (statechart diagrams) – для моделирования поведения объектов системы при переходе из одного состояния в другое;
  • диаграммы деятельностей (activity diagrams) – для моделирования поведения системы в рамках различных вариантов использования или моделирования деятельностей;
  • диаграммы реализации (implementation diagrams):
  • диаграммы компонентов (component diagrams) – для моделирования иерархии компонентов (подсистем) системы; диаграммы размещения (deployment diagrams) – для моделирования физической архитектуры системы.
^

3.3. 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. Ивар 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. 3.1 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.

^ Действующее лицо (actor) – это роль, которую пользователь играет по отношению к системе. На рис. 3.1 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. 3.1): "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 конкретного клиента, процесс, связанный с данным вариантом использования, не может выполняться обычным образом и должен претерпеть некоторое изменение. Такое изменение можно предусмотреть в рамках основного варианта использования Заключить сделку. Однако такой подход может привести к загромождению варианта использования разной "побочной" логикой, за которой теряется его "нормальная" логика. Другой способ учесть изменение – это поместить нормальный процесс в рамки одного варианта использования, а все отклонения от него – в другие варианты. Связь "использование" применяется в тех ситуациях, когда имеется какой-либо фрагмент поведения системы, который повторяется более чем в одном варианте использования, и нет необходимости копировать его описание в каждом из этих вариантов. Например, варианты Проанализировать риск и Договориться о цене требуют оценки стоимости сделки. Таким образом, создается отдельный вариант использования под названием Оценка стоимости, и предыдущие два варианта будут на него ссылаться.

Отметим сходства и различия между связями "расширение" и "использование". Оба они предполагают выделение общих фрагментов поведения из нескольких вариантов использования в единственный вариант, который "используется" или "расширяет" несколько других вариантов. С другой стороны, в каждом случае это делается с различными целями.

Два типа связей подразумевают различный смысл связей с действующими лицами. В случае "расширения" у действующих лиц имеется связь с основным вариантом использования. При этом предполагается, что данное действующее лицо реализует как основной вариант использования, так и все его расширения. В случае применения связи "использование" действующие лица, связанные с общим вариантом использования, как правило, отсутствуют. Даже если 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.