ВВедение в ИМЛ. Для чего был написан этот курс
 Скачать 3.44 Mb.
|
|
Рис. 4.4. Смысл диаграммы вполне понятен и без дополнительных объяснений. Как вы уже, конечно, догадались, на ней показана работа с веб-приложением, которое решает некую задачу в удаленной базе данных. Привлекает внимание странное расположение активностей на этой диаграмме: они как бы разбросаны по трем беговым дорожкам, каждая из которых соответствует поведению одного из трех объектов - клиента, веб-сервера и сервера баз данных. Благодаря этому легко определить, каким из объектов выполняется каждая из активностей, и неожиданно приходит понимание того, что "странность" этой диаграммы, оказывается, очень упрощает ее восприятие. Аналогия с дорожками действительно очень удачна. Именно таково официальное название элемента нотации UML, позволяющего указать распределение ролей на диаграмме активностей. Только дорожки это не беговые, а плавательные - они так и называются: swimlanes. Более формально, дорожка - часть области диаграммы деятельности, на которой отображаются только те деятельности, за которые отвечает конкретный объект. Рис. 4.5. Предназначены они для разбиения диаграммы в соответствии с распределением ответственности за действия. Имя дорожки может означать роль или объект, которому она соответствует. При использовании дорожек нотация слегка изменяется. Вот как, к примеру, выглядит диаграмма из предыдущего примера, перерисованная с использованием дорожек ( рис. 4.5 ). Кстати, дорожки могут быть не только вертикальными, но и, если вам как автору так удобнее, горизонтальными. Изображаются горизонтальные дорожки аналогично - просто поверните "обычные" дорожки на 90 градусов против часовой стрелки! Есть еще один нюанс нотации диаграмм активностей, о котором мы пока не говорили: это так называемая траектория объекта, или поток объекта ( object flow ). Суть его состоит в том, что на диаграмме деятельности можно изобразить и объекты, относящиеся к деятельности. С помощью символа зависимости (пунктирная стрелка, помните?) эти объекты можно соотнести с той деятельностью или переходом, где они создаются, изменяются или уничтожаются. Представим такую ситуацию из повседневной жизни: вы приходите в какой-нибудь фастфуд и заказываете гамбургер с колой. Что, знакомо? Во время приготовления завтрака повар создает новый объект - гамбургер. Пока вы нетерпеливо выпиваете колу, официант перемещает этот объект (подает ваш заказ). Естественно, во время завтрака вы уничтожаете этот объект. Вот как это выглядит на диаграмме ( рис. 4.6 ). Рис. 4.6. На этом можно было бы и закончить наш разговор о нотации диаграмм активностей и их отличиях от блок-схем. Если бы не одно НО. Мы говорили, что деятельность - это протяженное по времени составное действие. Составное! То есть составленное из более простых действий. Вот эти-то самые простые (атомарные) действия, а вернее, последовательность их выполнения, частенько изображают внутри деятельности в виде маленькой диаграммы активностей. Это слегка напоминает матрешку - одна (а часто и не одна) диаграмма внутри другой. Мы не будем долго говорить об этом: нашей целью было просто обратить внимание читателя на подобную возможность "вложенных" диаграмм. Мы просто покажем пример, позаимствованный нами из Zicom Mentor ( рис. 4.7 ). Рис. 4.7. Диаграмма описывает высадку пассажиров самолета, достигших пункта назначения, и посадку новых пассажиров. Предлагаем читателю самому внимательно рассмотреть эту диаграмму. Из нее, например, можно почерпнуть, что конечных состояний может быть больше одного. Кстати, кроме начального и конечного состояний есть еще конечное состояние потока (Flow final mode). От конечного состояния оно отличается вот чем: конечное состояние потока означает завершение одного потока управления, а конечное состояние говорит о завершении всех потоков управления внутри деятельности. Обозначается конечное состояние потока простым символом, напоминающим лампочку накаливания в схемах электрических цепей ( рис. 4.8 ): Рис. 4.8. Право найти примеры использования конечного состояния потока (уверяем вас, оно используется не так уж и часто), мы предоставляем читателю. Примеры использования таких диаграмм На практике диаграммы деятельности применяются в основном двумя способами: 1. Для моделирования процессов В этом случае внимание фокусируется на деятельности с точки зрения экторов, которые работают с системой. Внимательный читатель, конечно же, вспомнит, что чуть ранее мы уже говорили о применимости диаграмм деятельности для описания бизнес-процессов. В случае такого использования диаграмм деятельности активно используются траектории объектов. Действительно, вспомним наш пример с гамбургером: изменив роли и деятельности, легко представить на его месте некий документ. Ведь правда? 2. Для моделирования операций В этом случае диаграммы деятельности играют роль "продвинутых" блок-схем и применяются для подробного моделирования вычислений. На первое место при таком использовании выходят конструкции принятия решения, а также разделения и слияния потоков управления ( синхронизации ). Рассмотрим подробнее первый случай. Все мы, конечно, понимаем бизнес-процесс как последовательность неких действий, ведущую к достижению определенных бизнес-целей. Когда мы произносим это слово, в голове рождается множество ассоциаций, как то: люди, занимающие конкретные должности в управленческом аппарате (экторы), документы, которые они создают (артефакты, объекты), процесс принятия решений и передачи приказов по организационной цепочке (управляющие сигналы). Причем обычно все эти сущности связаны друг с другом просто невообразимым количеством явных и неявных связей, так что охватить взглядом целостную картину всего происходящего на предприятии обычно не так просто. А как же тогда все это моделируют? Моделируют бизнес-процессы в несколько этапов, первым из которых является разбиение их на подпроцессы. Подпроцессы, являющиеся "участками большого процесса", описать легче. А там, глядишь, и составится целое из частей. Дальше выделяют ключевые объекты (и создают для них дорожки), определяют предусловия и постусловия каждого процесса (т. е. его границы), описывают деятельности и переходы, отображают на диаграммах состояния ключевых объектов, в которые они переходят в ходе процесса. Все это звучит довольно сложно, а на практике происходит еще сложнее: ведь создается не какая-то абстрактная диаграмма, а модель реального бизнес-процесса в реальной компании, занимающейся реальным бизнесом, где цена ошибки может быть очень высока. Чтобы окончательно не запугать читателя, приведем просто пример использования диаграммы активностей для описания процесса разработки ПО в OpenUP ( рис. 4.9 ): Рис. 4.9. Выглядит, конечно, не совсем так, как мы привыкли, но все же, сомнений не остается - да, это именно диаграмма активностей. Нотация слегка отличается, но все понятно и без дополнительных пояснений. А теперь перейдем к рассмотрению моделирования операций с помощью диаграмм активностей. Как мы уже говорили, в этом случае диаграмма активностей превращается в "продвинутую" блок-схему, предоставляющую дополнительные возможности, например, отображение параллельно выполняющихся операций. Возникает соблазн попытаться выполнить кодогенерацию такой диаграммы или даже откомпилировать ее и сразу получить выполняемый файл. Поспешим отметить, что вы не одиноки в таком желании - попыток создать пакет для генерации приложений непосредственно из диаграмм UML было предпринято множество. Некоторые даже оказались более-менее удачными - вспомним, например, Rational Rose Real Time. Таким образом, при моделировании операций UML становится языком визуального программирования! Приведем пример моделирования одной из базовых алгоритмических конструкций, например, цикла с постусловием (): Рис. 4.10. Ну что, почувствовали себя опять студентом? Советы по построению диаграмм активностей Процесс построения диаграммы активностей можно описать в виде последовательности таких действий: 1. Составление перечня деятельностей в системе Как исходные данные для этой операции хорошо подходит список прецедентов (или список операций - см. два способа использования диаграмм деятельности). Дополняться диаграммой активности может каждый сценарий использования. Можно также попытаться описать связь между ними. 2. Принятие решения о необходимости построения диаграммы деятельностей Несмотря на то что вы уже начали работу в этом направлении, вы все же можете решить отказаться от продолжения построения диаграммы деятельностей. Причины тому могут быть различными, например, система одномоментно меняет свои состояния (как светофор) или ее поведение достаточно очевидно. (Помните пример с циклом с постусловием? Наверняка многие читатели подумали: "Зачем моделировать такие простые и очевидные вещи?". Теперь вы знаете зачем - чтобы показать нецелесообразность этого.) 3. Определение зависимостей между деятельностями Для каждой активности нужно найти активности, непосредственно предшествующие (и следующие за ней тоже), то есть активности, без выполнения которых поток управления не может перейти к данной деятельности. 4. Выделение параллельных потоков деятельностей Выделите активности, имеющие общих предшественников. Зачем - думаем, и так понятно. 5. Определение условий переходов Сформулируйте выражения, которые могут принимать только два значения - "истинно" или "ложно", соответствующие альтернативным потокам управления. Теперь вы знаете, что писать рядом с символами принятия решений! 6. Уточните сложные деятельности Повторите пункты 1-6 для каждой из деятельностей (при необходимости). Помните пример с посадкой/высадкой пассажиров самолета? Присмотритесь внимательно, возможно, в проектируемой вами диаграмме тоже будет нелишним применить "принцип матрешки". А как это работает на практике? Да легко! Рассмотрим, например, моделирование пословицы "После драки кулаками не машут": 1. Выделяем деятельности: драться, махать кулаками. 2. Следует ли строить диаграмму в этом случае? Вообще-то нет. Но ведь это пример! 3. Определяем зависимости между деятельностями: размахивание кулаками не происходит после драки. 4. Определяем параллельные деятельности: вроде бы тут таких не наблюдается... 5. Определяем условия переходов: драка состоялась? Если "нет", то машем кулаками, если "да", то нет. 6. Уточняем сложные деятельности: при драке машут не только кулаками, но и ногами. А еще можно пинаться головой и использовать подручные средства, мебель, например. Плюс можно выделить еще подготовительные деятельности (выбор места для нападения) и завершающие (вынос раненых). Посмеялись? А теперь попробуйте все это смоделировать. Правда, легко? Ведь все уже разложено по полочкам - только рисуй! А что относительно процесса построения диаграмм активностей говорят классики? Тот же Буч, например, писал: Создавая диаграммы деятельности, не забывайте, что они лишь моделируют срез некоторых динамических аспектов поведения системы. С помощью единственной диаграммы деятельности никогда не удастся охватить все динамические аспекты системы. Вместо этого следует использовать разные диаграммы деятельности для моделирования динамики рабочих процессов или отдельных операций. Что ж, напутствия сделаны, цитата классика приведена. На этом можно и заканчивать. И все же хотелось бы еще раз напомнить о том, что UML в целом и диаграммы активностей в частности обладают немалыми выразительными средствами, позволяющими не только моделировать сложные бизнес-системы, но и рассказывать сказки, стихи, шутить. Да, вы догадались правильно: мы хотим привести еще пару примеров с сайта шуток на UML ( http://www.umljokes.com ). Первый пример - это незабвенный шекспировский монолог Гамлета на UML (). Рис. 4.11. Второй пример - это подход к решению разнообразнейших проблем, знакомый многим из нас. Как видим, в мире он широко известен и пользуется популярностью не только в постсоветских странах (). Рис. 4.12. Выводы • Диаграммой деятельности можно дополнить любой элемент модели, имеющий динамическое поведение. • Диаграммы деятельности являются частным случаем диаграммы состояний. • В отличие от блок-схем, диаграммы деятельности могут отображать одновременно выполняемые действия. • На диаграммах активности можно использовать плавательные дорожки, распределяющие деятельности в соответствии с ролями (объектами), их выполняющими. • Траектория объекта позволяет показать объекты, относящиеся к деятельности, и моменты переходов этих объектов из одного состояния в другое. • Сложные деятельности можно дополнительно детализировать, разбив на действия и изобразив "диаграмму в диаграмме". • Диаграммы деятельностей можно использовать для проектирования процессов (например, бизнес-процессов) или операций (вычислений). Во втором случае UML выступает в роли визуального языка программирования. Контрольные вопросы • Какие еще виды диаграмм (кроме диаграмм активностей) можно использовать для моделирования динамики системы? • Чем диаграммы деятельности отличаются от блок-схем? Какие преимущества это сулит разработчикам? • Что такое траектория объекта? • Чем конечное состояние потока отличается от конечного состояния деятельности? • Чем моделирование процессов отличается от моделирования операций? • Применимы ли диаграммы деятельности безотносительно к ООП? Лекция 6: Диаграммы взаимодействия: крупным планом Аннотация: Мы уже познакомились с диаграммами UML нескольких видов. Одни из них описывают систему со статической точки зрения, например, диаграмма классов. Другие - с точки зрения описания поведения системы, ее динамики, например, диаграмма активностей. Еще одним типом диаграмм, описывающих поведенческие аспекты системы, являются диаграмма состояний (о которой мы в этом курсе говорить не будем, т. к. рассмотрение диаграмм состояний выходит за рамки теста UM0-100) и диаграммы взаимодействия, к которым относятся диаграммы последовательностей (Sequence Diagram) и кооперации (Cooperation Diagram). Вот о них-то мы сейчас и поговорим. В этой лекции мы рассмотрим такие вопросы: диаграммы взаимодействия и их место среди других диаграмм UML; диаграммы последовательностей и их нотация, диаграммы кооперации и их нотация Рекомендации по построению диаграмм взаимодействия. Диаграммы взаимодействия и их место среди других диаграмм UML. Смысл диаграмм взаимодействия интуитивно нам, конечно же, понятен. Однако посмотрим, что о таких диаграммах говорили классики, например Буч. А вот что: 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). Несмотря на то величайшее уважение, которое мы питаем к Г. Бучу, это определение не кажется нам уж очень удачным. Хотя суть понятия оно передает. Наиболее важное слово в этом определении - это слово "сообщения". Действительно, как люди программирующие, мы понимаем, что взаимодействие-то как раз и состоит в обмене сообщениями между объектами! И к вопросу о сообщениях мы в этой лекции еще не раз вернемся. А пока же посмотрим, что Буч говорит дальше. А дальше он объясняет, что такое диаграммы кооперации и последовательностей. Диаграмма последовательностей - диаграмма взаимодействия, в которой основной акцент сделан на упорядочении сообщений во времени. Диаграмма кооперации - диаграмма взаимодействий, в которой основной акцент сделан на структурной организации объектов, посылающих и получающих сообщения. То есть диаграмма последовательности описывает (и именно поэтому так и называется) последовательность, в которой объекты отправляют и получают сообщения, а диаграмма кооперации - это аналог диаграммы последовательностей, который тоже показывает обмен сообщениями между объектами, но акцентирует внимание на ролях, которые объекты играют во взаимодействии. Эти два типа диаграмм вообще-то взаимозаменяемы, и решение, какую именно из них использовать в каждом конкретном случае, каждый проектировщик принимает исходя из личных предпочтений. Например, автор этих строк считает диаграммы последовательностей более понятным и более выразительным способом моделирования взаимодействий. Ваше мнение может быть противоположным. А какое же место диаграммы взаимодействия занимают среди других диаграмм UML? На этот вопрос можно ответить двояко. Можно просто говорить о построении диаграмм взаимодействия как об определенном этапе в процессе моделирования. А можно вспомнить о фазах жизненного цикла разработки ПО и посмотреть, где же диаграммы взаимодействия окажутся в таком случае. Да, кстати, кто помнит, какая диаграмма UML наилучшим образом подходит для описания процессов? Хм, что-то не видно леса рук... Ах да, видим одну руку - девушка, сидящая в дальнем углу зала, за колонной... Правильно! Диаграмма активностей. Что ж, попробуем нарисовать диаграмму активностей, описывающую процесс построения модели системы. Вот вариант такой диаграммы, предложенный одним из наших студентов ( рис. 5.1 ): Рис. 5.1. М-да, не совсем диаграмма и не совсем активностей. Но все же она показывает то, что мы хотели показать, а именно, что диаграммы взаимодействия строятся после того, как описана структура системы (диаграмма классов, диаграмма компонентов), способы ее взаимодействия с внешним миром (диаграмма прецедентов) и алгоритмы действий, выполняющихся в системе (диаграмме активностей). Это как бы последний штрих, уточнение того, как именно ведет себя система путем изображения взаимодействия объектов внутри ее. Для того же, чтобы показать место диаграмм взаимодействия в жизненном цикле разработки ПО, нарисуем еще одну "псевдодиаграмму". Правильнее было бы сказать, что та диаграмма, которую вы сейчас увидите ( рис. 5.2 ), показывает, какие артефакты разработки документируются какими диаграммами. |