Методические указания. МУ К ПЗ ТРПО ПКС. Методические указания по выполнению практических работ учебной дисциплины мдк 03. 01 Технология разработки программного обеспечения
 Скачать 5.82 Mb.
|
|
Тема 1.3. Унифицированный язык моделирования UML Практическое занятие 5. Тема: Построение диаграммы вариантов использования. Цель работы: изучение основ создания диаграмм прецедентов (вариантов использования) на языке UML. Продолжительность занятия: 2 часа. Оснащение: Персональный компьютер, программа Microsoft Word, MS Visio, методические указания к практическим занятиям. Методические указания по выполнению работы: изучить краткие теоретические материалы по теме практического занятия (Л1: р.2, гл.1, п.1.1-1.3 с. 74-87); изучить условие задания практического занятия; при выполнении работы соблюдать последовательность действий; оформить отчет по практической работе Теоретические сведения Разработка диаграммы вариантов использования преследует цели: 1. Определить общие границы и контекст моделируемой предметной области на начальных этапах проектирования системы. 2. Сформулировать общие требования к функциональному поведению проектируемой системы. 3. Разработать исходную концептуальную модель системы для ее последующей детализации в форме логических и физических моделей. 4. 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 (actor) 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 (usecase) служит для описания сервисов, которые система предоставляет актеру. Другими словами, каждый вариант использования определяет некоторый набор действий, совершаемый системой при диалоге с актером. При этом ничего не говорится о том, каким образом будет реализовано взаимодействие актеров с системой. В самом общем случае, диаграмма вариантов использования представляет собой граф специального вида, который является графической нотацией для представления конкретных вариантов использования, актеров, возможно некоторых интерфейсов, и отношений между этими элементами. Вариант использования (use case) – конструкция или стандартный элемент языка UML, который применяется для спецификации общих особенностей поведения системы или любой другой сущности предметной области без рассмотрения внутренней структуры этой сущности. Каждый вариант использования определяет последовательность действий, которые должны быть выполнены проектируемой системой при взаимодействии ее с соответствующим актером. Диаграмма вариантов может дополняться пояснительным текстом, который раскрывает смысл или семантику составляющих ее компонентов. Такой пояснительный текст получил название примечания или сценария. Отдельный вариант использования обозначается на диаграмме эллипсом, внутри которого содержится его краткое название или имя в форме глагола с пояснительными словами.  Актер (actor) представляет собой любую внешнюю по отношению к моделируемой системе сущность, которая взаимодействует с системой и использует ее функциональные возможности для достижения определенных целей или решения частных задач. При этом актеры служат для обозначения согласованного множества ролей, которые могут играть пользователи в процессе взаимодействия с проектируемой системой. Каждый актер может рассматриваться как некая отдельная роль относительно конкретного варианта использования. Стандартным графическим обозначением актера на диаграммах является фигурка «человечка», под которой записывается конкретное имя актера.  Интерфейс (interface) служит для спецификации параметров модели, которые видимы извне без указания их внутренней структуры. В языке UML интерфейс является классификатором и характеризует только ограниченную часть поведения моделируемой сущности. Применительно к диаграммам вариантов использования, интерфейсы определяют совокупность операций, которые обеспечивают необходимый набор сервисов или функциональности для актеров. Интерфейсы не могут содержать ни атрибутов, ни состояний, ни направленных ассоциаций. Они содержат только операции без указания особенностей их реализации. На диаграмме вариантов использования интерфейс изображается в виде маленького круга, рядом с которым записывается его имя.  В качестве имени может быть существительное, которое характеризует соответствующую информацию или сервис (например, «датчик», «сирена», «видеокамера»), но чаще строка текста (например, «запрос к базе данных», «форма ввода», «устройство подачи звукового сигнала»). Если имя записывается на английском, то оно должно начинаться с заглавной буквы I, например, ISecurelnformation, ISensor. Графический символ отдельного интерфейса может соединяться на диаграмме сплошной линией с тем вариантом использования, который его поддерживает. Сплошная линия в этом случае указывает на тот факт, что связанный с интерфейсом вариант использования должен реализовывать все операции, необходимые для данного интерфейса, а возможно и больше. Кроме этого, интерфейсы могут соединяться с вариантами использования пунктирной линией со стрелкой, означающей, что вариант использования предназначен для спецификации только того сервиса, который необходим для реализации данного интерфейса.  Примечания (notes) в языке UML предназначены для включения в модель произвольной текстовой информации, имеющей непосредственное отношение к контексту разрабатываемого проекта. В качестве такой информации могут быть комментарии разработчика (например, дата и версия разработки диаграммы или ее отдельных компонентов), ограничения (например, на значения отдельных связей или экземпляры сущностей) и помеченные значения. Применительно к диаграммам вариантов использования примечание может носить самую общую информацию, относящуюся к общему контексту системы. Графически примечания обозначаются прямоугольником с «загнутым» верхним правым уголком. Внутри прямоугольника содержится текст примечания. Примечание может относиться к любому элементу диаграммы, в этом случае их соединяет пунктирная линия. Если примечание относится к нескольким элементам, то от него проводятся, соответственно, несколько линий. Разумеется, примечания могут присутствовать не только на диаграмме вариантов использования, но и на других канонических диаграммах.  Отношения на диаграмме вариантов использования Между компонентами диаграммы вариантов использования могут существовать различные отношения, которые описывают взаимодействие экземпляров одних актеров и вариантов использования с экземплярами других актеров и вариантов. Один актер может взаимодействовать с несколькими вариантами использования. В этом случае этот актер обращается к нескольким сервисам данной системы. В свою очередь один вариант использования может взаимодействовать с несколькими актерами, предоставляя для всех них свой сервис. Следует заметить, что два варианта использования, определенные для одной и той же сущности, не могут взаимодействовать друг с другом, поскольку каждый из них самостоятельно описывает законченный вариант использования этой сущности. Более того, варианты использования всегда предусматривают некоторые сигналы или сообщения, когда взаимодействуют с актерами за пределами системы. В то же время могут быть определены другие способы для взаимодействия с элементами внутри системы. В языке UML имеется несколько стандартных видов отношений между актерами и вариантами использования: 1. Отношение ассоциации (association relationship) Отношение ассоциации является одним из фундаментальных понятий в языке UML и в той или иной степени используется при построении всех графических моделей систем в форме канонических диаграмм. Применительно к диаграммам вариантов использования оно служит для обозначения специфической роли актера в отдельном варианте использования. Другими словами, ассоциация специфицирует семантические особенности взаимодействия актеров и вариантов использования в графической модели системы. Таким образом, это отношение устанавливает, какую конкретную роль играет актер при взаимодействии с экземпляром варианта использования. На диаграмме вариантов использования, так же, как и на других диаграммах, отношение ассоциации обозначается сплошной линией между актером и вариантом использования. Эта линия может иметь дополнительные условные обозначения, такие, например, как имя и кратность.  2. Отношение расширения (extend relationship) Отношение расширения определяет взаимосвязь экземпляров отдельного варианта использования с более общим вариантом, свойства которого определяются на основе способа совместного объединения данных экземпляров. Так, если имеет место отношение расширения от варианта использования А к варианту использования В, то это означает, что свойства экземпляра варианта использования В могут быть дополнены благодаря наличию свойств у расширенного варианта использования А. Отношение расширения между вариантами использования обозначается пунктирной линией со стрелкой (вариант отношения зависимости), направленной от того варианта использования, который является расширением для исходного варианта использования. Данная линия со стрелкой помечается ключевым словом «extend» («расширяет»)  Отношение расширения отмечает тот факт, что один из вариантов использования может присоединять к своему поведению некоторое дополнительное поведение, определенное для другого варианта использования. Один из вариантов использования может быть расширением для нескольких базовых вариантов, а также иметь в качестве собственных расширений несколько других вариантов. Базовый вариант использования может дополнительно никак не зависеть от своих расширений. 3. Отношение обобщения (generalization relationship) Отношение обобщения служит для указания того факта, что некоторый вариант использования А может быть обобщен до варианта использования В. В этом случае вариант А будет являться специализацией варианта В. При этом В называется предком или родителем по отношению А, а вариант А – потомком по отношению к варианту использования В. Следует подчеркнуть, что потомок наследует все свойства и поведение своего родителя, а также может быть дополнен новыми свойствами и особенностями поведения. Графически данное отношение обозначается сплошной линией со стрелкой в форме незакрашенного треугольника, которая указывает на родительский вариант использования. Эта линия со стрелкой имеет специальное название – стрелка «обобщение».  Отношение обобщения между вариантами использования применяется в том случае, когда необходимо отметить, что дочерние варианты использования обладают всеми атрибутами и особенностями поведения родительских вариантов. При этом дочерние варианты использования участвуют во всех отношениях родительских вариантов. В свою очередь, дочерние варианты могут наделяться новыми свойствами поведения, которые отсутствуют у родительских вариантов использования, а также уточнять или модифицировать наследуемые от них свойства поведения. Между отдельными актерами также может существовать отношение обобщения. Данное отношение является направленным и указывает на факт специализации одних актеров относительно других. Например, отношение обобщения от актера А к актеру В отмечает тот факт, что каждый экземпляр актера А является одновременно экземпляром актера В и обладает всеми его свойствами. В этом случае актер В является родителем по отношению к актеру А, а актер А, соответственно, потомком актера В. При этом актер А обладает способностью играть такое же множество ролей, что и актер В. Графически данное отношение также обозначается стрелкой обобщения, т. е. сплошной линией со стрелкой в форме незакрашенного треугольника, которая указывает на родительского актера.  4. Отношение включения (include relationship) Отношение включения между двумя вариантами использования указывает, что некоторое заданное поведение для одного варианта использования включается в качестве составного компонента последовательность поведения другого варианта использования. Данное отношение является направленным бинарным отношением в том смысле, что пара экземпляров вариантов использования всегда упорядочена в отношении включения. Отношение включения, направленное от варианта использования А к варианту использования В, указывает, что каждый экземпляр варианта А включает в себя функциональные свойства, заданные для варианта В. Эти свойства специализируют поведение соответствующего варианта А на данной диаграмме. Графически данное отношение обозначается пунктирной линией со стрелкой (вариант отношения зависимости), направленной от базового варианта использования к включаемому. При этом данная линия со стрелкой помечается ключевым словом «include» («включает»)  Порядок выполнения работы В качестве примера рассматривается моделирование системы продажи товаров по каталогу. 1. Запустите MS Visio. 2. На экране выбора шаблона выберите категорию Программы и БД и в ней элемент Схема модели UML. Нажмите кнопку Создать в правой части экрана. 3. Окно программы примет вид.  4. Далее необходимо открыть все фигуры, необходимые для построения UML-диаграмм. Для этого в левой части экрана необходимо нажать кнопку Дополнительные фигуры. В открывшемся вспомогательном меню выбрать Программы и БД -> Программное обеспечение и выбрать все доступные фигуры для построения UML  5. После этого необходимо провести следующие этапы моделирования. 5.1. Выбор актеров. В качестве актеров данной системы могут выступать два субъекта, один из которых является продавцом, а другой – покупателем. Каждый из этих актеров взаимодействует с рассматриваемой системой продажи товаров по каталогу и является ее пользователем, т. е. они оба обращаются к соответствующему сервису «Оформить заказ на покупку товара». Как следует из существа выдвигаемых к системе требований, этот сервис выступает в качестве варианта использования разрабатываемой диаграммы, первоначальная структура которой может включать в себя только двух указанных актеров и единственный вариант использования (рис. 14). ‒ В группе фигур Сценарий выполнения UML выбрать блок Граница системы и добавить его на лист. ‒ Внутрь границы системы добавить блок Сценарий выполнения и добавить к нему название, дважды щелкнув внутри блока. ‒ Добавить два блока Актер – покупатель и продавец. ‒ С помощью блока Сообщение установите связь актеров и варианта использования. Двойным щелчком правой кнопки мыши по блоку Сообщение откройте окно Свойств ассоциации UML, проведите настройки  5.2. Выделение дополнительных вариантов использования. Детализировать вариант использования «Оформить заказ на продажу товара» можно выделив следующие дополнительные варианты использования: ‒ обеспечить покупателя информацией – является отношением включения; ‒ согласовать условия оплаты – является отношением включения; ‒ заказать товар со склада – является отношением включения; ‒ запросить каталог товаров – является отношением расширения. Так как в MS Visio отсутствует отношение включения, его необходимо добавить самостоятельно. Для этого перейти на вкладку UML -> в группе Модель выбрать пункт Стереотипы. В открывшемся окне нажать кнопку Создать и настроить стереотип.  Далее на новом листе необходимо добавить границу системы и все варианты использования. После чего соединить варианты использования с помощью блока Расширение. Для того, чтобы изменить тип отношения дважды щелкните по стрелке и окне свойств задайте необходимые параметры. Дополненная диаграмма вариантов использования примет вид.  5.3. Написание описательной спецификации для каждого варианта использования. Спецификация для варианта использования «Оформить заказ на покупку компьютера» приведена на рисунке.  На рисунке приведены примеры диаграмм вариантов использования для различных систем.  В соответствии с индивидуальным вариантом, построить диаграммы вариантов использования. Перечень индивидуальных вариантов приведен в приложении А. Отчет по практическому занятию выполняется в формате MS Word, который содержит экранные формы моделей согласно заданию. Форма отчета: Диаграмма Вариантов использования с описанием процесса построения диаграммы. Место проведения самоподготовки: кабинет АНПОО «Кубанский ИПО» Литература: 1. Черткова, Е. А. Программная инженерия. Визуальное моделирование программных систем: учебник для СПО / Е. А. Черткова. —2-е изд., испр. и доп. — М.: Издательство Юрайт, 2017. — 168 с. — (Серия: Профессиональное образование). - URL://www.urait.ru Раздел 1. Технология разработки программного обеспечения |