Письменные лекции по дисциплине «Разработка и анализ требований». Лекция Средства анализа требований к по. Основы uml стандарты языка uml язык uml Unified Modeling Language
 Скачать 0.91 Mb.
|
|
Лекция 4. Средства анализа требований к ПО. Основы UML 4.1. Стандарты языка UML Язык UML — Unified Modeling Language. Авторы: Гради Буч, Джеймс Румбо, Айвар Якобсон. UML 2.4.1 (2011) принят в качестве международного стандарта ISO/IEC 19505-1, 19505-2:2012. Спецификации UML: ● 1.3 (1999 год) ● 1.4 (2001 год) ● 1.5 (2003 год) ● 2.0 (2005 год) ● 2.5 (март 2015 года) ● 2.5.1 (декабрь 2017) UML движется в сторону упрощения. Официальный сайт: www.omg.org 4.2. Назначение и элементы UML ● Используется для анализа, проектирования, документирования ПО. ● Модели UML могут быть переведены на языки программирования (C++, Java, Visual Basic, и др.). ● Элементы UML: ○ диаграммы, ○ предметы (диаграммы строятся из предметов — сущностей; различают структурные [например, класс/компонент] и предметы поведения [например, действие]), ○ отношения (схематическая связь между объектами). 4.3. Диаграммы UML (UML 2.5) Структурные диаграммы (не меняются в процессе эксплуатации): ● Диаграмма классов. ● Диаграмма компонентов (компонент — любой файл; например, файл с исходным кодом, исполняемый файл, файл с данными). ● Диаграмма пакетов (например, с точки зрения Java, пакет — директория, которая хранит другие директории и java-файлы). ● Диаграмма профилей (связано с пользователями). ● Диаграмма объектов (отражает набор объектов и их взаимодействий). ● Диаграмма композитной структуры (тоже показывает взаимодействия сущностей программного продукта). ● Диаграмма развертывания (для иллюстрации информационной системы; компоненты инфраструктуры, компоненты оборудования). Диаграммы поведения (могут меняться в процессе эксплуатации): ● Диаграмма прецедентов (отображает основные функции ПО). ● Диаграмма деятельности (отображает процесс исполнения сценария варианта использования). ● Диаграмма состояний (иллюстрация объекта, который имеет ограниченное число состояний; конечный автомат). ● Диаграммы взаимодействия (относятся к диаграммам поведения): ○ Диаграмма последовательности. ○ Диаграмма коммуникаций. ○ Диаграмма обзора взаимодействия. ○ Диаграмма синхронизации. 4.4. Структурные диаграммы (Structure Diagrams) ● Class diagram — диаграмма классов. ● Component diagram — диаграмма компонентов. ● Composite structure diagram — диаграмма композитной/составной структуры. ● Collaboration (UML 2.0) — диаграмма кооперации. ● Deployment diagram — диаграмма развертывания. ● Object diagram — диаграмма объектов. ● Package diagram — диаграмма пакетов. ● Profile diagram (UML 2.2) — диаграмма профилей. 4.5. Диаграммы поведения (Behavior Diagrams) ● Activity diagram — диаграмма деятельности. ● State Machine diagram — диаграмма состояний. ● Use case diagram — диаграмма прецедентов. 4.6. Диаграммы взаимодействия (Interaction Diagrams) Communication diagram (UML2.0) / Collaboration (UML 1.x). Диаграмма коммуникации (UML 2.0) / диаграмма кооперации (UML 1.x). Interaction overview diagram (UML 2.0) — диаграмма обзора взаимодействия. Sequence diagram — диаграмма последовательности. Timing diagram (UML 2.0) — диаграмма синхронизации. 4.7. Структурные предметы UML ● Класс (помимо приведенных трех частей, может быть четвертая с примечаниями; + — public доступ, - — private доступ, # — protected доступ) ● Объект (паскалевская нотация) ● Кооперация (сотрудничество) ● Актер (вне ПО, взаимодействующий с ним) ● Прецедент (Use Case / Вариант Использования; имя прецедента лучше обозначать глаголом, например, «сохранить данные») ● Интерфейс ● Активный класс (содержит в себе поток обработки сообщений) ● Компонент UML 1.2 ● Компонент UML 2.0 ● Узел ● Пакет ● Комментарии (аннотации) 4.8. Предметы поведения UML ● Взаимодействие ● Конечный автомат (элемент диаграммы состояния; состояние — конечный набор значений какого-либо атрибута рассматриваемого объекта) ● Вид деятельности 4.9. Отношения UML ● Зависимость (например, один объект зависит от данных другого объекта; стрелка идет от зависимого объекта к независимому) ● Ассоциация ● Агрегация («простое включение», внутренний объект может существовать автономно; ромб на стороне внешнего класса) ● Композиция («жесткое включение», внутренний объект не может существовать автономно; ромб на стороне внешнего класса) ● Обобщение («наследование в ООП», стрелка указывает на базовый/родительский класс) ● Реализация (важно: не укладывается в концепцию классов, поэтому никогда не присутствует в диаграмме классов) 4.10. Диаграмма Use Case Между актером и прецедентом — ассоциативная связь. Диаграмма вариантов использования показывает основные функции (прецеденты) проекта и действующие лица, в интересах которых эти функции реализованы. 4.11. Диаграмма Use Case (2) На данной диаграмме добавлена логическая часть между прецедентами. На концах ассоциативных связей были добавлены обозначения (1..n, 0..n, 1) мощностей связей. 4.12. Диаграмма (видов) деятельности Прямоугольник с закруглениями — «вид деятельности». Потоки данных и управления имеют направление сверху-вниз. Первый ромбик — узел decision («решение») — разветвляет потоки. Второй ромбик (ниже первого) — узел merge («слияние») — сливает потоки в один. Из всех направлений (между двумя ромбиками) будет выполнено ровно одно. Блок-схема похожа на диаграмму деятельности тем, что также описывает алгоритм работы. 4.13. Элементы диаграммы деятельности ● Управляющий узел ● Объектный узел ● Исполняемый узел 4.14. Управляющие узлы ● Решение/слияние (decision/merge) ● Начало/завершение параллельного исполнения (fork/join) (завершение этого блока происходит после завершения всех параллельных процессов) ● Начало сценария ● Окончание сценария ● Остановка исполнения (например, какое-нибудь исключение) 4.15. Объектные узлы ● Объект ● Объект и информация о нем («объект со стереотипом») Состояние объекта — перечисление значений всех его атрибутов. ● Сигнал (в Qt Framework для обработки событий) ● Слот (в Qt Framework для обработки событий) 4.16. Исполняемые узлы ● Вид деятельности ● Обработка исключительной ситуации ● Узел, принимающий данные ● Узел, передающий данные 4.17. Дуги диаграммы деятельности ● Дуга между видами деятельности, объектом и видом деятельности ● Дуга из области прерывания ● Именованная дуга ● Соединение дуг (если схема большая, можно разделить) ● Примеры дуг: Объект является источником управления либо данных для одного из двух видов деятельности. 4.18. Роли на диаграмме деятельности Две роли — покупатель и продавец. 4.19. Пример диаграммы деятельности 4.20. Диаграмма состояний Состояние — конечный набор значений какого-либо атрибута рассматриваемого объекта. Простая черная заполненная окружность обозначает начало, а конец обозначается в виде заполненной окружности меньшего размера в незакрашенной окружности. 4.21. Диаграмма классов 4.22. Диаграмма объектов: обозначения ● Объект и анонимный объект ● Объект с атрибутом ● Связь объектов (атрибут не указан) ● Связь объектов (атрибут указан) — первый вариант — второй вариант 4.23. Диаграмма объектов: пример 4.24. Диаграмма компонентов Используется для показа структуры ПО. Компонент: программная реализация класса или нескольких классов (файлы с исходным кодом). Артефакт: таблицы, файлы данных, рисунки, исполняемые файлы, документы, динамически загружаемые библиотеки (кроме файлов с исходным кодом). Компонент и артефакт могут быть связаны связью «зависимость». Компонент и компонент могут быть связаны связями «зависимость» либо «реализация». 4.25. Диаграмма компонентов UML 1.4 4.26. Диаграмма компонентов (UML 2.0) main зависит от component , а component зависит от mmm.dll Order зависит от Product и Account 4.27. Интерфейс на диаграмме компонентов Далее представлены два варианта отображения интерфейса на диаграмме. Calculator реализует интерфейс, от которого зависит Robot Calculator предоставляет интерфейс, который используется Robot 'ом. 4.28. Интерфейс на диаграмме компонентов (2) Далее представлены два варианта отображения интерфейса на диаграмме. 4.29. Диаграмма развертывания Моделирует физическое развертывание артефактов на узлах. 4.30. Диаграмма последовательности Диаграмма последовательности (англ. sequence diagram) — UML-диаграмма, на которой для некоторого набора объектов на единой временной оси показан жизненный цикл объекта (создание-деятельность-уничтожение некой сущности) и взаимодействие актеров (действующих лиц) информационной системы в рамках прецедента. Основными элементами диаграммы последовательности являются обозначения объектов (прямоугольники с названиями объектов), вертикальные «линии жизни» (англ. lifeline), отображающие течение времени, прямоугольники, отражающие деятельность объекта или выполнение им определенной функции (прямоугольники на пунктирной «линии жизни»), и стрелки, показывающие обмен сигналами или сообщениями между объектами. Рекомендуется не использовать более 7-ми объектов. В данном случае представлены два: Иван Иванович и Вася. 4.31. Диаграмма взаимодействия (кооперации, collaboration) Диаграмма взаимодействия показывает поток сообщений между объектами системы и основные ассоциации между ними и по сути является альтернативой диаграммы последовательностей. В данном случае временной интервал оценить трудно. 4.32. Диаграмма последовательности (2) 4.33. Диаграмма обзора взаимодействия Interaction Overview diagram 4.34. Диаграмма синхронизации Timing diagram 4.35. Диаграмма пакетов |