Лекция № 13 по дисциплине «Объектно-ориентированное программирование» на тему: Основы объектно-ориентированного проектирования. История развития языка UML. Назначение и общая структура языка UML.
История языка UML В 1997 г. , в результате сотрудничества консорциума компаний UML - Partners, в который вошли такие компании, как Rational Software, Microsoft, IBM, Hewlett-Packard, Oracle, DEC и др. , увидела свет версия 1. 0 нового языка объектно-ориентированного моделирования и анализа - Unified Modeling Language (UML). Вот как определяют UML его создатели: «UML - язык для определения, представления, проектирования и документирования программных систем, бизнес-систем и других систем» .
Цели разработчиков UML Целью создателей UML было управление сложностью систем, и решение проблем безопасности данных, распределения вычислительных ресурсов и контроля за ошибками. Развитие Internet-приложений делает некоторые вещи более простыми, но усиливает эти проблемы. Универсальность UML в том, что он подходит на всех этапах жизненного цикла разработки приложений. Он необходим проектировщикам информационных систем, которые разрабатывают технические задания для программистов, программистам, которые реализуют модули информационной системы, руководителям проектов, которые управляют распределением задач и контролем за проектом.
Ускорение процессов разработки программ Программисты, используя средства автоматической генерации кода для языков программирования C++, Java, Delphi, Visual Basic, получают средство перевода моделей UML в программный код, что значительно ускоряет процесс разработки программы. UML построен таким образом, что при всей его гибкости и расширяемости он вносит некоторые ограничения в процесс кодирования и позволяет установить некоторый стандарт написания программного кода, что увеличивает возможности повторного использования разработанного кода. При использовании UML эффективность процесса разработки возрастает в несколько раз.
UML для бизнес-аналитиков Бизнес-аналитики получают в UML средство описания и анализа жизнедеятельности бизнес -систем. UML позволяет описать взаимосвязи между объектами и процессами системы. Метод анализа, предлагаемый UML, позволяет описать стороны деятельности предприятия, наиболее важные для анализа эффективности. Это позволяет перестроить жизнедеятельность предприятия таким образом, чтобы достигнуть наибольшей эффективности при функционировании предприятия.
UML - это язык визуализации Некоторые особенности системы лучше всего моделировать в виде текста, другие графически. Во всех сложных системах существуют структуры, которые невозможно представить с помощью одного лишь языка программирования. UML - графический язык, что позволяет это преодолеть. Модель UML, написанная одним разработчиком, может быть однозначно понята другим - или даже программой.
UML - это язык конструирования UML не является языком визуального программирования Но модели, созданные с его помощью, могут быть непосредственно переведены на различные языки программирования. UML-модель можно отобразить на такие языки, как Java, C++, Visual Basic, и даже на таблицы БД. Те понятия, которые предпочтительно передавать графически, представляются в UML; те же, которые лучше описывать в текстовом виде, выражаются с помощью языка программирования.
UML - это язык конструирования Существует возможность выполнить генерацию кода из модели UML в какой-то конкретный язык. Можно решить и обратную задачу: реконструировать модель по имеющейся реализации. Для обратного проектирования необходимы как инструментальные средства, так и вмешательство человека. Помимо отображения в языки программирования UML в силу своей выразительности позволяет исполнять модели, имитировать поведение систем.
UML - это язык документирования Компания, выпускающая программные средства, помимо исполняемого кода производит и другие связанные вещи, в том числе: требования к системе; архитектуру; проект; исходный код; тесты. UML позволяет документировать системную архитектуру и ее детали, предлагает язык для формулирования требований к системе и предоставляет средства управления версиями.
Где используется UML Язык UML предназначен прежде всего для разработки программных систем. Его использование особенно эффективно в следующих областях: информационные системы масштаба предприятия; банковские и финансовые услуги; телекоммуникации; транспорт; розничная торговля; распределенные Web-системы.
Составные части UML включает в себя три составные части: основные строительные блоки языка, правила их сочетания и общие для всего языка механизмы. Строительные блоки UML Словарь языка UML включает три вида строительных блоков: сущности; отношения; диаграммы.
Сущности - это абстракции, являющиеся основными элементами модели. Отношения связывают различные сущности; диаграммы группируют представляющие интерес совокупности сущностей. В UML имеется четыре типа сущностей: структурные; поведенческие; группирующие; аннотационные. Сущности являются основными объектноориентированными блоками языка.
Структурные сущности представляют собой статические части модели, соответствующие концептуальным или физическим элементам системы. Класс (Class) - это описание совокупности объектов с общими атрибутами, операциями, отношениями и семантикой. Класс реализует один или несколько интерфейсов. Графически класс изображается в виде прямоугольника, в котором обычно записаны его имя, атрибуты и операции.
Интерфейс (Interface) - это совокупность операций, которые определяют сервис (набор услуг), предоставляемый классом. Таким образом, интерфейс описывает видимое извне поведение элемента. Графически интерфейс изображается в виде круга, под которым пишется его имя Интерфейс редко существует сам по себе обычно он присоединяется к реализующему его классу или компоненту.
Поведенческие сущности описывают поведение модели во времени и пространстве. Например, взаимодействие - это поведение, суть которого заключается в обмене сообщениями между объектами для достижения определенной цели. С помощью взаимодействия можно описать как отдельную операцию, так и поведение совокупности объектов. Графически сообщения изображаются в виде стрелки, над которой пишется имя операции.
Аннотационные сущности - пояснительные части модели UML. Это комментарии для дополнительного описания, разъяснения или замечания к любому элементу модели. Аннотационные элементы - примечания. Примечание - это символ для изображения комментариев или ограничений, присоединенных к элементу или группе элементов. Графически примечание изображается в виде прямоугольника с загнутым краем, содержащим текстовый или графический комментарий.
Отношения в UML В языке UML имеются три типа отношений: зависимость; ассоциация; обобщение; Зависимость - это отношение между двумя сущностями, при котором изменение одной из них, независимой, может повлиять на другую, зависимую. Ассоциация (Association) - отношение, описывающее совокупность связей. Графически ассоциация изображается в виде прямой линии (иногда завершающейся стрелкой или содержащей метку).
Диаграммы в UML Диаграмма в UML - это графическое представление набора элементов, изображаемое в виде связанного графа с вершинами (сущностями) и ребрами (отношениями). В UML выделяют девять типов диаграмм. Наиболее важные типы диаграмм: диаграммы классов; диаграммы объектов; диаграммы взаимодействия.
Разновидности диаграмм в UML На диаграмме классов показывают классы, интерфейсы, объекты и кооперации, а также их отношения. При моделировании объектноориентированных систем этот тип диаграмм используют чаще всего. На диаграмме объектов представлены объекты и отношения между ними. Они являются статическими "фотографиями" экземпляров сущностей, показанных на диаграммах классов. На диаграммах взаимодействия представлены связи между объектами; показаны, в частности, сообщения, которыми объекты могут обмениваться.
Контрольные вопросы 1. Что такое сущности языка UML? 2. Где используется язык UML? 3. Что такое прецедент?
Скачать презентацию Лекция 13 по дисциплине Объектно-ориентированное программирование на
lk_oop-13.ppt