Тема 1 Основные компоненты языка UML Рассматриваемые

Тема № 1 Основные компоненты языка UML Рассматриваемые вопросы: 1. Методология объектно-ориентированного анализа и проектирования 2. Основные этапы развития UML 3. Назначение языка UML 4. Виды диаграмм UML 5. Интегрированная модель в нотации UML 6. Особенности изображения диаграмм 7. Рациональный унифицированный процесс

Методология объектно-ориентированного анализа и проектирования Необходимость анализа предметной области до начала написания программы была осознана при проектировании баз данных. Для выделения или идентификации компонентов предметной области существует несколько способов и правил. Сам процесс получил название концептуализации предметной области. Под компонентой понимают некоторую абстрактную единицу, которая обладает функциональностью.

Методология объектно-ориентированного анализа и проектирования На предварительном этапе концептуализации рекомендуется использовать CRC-карточки (Component, Responsibility, Collaborator – компонента, обязанность, сотрудники). Для каждой выделенной компоненты предметной области разрабатывается собственная CRC-карточка: Компонента (название) СПИСОК Описание обязанностей, выполняемых данной компонентой всех взаимодействующих с ней компонентов

Методология объектно-ориентированного анализа и проектирования Появление методологии ООАП потребовало: • разработки средств концептуализации предметной области, • соответствующих специалистов, владеющих этой методологией (аналитиков). Методология ООАП тесно связана с концепцией автоматизированной разработки программного обеспечения (Computer Aided Software Engineering, CASE).

Методология объектно-ориентированного анализа и проектирования Проблема состояла в том, что в первых CASE-средствах были реализованы различные графические нотации. На этом фоне появление унифицированного языка моделирования (Unified Modeling Language, UML) было воспринято с большим оптимизмом всем сообществом корпоративных программистов. Именно в это время возникает осознание необходимости предварительной модели программной системы. Такая модель, согласно концепциям ООАП является результатом первых этапов жизненного цикла программы.

Основные этапы развития UML В период между 1989 – 1994 гг. общее число наиболее известных языков моделирования возросло с 10 до более чем 50. Принятие отдельных методик и графических нотаций в качестве стандартов (IDEF 0, IDEF 1 X) не смогло изменить ситуацию, которая получила название «войны методов» . К середине 1990 -х наиболее известными методами для решения задач ООАП становятся: • Метод Гради Буча (Grady Booch), получившего название Booch’ 93; • Метод Джеймса Румбаха (James Rumbaugh), получивший название OMT-2; • Метод Айвара Джекобсона (Ivar Jacobson), получивший название OOSE (Object-Oriented Software Engineering).

Основные этапы развития UML История развития языка UML берет с октября 1994 г. – Гради Буч и Джеймс Румбах из Rational Software Corporation начинают работу по унификации методов Booch и OMT. Были сформулированы требования к языку моделирования: • Позволять моделировать не только программное обеспечение, но и более широкие классы систем с использованием объектноориентированных понятий; • Явным образом обеспечивать взаимосвязь между базовыми понятиями для моделей концептуального и физического уровней; • Обеспечивать масштабируемость моделей, что является важной особенностью сложных многоцелевых систем; • Быть понятным аналитикам и программистам.

Основные этапы развития UML В 1996 году – появление первых документов, содержащих описание языка UML версии 0. 9 В январе 1997 года – опубликован документ с описанием языка UML 1. 0 В марте 1999 года - опубликовано описание языка UML 1. 3 Статус языка UML определен как открытый для всех предложений по его доработке и совершенствованию.

Назначение языка UML Язык UML предназначен для решения следующих задач: 1. Предоставить в распоряжение пользователей легко воспринимаемый и выразительный язык визуального моделирования, специально предназначенный для разработки и документирования моделей сложных систем различного целевого назначения. 2. Снабдить исходные понятия языка UML возможностью расширения и специализации для более точного представления моделей систем в конкретной предметной области. 3. Описание языка UML должно поддерживать такую спецификацию моделей, которая не зависит от конкретных языков программирования и инструментальных средств.

Назначение языка UML 4. Описание языка UML должно включать в себя семантический базис для понимания общих особенностей ООАП. 5. Поощрять развитие рынка объектных инструментальных средств. 6. Способствовать распространению объектных технологий и соответствующих понятий ООАП. 7. Интегрировать в себя новейшие и наилучшие достижения практики ООАП.

Виды диаграмм UML В языке UML (Unified Modeling Language) все представления о модели сложной системы фиксируются в виде специальных графических конструкций – диаграмм. Определены следующие виды диаграмм: • Диаграмма вариантов использования (use case diagram) • Диаграмма классов (class diagram) • Диаграммы поведения (behavior diagrams) • Диаграммы реализации (implementation diagrams)

Виды диаграмм UML Диаграммы поведения (behavior diagrams) в свою очередь включают: • Диаграмму состояний (statechart diagram) • Диаграмму деятельности (activity diagram) • Диаграммы взаимодействия (interaction diagrams): - Диаграмма последовательности (sequence diagram) - Диаграмма кооперации (collaboration diagram) Диаграммы реализации (implementation diagrams) состоят из: • Диаграммы компонентов (component diagram) • Диаграммы развертывания (deployment diagram)

Виды диаграмм UML Перечень этих диаграмм и их названия являются каноноческими в том смысле, что представляют собой неотъемлемую часть графической нотации языка UML. Совокупность построенных диаграмм является самодостаточной – в них содержится вся информация, которая необходима для реализации проекта сложной системы. Каждая из диаграмм детализирует и конкретизирует различные представления о модели сложной системы в терминах языка UML.

Виды диаграмм UML Диаграмма вариантов использования представляет собой наиболее общую концептуальную модель сложной системы, которая является исходной для построения всех остальных диаграмм. Диаграмма классов является логической моделью, отражающей статические аспекты структурного построения сложной системы. Диаграммы поведения являются разновидностями логической модели, которые отражают динамические аспекты функционирования сложной системы. Диаграммы реализации служат для представления физических компонентов сложной системы и относятся к ее физической модели.

Интегрированная модель в нотации UML Интегрированная модель сложной системы в нотации UML представляется в виде совокупности диаграмм: Диаграмма вариантов использования Диаграмма классов Диаграмма состояний Диаграмма деятельности Интегрированная модель сложной системы Диаграмма последовательностей Диаграмма кооперации Диаграмма компонентов Диаграмма развертывания

Особенности изображения диаграмм Для диаграмм языка UML существуют три типа визуальных обозначений: 1. Связи, которые представляются различными линиями на плоскости. Связи в языке UML обобщают понятие дуг и ребер из теории графов, но имеют менее формальных характер. 2. Текст, который содержится внутри границ отдельных геометрических фигур на плоскости. Форма фигур имеет фиксированную семантику. 3. Графические символы, изображаемые вблизи от тех или иных визуальных элементов диаграмм.

Особенности изображения диаграмм При изображении диаграмм нужно придерживаться следующих рекомендаций: • Каждая диаграмма должна служить законченным представлением соответствующего фрагмента моделируемой предметной области. • Все сущности на диаграмме модели должны быть одного концептуального уровня. Для сложных моделей нужно последовательно уточнять и детализировать отдельные диаграммы. • Вся информация о сущностях должна быть явно представлена на диаграммах.

Особенности изображения диаграмм • Диаграммы не должны содержать противоречивой информации. Например: наличие элементов с одинаковыми именами и различными атрибутами свойств в одном пространстве имен может привести к проблемам. • Диаграммы не следует перегружать текстовой информацией. Визуализация модели является наиболее эффективной, если она содержит минимум пояснительного текста. Большие фрагменты текста – признак недостаточной проработанности модели. • Каждая диаграмма должна быть самодостаточной для правильной интерпретации всех ее элементов и понимания семантики всех используемых графических символов.

Особенности изображения диаграмм • Количество типов диаграмм для конкретной модели приложения не является строго фиксированным. Для простых приложений нет необходимости использовать все типы диаграмм. Например: модель может не содержать диаграмму развертывания для локальных приложений.

Рациональный унифицированный процесс Процесс построения отдельных типов диаграмм имеет свои особенности, которые связаны с семантикой элементов этих диаграмм. Процесс ООАП в контексте языка UML получил название – рациональный унифицированный процесс (Rational Unified Process, RUP). Суть концепции RUP заключается в последовательной декомпозиции или разбиения процесса ООАП на отдельные этапы. На каждом этапе осуществляется разработка соответствующих типов канонических диаграмм модели системы.

Рациональный унифицированный процесс На начальных этапах RUP строятся логические представления статической модели структуры системы. Далее строятся логические представления модели поведения. На последних этапах формируются физические представления модели системы. В результате RUP должны быть построены канонические диаграммы на языке UML, при этом последовательность их разработки совпадает с их последовательной нумерацией