🗊Презентация UML Унифицированный язык моделирования. Самоучитель

UML УНИФИЦИРОВАННЫЙ ЯЗЫК МОДЕЛИРОВАНИЯ

Самоучитель по UML http://www.e-reading.club/book.php?book=33640 https://sites.google.com/site/anisimovkhv/learning/pris/lecture https://msdn.microsoft.com/ru-ru/library/dd409376(v=vs.120).aspx

Основа UML

Начало 1995 г. Grady Booch (Гради Буч) Jim Rumbaugh (Джим Рамбо) Ivar Jacobson (Ивар Якобсон)

История развития

UML UML представляет собой объектно-ориентированный язык моделирования, обладающий следующими основными характеристиками: является языком визуального моделирования, который обеспечивает разработку репрезентативных моделей для организации взаимодействия заказчика и разработчика ИС, различных групп разработчиков ИС; содержит механизмы расширения и специализации базовых концепций языка.

Процессе объектно-ориентированного анализа и проектирования

Канонические диаграммы UML

Понятие класс

Синтаксис UML для классов < признак видимости> <имя атрибута> : <тип данных> = <значение по умолчанию> <признак видимости> <имя операции> <(список аргументов)>

Уровни видимости public (общий) — любой внешний класс, который "видит" данный, может пользоваться его общими свойствами. Обозначаются знаком " + " перед именем атрибута или операции; protected (защищенный) — только любой потомок данного класса может пользоваться его защищенными свойствами. Обозначаются знаком " # "; private (закрытый) — только данный класс может пользоваться этими свойствами. Обозначаются символом " - " .

Области действия instance (экземпляр) — у каждого экземпляра класса есть собственное значение данного свойства; classifier (классификатор) — все экземпляры совместно используют общее значение данного свойства (выделяется на диаграммах подчеркиванием).

Кратность классов не содержащие ни одного экземпляра — тогда класс становится служебным ( Abstract ); содержащие ровно один экземпляр ( Singleton ); содержащие заданное число экземпляров; содержащие произвольное число экземпляров.

Диаграммы прецедентов

Диаграммы прецедентов Диаграммы прецедентов (диаграммы вариантов использования, use case diagrams) – это обобщенная модель функционирования системы в окружающей среде.

Прецеденты и действующие лица Прецедент (use case) — это типичное взаимодействие пользователя с системой, которое при этом: описывает видимую пользователем функцию, может представлять различные уровни детализации, обеспечивает достижение конкретной цели, важной для пользователя. Действующие лица (актеры, actors) используют систему (или используются системой) в данном прецеденте. 

Диаграмма прецедентов

Связи типа «расширение» и «использование» Связь типа "расширение" применяется, когда один прецедент подобен другому, но несет несколько большую функциональную нагрузку. Ее следует применять при описании изменений в нормальном поведении системы. Связь типа "использование" позволяет выделить некий фрагмент поведения системы и включать его в различные прецеденты без повторного описания.

Диаграмма классов

Диаграммы классов Диаграммы классов (class diagrams) – логическая модель базовой структуры системы, отражает статическую структуру системы и связи между ее элементами.

Класс (class) — абстрактное описание множества однородных объектов, имеющих одинаковые атрибуты, операции и отношения с объектами других классов .

Атрибуты <квантор видимости> <имя атрибута> [кратность] : <тип атрибута> = <исходное значение> {строка-свойство}

Операции <квантор видимости> <имя операции> (список параметров): <выражение типа возвращаемого значения> {строка-свойство}

Отношения между классами Зависимостью называется отношение использования, согласно которому изменение в спецификации одного элемента (например,класса " товар ") может повлиять на использующий его элемент ( класс " строка заказа "). Часто зависимости показывают, что один класс использует другой в качестве аргумента. Обобщение — это отношение между общей сущностью (родителем — класс " клиент ") и ее конкретным воплощением (потомком — классы " корпоративный клиент " или " частный клиент "). Ассоциация — это отношение, показывающее, что объекты одного типа неким образом связаны с объектами другого типа ("клиент " может сделать " заказ "). Если приходится моделировать отношение типа "часть-целое", то используется специальный тип ассоциации — агрегирование. В такой ассоциации один из классов имеет более высокий ранг (целое — класс " заказ ") и состоит из нескольких меньших по рангу классов (частей — класс " строка заказа ").

Свойства ассоциации

Ненаправленная бинарная ассоциация

Направленная бинарная ассоциация

Исключающая ассоциация

n-арная ассоциация 

Отношение обобщения

Ограничения отношения обощения {complete}  {incomplete}  {disjoint}  {overlapping}

Отношения агрегации

Отношения композиции

Диаграммы взаимодействия

Диаграммы взаимодействия Диаграммы взаимодействия (interaction diagrams) – модель процесса обмена сообщениями между объектами, представляется в виде диаграмм последовательностей (sequence diagrams) или кооперативных диаграмм (collaboration diagrams).

Кооперация Кооперация (collaboration) — спецификация множества объектов отдельных классов, совместно взаимодействующих с целью реализации отдельных вариантов использования в общем контексте моделируемой системы.

Элементы диаграмм коопераций Объекты Связи Сообщения

Объект Объект (object) — сущность с хорошо определенными границами и индивидуальностью, которая инкапсулирует состояние и поведение. <собственное имя объекта >'/'<Имя роли класса>:<Имя класса >

Объекты: анонимные, сироты

Пассивный и активный объект

Мультиобъекты

Составной объект или объект-композит

Связь Связь (link) — любое семантическое отношение между некоторой совокупностью объектов .

Стереотипы связей «association» – ассоциация (предполагается по умолчанию, поэтому этот стереотип можно не указывать). «parameter» – параметр метода. Соответствующий объект может быть только параметром некоторого метода. «local» – локальная переменная метода. Ее область видимости ограничена только соседним объектом. «global» – глобальная переменная. Ее область видимости распространяется на всю диаграмму кооперации. «self» – рефлексивная связь объекта с самим собой, которая допускает передачу объектом сообщения самому себе. На диаграмме кооперации рефлексивная связь изображается петлей в верхней части прямоугольника объекта.

Сообщения Сообщение (message) — спецификация передачи информации от одного элемента модели к другому с ожиданием выполнения определенных действий со стороны принимающего элемента.

Сообщения <Предшествующие сообщения/> <Выражение последовательности> <Возвращаемое значение := имя сообщения> <(Список аргументов)>

Стереотипы сообщений <<call>> (вызвать) – сообщение, требующее вызова операции или процедуры объекта-получателя. Если сообщение с этим стереотипом рефлексивное, то оно инициирует локальный вызов операции у пославшего это сообщение объекта. <<return>> (возвратить) – сообщение, возвращающее значение выполненной операции или процедуры вызвавшему ее объекту. Значение результата может инициировать ветвление потока управления. <<create>> (создать) – сообщение, требующее создания другого объекта для выполнения определенных действий. Созданный объект может стать активным (ему передается поток управления), а может остаться пассивным. <<destroy>> (уничтожить) – сообщение с явным требованием уничтожить соответствующий объект. Посылается в том случае, когда необходимо прекратить нежелательные действия со стороны существующего в системе объекта, либо когда объект больше не нужен и должен освободить задействованные им системные ресурсы. <<send>> (послать) – обозначает посылку другому объекту сигнала, который асинхронно инициируется одним объектом и принимается (перехватывается) другим. Отличие сигнала от сообщения заключа ется в том, что сигнал должен быть явно описан в том классе, объект которого инициирует его передачу.

Кооперативные диаграммы

Кооперативные диаграммы

Диаграммы последовательностей Диаграмма последовательности (sequence diagram) - диаграмма, на которой показаны взаимодействия объектов, упорядоченные по времени их проявления.

Элементы диаграмм последовательностей: Объекты Линии жизни Фокус управления Сообщения

Элементы диаграмм последовательностей:

Линии жизни Линия жизни объекта (object lifeline) - вертикальная линия на диаграмме последовательности, которая представляет существование объекта в течение определенного периода времени. Фокус управления (focus of control) - специальный символ на диаграмме последовательности, указывающий период времени, в течение которого объект выполняет некоторое действие, находясь в активном состоянии.

Сообщения

Ветвление потока управления

Ветвление потока управления

Использование стереотипов

Диаграмма последовательности

Диаграммы состояний

Диаграммы состояний Диаграммы состояний (statechart diagrams) – модель динамического поведения системы и ее компонентов при переходе из одного состояния в другое.

Конечный автомат Модель для спецификации поведения объекта в форме последовательности его состояний, которые описывают реакцию объекта на внешние события, выполнение объектом действий, а также изменение его отдельных свойств.

Элементы диаграммы состояний Состояния Переходы

Состояние Состояние (state) - условие или ситуация в ходе жизненного цикла объекта, в течение которого он удовлетворяет логическому условию, выполняет определенную деятельность или ожидает события.

Состояния

Действие Действие (action) - спецификация выполнимого утверждения, которая образует абстракцию вычислительной процедуры. <метка действия '/ ' выражение действия>

Метки действия Входное действие (entry action) - действие, которое выполняется в момент перехода в данное состояние. Обозначается с помощью ключевого слова -  entry. Действие выхода (exit action) - действие, производимое при выходе из данного состояния. Обозначается с помощью ключевого слова - метки действия exit. Внутренняя деятельность (do activity) - выполнение объектом операций или процедур, которые требуют определенного времени. Обозначается с помощью ключевого слова - метки деятельности do.

Состояние с внутренними действиями

Псевдосостояния Псевдосостояние (pseudo-state) - вершина в конечном автомате, которая имеет форму состояния, но не обладает поведением. Начальное состояние (start state) - разновидность псевдосостояния, обозначающее начало выполнения процесса изменения состояний конечного автомата или нахождения моделируемого объекта в составном состоянии. Конечное состояние (final state) - разновидность псевдосостояния, обозначающее прекращение процесса изменения состояний конечного автомата или нахождения моделируемого объекта в составном состоянии.

Псевдосостояния

Переход Переход (transition) - отношение между двумя состояниями, которое указывает на то, что объект в первом состоянии (исходном) должен выполнить определенные действия и перейти во второе (целевое) состояние.

Переход <имя события>'('<список параметров, разделенных запятыми>')' '['<сторожевое условие>']' '/'<выражение действия>.

Событие Событие (event) - спецификация существенных явлений в поведении системы, которые имеют местоположение во времени и пространстве.

Типы переходов Переход называется триггерным, если его специфицирует событие-триггер, связанное с внешними условиями по отношению к рассматриваемому состоянию. Переход называется нетриггерным, если он происходит по завершении выполнения ду-деятельности в данном состоянии.

Триггерный и нетриггерный переходы

Сторожевое условие Сторожевое условие (guard condition) - логическое условие, записанное в прямых скобках и представляющее собой булевское выражение.

Выражение действия Выражение действия (action expression) представляет собой вызов операции или передачу сообщения, имеет атомарный характер и выполняется сразу после срабатывания соответствующего перехода до начала действий в целевом состоянии.

Выражение действия

Составное состояние Составное состояние, состояние-композит (composite state) - сложное состояние, которое состоит из других вложенных в него состояний.

Составное состояние

Последовательные подсостояния Последовательные подсостояния (sequential substates) - вложенные состояния состояния-композита, в рамках которого в каждый момент времени объект может находиться в одном и только одном подсостоянии.

Последовательные подсостояния

Параллельные подсостояния Параллельные подсостояния (concurrent substates) - вложенные состояния, используемые для спецификации двух и более конечных подавтоматов, которые могут выполняться параллельно внутри составного состояния.

Параллельные подсостояния

Составное состояние со скрытой внутренней структурой

Параллельный переход Параллельный переход – переход, который явно показывает ситуацию, когда переход может иметь несколько исходных состояний или целевых состояний. Параллельные переходы разделения (fork) и слияния (join)

Параллельный переход

Диаграммы деятельности

Диаграммы деятельностей Диаграммы деятельности (activity diagrams) –  диаграмма, на которой показано разложение некоторой деятельности на её составные части. Под деятельностью понимается спецификация исполняемого поведения в виде координированного последовательного и параллельного выполнения подчинённых элементов — вложенных видов деятельности и отдельных действий , соединённых между собой переходами, которые идут от выходов одного узла ко входам другого. Диаграммы деятельности используются при моделировании бизнес-процессов, технологических процессов, последовательных и параллельных вычислений.

Состояния деятельности Состояние деятельности (activity state) - состояние в графе деятельности, которое служит для представления процедурной последовательности действий, требующих определенного времени.

Состояние действия Состояние действия (action state) - специальный случай состояния с некоторым входным действием и, по крайней мере, одним выходящим из состояния переходом.

Состояние деятельности и действия

Состояние под-деятельности Состояние под-деятельности (subactivity state) - состояние в графе деятельности, которое служит для представления неатомарной последовательности шагов процесса.

Состояние под-деятельности

Ветвление и соединение

Разделение и слияние параллельных потоков

Дорожки Дорожка (swimlane) - графическая область диаграммы деятельности, содержащая элементы модели, ответственность за выполнение которых принадлежит отдельным подсистемам.

Дорожки

Диаграмма компонентов

Диаграммы компонентов Диаграммы компонентов (component diagrams) – модель иерархии подсистем, отражает физическое размещение баз данных, приложений и интерфейсов ИС.

Компонент Компонент (component) — физически существующая часть системы, которая обеспечивает реализацию классов и отношений, а также функционального поведения моделируемой программной системы. Компонент предназначен для представления физической организации ассоциированных с ним элементов модели. Компонентом может быть исполняемый код отдельного модуля, командные файлы или файлы, содержащие интерпретируемые скрипты.

Графическое изображение компонентов

Модуль Модуль (module) — часть программной системы, требующая памяти для своего хранения и процессора для исполнения.

Обозначение физической реализации компонентов

Стереотипы компонентов <<file>> (файл) – определяет наиболее общую разновидность компонента, который представляется в виде произвольного физического файла. <<executable>> (исполнимый) – определяет разновидность компонента-файла, который является исполнимым файлом и может выполняться на компьютерной платформе. <<document>> (документ) – определяет разновидность компонента-файла, который представляется в форме документа произвольного содержания, не являющегося исполнимым файлом или файлом с исходным текстом программы. <<library>> (библиотека) – определяет разновидность компонента-файла, который представляется в форме динамической или статической библиотеки. <<source>> (источник) – определяет разновидность компонента-файла, представляющего собой файл с исходным текстом программы, который после компиляции может быть преобразован в исполнимый файл. <<table>> (таблица) – определяет разновидность компонента, который представляется в форме таблицы базы данных.

Интерфейсы

Отношения между интерфейсами и компонентами

Зависимость между компонентами

Зависимость между компонентом и классами

Реализация классов компонентом

Диаграммы развертывания

Диаграммы развертывания Диаграммы развертывания (диаграммы размещения, deployment diagrams) – модель физической архитектуры системы, отображает аппаратную конфигурацию ИС.

Узел Узел (node) представляет собой физически существующий элемент системы, который может обладать вычислительным ресурсом или являться техническим устройством .

Узел

Узел

Узел

Стереотипы узлов "processor" (процессор), "sensor" (датчик), "modem" (модем), "net" (сеть), "printer" (принтер) и другие

Стереотипы ресурсоемкий узел и устройство

Соединения

Зависимости

Мобильный доступ к корпоративной БД