Технологии программирования. Курс на базе Microsoft Solutions Framework Лекции 3-4. Визуальное моделирование при анализе и проектировании.

Нажмите для полного просмотра!

Содержание ▲

Вы можете ознакомиться и скачать презентацию на тему Технологии программирования. Курс на базе Microsoft Solutions Framework Лекции 3-4. Визуальное моделирование при анализе и проектировании.. Доклад-сообщение содержит 72 слайдов. Презентации для любого класса можно скачать бесплатно. Если материал и наш сайт презентаций Mypresentation Вам понравились – поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте в закладки в своем браузере.

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1

Описание слайда:

Технологии программирования. Курс на базе Microsoft Solutions Framework Лекции 3-4. Визуальное моделирование при анализе и проектировании. Основы Unified Modeling Language (UML)

Слайд 2

Описание слайда:

Содержание Вспоминая предыдущую лекцию Анализ и проектирование. Некоторые частные вопросы Визуальное моделирование. История языка UML Структура языка UML Учебный пример. Постановка задачи Визуальное описание функциональной модели средствами UML Структура системы и ее описание средствами UML Что дальше? Литература

Слайд 3

Описание слайда:

Слайд 4

Описание слайда:

Вспоминая предыдущую лекцию Программная инженерия, основные понятия Инженеры и программные инженеры Программная инженерия как инженерная дисциплина Область действия программной инженерии Цели программных инженеров Программные инженеры и научная среда Процесс создания ПО Понятие процесса. Основные фазы. Модель процесса. Каскадная и эволюционная модель. Итерационный подход. Модель пошаговой разработки и спиральная модель.

Слайд 5

Описание слайда:

Слайд 6

Описание слайда:

Решение задач с использованием ВТ

Слайд 7

Описание слайда:

Типовая схема решения задач с использованием ВТ

Слайд 8

Описание слайда:

Анализ – Проектирование - Программирование 3-я часть и элементы 2-ой части этой цепочки изучаются в курсе «Методы программирования». 1-я и 2-я части составляют объект изучения отдельного курса «Анализ и проектирование». В настоящий момент в анализе и проектировании преобладает объектный подход (изучен в 1-2 семестрах). Вспомним суть объектного подхода.

Слайд 9

Описание слайда:

Анализ предметной области. Декомпозиция 2 вида разбиения предметной области на составляющие: Алгоритмическая декомпозиция Основные элементы – алгоритмы. Объектная декомпозиция Основные элементы – виды абстракций (классы) и представители этих классов (объекты)

Слайд 10

Описание слайда:

Алгоритмическая декомпозиция

Слайд 11

Описание слайда:

Объектная декомпозиция

Слайд 12

Описание слайда:

Объектный подход OOA (object oriented analysis) объектно-ориентированный анализ OOD (object oriented design) объектно-ориентированное проектирование OOP (object oriented programming) объектно-ориентированное программирование

Слайд 13

Описание слайда:

Принципы объектного подхода Абстрагирование. выделяем главное, выявляем виды абстракций Инкапсуляция. скрываем детали реализации Иерархия. иерархия помогает разбить задачу на уровни и постепенно ее решать Агрегация и наследование. абстракции можно создавать на основе имеющихся Полиморфизм. полиморфизм позволяет иметь естественные имена и выполнять действия, релевантные ситуации, разбираясь на этапе работы программы

Слайд 14

Описание слайда:

Пример: ООП и структуры хранения. Стек. Постановка задачи Задача. Выполнить проектирование и реализацию структуры хранения стека. Примечание. Не учитывать необходимость перераспределения памяти. Считать, что элементы целого типа.

Слайд 15

Описание слайда:

Пример: ООП и структуры хранения. Стек. Анализ и проектирование Данные: MemSize – максимальное количество элементов. DataCount – количество элементов в стеке. pMem – указатель на память для хранения значений. Операции: IsFull – проверка на полноту. IsEmpty – проверка на пустоту. Get – взять элемент с вершины. Put – положить элемент в стек.

Слайд 16

Описание слайда:

Пример: ООП и структуры хранения. Стек. Анализ и проектирование

Слайд 17

Описание слайда:

Повторное использование... Повторное использование – применение уже существующих наработок в разрабатываемом ПО. Повторное использование – важный элемент проектирования. Необходимо проектировать новые элементы системы с тем, чтобы их в последствии можно было использовать. Необходимо при проектировании системы рассматривать возможность использования того, что уже есть и работает.

Слайд 18

Описание слайда:

Повторное использование. Достоинства Девиз: не надо изобретать велосипед, если он уже изобретен. Достоинства повторного использования (по Соммервилю): Повышение надежности. Уменьшение проектных рисков. Эффективное использование специалистов. Соблюдение стандартов (пример: UI). Ускорение разработки.

Слайд 19

Описание слайда:

Повторное использование. Виды Повторное использование достигается за счет следующих приемов: Компонентная разработка. Часть компонентов уже разработаны ранее, имеют четко описанный интерфейс. Они используются в качестве «кирпичиков» в новой системе. Использование паттернов (шаблонов) проектирования. Применяются известные подходы к решению некоторых встречавшихся ранее проблем. Использование стандартных прикладных (MKL, MFC…) и системных (API) библиотек.

Слайд 20

Описание слайда:

Слайд 21

Описание слайда:

Вместо введения При изучении материалов по визуальному моделированию и языку UML в качестве основного источника рекомендуется классическая книга Г. Буч, Дж. Рамбо, А. Джекобсон. UML. Руководство пользователя. – ДМК-Пресс, Питер, 2004.

Слайд 22

Описание слайда:

Модель Проблема в разработке ПО: Проекты не укладываются в сроки, бюджет, не удовлетворяют требованиям. Как бороться? На помощь приходит моделирование. Модель – упрощенное представление объектов и явлений реального мира.

Слайд 23

Описание слайда:

Смысл моделирования Модель строят для того, чтобы лучше понять исследуемую систему. Задачи моделирования [3]: Визуализация системы в ее некотором состоянии. Определение структуры и поведения системы. Получение шаблона для создания системы. Документирование принятых решений.

Слайд 24

Описание слайда:

Принципы моделирования [3] Выбор модели оказывает определяющее влияние на подход к решению проблемы и на то, как будет выглядеть это решение. Каждая модель может быть воплощена с разной степенью абстракции. Лучшие модели – те, что ближе к реальности. Наилучший подход при разработке сложной системы – использовать несколько почти независимых моделей.

Слайд 25

Описание слайда:

Моделирование и объектный подход Объектный подход – один из ключевых подходов к моделированию. В результате OOA & OOD мы получаем «хороший» проект программной системы, прозрачный, удовлетворяющий требованиям, удобный для тестирования и отладки, коллективной разработки, развиваемый, допускающий повторное использование компонентов. Вопрос: все так безоблачно?

Слайд 26

Описание слайда:

Большие системы Вопрос: все так безоблачно? Ответ: нет. В больших системах проект слишком велик для восприятия одним человеком.

Слайд 27

Описание слайда:

Идея визуального моделирования Путь к решению проблемы: ВИЗУАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ В чем смысл? Визуализация упрощает понимание проекта в целом. Визуализация помогает согласовать терминологию и убедиться, что все одинаково понимают термины. Визуализация делает обсуждение конструктивным и понятным.

Слайд 28

Описание слайда:

UML как воплощение идеи визуального моделирования Для визуального моделирования нужна специальная нотация или язык. UML (unified modeling language) – это язык для визуализации, специфицирования, конструирования, документирования элементов программных систем [3]. UML – язык общего назначения, предназначенный для объектного моделирования.

Слайд 29

Описание слайда:

История UML. Этапы большого пути…* 1994: Grady Booch & James Rumbaugh (Rational Software) объединили методы Booch (проектирование) и OMT (анализ) ->Unified method 1995: присоединился Ivar Jacobson (OOSE метод)

Слайд 30

Описание слайда:

История UML. Этапы большого пути…* 1996 – Идея о Unified Modeling Language (three amigos) 1996 – UML Partners консорциум под руководством three amigos Июнь, Октябрь 1996 – UML 0.9 & UML 0.91 Январь 1997 – спецификации UML 1.0 предложены OMG (Object Management Group) Август 1997 – спецификации UML 1.1 предложены OMG Ноябрь 1997 – UML 1.2 результат адаптации OMG Июнь 1999 – UML 1.3 Сентябрь 2001 – UML 1.4 Март 2003 – UML 1.5

Слайд 31

Описание слайда:

История UML. Этапы большого пути* Принятый стандарт: ISO/IEC 19501:2005 Information technology – Open Distributed Processing – Unified Modeling Language (UML) Version 1.4.2 Октябрь 2004 – UML 2.0.

Слайд 32

Описание слайда:

Слайд 33

Описание слайда:

Модели UML UML позволяет описывать систему следующими моделями: Модель функционирования Как описывается функциональность системы с точки зрения пользователя. Объектная модель Как выглядит проект системы с точки зрения объектного подхода. Динамическая модель Как взаимодействуют друг с другом компоненты системы в динамике, с течением времени. Какие процессы происходят в системе.

Слайд 34

Описание слайда:

Диаграммы UML Диаграммы UML предназначены для визуального отображения моделей и их компонентов. UML 2.0 – 13 типов диаграмм. Структурные диаграммы (6) Диаграммы поведения (3) Диаграммы взаимодействия (4)

Слайд 35

Описание слайда:

Структурные диаграммы Диаграмма классов Показывает классы, их атрибуты и связи между классами. Диаграмма компонентов Показывает компоненты и связи между ними Структурная диаграмма Показывает внутреннюю структуру классов и связи с внешним миром Диаграмма развертывания Показывает, как ПО размещается на аппаратуре (серверах, рабочих станциях...) Диаграмма объектов Показывает структуру системы в конкретный момент времени, объекты, их атрибуты... Диаграмма пакетов Показывает, как система раскладывается на крупные составные части и связи между этими частями

Слайд 36

Описание слайда:

Диаграммы поведения Диаграмма действия Показывает потоки информации в системе. Диаграмма состояния Представляет собой конечный автомат, показывающий функционирование системы. Диаграмма вариантов использования Показывает работу системы с точки зрения пользователей.

Слайд 37

Описание слайда:

Диаграммы взаимодействия Диаграмма кооперации Показывает структурную организацию участвующих во взаимодействии объектов Диаграмма взаимодействия (новация UML 2.0) Диаграмма последовательности Показывает временную упорядоченность событий Временная диаграмма Диаграмма связана с временными рамками

Слайд 38

Описание слайда:

Понятия UML Для описания структуры: Актер, Атрибут, Класс, Компонент, Интерфейс, Объект, Пакет. Для описания поведения: Действие, Событие, Сообщение, Метод, Операция, Состояние, Вариант использования. Для описания связей: Агрегация, Ассоциация, Композиция, Зависимость, Наследование. Некоторые другие понятия: Стереотип, Кратность, Роль.

Слайд 39

Описание слайда:

Слайд 40

Описание слайда:

Система бронирования билетов для авиакомпании SRS – Seat reservation system. Авиакомпания «GlobalAvia». SRS должна содержать 2 части: Занесение информации. Работа с клиентами. Дополнительная информация: Рейсы спланированы так, что до пункта назначения можно долететь с пересадками. Система должна помогать покупать билеты в зависимости от пожеланий пользователя.

Слайд 41

Описание слайда:

Слайд 42

Описание слайда:

Как функционирует программная система? Программная система не функционирует сама по себе. Программная система функционирует под воздействием актеров – пользователей, машин и других программ. Актер ожидает, что система ведет себя строго определенным образом. Актер оказывает воздействие – система выдает ожидаемый результат. Модель того, как воздействие приводит к результату – Вариант использования.

Слайд 43

Описание слайда:

Актеры и Варианты использования в UML Актер в UML – человек, машина или программа, воздействует на систему, является внешним по отношению к ней.

Слайд 44

Описание слайда:

Связь актеров и вариантов использования Актеры и варианты использования общаются посредством посылки сообщений. Сообщения могут идти в обе стороны. Стрелка показывает инициатора общения (актер на рисунке) и может быть опущена.

Слайд 45

Описание слайда:

Актеры и Варианты использования в SRS Актеры: Пользователь. Администратор. Варианты использования: Забронировать билет. Подобрать рейс. Работать с данными. Управлять рейсами. Работать с БД аэропорта.

Слайд 46

Описание слайда:

SRS – Диаграмма вариантов использования

Слайд 47

Описание слайда:

Некоторые соображения... [3] При таком моделировании обращают внимание на поведение системы, а не на ее реализацию. Хорошая модель описывает основное поведение системы, не являясь слишком подробным. Подобная модель позволяет проверить, удовлетворит ли система требования заказчика.

Слайд 48

Описание слайда:

Некоторые соображения [3] Система средних размеров может быть описана большим количеством вариантов использования. Варианты использования могут описываться разными сценариями.

Слайд 49

Описание слайда:

Сценарии варианта использования Для описания сценариев Варианта использования используется Диаграмма действия. Диаграмма действия это блок-схема, которая отображает динамику в поведении системы. Может использоваться не только для описания сценариев Варианта использования.

Слайд 50

Описание слайда:

Диаграммы действия в SRS

Слайд 51

Описание слайда:

Слайд 52

Описание слайда:

Классы в UML

Слайд 53

Описание слайда:

Шаблоны классов в UML

Слайд 54

Описание слайда:

Объекты в UML

Слайд 55

Описание слайда:

Интерфейсы [3] Интерфейс определяет границу между спецификацией того, что делает абстракция, и реализацией того, как она это делает [3]. Интерфейс – это набор операций, используемых для специфицирования услуг, предоставляемых классом или компонентом [3]. Смысл использования: отделить детали реализации от функциональности. «Внешние» методы выносятся в Интерфейс.

Слайд 56

Описание слайда:

Интерфейсы в UML

Слайд 57

Описание слайда:

Пакеты в UML Пакет – структурная единица для группировки элементов модели, в частности, классов. Пакет – это способ организации элементов модели в более крупные блоки, которыми впоследствии позволяется манипулировать как единым целым [3]. Хорошо спроектированный пакет группирует семантически близкие элементы, которые имеют тенденцию изменяться совместно [3].

Слайд 58

Описание слайда:

Подсистемы На этапе проектирования системы классы и пакеты могут объединяться в подсистемы. Подсистема – структурная единица. Каждая подсистема имеют свою область ответственности и реализует некоторую функциональность. Подсистема реализует Интерфейс, который описывает ее поведение. Примеры: подсистема бронирования билетов; подсистема доступа к данным...

Слайд 59

Описание слайда:

Подсистемы в UML

Слайд 60

Описание слайда:

Компоненты Компонент – физическая заменяемая часть системы, совместимая с одним набором интерфейсов и обеспечивающая реализацию какого-либо другого [3]. Компонент может разрабатываться и тестироваться независимо от системы. Виды компонентов: Исходные файлы (.cpp, .h, .java…). Бинарные файлы (.dll, .ocx…). Исполняемые файлы (.exe).

Слайд 61

Описание слайда:

Компоненты в UML По смыслу компонент – реализация подсистемы. На этапе проектирования – подсистемы. На этапе реализации – компоненты.

Слайд 62

Описание слайда:

Комментарии (заметки) в UML

Слайд 63

Описание слайда:

Отношения между элементами модели в UML Отношения: Зависимость; Ассоциация; Обобщение (наследование); Реализация (для Интерфейса). Отношения показывают наличие связей между элементами модели и семантику этих связей.

Слайд 64

Описание слайда:

Зависимость в UML Зависимость – связь между сущностями (классами, объектами). Зависимость показывает, что изменения в одной сущности могут повлиять на другую сущность.

Слайд 65

Описание слайда:

Ассоциация в UML Ассоциация – связь между сущностями (классами, объектами). Ассоциация показывает наличие структурной связи между экземплярами (объектами). Связь через поле класса. Направление может быть не указано (двусторонняя связь).

Слайд 66

Описание слайда:

Направление и навигация Заметим, что наличие направления связано с понятием Навигация. Навигация означает, что в направлении стрелки один объект «видит» другой, в то время как обратное не выполняется.

Слайд 67

Описание слайда:

Кратности в UML Кратность – способ конкретизации характера отношения. Показывает тип отношения 1:1, 1:M, N:1, N:M.

Слайд 68

Описание слайда:

Таблица кратностей в UML

Слайд 69

Описание слайда:

Частные случаи ассоциаций: агрегация и композиция Агрегация предполагает, что 0 или более объектов одного типа включены в 1 или более объектов другого типа. Композиция – вариант агрегации, в котором каждый объект второго типа может быть включен ровно в 1 объект первого типа.

Слайд 70

Описание слайда:

Обобщение (наследование)

Слайд 71

Описание слайда:

Что дальше? Следующая тема: Microsoft Solutions Framework

Слайд 72

Описание слайда:

Литература к лекции И. Соммервиль. Инженерия программного обеспечения, 6 изд. – И.д. "Вильямс", 2002. Г. Буч. Объектно-ориентированный анализ и проектирование с примерами приложений на C++. Второе издание. – Бином, 1998. Г. Буч, Дж. Рамбо, А. Джекобсон. UML. Руководство пользователя. – ДМК-Пресс, Питер, 2004. G. Booch, J. Rumbaugh, I. Jacobson. The Unified Modeling Language Reference Manual – Second Edition, Addison-Wesley, 2004.