РАЗРАБОТКА МОДЕЛЕЙ ПРОЕКТИРУЕМОЙ СИСТЕМЫ НА ОСНОВЕ СТАНДАРТА UML 2.0

Язык UML представляет собой общецелевой язык визуального моделирования, который разработан для спецификации, визуализации, проектирования и документирования компонентов программного обеспечения, бизнес-процессов и других систем. Язык UML одновременно является простым и мощным средством моделирования, который может быть эффективно использован для построения концептуальных, логических и графических моделей сложных систем самого различного целевого назначения.

С помощью UML можно разработать детальный план создаваемой системы, содержащей не только ее концептуальные элементы, такие как системные функции и бизнес-процессы, но и конкретные особенности, например классы, написанные на специальных языках программирования, схемы баз данных и программные компоненты многократного использования.

Язык UML предназначен для опи­сания моделей. На UML можно содержательно описывать классы, объекты и компо­ненты в различных предметных областях, часто сильно отличающихся друг от друга.

Как любой язык, UML состоит из словаря и правил, позволяющие комбинировать входящие слова и получать осмысленные конструкции.

Моделирование необходимо для понимания системы. Обычно при этом единственной модели никогда не бывает достаточно. Поэтому приходиться разрабатывать большое количество взаимосвязанных моделей.

Словарь в UML включает 3 вида основных конструкций:

• Сущности – абстракции, являющиеся основными элементами модели.
• Отношения – связи между сущностями.
• Диаграммы – группируют множество сущностей и отношений.
• В языке UML определены четыре типа отношений:
• зависимость;
• ассоциация;
• обобщение;
• реализация.

Эти отношения являются основными связующими строительными блоками в UML и применяются для создания корректных моделей.

Зависимость (Dependency) – это семантическое отношение между двумя сущностями, при котором изменение одной из них, независимой, может повлиять на семантику другой, зависимой.

Ассоциация (Association) – структурное отношение, описывающее совокупность связей; связь - это соединение между объектами.

Обобщение (Generalization) – отношение «специализация/обобщение», при котором объект специализированного элемента (потомок) может быть подставлен вместо объекта обобщенного элемента.

Реализация (Realization) – это семантическое отношение между классификаторами, при котором один классификатор определяет «контракт», а другой гарантирует его выполнение

Диаграммы UML – графическое представление набора элементов, изображенное чаще всего в виде связанного графа с вершинам (сущностями) и ребрами (отношениями).

В ходе выполнения курсового проектирования осуществлена разработка следующих моделей системы на основе стандарта UML 2.0.

Язык UML представляет собой общецелевой язык визуального моделирования, который разработан для спецификации, визуализации, проектирования и документирования компонентов программного обеспечения, бизнес-процессов и других систем. Язык UML одновременно является простым и мощным средством моделирования, который может быть эффективно использован для построения концептуальных, логических и графических моделей сложных систем самого различного целевого назначения.

С помощью UML можно разработать детальный план создаваемой системы, содержащей не только ее концептуальные элементы, такие как системные функции и бизнес-процессы, но и конкретные особенности, например классы, написанные на специальных языках программирования, схемы баз данных и программные компоненты многократного использования.

Язык UML предназначен для опи­сания моделей. На UML можно содержательно описывать классы, объекты и компо­ненты в различных предметных областях, часто сильно отличающихся друг от друга.

Как любой язык, UML состоит из словаря и правил, позволяющие комбинировать входящие слова и получать осмысленные конструкции.

Моделирование необходимо для понимания системы. Обычно при этом единственной модели никогда не бывает достаточно. Поэтому приходиться разрабатывать большое количество взаимосвязанных моделей.

Словарь в UML включает 3 вида основных конструкций:

• Сущности – абстракции, являющиеся основными элементами модели.
• Отношения – связи между сущностями.
• Диаграммы – группируют множество сущностей и отношений.
• В языке UML определены четыре типа отношений:
• зависимость;
• ассоциация;
• обобщение;
• реализация.

Эти отношения являются основными связующими строительными блоками в UML и применяются для создания корректных моделей.

Зависимость (Dependency) – это семантическое отношение между двумя сущностями, при котором изменение одной из них, независимой, может повлиять на семантику другой, зависимой.

Ассоциация (Association) – структурное отношение, описывающее совокупность связей; связь - это соединение между объектами.

Обобщение (Generalization) – отношение «специализация/обобщение», при котором объект специализированного элемента (потомок) может быть подставлен вместо объекта обобщенного элемента.

Реализация (Realization) – это семантическое отношение между классификаторами, при котором один классификатор определяет «контракт», а другой гарантирует его выполнение

Диаграммы UML – графическое представление набора элементов, изображенное чаще всего в виде связанного графа с вершинам (сущностями) и ребрами (отношениями).

В ходе выполнения курсового проектирования осуществлена разработка следующих моделей системы на основе стандарта UML 2.0.

5.1Диаграмма вариантов использования (прецедентов) (use case diagram)

Суть диаграммы вариантов использования (Приложение Б, рис. Б.1) состоит в следующем: проектируемая система представляется в форме так называемых вариантов использования, с которыми взаимодействуют некоторые внешние сущности или актеры. При этом актером или действующим лицом называется любой объект, субъект или система, взаимодействующая с моделируемой системой извне. В свою очередь вариант использования служит для описания сервисов, которые система предоставляет актеру. Другими словами, каждый вариант использования определяет некоторый набор действий, совершаемый системой при диалоге с актером. При этом ничего не говорится о том, каким образом будет реализовано взаимодействие актеров с системой и собственно выполнение вариантов использования.

5.2 Диаграмма классов (class diagram)

Диаграмма классов (Приложение Б, рис. Б.2-Б.3) служит для представления статической структуры модели системы в терминологии классов объектно-ориентированного программирования. Диаграмма классов может отражать, в частности, различные взаимосвязи между отдельными сущностями предметной области, такими как объекты и подсистемы, а также описывает их внутреннюю структуру и типы отношений. На данной диаграмме не указывается информация о временных аспектах функционирования системы. С этой точки зрения диаграмма классов может служить дальнейшим развитием концептуальной модели проектируемой системы.

5.3 Диаграмма последовательности (sequence diagram)

С помощью диаграммы последовательности (Приложение Б, рис. Б.4) можно описать полный контекст взаимодействий как своеобразный временной график «жизни» всей совокупности объектов, взаимодействующих между собой для реализации варианта использования программной системы, достижения бизнес-цели или выполнения какой-либо задачи. На диаграмме последовательности также изображаются объекты, которые непосредственно участвуют во взаимодействии, при этом никакие статические связи с другими объектами не визуализируются. Для диаграммы последовательности ключевым моментом является именно динамика взаимодействия объектов во времени.

5.4 Диаграмма состояний (statechart diagram)

Главное предназначение диаграммы состояний (рисунок 5.1) – описать возможные последовательности состояний и переходов, которые в совокупности характеризуют поведение моделируемой системы в течение всего ее жизненного цикла. Диаграмма состояний представляет динамическое поведение сущностей, на основе спецификации их реакции на восприятие некоторых конкретных событий.

Рисунок 5.1 – Диаграмма состояний

5.5Диаграмма компонентов (component diagram)

Диаграмма компонентов (рисунок 5.2) описывает особенности физического представления системы. Диаграмма компонентов позволяет определить архитектуру разрабатываемой системы, установив зависимости между программными компонентами, в роли которых может выступать исходный, бинарный и исполняемый код. Во многих средах разработки модуль или компонент соответствует файлу. Основными графическими элементами диаграммы компонентов являются компоненты, интерфейсы и зависимости между ними.

                                                                         Рисунок 5.2 – Диаграмма компонентов

Диаграмма компонентов разрабатывается для следующих целей:

• визуализация общей организации структуры исходного кода программной системы;
• спецификация исполнимого варианта программной системы;
• обеспечение многократного использования отдельных фрагментов программного кода;
• представление концептуальной и физической схем баз данных.

5.6 Диаграмма развертывания (deployment diagram)

Диаграмма развертывания (рисунок 5.3) применяется для представления общей конфигурации и топологии распределенной программной системы и содержит изображение размещения компонентов по отдельным узлам системы. Кроме того, диаграмма развертывания показывает наличие физических соединений – маршрутов передачи информации между аппаратными устройствами, задействованными в реализации системы.

Рисунок 5.3 – Диаграмма развертывания