15. Моделирование информационных систем. Uml-диаграммы.

Модель – упрощенное представление системы для её анализа и предсказания, а также получения качественных и количественных результатов, необходимых для принятия правильного управленческого решения. Моделирование – представление объекта моделью для получения информации о нём путём проведения экспериментов с его моделью. Обычно различают реальное (материальное, предметное) и мысленное (идеализированное, концептуально-методологическое) моделирование. Концептуальное моделирование представляет собой структурированный процесс создания систем, состоящий из следующих этапов: Анализ, Проектирование, Программирование, Тестирование, Внедрение.

Процессы создания моделей носят этапный характер. Основные виды моделей, типа “каскад” (“водопад”), “водоворот” и “спираль”.

Каскадная модель ИС состоит из последовательно выполняемых этапов. Каждый этап полностью заканчивается до того, как начнется следующий. Этапы не перекрываются во времени: следующий этап не начинается до тех пор, пока не завершится предыдущий. Возврат к предыдущим этапам не предусмотрен или всячески ограничен. Исправление ошибок происходит лишь на стадии тестирования. Поэтапная (итерационная) модель с промежуточным контролем Эта модель известна как итерационная модель или “водоворот”. В ней, так же, как и в модели “водопад” используется последовательность расположения этапов создания ИС. Но каждый следующий этап имеет обратную связь с предыдущими этапами. Исправление ошибок происходит на каждом из этапов, сразу при выявлении проблемы – промежуточный контроль. Следующий этап не начинается, пока не завершится предыдущий.

Спиральная модель В этой модели результат появляется фактически на каждом витке спирали. Этот промежуточный результат анализируется, и выявленные недостатки ИС побуждают проведение следующего витка спирали. Спираль завершается тогда, когда клиент и разработчик приходят к согласию относительно полученного результата. Модель состоит из последовательно расположенных этапов в пределах одного витка спирали. Внутри витка спирали этапы не имеют обратной связи. Исправление ошибок происходит при тестировании на каждом витке спирали. Ошибки, которые не могут быть исправлены и требуют более глубоких структурных изменений, инициируют новый виток спирали. Результат появляется в конце каждого витка спирали и подвергается подробному анализу.

UML - унифицированный язык моделирования. Диаграмма - это графическое представление множества элементов. Итак, мы кратко рассмотрим такие виды диаграмм, как:диаграммапрецедентов;диаграммаклассов;диаграммаобъектов;диаграммапоследовательностей;диаграммавзаимодействия;диаграммасостояний;диаграммаактивности;диаграмма развертывания.

Диаграмма прецедентов (usecasediagram)Сущности, с которыми взаимодействует система в процессе своей работы, называются экторами. Эктор (actor) - это множество логически связанных ролей, исполняемых при взаимодействии с прецедентами или сущностями (система, подсистема или класс). Эктором может быть человек или другая система, подсистема или класс, которые представляют нечто вне сущности. Графически эктор изображается либо " человечком ", либо символом класса с соответствующим стереотипом. Прецедент (use-case) - описание отдельного аспекта поведения системы с точки зрения пользователя. Прецеденты обозначаются в виде эллипса, внутри которого указано его название. Прецеденты и экторы соединяются с помощью линий. Часто на одном из концов линии изображают стрелку, причем направлена она к тому, чьими услугами пользуются. Диаграмма классов (classdiagram)Класс (class) - категория вещей, которые имеют общие атрибуты и операции. Классы - это строительные блоки любой объектно-ориентированной системы. Они представляют собой описание совокупности объектов с общими атрибутами, операциями, отношениями и семантикой. Диаграмма объектов (objectdiagram)Объект (object) - экземпляр класса. Объект, как и класс, обозначается прямоугольником, но его имя подчеркивается. Имя – название объекта и наименование его класса, разделенные двоеточием.

Диаграмма последовательностей (sequencediagram) отображает взаимодействие объектов в динамике. Диаграмма последовательностей рассматривает взаимодействие объектов во времени. отображает временные особенности передачи и приема сообщений объектами. Объекты обозначаются прямоугольниками с подчеркнутыми именами (чтобы отличить их от классов), сообщения (вызовы методов) - линиями со стрелками, возвращаемые результаты - пунктирными линиями со стрелками. Прямоугольники на вертикальных линиях под каждым из объектов показывают "время жизни" (фокус) объектов.

Диаграмма взаимодействия (кооперации, collaborationdiagram) показывает поток сообщений между объектами системы и основные ассоциации между ними и по сути, является альтернативой диаграммы последовательностей. Объекты обозначаются прямоугольниками с подчеркнутыми именами, ассоциации между объектами указываются в виде соединяющих их линий, над ними может быть изображена стрелка с указанием названия сообщения и его порядкового номера. Необходимость номера сообщения - в отличие от диаграммы последовательностей, время на диаграмме взаимодействия не показывается в виде отдельного измерения. Поэтому последовательность передачи сообщений можно указать только с помощью их нумерации.

Диаграмма состояний (statechartdiagram) применяются для того, чтобы объяснить, каким образом работают сложные объекты. Состояние (state) - ситуация в жизненном цикле объекта, во время которой он удовлетворяет некоторому условию, выполняет определенную деятельность или ожидает какого-то события. Диаграмма состояний показывает, как объект переходит из одного состояния в другое. Скругленные прямоугольники представляют состояния, через которые проходит объект в течение своего жизненного цикла. Стрелками показываются переходы между состояниями, которые вызваны выполнением методов описываемого диаграммой объекта.

Диаграмма активности (деятельности, activitydiagram)Диаграммы деятельности удобно применять для визуализации алгоритмов, по которым работают операции классов. Алгоритм - последовательность определенных действий или элементарных операций, выполнение которых приводит к получению желаемого результата. Обозначения на диаграмме активности напоминают те, которые мы встречали на блок-схеме, хотя есть, и некоторые существенные отличия.

Диаграмма развертывания (deploymentdiagram) иногда называют диаграммами размещения – дают графическое представление инфраструктуры, на которую будет развернуто приложение.показывает распределение компонентов системы по ее узлам, а также соединения - маршруты передачи информации между аппаратными узлами.