3.3 Характеристика унифицированного языка моделирования uml. Диаграмма вариантов использования – концептуальная модель программной системы

Язык UML (Unified Modeling Language) предназначен для описания, визуализации и документирования программных систем в процессе их создания.

Классы диаграмм (моделей) языка UML:

• структурные диаграммы (статические модели) – описывают структуру сущностей или компонентов проектируемой системы, включая их классы, интерфейсы, атрибуты и отношения;

• поведенческие диаграммы (динамические модели) – описывают поведение или функционирование объектов системы, включая их методы, взаимодействие и сотрудничество между ними, а также процесс изменения состояний отдельных компонентов и системы в целом.

К структурным диаграммам относятся:

• диаграммы пакетов или контейнеров;

• диаграммы классов;

• диаграммы объектов;

• диаграммы компонентов;

• диаграммы развертывания.

К поведенческим диаграммам относятся:

• диаграммы вариантов (прецедентов) использования;

• диаграммы активности (деятельности);

• диаграммы состояний;

• диаграммы связей;

• диаграммы последовательностей;

• диаграммы взаимодействия.

Диаграммы пакетов используются для разделения модели программной системы на пакеты и для описания межпакетного взаимодействия. Цель разделения – упрощение структуры и организации работы с моделью системы. Одни пакеты могут быть вложены в другие. Целесообразно классы, разделяющие одно и то же пространство имен или связанные отношениями наследования, помещать в один пакет, пакеты будут соответствовать папкам в памяти компьютера.

В диаграммах классов отображаются классы и их связи. Класс характеризуется именем, атрибутами, операциями (методами). Операция – абстракция того, что можно делать с объектом класса. Класс может содержать любое число операций (в частности, не содержать ни одной операции). Набор операций класса является общим для всех объектов данного класса.

Диаграммы объектов служат для более детального представления классов и их элементов (объектов).

Диаграммы компонентов иллюстрируют структуру системы в виде множества составляющих ее частей, таких как программные компоненты (обычно представляющие собой некоторые совокупности классов), встроенные контроллеры и т.п.

Диаграммы развертывания служат для показа распределения компонентов между физическими устройствами.

Диаграммы активности предназначены для моделирования потока действий, включая генерируемые процессы и точки принятия решений.

Диаграммы состояний служат для описания поведения отдельного объекта в терминах его состояний и переходов из состояния в состояние. Диаграммы состояний являются основой для полностью автоматической генерации исполняемого кода по UML-моделям.

Диаграмма последовательностей представляет сценарий передачи сообщений между объектами или между элементами диаграммы вариантов использования.

Диаграммы взаимодействия аналогичны диаграммам активности, но они отражают связи не между операциями, а между другими диаграммами.

Диаграмма вариантов использования характеризует функциональность программной системы с позиций пользователя и служит для отображения взаимодействия пользователя с системой. В диаграмме в виде овалов представляются варианты (прецеденты) использования, то есть те функции, которые выполняет программная система. Пользователи (актеры) изображаются в виде стилизованных фигурок «человечков», ими могут быть не только люди, но и любые внешние системы (программные комплексы, технические устройства), пользующиеся услугами данной программной системы. Основными типами отношений между пользователями и вариантами использования, между двумя вариантами использования являются:

отношения ассоциации, изображаемые отрезками сплошных прямых и соединяющие пользователей и варианты использования;

отношения включения, изображаемые отрезками пунктирных прямых со стрелками на конце, над которыми пишется ключевое слово «include», и соединяющие варианты использования.

Отношение включения, направленное от базового варианта использования к включаемому варианту использования, указывает, что каждый экземпляр базового варианта включает в себя функциональные свойства, заданные для включаемого варианта. Эти свойства специализируют поведение базового варианта на данной диаграмме.

Например, пользователями программного комплекса для выбора геометрических параметров процесса вакуумформования изделий типа «круговой цилиндр» являются проектировщик формующих матриц и разработчик программного комплекса. UML-диаграмма вариантов использования программного комплекса проектировщиком представлена на рисунке.

Рисунок – Диаграмма вариантов использования программного комплекса конечным пользователем

UML-диаграмма вариантов использования программного комплекса для моделирования процесса нагрева полимерных материалов представлена на рисунке.

Рисунок – Диаграмма вариантов использования программного комплекса администратором