МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Воронежский государственный технический университет»

Кафедра автоматизированных и вычислительных систем

ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННЫЙ ПОДХОД К ПРОЕКТИРОВАНИЮ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к выполнению лабораторных работ для студентов направления 09.04.01 «Информатика и вычислительная техника» (программа магистерской подготовки

«Распределенные автоматизированные системы») очной и заочной форм обучения

Воронеж 2022

УДК 681.3.06(07) ББК 32.973

Составитель

канд. техн. наукТ. И. Сергеева

Объектно-ориентированный подход к проектированию информационных систем: методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов направления 09.04.01 «Информатика и вычислительная техника» (программа магистерской подготовки «Распределенные автоматизированные системы») очной и заочной форм обучения / ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»; сост.Т. И.Сергеева. Воронеж: Изд-во ВГТУ, 2022. 34 с.

Методические указания содержат теоретические сведения и практические задания для проведения лабораторных работ.

Предназначены для студентов направления 09.04.01 «Информатика и вычислительная техника» (программа магистерской подготовки «Распределенные автоматизированные системы») очной и заочной форм обучения

Методические указания подготовлены в электронном виде и содержатся в файле ОПкПИС_ЛР.pdf.

Ил. 20. Табл. 7. Библиогр.: 11 назв.

УДК 681.3.06(07) ББК 32.973

Рецензент – В. В. Сафронов, канд. техн. наук, доц. кафедры автоматизированных и вычислительных систем ВГТУ

Издается по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного технического университета

2

ВВЕДЕНИЕ

Объектно-ориентированное проектирование – это методология проек-

тирования, соединяющая в себе процесс объектной декомпозиции и приемы представления логических, физических, а также статических и динамических моделей проектируемой системы.

В основе объектного подхода к разработке программного и информационного обеспечения лежит объектная декомпозиция, т.е. представление разрабатываемой системы в виде совокупности объектов, в процессе взаимодействия которых через передачу сообщений происходит выполнение требуемых функций.

Для создания моделей анализа и проектирования объектноориентированных программных и информационных систем используют языки визуального моделирования, самым популярным из которых на сегодняшний день является UML (Unified Modeling Language) – унифицированный язык моделирования.

UML представляет собой единый язык моделирования, предназначенный для спецификации, визуализации, конструирования и документирования описания программных систем, а также для моделирования бизнес-процессов и других не программных систем.

Создаваемый с помощью UML проект информационной или программной системы может включать в себя несколько видов диаграмм, которые дополняют друг друга и могут входить в различные модели. Это диаграммы вариантов (прецедентов) использования; классов; последовательностей действий; деятельностей; состояний; кооперации; компонентов; размещения.

При выполнении лабораторных работ магистры создают пять диаграмм: вариантов (прецедентов) использования; классов; последовательностей действий; деятельностей; состояний.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1 РАЗРАБОТКА ДИАГРАММ ВАРИАНТОВ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

1.1. Общие сведения

Цель работы – изучение назначения диаграмм вариантов использования, основных элементов диаграмм и правил их построения.

Диаграммы вариантов (прецедентов) использования (use case diagram) позволяют определить функции, выполняемые информационными или программными системами и видимые пользователями.

Диаграмма прецедентов служит для выявления и формального представления требований заказчика к проектируемой системе. Диаграмма описывает, какие возможности будет предоставлять система конечному пользователю, какую будет предоставлять информацию, на какие запросы отвечать, какие будет генерировать отчеты. При этом механизм функционирования системы от пользователя скрыт и на диаграмме прецедентов не показывается.

3

В роли конечного пользователя может выступать человек (например, студент, покупатель или оператор) или техническое устройство (например, мобильный телефон, банкомат).

Прецеденты (варианты использования – Use Cases) – это подробные процедурные описания вариантов использования системы всеми заинтересованными лицами, а также внешними системами. Заинтересованные лица и внешние системы рассматриваются как актеры (actors) – действующие лица (в переводной литературе могут называться акторами). Действующие лица могут называть сущностями системы. Термин «сущность» объединяет понятия субъект (сущность, производящая действия) и объект (сущность, над которой производятся действия). По сути, варианты использования - это алгоритмы работы с системой с точки зрения внешнего мира.

Прецеденты отражают функциональные требования к системе, описывают границы проектируемой системы, ее интерфейс, а затем выступают как основа для тестирования системы заказчиком с помощью приемочных тестов.

Вариант использования можно описать кратко или подробно.

1.2. Пример разработки диаграммы вариантов использования

Пример. Определить варианты использования и построить диаграммы вариантов использования для информационной системы «Магистратура».

Предположим, что в рамках ИС «Магистратура» реализуются следующие функции по обработке данных:

-ввод и редактирование информации в таблицах базы данных;

-поиск данных в базе данных;

-формирование отчетов по запросу.

ИС «Магистратура» работает со следующими заинтересованными лицами: методист (работник деканата), преподаватель, магистрант.

Вариант использования (прецедент) описывают кратко и подробно. Затем строят диаграмму.

В качестве примера первой функции рассматривают прецедент «Ввод и редактирование данных о студентах».

Краткое описание данного прецедента приведено в табл. 1. Подробное описание данного прецедента приведено в табл. 2.

4

Таблица 1

Краткое описание прецедента «Ввод и редактирование данных о студентах»

Таблица 2

Подробное описание прецедента «Ввод и редактирование данных о студентах»

В качестве примера второй функции рассматривают прецедент «Поиск сведений о группе студентов».

Краткое описание данного прецедента приведено в табл. 3. Подробное описание данного прецедента приведено в табл. 4.

5

Таблица 3

Краткое описание прецедента «Поиск сведений о группе студентов»

В качестве примера третьей функции рассматривают прецедент «Формирование отчета об успеваемости студента».

Краткое описание данного прецедента приведено в табл. 5. Подробное описание данного прецедента приведено в табл. 6.

6

Таблица 5

Краткое описание прецедента «Формирование отчета об успеваемости студента»

Таблица 6

Подробное описание прецедента «Формирование отчета об успеваемости студента»

На диаграмме вариантов использования варианты использования и действующие лица имеют специальные обозначения.

Прецедент (вариант использования) изображается как овал, внутри которого пишется наименование варианта использования. Конечный пользователь, называемый «актером» (actors), изображается в виде стилизованной фигурки человека. Актером является любая сущность, взаимодействующая с системой извне, например человек, оборудование, другая система. Связь между прецедентом и конечным пользователем обозначается линией.

Пример фрагмента диаграммы прецедентов представлен на рис. 1.

7

9

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2 РАЗРАБОТКА ДИАГРАММЫ КЛАССОВ

2.1. Общие методические указания к выполнению лабораторной работы № 2

Цель работы – изучение назначения диаграмм классов, основных элементов диаграмм и правил их построения.

Центральное место в объектно-ориентированном подходе к проектированию информационного обеспечения занимает разработка логической модели системы в виде диаграммы классов (class diagram).

Диаграммы классов отображают статическую структурную модель проектируемой системы. Диаграммы классов принято считать графическим представлением таких взаимосвязей логической модели системы, которые не зависят от времени.

Диаграмма классов может отражать различные взаимосвязи между отдельными сущностями предметной области, такими как объекты и подсистемы, а также описывает их внутреннюю структуру и типы отношений.

Диаграммы классов обычно содержат следующие элементы:

-классы;

-интерфейсы;

-отношения между классами.

Класс (class) в языке UML служит для обозначения множества объектов, которые имеют одинаковую структуру, поведение и отношения с объектами других классов. На диаграмме класс изображают в виде прямоугольника, который дополнительно может быть разделен горизонтальными линиями на две или три секции (рис. 2). В этих секциях могут указываться имя класса, атрибуты (переменные) и операции (методы).

Рис. 2. Графическое изображение класса на диаграмме классов

10