7.7. Диаграммы классов

Диаграммы классов (class diagram) показывают классы, интерфейсы, объекты и кооперации, а также их отношения. При моделировании объектно-ориентированных систем этот тип диаграмм использует наиболее часто.

Диаграммы объектов (object diagram) показывают объекты и отношения между ними. Это статические снимки экземпляров сущностей, показанных на диаграммах классов. Диаграммы объектов, как и диаграммы классов, относятся к статическому виду системы сточки зрения проектирования или процессов, но с расчетом на настоящую или макетную реализацию. Диаграммы классов, которые включают активные классы, соответствуют статическому виду системы с точки зрения процессов.

Диаграмма классов определяет типы классов системы и различного рода статические связи, которые существуют между ними. На диаграммах классов изображают также атрибуты классов, операции классов и ограничения, которые накладываются на связи между классами. На данной диаграмме не указывается информация о временных аспектах функционирования системы.

Следует заметить, что диаграмма классов может также содержать интерфейсы, пакеты, отношения и даже отдельные экземпляры, такие как объекты и связи.

Видимость свойства класса указывает на возможность его использования другими классами. В языке UML определены 3 уровня видимости:

• public (общий) - любой внешний класс, который «видит» данный, может пользоваться его общими свойствами. Обозначаются знаком «+» перед именем атрибута или операции;

• protected (защищенный) - только любой потомок данного класса может пользоваться его защищенными свойствами. Обозначаются знаком «#»;

• private (закрытый) - только данный класс может пользоваться этими свойствами. Обозначаются символом «-» .

Пример. (слайд 6)

7.8. Диаграммы использования (use-case) (диаграммы прецедентов)

Диаграммы прецедентов описывают функциональное назначение системы или, другими словами, то, что система будет делать в процессе своего функционирования, которая будет видна пользователям системы. Диаграммы прецедентов (use case diagram) отражают прецеденты и актеров (частный случай классов), а также отношения между ними. Диаграммы прецедентов относятся к статическому виду системы с точки зрения возможностей ее использования.

Прецедент – это типичное взаимодействие пользователя с системой, которое при этом: описывает видимую пользователем функцию, может представлять различные уровни детализации, обеспечивает достижение конкретной цели, важной для пользователя.

Суть данной диаграммы состоит в следующем: проектируемая система представляется в виде множества сущностей или актеров, взаимодействующих с системой с помощью так называемых вариантов использования. При этом актером (actor) или действующим лицом называется любая сущность, взаимодействующая с системой извне. Действующие лица представляют собой роли, а не конкретных людей или наименование работ. Вариант использования (use case) служит для описания сервисов, которые система предоставляет актеру. Актер инициирует выполнение прецедента использования и получает от него результаты. 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.

В самом общем случае, диаграмма вариантов использования представляет собой граф специального вида, который является графической нотацией для представления конкретных вариантов использования, актеров и отношений между этими элементами. При этом отдельные элементы диаграммы заключают в прямоугольник, который обозначает границы проектируемой системы. В то же время отношения, которые могут быть изображены на данном графе, представляют собой только фиксированные типы взаимосвязей между актерами и вариантами использования, которые в совокупности описывают сервисы или функциональные требования к моделируемой системе.

Вариант использования представляет собой спецификацию общих особенностей поведения или функционирования моделируемой системы без рассмотрения внутренней структуры этой системы. Несмотря на то, что каждый вариант использования определяет последовательность действий, которые должны быть выполнены проектируемой системой при взаимодействии се с соответствующим актером, сами эти действия не изображаются на рассматриваемой диаграмме.

Содержание варианта использования может быть представлено в форме дополнительного пояснительного текста, который раскрывает смысл или семантику действий при выполнении данного варианта использования. Такой пояснительный текст получил название текста-сценария или просто сценария.

С вариантами использования могут соединяться интерфейсы. Сплошная линия в этом случае указывает на тот факт, что связанный с интерфейсом вариант использования должен реализовывать все операции, необходимые для данного интерфейса. Кроме этого, интерфейсы могут соединяться с вариантами использования пунктирной линией со стрелкой, означающей, что вариант использования предназначен для спецификации только того сервиса, который необходим для реализации данного интерфейса.

В контексте диаграммы вариантов использования отношение ассо­циации между актером и вариантом использования может указывать на то, что актер инициирует соответствующий вариант использования. Та­кого актера называют главным. В других случаях подобная ассоциация может указывать на актера, которому предоставляется справочная ин­формация о результатах функционирования моделируемой системы. Та­ких актеров часто называют второстепенными.

Отношение расширения (extend) в диаграмме прецедентов определяет взаимосвязь базового вари­анта использования с другим вариантом использования, функциональное по­ведение которого задействуется базовым не всегда, а только при выполнении дополнительных условий.

Отношение расширения позволяет моделировать таким образом, что один из вариантов использования должен присоединять к своему по­ведению дополнительное поведение, определенное для другого варианта использования. В то же время данное отношение всегда предполагает проверку условия и ссылку на точку расширения в базовом варианте ис­пользования. Точка расширения определяет место в базовом варианте ис­пользования, в которое должно быть помешено расширение при выпол­нении соответствующего логического условия. При этом один из вариан­тов использования может быть расширением для нескольких базовых ва­риантов, а также иметь в качестве собственных расширений другие вари­анты. Базовый вариант использования не зависит от своих расширений.

Семантика отношения расширения определяется следующим обра­зом. Если базовый вариант использования выполняет некоторую последо­вательность действий, которая определяющую его поведение, и при этом имеется точка расширения на экземпляр другого варианта использования, которая является первой из всех точек расширения у базового варианта, то проверяется логическое условие данного отношения. Если это условие вы­полняется, исходная последовательность действий расширяется посредст­вом включения действий другого варианта использования. Следует заме­тить, что условие отношения расширения проверяется лишь один раз - при первой ссылке на точку расширения, и если оно выполняется, то все расширяющие варианты использования вставляются в базовый вариант.

В контексте диаграммы вариантов использования отношение обобщения обозначает, что некоторый вариант использования А может быть обобщен до варианта использования В. В этом случае вариант А будет являться специализацией варианта В. При этом, В называется предком или родителем по отношению А, а вариант А - потомком по отношению к варианту использования В. Отношение обобщения между вариантами использования применяется в том случае, когда необходимо отметить, что дочерние варианты использования обладают всеми атрибутами и особенностями поведения родительских вариантов. При этом, дочерние варианты использования участвуют во всех отношениях родительских вариантов. В свою очередь, дочерние варианты могут наделяться новыми свойствами поведения, которые отсутствуют у родительских вариантов использования, а также уточнять или модифицировать наследуемые от них свойства поведения.

Отношение включения устанавливается только между двумя вариантами использования и указывает на то, что заданное поведение для одно­го варианта использования включается в качестве составного фрагмента в последовательность поведения другого варианта использования. Отношение включения, направленное от варианта использования А к варианту использования В, указывает, что каждый экземпляр варианта А включает в себя функциональные свойства, заданные для варианта В. Семантика этого отношения определяется следующим образом. Процесс выполнения базового варианта использования включает в себя как собственное подмножество последовательность действий, которая определена для включаемого варианта использования. При этом выпол­нение включаемой последовательности действий происходит всегда при инициировании базового варианта использования.

Хорошим источником для идентификации вариантов ис­пользования служат внешние события. Следует начать с перечис­ления всех событий, происходящих во внешнем мире, на кото­рые система должна каким-то образом реагировать. Какое-либо конкретное событие может повлечь за собой реакцию системы, не требующую вмешательства пользователей, или, наоборот, выз­вать чисто пользовательскую реакцию. Идентификация событий, на которые необходимо реагировать, помогает идентифициро­вать варианты использования.

Примеры. (слайд 7)