- •Часть 1. Введение в процесс моделирования 13
- •Глава 1. Зачем мы моделируем 13
- •Глава 2. Введение в язык uml 21
- •Часть 1. Введение в процесс моделирования Глава 1. Зачем мы моделируем
- •Значение моделирования
- •Принципы моделирования
- •Объектное моделирование
- •Глава 2. Введение в язык uml
- •Обзор uml
- •Где используется uml
- •Концептуальная модель uml
- •Строительные блоки uml
- •Правила языка uml
- •Общие механизмы языка uml
- •Архитектура
- •Жизненный цикл разработки по
- •Глава 3. Здравствуй, мир !
- •Ключевые абстракции
- •Механизмы
- •Компоненты
- •Часть II. Основы структурного моделирования Глава 4. Классы
- •Введение
- •Термины и понятия
- •Атрибуты
- •Операции
- •Организация атрибутов и операций
- •Обязанности
- •Другие свойства
- •Типичные приемы моделирования Словарь системы
- •Распределение обязанностей в системе
- •Непрограммные сущности
- •Примитивные типы
- •Глава 5. Отношения
- •Введение
- •Термины и понятия
- •Зависимости
- •Обобщения
- •Ассоциации
- •Другие свойства
- •Типичные приемы моделирования Простые зависимости
- •Одиночное наследование
- •Структурные отношения
- •Глава 6. Общие механизмы
- •Введение
- •Термины и понятия
- •Примечания
- •Другие дополнения
- •Стереотипы
- •Помеченные значения
- •Ограничения
- •Стандартные элементы
- •Типичные приемы моделирования Комментарии
- •Новые строительные блоки
- •Новые свойства
- •Новая семантика
- •Глава 7. Диаграммы
- •Введение
- •Термины и понятия
- •Структурные диаграммы
- •Диаграммы поведения
- •Типичные приемы моделирования
- •Различные уровни абстракции
- •Сложные представления
- •Глава 8. Диаграммы классов
- •Введение
- •Термины и понятия
- •Общие свойства
- •Содержание
- •Типичные примеры применения
- •Типичные приемы моделирования Простые кооперации
- •Логическая схема базы данных
- •Прямое и обратное проектирование
- •Часть III. Изучение структурного моделирования Глава 9. Углубленное изучение классов
- •Введение
- •Термины и понятия
- •Классификаторы
- •Видимость
- •Область действия
- •Абстрактные, корневые, листовые и полиморфные элементы
- •Кратность
- •Атрибуты
- •Операции
- •Шаблоны классов
- •Стандартные элементы
- •Типичные приемы моделирования Семантика класса
- •Глава 10. Углубленное изучение отношений
- •Введение
- •Термины и понятия
- •Зависимости
- •Обобщения
- •Ассоциации
- •Реализация
- •Типичные приемы моделирования Сети отношений
- •Глава 11. Интерфейсы, типы и роли
- •Введение
- •Термины и понятия
- •Операции
- •Отношения
- •Как разобраться в интерфейсе
- •Типы и роли
- •Типичные приемы моделирования Стыковочные узлы системы
- •Статические и динамические типы
- •Глава 12. Пакеты
- •Введение
- •Термины и понятия
- •Элементы, принадлежащие пакету
- •Видимость
- •Импорт и экспорт
- •Обобщения
- •Стандартные элементы
- •Типичные приемы моделирования Группы элементов
- •Архитектурные виды
- •Глава 13. Экземпляры
- •Введение
- •Термины и понятия
- •Абстракции и экземпляры
- •Операции
- •Состояние
- •Другие особенности
- •Стандартные элементы
- •Типичные приемы моделирования Конкретные экземпляры
- •Экземпляры-прототипы
- •Глава 14. Диаграммы объектов
- •Введение
- •Термины и понятия
- •Общие свойства
- •Содержание
- •Типичные примеры применения
- •Типичные приемы моделирования Объектные структуры
- •Прямое и обратное проектирование
- •Часть IV. Основы моделирования поведения Глава 15. Взаимодействия
- •Введение
- •Термины и понятия
- •Контекст
- •Объекты и роли
- •Сообщения
- •Последовательности
- •Представление
- •Типичные приемы моделирования Поток управления
- •Глава 16. Прецеденты
- •Введение
- •Термины и понятия
- •Прецеденты и актеры
- •Прецеденты и поток событий
- •Прецеденты и сценарии
- •Прецеденты и кооперации
- •Организация прецедентов
- •Другие возможности
- •Типичные приемы моделирования Поведение элемента
- •Глава 17. Диаграммы прецедентов
- •Введение
- •Термины и понятия
- •Общие свойства
- •Содержание
- •Типичные примеры применения
- •Типичные приемы моделирования Контекст системы
- •Требования к системе
- •Прямое и обратное проектирование
- •Глава 18. Диаграммы взаимодействий
- •Введение
- •Термины и понятия
- •Общие свойства
- •Содержание
- •Диаграммы последовательностей
- •Диаграммы кооперации
- •Семантическая эквивалентность
- •Типичные примеры применения
- •Типичные приемы моделирования Потоки управления во времени
- •Структура потоков управления
- •Прямое и обратное проектирование
- •Глава 19. Диаграммы деятельности
- •Введение
- •Термины и понятия
- •Общие свойства
- •Наполнение
- •Состояния действия и состояния деятельности
- •Переходы
- •Ветвление
- •Разделение и слияние
- •Дорожки
- •Траектория объекта
- •Типичные примеры применения
- •Типичные приемы моделирования Рабочий процесс
- •Операция
- •Прямое и обратное проектирование
- •Часть V. Более сложные аспекты поведения Глава 20. События и сигналы
- •Введение
- •Термины и понятия
- •Виды событий
- •Сигналы
- •События вызова
- •События времени и изменения
- •Посылка и получение событий
- •Типичные приемы моделирования Семейства сигналов
- •Исключения
- •Глава 21. Автоматы
- •Введение
- •Термины и понятия
- •Контекст
- •Состояния
- •Переходы
- •Более сложные аспекты состояний и переходов
- •Подсостояния
- •Типичные приемы моделирования Жизненный цикл объекта
- •Глава 22. Процессы и нити
- •Введение
- •Термины и понятия
- •Поток управления
- •Классы и события
- •Стандартные элементы
- •Коммуникация
- •Синхронизация
- •Представления с точки зрения процессов
- •Типичные приемы моделирования Несколько потоков управления
- •Межпроцессная коммуникация
- •Глава 23. Время и пространство
- •Введение
- •Термины и понятия
- •Местоположение
- •Типичные приемы моделирования Временные ограничения
- •Распределение объектов
- •Мигрирующие объекты
- •Глава 24. Диаграммы состояний
- •Введение
- •Термины и понятия
- •Общие свойства
- •Содержание
- •Типичные примеры использования
- •Типичные приемы моделирования Реактивные объекты
- •Прямое и обратное проектирование
- •Часть VI. Архитектурное моделирование Глава 25. Компоненты
- •Введение
- •Термины и понятия
- •Компоненты и классы
- •Компоненты и интерфейсы
- •Заменяемость двоичного кода
- •Виды компонентов
- •Организация компонентов
- •Стандартные элементы
- •Типичные приемы моделирования Исполняемые программы и библиотеки
- •Интерфейс прикладного программирования
- •Исходный код
- •Глава 26. Развертывание
- •Введение
- •Термины и понятия
- •Узлы и компоненты
- •Организация узлов
- •Соединения
- •Типичные приемы моделирования Процессоры и устройства
- •Распределение компонентов
- •Глава 27. Кооперации
- •Введение
- •Термины и понятия
- •Структуры
- •Поведение
- •Организация коопераций
- •Типичные приемы моделирования Реализация прецедента
- •Реализация операции
- •Механизм
- •Глава 28. Образцы и каркасы
- •Введение
- •Термины и понятия
- •Образцы и архитектура
- •Механизмы
- •Каркасы
- •Типичные приемы моделирования Образцы проектирования
- •Архитектурные образцы
- •Глава 29. Диаграммы компонентов
- •Введение
- •Термины и понятия
- •Общие свойства
- •Содержание
- •Типичные примеры применения
- •Типичные приемы моделирования Исходный код
- •Исполняемая версия
- •Физическая база данных
- •Адаптивные системы
- •Прямое и обратное проектирование
- •Глава 30. Диаграммы развертывания
- •Введение
- •Термины и понятия
- •Общие свойства
- •Содержание
- •Типичное применение
- •Типичные приемы моделирования Встроенная система
- •Клиент-серверная система
- •Полностью распределенная система
- •Прямое и обратное проектирование
- •Глава 31. Системы и модели
- •Введение
- •Термины и понятия
- •Системы и подсистемы
- •Модели и представления
- •Трассировка
- •Типичные приемы моделирования Архитектура системы
- •Системы систем
- •Часть VII. Подведем итоги Глава 32. Применение uml
- •Переход к uml
- •Рекомендуемая литература
- •Диаграммы
- •Приложение в Стандартные элементы uivil
- •Стереотипы
- •Помеченные значения
- •Ограничения
- •Приложение с. Рациональный Унифицированный Процесс
- •Характеристики процесса
- •Фазы и итерации
- •Итерации
- •Циклы разработки
- •Рабочие процессы
- •Артефакты
- •Другие артефакты
- •Глоссарий
Более сложные аспекты состояний и переходов
Существует широкий спектр типов поведения, которые можно моделировать, даже не выходя за пределы базовых возможностей состояний и переходов в UML. С их помощью удается получить простые (Flat) автоматы, описывающие модели поведения, граф которых состоит только из ребер (переходов) и вершин (состоянии).
Однако автоматы в UML обладают рядом дополнительных возможностей, обеспечивающих создание более сложных моделей поведения. Их использование зачастую позволяет уменьшить число состояний и переходов и ввести в обиход ряд распространенных и довольно сложных идиом, которые трудно выразить с помощью одних лишь простых автоматов. К числу таких дополнительных возможностей относятся действия при входе и выходе, внутренние переходы, деятельности и отложенные события.
Действия при входе и выходе. При моделировании часто встречаются ситуации, когда необходимо выполнить некоторое действие вне зависимости от того, по какому переходу был осуществлен вход в состояние. Равным образом бывает нужно выполнить одно и то же действие при выходе из состояния по любому переходу. Например, в системе наведения ракет нужно объявить, что система ведетПре-следование, как только она вошла в состояние Преследование, и прекратилаПреследование, когда она вышла из этого состояния. Пользуясь простыми автоматами, данного эффекта можно достичь, ассоциируя указанные действия с каждым входящим и исходящим переходом соответственно. Однако такая методика подвержена ошибкам - важно не забыть добавить эти действия при добавлении каждого нового перехода. Кроме того, при модификации любого такого действия придется просматривать все связанные с состоянием переходы.
Как показано на рис. 21.4, в UML имеется сокращенная нотация для этой идиомы. В символ, обозначающий состояние, можно включить любое действие при входе (оно помечается ключевым словом entry) и действие при выходе (помечаемое ключевым словом exit). Тогда указанные действия будут выполняться, соответственно, при входе в состояние и выходе из него.
Примечание Действия при входе и выходе не могут иметь ни аргументов, ни сторожевых условий. Однако действие при входе, определенное на верхнем уровне автомата для класса, может иметь параметры, которые служат для представления аргументов, передаваемых автомату при создании объекта этого класса.
Внутренние переходы. Находясь внутри некоторого состояния, вы можете получить события, которые желательно обработать, не покидая состояния. Такая обработка называется внутренним переходом. Между внутренним переходом и переходом в себя имеется тонкое различие. При переходе в себя, например подобном тому, что изображен на рис. 21.3, событие инициирует переход, происходит выход из текущего состояния, выполняется некоторое действие (если оно специфицировано), после чего вы возвращаетесь в исходное состояние. Поскольку при переходе в себя происходит выход из состояния и повторный вход в него же, то выполняется
действие, ассоциированное с переходом, и, кроме того, действие при входе в состояние. Предположим, однако, что необходимо обработать событие, не возбуждая действия при входе и выходе. В принципе это можно сделать и с помощью простых автоматов, но при этом нужно внимательно следить за тем, для каких переходов эти действия должны быть определены, а для каких - нет.
На рис. 21.4 показано, что в UML есть сокращенная нотация и для этой идиомы (например, в случае события newTarget). В символ, обозначающий состояние, можно включить внутренний переход (записываемый как событие). Если вы находитесь в таком состоянии и происходит указанное событие, то соответствующее действие выполняется без выхода и повторного входа в состояние, то есть событие обрабатывается, не возбуждая действий при входе и выходе.
Примечание С внутренними переходами могут быть связаны события, имеющие параметры и сторожевые условия, то есть внутренние переходы по существу являются прерываниями.
Деятельность. Когда объект находится в некотором состоянии, он обычно бездействует и ожидает возникновения какого-либо события. Но иногда приходится моделировать и ситуацию непрерывно продолжающейся деятельности. Находясь в таком состоянии, объект чем-нибудь занимается до тех пор, пока эта деятельность не будет прервана событием. Например, пока объект находится в состоянии Преследования, он все это время может следоватьЗаЦелью. Из рис. 21.4 видно, что в UML имеется специальный переход do (выполнять) для обозначения работы, которая должна выполняться внутри состояния после того, как было отработано действие при входе. Деятельность, связанная с do-переходом, может быть именем какого-то другого автомата (скажем, следоватьЗаЦелью). Допустимо специфицировать и последовательность действий, например do / ор1 (а) ; ор2 (Ь) ; орЗ (с). Единичное действие не может быть прервано, но к последовательности действий это не относится. Между выполнением соседних действий (которые отделяются друг от друга точкой с запятой) объемлющее состояние может обрабатывать события, и не исключено, что это повлечет за собой выход из состояния.
Отложенные события. Рассмотрим состояние Преследование. Предположим, что (как показано на рис. 21.3), из этого состояния исходит только один переход, инициируемый событием contact. Если мы находимся в состоянии Преследование, то все события (см. главу 20), кроме contact и тех, что обрабатываются внутри подсостояний, будут потеряны. Это означает, что событие может произойти, но будет отложено и не повлечет за собой выполнения какого-либо действия.
В любой моделируемой ситуации бывает необходимо одни события распознавать, а другие игнорировать. Распознаваемые события моделируются как триггеры переходов, игнорируемые просто не включаются в модель. Между тем иногда необходимо распознать событие, но отложить его обработку на будущее. Например, находясь в состоянии Преследование, ракета может отложить обработку сигнала самопроверка, посылаемого некоторым агентом системы, отвечающим за периодическое обслуживание.
В UML такое поведение специфицируется с помощью отложенных событий. Отложенное событие (Deferred event) - это список событий, возникновение которых в конкретном состоянии отложено до перехода в состояние, где этот список не является отложенным событием. В этот момент события могут быть обработаны и инициировать те или иные переходы, как будто они произошли только что. На рис. 21.4 показано, что событие описывается как отложенное путем связывания с ним специального действия defer (отложить). В нашем примере событие самоПроверка может произойти в состоянии Преследование, но реакция на него откладывается до перехода в состояние Включение, где оно обрабатывается, как если бы произошло только что.
Примечание Для реализации отложенных событий должна существовать внутренняя очередность событий. Если событие происходит, но внесено в список отложенных, то оно помещается в очередь. События извлекаются из очереди, как только объект входит в состояние, где они не помечены как отложенные.