ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №7

Тема: Среда разработки UML – Rational Rose. Теоретические аспекты разработки.

Цель: Приобретение основных теоретических знаний в среде разработки UML – Rational Rose.

Теоретический материал:

Rational Rose — мощный инструмент анализа и проектирования объектно-ориентированных програм­мных систем. Он позволяет моделировать системы до написания кода, так что вы можете с самого на­чала быть уверены в адекватности их архитектуры. С помощью готовой модели недостатки проекта легко обнаружить на стадии, когда их исправление не требует еще значительных затрат.

Среда Rational Rose позволяет проектировать варианты использования и их диаграммы для визуа­лизации функциональных возможностей системы. Диаграммы Взаимодействия показывают, как объ­екты работают совместно, обеспечивая требуемые функциональные возможности. Для отображения объектов системы и их отношений используются диаграммы Классов. Диаграммы Компонентов иллюстрируют, как классы соотносятся с готовыми физическими компонентами системы. Наконец диаграммы Размещения применяют для визуализации проекта распределенных систем.

Модель Rose — это картина системы. Она содержит все диаграммы UML, действующих лиц, варианты использования, объекты, классы, компоненты и узлы системы.

Чертеж помогает решить старую проблему. Допустим, команда разработчиков обсудила пользователями и документировала требования к приложению. Программисты готовы писать ко Один из них (назовем его Боб) берет часть требований, принимает определенные решения некоторый фрагмент кода. Другой (Джейн) тоже берет часть требований, принимает свои, совер­шенно отличающиеся от первого, решения по проекту и пишет другой код.

Естественно ожидать различие в стилях программирования; получив одинаковый набор требова­ний, 20 разработчиков создадут 20 различных систем. Таким образом, без подробного обсуждения ра­боты с каждым участником проекта будет трудно понять, какие решения по проекту приняты, из каких элементов состоит система и что представляет собой ее общая структура. Не имея документи­рованного проекта, трудно даже быть уверенным, что созданное приложение — это именно то, чего хотели пользователи.

Традиционно процесс, которому мы следуем, выглядит следующим образом [10]:

Rational Rose - мощное CASE-средство для проектирования программных систем любой сложности. Одним из достоинств этого программного продукта будет возможность использования диаграмм на языке UML. Можно сказать, что Rational Rose является графическим редактором UML диаграмм [9].

В распоряжение проектировщика системы Rational Rose предоставляет следующие типы диаграмм, последовательное создание которых позволяет получить полное представление о всей проектируемой системе и об отдельных ее компонентах :

Use case diagram (диаграммы прецедентов);

Deployment diagram (диаграммы топологии);

Statechart diagram (диаграммы состояний);

Activity diagram (диаграммы активности);

Interaction diagram (диаграммы взаимодействия);

Sequence diagram (диаграммы последовательностей действий);

Collaboration diagram (диаграммы сотрудничества);

Class diagram (диаграммы классов);

Component diagram (диаграммы компонент).

Use case diagram (диаграммы прецедентов)

Этот вид диаграмм позволяет создать список операций, которые выполняет система. Часто этот вид диаграмм называют диаграммой функций, потому что на основе набора таких диаграмм создается список требований к системе и определяется множество выполняемых системой функций. Диаграмма прецедентов отображена на рисунку 7.1.

Рисунок 7.1 - Диаграмма прецедентов

Каждая такая диаграмма или, как ее обычно называют, каждый Use case – это описание сценария поведения, которому следуют действующие лица (Actors).

Данный тип диаграмм используется при описании бизнес процессов автоматизируемой предметной области, определении требований к будущей программной системе. Отражает объекты как системы, так и предметной области и задачи, ими выполняемые.

Deployment diagram (диаграммы топологии)

Этот вид диаграмм предназначен для анализа аппаратной части системы, то есть «железа», а не программ. В прямом переводе с английского Deployment означает «развертывание», но термин «топология» точнее отражает сущность этого типа диаграмм. Диаграмма топологий отображена на рисунку 7.2.

Рисунок 7.2 - Диаграмма топологии

Для каждой модели создается только одна такая диаграмма, отображающая процессоры (Processor), устройства (Device) и их соединения.

Обычно этот тип диаграмм используется в самом начале проектирования системы для анализа аппаратных средств, на которых она будет эксплуатироваться. Диаграмма состояний отображена на рисунку 7.3.

State Maсhine diagram (диаграммы состояний)

Рисунок 7.3 - Диаграмма состояний

Каждый объект системы, обладающий определенным поведением, может находится в определенных состояниях, переходить из состояния в состояние, совершая определенные действия в процессе реализации сценария поведения объекта. Поведение большинства объектов реальных систем можно представить с точки зрения теории конечных автоматов, то есть поведение объекта отражается в его состояниях, и данный тип диаграмм позволяет отразить это графически. Для этого используется два вида диаграмм: Statechart diagram (дмаграмма состояний) и Activity diagram (диаграмма активности)

Statechart diagram (диаграмма состояний)

Объекты характеризуются поведением и состоянием, в котором находятся. Например, человек может быть новорожденным, младенцем, ребенком, подростком или взрослым. Другими словами, объекты что-то делают и что-то "знают". Диаграммы состояний применяются для того, чтобы объяснить, каким образом работают сложные объекты. Несмотря на то что смысл понятия "состояние" интуитивно понятен, все же приведем его определение в таком виде, в каком его дают классики и Zicom Mentor:

Состояние (state) - ситуация в жизненном цикле объекта, во время которой он удовлетворяет некоторому условию, выполняет определенную деятельность или ожидает какого-то события. Состояние объекта определяется значениями некоторых его атрибутов и присутствием или отсутствием связей с другими объектами.

Диаграмма состояний показывает, как объект переходит из одного состояния в другое. Очевидно, что диаграммы состояний служат для моделирования динамических аспектов системы (как и диаграммы последовательностей, кооперации, прецедентов и, как мы увидим далее, диаграммы деятельности). Часто можно услышать, что диаграмма состояний показывает автомат, но об этом мы поговорим подробнее чуть позже. Диаграмма состояний полезна при моделировании жизненного цикла объекта (как и ее частная разновидность - диаграмма деятельности, о которой мы будем говорить далее).

От других диаграмм диаграмма состояний отличается тем, что описывает процесс изменения состояний только одного экземпляра определенного класса - одного объекта, причем объекта реактивного, то есть объекта, поведение которого характеризуется его реакцией на внешние события. Понятие жизненного цикла применимо как раз к реактивным объектам, настоящее состояние (и поведение) которых обусловлено их прошлым состоянием. Но диаграммы состояний важны не только для описания динамики отдельного объекта. Они могут использоваться для конструирования исполняемых систем путем прямого и обратного проектирования. И они действительно с успехом применяются в таком качестве, вспомним существующие варианты "исполняемого UML", такие как UNIMOD, FLORA и др.

Но поговорим об обозначениях на диаграммах состояний. 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. Существует также два вида псевдосостояний: начальное, в котором находится объект сразу после его создания (обозначается сплошным кружком), и конечное, которое объект не может покинуть, если перешел в него (обозначается кружком, обведенным окружностью).