Язык графического описания UML

Санкт-Петербургский Национальный Исследовательский Университет

Информационных Технологий, Механики и Оптики

Кафедра Технологии Приборостроения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Отчет по лабораторной работе:

«Язык графического описания UML»

 

 

 

 

Выполнил: студент гр.5657

Дунаев А.А.

 

 

 

 

 

 

 

 

Санкт-Петербург

2012

 

Цель работы: изучение языка графического описания UML, ознакомление с графическим редактором и составление примеров диаграмм.

1. Введение.

UML (Unified Modeling Language) - стандартный язык, предназначенный для спецификации, визуализации, создания и документирования любых систем программного обеспечения.

UML является языком широкого  профиля, это — открытый стандарт, использующий графические обозначения для создания абстрактной модели системы, называемой UML-моделью. UML был создан для определения, визуализации, проектирования и документирования, в основном, программных систем. UML не является языком программирования, но на основании UML-моделей возможна генерация кода.

UML позволяет формализовать  процесс разработки программного  продукта на всех его стадиях:  от постановки задачи до анализа  уже созданной программы. Основу UML составляют наборы соглашений касающихся правил составления различного рода диаграмм, упрощающих анализ создаваемого программного продукта либо бизнес-структуры или процесса. Диаграммы позволяют взглянуть на проект с разных точек зрения (так, например, use-case диаграмма позволяет рассмотреть проект с точки зрения пользователя, а диаграмма классов моделирует небольшую часть системы - один или несколько ее статических элементов и взаимосвязи между ними). Эта особенность позволяет разработчикам в процессе проектирования двигаться от простого к сложному, от общего к частному до тех пор, пока не станут достаточно ясными наиболее важные детали проектируемой системы.

Для понимания многих диаграмм не требуется специальных знаний в области разработки и проектирования программного обеспечения. Правила  построения диаграмм достаточно гибкие. Они позволяют опускать некоторые  элементы, не являющиеся важными для  понимания сути моделируемого объекта или процесса, и акцентировать внимание на более важных моментах. Таким образом использование UML не только упрощает труд проектировщиков, но и существенно облегчает диалог между заказчиком и разработчиками программного продукта.

 

2. Применение UML.

 Использование UML не  ограничивается моделированием  программного обеспечения. Его  также используют для моделирования бизнес-процессов, системного проектирования и отображения организационных структур.

UML позволяет также разработчикам  программного обеспечения достигнуть  соглашения в графических обозначениях  для представления общих понятий  (таких как класс, компонент, обобщение (англ. generalization), агрегация (англ. aggregation) и поведение) и больше сконцентрироваться на проектировании и архитектуре.

В настоящее время известен успешный опыт применения диаграмм UML для моделирования деятельности и структуры различного рода бизнес организаций: от структуры создаваемых предприятий и их подразделений до процедуры выдачи банком кредита физическому лицу, что свидетельствует об удобстве использования и восприятия диаграмм людьми, не имеющими навыков проектирования информационных систем.

 

 

3. Плюсы UML.

• UML объектно-ориентирован, в результате чего методы описания результатов анализа и проектирования семантически близки к методам программирования на современных объектно-ориентированных языках;
• UML позволяет описать систему практически со всех возможных точек зрения и разные аспекты поведения системы;
• Диаграммы UML сравнительно просты для чтения после достаточно быстрого ознакомления с его синтаксисом;
• UML расширяет и позволяет вводить собственные текстовые и графические стереотипы, что способствует его применению не только в сфере программной инженерии;
• UML получил широкое распространение и динамично развивается.

 

4. Примеры диаграмм UML.

1) Диаграмма прецедентов (Use case diagram) — диаграмма, на которой отражены отношения, существующие между актёрами и вариантами использования.

Основная задача — представлять собой единое средство, дающее возможность заказчику, конечному пользователю и разработчику совместно обсуждать функциональность и поведение системы.

 

 

2) Диаграмма  деятельности  (Activity diagram) — диаграмма, на которой показано разложение некоторой деятельности на её составные части. Под деятельностью понимается спецификация исполняемого поведения в виде координированного последовательного и параллельного выполнения подчинённых элементов — вложенных видов деятельности и отдельных действий , соединённых между собой потоками, которые идут от выходов одного узла ко входам другого.

Диаграммы деятельности используются при моделировании бизнес-процессов, технологических процессов, последовательных и параллельных вычислений.

Для моделирования процесса выполнения операций в языке UML используются так называемые диаграммы деятельности. Применяемая в них графическая  нотация во многом похожа на нотацию  диаграммы состояний, поскольку  на диаграммах деятельности также присутствуют обозначения состояний и переходов. Отличие заключается в семантике  состояний, которые используются для  представления не деятельностей, а  действий, и в отсутствии на переходах  сигнатуры событий. Каждое состояние  на диаграмме деятельности соответствует  выполнению некоторой элементарной операции, а переход в следующее  состояние срабатывает только при  завершении этой, операции в предыдущем состоянии. Графически диаграмма деятельности представляется в форме графа  деятельности, вершинами которого являются состояния действия, а дугами –  переходы от одного состояния действия к другому. 
Таким образом, диаграммы деятельности можно считать частным случаем диаграмм состояний. Именно они позволяют реализовать в языке UML особенности процедурного и синхронного управления, обусловленного завершением внутренних деятельностей и действий. Метамодель UML предоставляет для этого необходимые термины и семантику.  Основным направлением использования диаграмм деятельности является визуализация особенностей реализации операций классов, когда необходимо представить алгоритмы их выполнения. При этом каждое состояние может являться выполнением операции некоторого класса либо ее части, позволяя использовать диаграммы деятельности для описания реакций на внутренние события системы. 
На диаграмме деятельности отображается логика или последовательность перехода от одной деятельности к другой, при этом внимание фиксируется на результате деятельности. Сам же результат может привести к изменению состояния системы или возвращению некоторого значения.

в) Диаграмма  классов (Static Structure diagram) — статическая структурная диаграмма, описывающая структуру системы, демонстрирующая классы системы, их атрибуты, методы и зависимости между классами.

Центральное место в объектно-ориентированном  программировании занимает разработка логической модели системы в виде диаграммы классов. Диаграмма классов (class diagram) служит для представления статической структуры модели системы в терминологии классов объектно-ориентированного программирования. Диаграмма классов может отражать, в частности, различные взаимосвязи между отдельными сущностями предметной области, такими как объекты и подсистемы, а также описывать их внутреннюю структуру и типы отношений.

Диаграмма классов представляет собой граф, вершинами которого являются элементы типа «классификатор», связанные различными типами структурных отношений. Диаграмма классов может также содержать интерфейсы, пакеты, отношения и даже отдельные экземпляры, такие как объекты и связи.

 

 

 

 

Другой вариант  диаграммы классов:

 

 

г) Диаграмма  последовательности (Sequence diagram) — диаграмма, на которой показаны взаимодействия объектов, упорядоченные по времени их проявления. В частности, на ней изображаются участвующие во взаимодействии объекты и последовательность сообщений, которыми они обмениваются. Временной аспект поведения может иметь существенное значение при моделировании синхронных процессов, описывающих взаимодействия объектов. Для моделирования взаимодействия объектов в языке UML используются соответствующие диаграммы взаимодействия. Говоря об этих диаграммах, имеют в виду два аспекта взаимодействия. Во-первых, взаимодействия объектов можно рассматривать во времени, и тогда для представления временных особенностей передачи и приема сообщений между объектами используется диаграмма последовательности. Хотя используемые в UML диаграммы и используются для спецификации динамики поведения систем, время в явном виде в них не присутствует. Однако временной аспект поведения может иметь существенное значение при моделировании синхронных процессов, описывающих взаимодействия объектов. Именно для этой цели в языке UML используются диаграммы последовательности.