Розробка об'єктної моделі конкретної системи з використанням мови UML і CASE-засоби Rational Rose

МІНІСТЕРСТВО ОВСІТИ І НАУКИ УРАЇНИ

Національний авіаційний університет

Факультет комп’ютерних наук

Кафедра комп’ютерних інформаційних  технологій

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КУРСОВА РОБОТА

з дисципліни «Об'єктно-орієнтований аналіз та проектування»

 

Тема: розробка об'єктної моделі конкретної системи  з використанням мови UML і CASE-засоби Rational Rose.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Виконав: студент 401 групи ФКН УС Марків Т. В.

Керівник: ст. викладач кафедри КІТ Єрмачков Ю. О.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Київ 2013

НАЦІОНАЛЬНИЙ  АВІАЦІЙНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Кафедра комп'ютерних інформаційних технологій

ЗАВДАННЯ

на  виконання курсової роботи

студента 4 курсу 401 групи ФКН УС Марківа Т. В.

 

Тема  курсового проекту: розробка об'єктної моделі конкретної системи «Система збору даних - метеорологічна станція» з використанням мови UML і CASE-засоби Rational Rose.

Об'єктна модель системи  включає в себе комплекс діаграм:

• варіантів використання (Use Case Diagram);
• класів (Class Diagram);
• станів (Statechart Diagram);
• діяльності (Activity Diagram);
• послідовності (Sequence Diagram);
• кооперації (Collaboration Diagram);
• компонентів (Component Diagram);
• розгортання (Deploument Diagram).

Варіант №5

Відображення максимальних і мінімальних значень вибраних параметрів.

 

 

 

5. Завдання видав  _________________            (                Єрмачков Ю. О.                 )

                                                  (підпис керівника)                                           (П.І.Б. керівника)

 

" _____ " _______________ 2013 р.

 

Завдання  прийняв до виконання _____________________________________

                                                                                     (підпис студента)

 

Курсовий  проект захищений з оцінкою________________________________

 

Голова комісії: ______________________________________ __.__.2013 р.

 

Члени комісії:______________________________________________________

 

Зміст

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вступ

 

Процес створення програмного  забезпечення складний, особливо сьогодні, в умовах «швидкісного кодування». Обчислювальні системи неперервної  розростаються і ускладнюються, вимоги користувачів міняються з  кожним днем - що доставляє масу незручностей розробникам ПЗ. Код програм стає все більш масивним і заплутаним, штат розробників розширюється й часто навіть стає інтернаціональним - а час на випуск кожного нового релізу скорочується. У результаті складається сумна ситуація - програмне забезпечення не встигає не тільки за вимогами користувачів, але й за виходом чергових новинок. А якщо навіть продукт встигає вийти в строк - як правило, він настільки «сирою» через поспішність розробки та тестування, що його просто неможливо використовувати.

Rational Rose - потужний інструмент  аналізу і проектування об'єктно-орієнтованих  програмних систем. Він дозволяє  моделювати системи до написання  коду, так що ви можете з  самого початку бути впевнені  в адекватності їхньої архітектури.  За допомогою готової моделі недоліки проекту легко виявити на стадії, коли їх виправлення не вимагає ще значних витрат.

Середа Rational Rose дозволяє проектувати варіанти використання та їх діаграми для візуалізації функціональних можливостей системи. діаграми взаємодії показують, як об'єкти працюють спільно, забезпечуючи необхідні функціональні можливості. Для відображення об'єктів системи та їх відносин використовуються діаграми класів. діаграми компонентів ілюструють, як класи співвідносяться з готовими фізичними компонентами системи. Нарешті діаграми розміщення застосовують для візуалізації проекту розподілених систем.

Модель Rose - це картина  системи. Вона містить всі діаграми UML, дійових осіб, варіанти використання, об'єкти, класи, компоненти і вузли системи. Вона детально описує, що система містить і як функціонує, тому розробники можуть використовувати її як ескіз або креслення створюваної системи.

 

 

РОЗРОБКА ДІАГРАМИ ВАРІАНТІВ ВИКОРИСТАННЯ (USE CASE DIAGRAM)

 

Характеристики поведінки  розроблюваної системи фіксуються і документуються засобами моделі, яка відображає функції (варіанти використання-use cases) продукту, представляє оточення системи (безліч активних суб'єктів-actors) і визначає зв'язки між варіантами використання і активними суб'єктами (діаграми варіантів використання-use case diagrams) . Найбільш важливою є комунікативна складова моделі, що дозволяє групам розробників, замовників і кінцевих користувачів, які обговорюють властивості системи, говорити на одній мові.

Основи моделі закладаються вже на початковій фазі процесу розробки, коли ідентифікуються основні активні суб'єкти і варіанти використання системи, а пізніше, на етапі планування, модель розвивається і поповнюється за рахунок уточнення існуючих і додавання нових елементів.

 

 

 

 

 

 

РОЗРОБКА ДІАГРАМИ  КЛАСІВ (CLASS DIAGRAM)

 

Центральне місце в  ООАП займає розробка логічної моделі системи у вигляді діаграми класів. Нотація класів в мові UМL проста і інтуїтивно зрозуміла всім, хто  коли-небудь мав досвід роботи з  САSЕ-інструментаріями. Нотація UML надає широкі можливості для відображення додаткової інформації . При цьому можливе використання графічних зображень для асоціацій та їх специфічних властивостей, таких як відношення агрегації, коли складовими частинами класу можуть виступати інші класи.

Діаграма класів (сlass diagram) служить для представлення  статичної структури моделі системи в термінології класів об'єктно-орієнтованого програмування. Діаграма класів може відбивати, зокрема, різні взаємозв'язки між окремими сутностями предметної області, такими як об'єкти і підсистеми, а також описує їхню внутрішню структуру і типи відносин. На даній діаграмі не вказується інформація про тимчасові аспектах функціонування системи. З цієї точки зору діаграма класів є подальшим розвитком концептуальної моделі проектованої системи.

 

РОЗРОБКА ДІАГРАМИ  СТАНІВ (STATECHART DIAGRAM)

 

Варіанти використання та охоплюються ними сценарії служать  інструментом опису поведінки системи, тобто особливостей взаємодії об'єктів  в процесі її функціонування. Часом  виникає необхідність у вивченні поведінки окремо взятих об'єктів. З  цією метою застосовуються діаграми, станів (statechart diagrams), що відображають стану об'єкта, події або повідомлення, що провокують перехід об'єкта з одного стану в інший, і дії, обумовлені зміною станів.

Діаграми станів конструюються  аж ніяк не для всіх класів системи - інтерес представляють звичайно тільки такі класи, об'єкти яких відрізняються "підвищеними" динамічними характеристиками.

Стан - це набір умов, при  виконанні яких об'єкт здійснює певну  дію або перебуває в очікуванні настання тієї чи іншої події. Стан об'єкта характеризується значеннями одного або декількох атрибутів класу. На стан об'єкта здатне впливати і наявність зв'язків з іншими об'єктами.

 

РОЗРОБКА ДІАГРАМИ  ДІЯЛЬНОСТІ (ACTIVITY DIAGRAM)

 

На розглянутій стадії процесу розробки системи створюються і діаграми, дій (activities diagrams), що відображають динамічні характеристики системи. Діаграми дій відтворюють потік функцій управління, показують, які гілки процесу можуть виконуватися паралельно, і визначають альтернативні шляхи досягнення цілей. Діаграми дій, конструюються на початкових фазах життєвого циклу системи, представляють потоки, які охоплюють кілька варіантів використання або протікають на рівні певного варіанту. Пізніше, у міру деталізації проекту, створюються та діаграми дій, що ілюструють особливості реалізації окремих операцій.

Елементами діаграми дій служать власне дії (activities), переходи (transitions) від однієї дії до іншого, точки прийняття рішень (decision points) і смуги синхронізації (synchronization bars).

 

 

 

 

 

 

 

РОЗРОБКА ДІАГРАМИ  ПОСЛІДОВНОСТЕЙ (SEQUENCE DIAGRAM)

 

Діаграма послідовностей ілюструє черговість виконання операцій взаємодії об'єктів у часі і  відображає об'єкти та класи, залучені в сценарій, поряд з ланцюжками повідомлень, якими обмінюються  об'єкти в ході здійснення функцій, передбачених сценарієм.

Кожному об'єкту на діаграмі послідовностей ставиться у відповідність  тимчасова відмітка, позначувана  відрізком штриховою лінії, а  повідомлення, якими обмінюються  два об'єкти, представляються стрілкою, що сполучає об'єкт-джерело з об'єктом-приймачем.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РОЗРОБКА ДІАГРАМИ  СПІВРОБІТНИЦТВА (COLLABORATION DIAGRAM)

 

Діаграма співробітництва (collaboration diagram), що представляє альтернативний спосіб опису сценарію. Вона також  містить зв'язку між об'єктами, які відображаються у вигляді відрізків прямих, текстові повідомлення зі стрілками, що вказують напрямок від об'єкта-джерела до об'єкту-приймача, і відтворює процес взаємодії об'єктів.

Поняття кооперації (collaboration) є одним з фундаментальних понять у мові UML. Воно служить для позначення безлічі взаємодіючих з певною метою об'єктів у загальному контексті модельованої системи. Мета самої кооперації полягає в тому, щоб специфіковані особливості реалізації окремих найбільш значущих операцій в системі. Кооперація визначає структуру поводження системи в термінах взаємодії учасників цієї кооперації.

 

 

 

РОЗРОБКА ДІАГРАМИ  КОМПОНЕНТІВ (COMPONENT DIAGRAM)

 

Архітектурний рівень реалізації пов'язаний з визначенням принципів  організації модулів системи і охоплює проблеми управління проектом, забезпечення можливості повторного використання коду і подолання обмежень, що маються на увазі мовами програмування та інструментальними середовищами розробки. При зверненні до рівня реалізації архітекторові доводиться мати справу з пакетами, компонентами і зв'язками між ними.

Пакет рівня реалізації представляє собою фізичну функціональну  одиницю системи. Пакети утворюють  ієрархію «верств», кожен з яких оснащений власним добротно спроектованим  інтерфейсом.

На рівні Component View моделі Rational Rose компонент вихідного коду представляє файл програмного забезпечення, що міститься в деякому пакеті. Тип файлу залежить від вибраної мови програмування (наприклад, в С + + компоненти відповідають файлів. H і. Cpp). Кожен компонент відповідає певній мові програмування.

 

РОЗРОБКА ДІАГРАМИ  РОЗГОРТАННЯ (DEPLOYMENT DIAGRAM).

 

Діаграми розгортання полегшують сприйняття топології системи. На цьому рівні архітектури беруться до уваги технічні характеристики процесорів і засобів міжпроцесорного комунікацій, а також параметри фізичного місця розташування комп'ютерного обладнання та алгоритми розподіленої обробки даних.

Складові архітектури  системи, відносяться до проблематики промислового впровадження, визначає варіанти розподілу програмного забезпечення по вузлах мережі, його установки, настройки і обслуговування. У цьому випадку архітектор зобов'язаний враховувати параметри доступності, надійності та продуктивності системи, а також її здатності до масштабування. Для ілюстрації прийнятих рішень використовується діаграма впровадження, що відображає вузли середовища виконання, асоціативні зв'язки між ними і результати рознесення компонентів системи з різних вузлів. Для опису процесів, що протікають у системі, використовуються текстові елементи, які ставляться у відповідність певним вузлів або групам вузлів.

 

 

 

ВИСНОВОК

 

У процесі виконання  даного курсового проекту було використано  мову UML і CASE-засіб Rational Rose, за допомогою  яких розроблено модель програмної системи  для заданої у варіанті предметної області. Система розроблялася в  порівневому порядку від концептуальної моделі - до логічної і далі до фізичної моделі. Таким чином, було побудовано вісім діаграм, які характеризують проектовану модель з різних сторін.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список використаної літератури

 

1. Буч Г., Якобсон А., Рамбо Дж. UML. Классика компьютерных технологий: Пер. с англ.- СПб.: Питер, 2006. – 736с.

2. Леоненков А.В. Самоучитель  UML. – СПб.: БХВ-Петербург, 2006.- 432с. 

3. Боггс У., Боггс М. UML и Rational Rose 2002: Пер с англ. –  М.: Лори, 2004. - 509с. 

4. Трофимов С.А. CASE-технологии: Практическая работа в Rational Rose. – М.: Бином-Пресс, 2002.- 288с