Советы по построению диаграмм активностей

Процесс построения диаграммы активностей можно описать в виде последовательности таких действий:

1. Составление перечня деятельностей в системе

Как исходные данные для этой операции хорошо подходит список прецедентов (или список операций - см. два способа использования диаграмм деятельности). Дополняться диаграммой активности может каждый сценарий использования. Можно также попытаться описать связь между ними.

1. Принятие решения о необходимости построения диаграммы деятельностей

Несмотря на то что вы уже начали работу в этом направлении, вы все же можете решить отказаться от продолжения построения диаграммы деятельностей. Причины тому могут быть различными, например, система одномоментно меняет свои состояния (как светофор) или ее поведение достаточно очевидно. (Помните пример с циклом с постусловием? Наверняка многие читатели подумали: "Зачем моделировать такие простые и очевидные вещи?". Теперь вы знаете зачем - чтобы показать нецелесообразность этого.)

1. Определение зависимостей между деятельностями

Для каждой активности нужно найти активности, непосредственно предшествующие (и следующие за ней тоже), то есть активности, без выполнения которых поток управления не может перейти к данной деятельности.

1. Выделение параллельных потоков деятельностей

Выделите активности, имеющие общих предшественников. Зачем - думаем, и так понятно.

1. Определение условий переходов

Сформулируйте выражения, которые могут принимать только два значения - "истинно" или "ложно", соответствующие альтернативным потокам управления. Теперь вы знаете, что писать рядом с символами принятия решений!

1. Уточните сложные деятельности

Повторите пункты 1-6 для каждой из деятельностей (при необходимости). Помните пример с посадкой/высадкой пассажиров самолета? Присмотритесь внимательно, возможно, в проектируемой вами диаграмме тоже будет нелишним применить "принцип матрешки". А как это работает на практике? Да легко! Рассмотрим, например, моделирование пословицы "После драки кулаками не машут":

1. Выделяем деятельности: драться, махать кулаками.
2. Следует ли строить диаграмму в этом случае? Вообще-то нет. Но ведь это пример!
3. Определяем зависимости между деятельностями: размахивание кулаками не происходит после драки.
4. Определяем параллельные деятельности: вроде бы тут таких не наблюдается...
5. Определяем условия переходов: драка состоялась? Если "нет", то машем кулаками, если "да", то нет.
6. Уточняем сложные деятельности: при драке машут не только кулаками, но и ногами. А еще можно пинаться головой и использовать подручные средства, мебель, например. Плюс можно выделить еще подготовительные деятельности (выбор места для нападения) и завершающие (вынос раненых).

Посмеялись? А теперь попробуйте все это смоделировать. Правда, легко? Ведь все уже разложено по полочкам - только рисуй! А что относительно процесса построения диаграмм активностей говорят классики? Тот же Буч, например, писал:

Создавая диаграммы деятельности, не забывайте, что они лишь моделируют срез некоторых динамических аспектов поведения системы. С помощью единственной диаграммы деятельности никогда не удастся охватить все динамические аспекты системы. Вместо этого следует использовать разные диаграммы деятельности для моделирования динамики рабочих процессов или отдельных операций.

Что ж, напутствия сделаны, цитата из классика приведена. На этом можно и заканчивать. И все же хотелось бы еще раз напомнить о том, что UML в целом и диаграммы активностей в частности обладают немалыми выразительными средствами, позволяющими не только моделировать сложные бизнес-системы, но и рассказывать сказки, стихи, шутить. Да, вы догадались правильно: мы хотим привести еще пару примеров с сайта шуток на UML (http://www.umljokes.com). Первый пример - это незабвенный шекспировский монолог Гамлета на UML (рис.6.11).

Рис. 6.11. шекспировский монолог Гамлета на UML

Второй пример - это подход к решению разнообразнейших проблем, знакомый многим из нас. Как видим, в мире он широко известен и пользуется популярностью не только в постсоветских странах (рис.6.12).

Рис. 6.12. Подход к решению разнообразнейших проблем

Выводы

• Диаграммой деятельности можно дополнить любой элемент модели, имеющий динамическое поведение.
• Диаграммы деятельности являются частным случаем диаграммы состояний.
• В отличие от блок-схем, диаграммы деятельности могут отображать одновременно выполняемые действия.
• На диаграммах активности можно использовать плавательные дорожки, распределяющие деятельности в соответствии с ролями (объектами), их выполняющими.
• Траектория объекта позволяет показать объекты, относящиеся к деятельности, и моменты переходов этих объектов из одного состояния в другое.
• Сложные деятельности можно дополнительно детализировать, разбив на действия и изобразив "диаграмму в диаграмме".
• Диаграммы деятельностей можно использовать для проектирования процессов (например, бизнес-процессов) или операций (вычислений). Во втором случае UML выступает в роли визуального языка программирования.

6.4. Контрольные вопросы

1. Какие еще виды диаграмм (кроме диаграмм активностей) можно использовать для моделирования динамики системы?
2. Чем диаграммы деятельности отличаются от блок-схем? Какие преимущества это сулит разработчикам?
3. Что такое траектория объекта?
4. Чем конечное состояние потока отличается от конечного состояния деятельности?
5. Чем моделирование процессов отличается от моделирования операций?
6. Применимы ли диаграммы деятельности безотносительно к ООП?

Лекция 7. Диаграммы взаимодействия: крупным планом

Мы уже познакомились с диаграммами UML нескольких видов. Одни из них описывают систему со статической точки зрения, например, диаграмма классов. Другие - с точки зрения описания поведения системы, ее динамики, например, диаграмма активностей. Еще одним типом диаграмм, описывающих поведенческие аспекты системы, являются диаграмма состояний (о которой мы в этом курсе говорить не будем, т. к. рассмотрение диаграмм состояний выходит за рамки теста UM0-100) и диаграммы взаимодействия, к которым относятся диаграммы последовательностей (Sequence Diagram) и кооперации (Cooperation Diagram). Вот о них-то мы сейчас и поговорим. В этой лекции мы рассмотрим такие вопросы: диаграммы взаимодействия и их место среди других диаграмм UML; диаграммы последовательностей и их нотация, диаграммы кооперации и их нотация

Рекомендации по построению диаграмм взаимодействия. Диаграммы взаимодействия и их место среди других диаграмм UML. Смысл диаграмм взаимодействия интуитивно нам, конечно же, понятен. Однако посмотрим, что о таких диаграммах говорили классики, например Буч. А вот что:

Диаграмма взаимодействия - это диаграмма, на которой представлено взаимодействие, состоящее из множества объектов и отношений между ними, включая и сообщения, которыми они обмениваются. Этот термин применяется к видам диаграмм с акцентом на взаимодействии объектов (диаграммах кооперации, последовательности и деятельности).

Несмотря на то величайшее уважение, которое мы питаем к Г. Бучу, это определение не кажется нам уж очень удачным. Хотя суть понятия оно передает. Наиболее важное слово в этом определении - это слово "сообщения". Действительно, как люди программирующие, мы понимаем, что взаимодействие-то как раз и состоит в обмене сообщениями между объектами! И к вопросу о сообщениях мы в этой лекции еще не раз вернемся. А пока же посмотрим, что Буч говорит дальше.

А дальше он объясняет, что такое диаграммы кооперации и последовательностей.

Диаграмма последовательностей - диаграмма взаимодействия, в которой основной акцент сделан на упорядочении сообщений во времени.

Диаграмма кооперации - диаграмма взаимодействий, в которой основной акцент сделан на структурной организации объектов, посылающих и получающих сообщения.

То есть диаграмма последовательности описывает (и именно поэтому так и называется) последовательность, в которой объекты отправляют и получают сообщения, а диаграмма кооперации - это аналог диаграммы последовательностей, который тоже показывает обмен сообщениями между объектами, но акцентирует внимание на ролях, которые объекты играют во взаимодействии. Эти два типа диаграмм вообще-то взаимозаменяемы, и решение, какую именно из них использовать в каждом конкретном случае, каждый проектировщик принимает исходя из личных предпочтений.

А какое же место диаграммы взаимодействия занимают среди других диаграмм UML? На этот вопрос можно ответить двояко. Можно просто говорить о построении диаграмм взаимодействия как об определенном этапе в процессе моделирования. А можно вспомнить о фазах жизненного цикла разработки ПО и посмотреть, где же диаграммы взаимодействия окажутся в таком случае. Да, кстати, кто помнит, какая диаграмма UML наилучшим образом подходит для описания процессов? Диаграмма активностей. Что ж, попробуем нарисовать диаграмму активностей, описывающую процесс построения модели системы. Вот вариант такой диаграммы (рис.7.1):

Рис. 7.1. Диаграмма активностей, описывающая процесс построения модели системы

М-да, не совсем диаграмма и не совсем активностей. Но все же она показывает то, что мы хотели показать, а именно, что диаграммы взаимодействия строятся после того, как описана структура системы (диаграмма классов, диаграмма компонентов), способы ее взаимодействия с внешним миром (диаграмма прецедентов) и алгоритмы действий, выполняющихся в системе (диаграмме активностей). Это как бы последний штрих, уточнение того, как именно ведет себя система путем изображения взаимодействия объектов внутри ее.

Для того же, чтобы показать место диаграмм взаимодействия в жизненном цикле разработки ПО, нарисуем еще одну "псевдодиаграмму". Правильнее было бы сказать, что та диаграмма, которую вы сейчас увидите (рис.7.2), показывает, какие артефакты разработки документируются какими диаграммами.

Рис. 7.2. Какие артефакты разработки документируются какими диаграммами.

И опять все вроде бы логично - мы строим диаграммы взаимодействия во время анализа поведения системы. Кстати, из рисунка (сказать "диаграмма" язык не поворачивается) очень хорошо видно, что диаграмма последовательностей и диаграмма кооперации взаимозаменяемы и являются альтернативными друг другу шагами процесса.