Создание диаграммы последовательности
Функциональность элемента Use Case отображается графически в диаграмме последовательности (Sequence Diagram). Эта диаграмма отображает один из возможных путей в потоках событий элемента Use Case — например, добавление студента к курсу. Диаграммы последовательности содержат объекты и сообщения между объектами, которые показывают реализацию поведения. Рассмотрим диаграмму последовательности Add a Course для элемента Use Case Register for Courses (рис. 17.10).
1. В окне браузера щелкните правой кнопкой по элементу Use Case Register for Courses.
2. В появившемся контекстном меню выберите команду New:Sequence Diagram.
3. В результате в дерево окна браузера будет добавлена диаграмма последовательности с именем New Diagram.
4. Пока значок новой диаграммы остается выделенным, введите имя Add a Course.
Рис. 17.10.Создание диаграммы последовательности Add a Course
Теперь мы будем добавлять в диаграмму такие объекты и сообщения, которые реализуют необходимую функциональность. Для открытия диаграммы два раза щелкнем по ее значку в окне браузера. Поскольку сценарий инициируется актером Student, перетащим этого актера в диаграмму (рис. 17.11). Экземпляру актера можно присвоить конкретное имя. Назовем нашего студента Joe.
1. Для открытия диаграммы последовательности выполним двойной щелчок по ее значку в окне браузера.
2. Щелкнем по значку актера Student в браузере и перетащим его в диаграмму последовательности.
3. Щелкнем по значку актера в диаграмме последовательности и введем его имя — Joe.
Сценарий, который мы собираемся формализовать с помощью диаграммы последовательности, уже существует — он является фрагментом текста, который содержит спецификация элемента Use Case Register for Courses.
В этом сценарии студент должен заполнить информацией (fill in info) регистрационную форму (registration form), а затем форма предъявляется на рассмотрение (submitted). Очевидно, что необходим объект registration form, который принимает информацию от студента (рис. 17.12). Создадим форму и добавим два сообщения, «fillin info» и «submit».
1. На панели инструментов щелкните по значку объекта (прямоугольнику).
2. Для добавления объекта в диаграмму щелкните в нужном месте диаграммы.
3. Пока объект остается выделенным, введите имя registration form.
4. На панели инструментов щелкните по значку объектного сообщения (стрелке).
5. Щелкните по пунктирной линии под актером Student и перетащите стрелку на пунктирную линию под объектом registration form.
6. Пока стрелка остается выделенной, введите имя сообщения — fill in information.
7. Повторите шаги 4-6 для создания сообщения submit.
Рис.17.11. Диаграмма последовательности — Joe
Рис. 17.12.Диаграмма последовательности — Registration Form
Очевидно, что объект регистрационная форма является промежуточным звеном в цепи передачи информации. Следующее звено — объект-менеджер. Его надо добавить в диаграмму.
Далее форма должна послать сообщение менеджеру (manager) (рис. 17.13). Таким образом менеджер узнает, что студент должен быть добавлен к курсу, — положим, что Joe хочет получить курс math 101.
Рис. 17.13.Диаграмма последовательности — Manager
1. На панели инструментов щелкните по значку объекта (прямоугольнику).
2. Для добавления объекта в диаграмму щелкните в нужном месте диаграммы.
3. Пока объект остается выделенным, введите имя manager.
4. На панели инструментов щелкните по значку объектного сообщения (стрелке).
5. Щелкните по пунктирной линии под объектом registration form и перетащите стрелку на пунктирную линию под объектом manager.
6. Пока стрелка остается выделенной, введите имя сообщения — add Joe to Math 101.
Менеджер — один из объектов системы, который взаимодействует как с регистрационной формой, так и с набором объектов — учебных курсов. Для обслуживания нашего студента должен быть объект Math 101. Если такой объект существует, то Менеджер обязан передать объекту-курсу Math 101, что Joe должен быть добавлен к курсу (рис. 17.14).
1. На панели инструментов щелкните по значку объекта (прямоугольнику).
2. Для добавления объекта в диаграмму щелкните в нужном месте диаграммы.
3. Пока объект остается выделенным, введите имя math 101.
4. На панели инструментов щелкните по значку объектного сообщения (стрелке).
5. Щелкните по пунктирной линии под объектом manager и перетащите стрелку на пунктирную линию под объектом math 101.
6. Пока стрелка остается выделенной, введите имя сообщения — add Joe.
Рис. 17.14.Диаграмма последовательности — Math 101
Объект-курс не принимает самостоятельных решений о возможности добавления студентов. Этим занимается экземпляр класса Предложение курса (course offering). Назовем такой экземпляр (объект) Section 1.
Объект-курс обращается к объекту Section 1, если он открыт (в этом сценарии — ответ «да») с предложением добавить студента Joe (рис. 17.15).
1. На панели инструментов щелкните по значку объекта (прямоугольнику).
2. Для добавления объекта в диаграмму щелкните в нужном месте диаграммы.
3. Пока объект остается выделенным, введите имя — section 1.
4. На панели инструментов щелкните по значку объектного сообщения (стрелке).
5. Щелкните по пунктирной линии под объектом math 101 и перетащите стрелку на пунктирную линию под объектом section 1.
6. Пока стрелка остается выделенной, введите имя сообщения — accepting students?
7. Повторите шаги 4-6 для создания сообщения add Joe.
Рис. 17.15.Диаграмма последовательности — Section 1
Рис. 17.16.Диаграмма последовательности — Billing System
Конечно, за учебу надо платить. Вопросами оплаты занимается Учетная система, а уведомляет ее о необходимости выписки счета менеджер. После того как менеджер удостоверился, что студенту Joe предоставляется возможность изучать курс math 101 (на диаграмме рис. 17.16 это не показано), уведомляется Учетная система (billing system).
1. На панели инструментов щелкните по значку объекта (прямоугольнику).
2. Для добавления объекта в диаграмму щелкните в нужном месте диаграммы.
3. Пока объект остается выделенным, введите имя — bill.
4. На панели инструментов щелкните по значку объектного сообщения (стрелке).
5. Щелкните по пунктирной линии под объектом manager и перетащите стрелку на пунктирную линию под объектом bill.
6. Пока стрелка остается выделенной, введите имя сообщения — send bill for Math 101 to Joe.
Создание диаграммы классов
Объекты из диаграмм последовательности группируются в классы. Основываясь на нашей диаграмме последовательности, мы можем идентифицировать следующие объекты и классы:
q registration form является объектом класса RegForm;
q manager является объектом класса Manager;
q math 101 является объектом класса Course;
q section 1 является объектом класса CourseOffering;
q bill является интерфейсом к внешней учетной системе, поэтому мы будем использовать имя BillingSystem как имя его класса.
Классы создаются в логическом представлении системы (рис. 17.17).
1. В окне браузера щелкните правой кнопкой по значку пакета Logical View.
2. В появившемся контекстном меню выберите команду New:Class. В результате в дерево окна браузера будет добавлен класс с именем NewClass.
3. Пока значок класса остается выделенным, введите имя RegForm.
4. Повторите предыдущие шаги для добавления других классов: Manager, Course, CourseOffering и BillingSystem.
После создания классов они описываются (документируются). Описания добавляются с помощью Documentation Window (рис. 17.18).
1. В окне браузера щелкните по значку класса CourseOffering.
2. Введите описание класса в Documentation Window.
Процесс построения сценариев и нахождения классов продолжается до тех пор, пока вы не скажете: «Больше находить нечего — нет ни новых классов, ни новых сообщений».
Следующий шаг — построение диаграммы классов. Откроем главную диаграмму (рис. 17.19) классов и добавим в нее классы.
Рис. 17.17.Логическое Рис. 17.18.Окно документации —
представление — Logical View Documentation Window
Рис. 17.19.Главная диаграмма классов
1. Для открытия диаграммы выполним двойной щелчок по значку Main в окне браузера.
2. В главном меню выберем команду Query:Add Classes.
3. Для добавления всех классов нажмем кнопку АИ» (выбрать все).
4. Для закрытия окна и добавления классов в диаграмму нажмем кнопку ОК.
5. Переупорядочим классы в диаграмме (выделяя конкретный класс и перетаскивая, его на новое место).
ПРИМЕЧАНИЕ
Классы можно добавлять в диаграмму перетаскиванием их из окна браузера (по одному классу в единицу времени).
Для создания новых типов моделирующих элементов в UML используется понятие стереотипа. С помощью стереотипа можно «нагрузить» элемент новым смыслом. Используем предопределенный стереотип Interface для класса BillingSystem (рис. 17.20), так как этот класс определяет только интерфейс к внешней учетной системе (billing system).
Рис. 17.20.Класс Billing System
1. В главной диаграмме классов выполним двойной щелчок по значку класса BillingSystem. В результате появляется окно спецификации класса (Class Specification).
2. Щелкнем по стрелке раскрывающегося списка Stereotype.
3. Наберем на клавиатуре слово-стереотип Interface.
4. Закроем окно спецификации, нажав кнопку ОК.
Для определения взаимодействия объектов нужно указать отношения между классами. Для того чтобы увидеть, как объекты должны разговаривать друг с другом, исследуются диаграммы последовательности. Если объекты должны разговаривать, то должен быть путь для коммуникации между их классами. Двумя типами структурных отношений являются ассоциации и агрегации.
Ассоциация определяет соединение между классами. Исследуя диаграмму последовательности Add a Course, мы можем определить существование следующих ассоциаций: от RegForm к Manager, от Manager к Course и от Manager к BHHngSystem (рис. 17.21).
Рис. 17.21. Ассоциации между классами
1. На панели инструментов щелкните по значку однонаправленной ассоциации (стрелке).
2. Щелкните по классу RegForm и перетащите линию ассоциации на класс Manager.
3. Повторите предыдущие шаги для ввода следующих отношений:
q от Manager к Course;
q от Manager к BillingSystem.
Ассоциации задают пути между объектами-партнерами одинакового уровня.
Агрегация фиксирует неравноправные связи. Она показывает отношение между целым и его частями. Создадим отношение агрегации между классом Course и классом CourseOffering (рис. 11.22),так как предложение Курса CourseOfferings является частью агрегата — класса Course.
1. На панели инструментов щелкните по значку агрегации (линии с ромбиком).
2. Щелкните по классу, представляющему целое — Course.
3. Перетащите линию агрегации на класс, представляющий часть — CourseOffering.
Рис. 17.22.Отношение агрегации
Рис. 17.23.Индикаторы мощности
Для отображения того, «как много» объектов участвует в отношении, к ассоциациям и агрегациям диаграммы могут добавляться индикаторы мощности (рис. 17.23).
1. Щелкните правой кнопкой по линии агрегации возле класса CourseOffering.
2. Из контекстного меню выберите команду Multipticity:0ne or More.
3. Щелкните правой кнопкой по линии агрегации возле класса Course.
4. Из контекстного меню выберите команду Multiplicity:1.
Вспомним, что задание имени — это первый из трех шагов определения класса. Любой класс должен инкапсулировать в себе структуру данных и поведение, которое определяет возможности обработки этой структуры. Примем, что на фиксацию структуры ориентируется второй шаг, а на фиксацию поведения — третий шаг.
Структура класса представляется набором его свойств. Структура находится путем исследования проблемных требований и соглашений между разработчиками и заказчиками. В нашей модели каждое предложение курса (CourseOffering) является свойством (attribute) класса-агрегата Course.
Конечно, класс CourseOffering тоже имеет свойства (рис. 17.24). Определим одно из них — количество студентов.
Рис. 17.24.Свойства
1. В диаграмме классов щелкните правой кнопкой по классу CourseOffering.
2. Из контекстного меню выберите команду Insert New Attribute. Это приведет к добавлению в класс свойства.
3. Пока новое свойство остается выделенным, введите его имя — numberStudents.
Итак, два шага формирования класса сделаны. Перейдем к третьему шагу — заданию поведения класса.
Поведение класса представляется набором его операций. Исходная информация об операциях класса находится в диаграммах последовательности. В операции отображаются сообщения из диаграмм последовательности.
Первое действие этого шага заключается в привязке объектов (из диаграмм последовательности) к конкретным классам. Выполним такую привязку для нашей модели (рис. 17.25).
Рис. 17.25.Привязка объектов к классам
1. Для открытия диаграммы последовательности Add a Course выполним двукратный щелчок по ее значку в окне браузера.
2. В окне браузера щелкнем по значку класса CourseOffering.
3. Перетащим класс CourseOffering на объект section 1.
Вот и все. Видим, что имя объекта удлинилось, в нем появились две части, разделенные двоеточием. Слева от двоеточия записывается имя объекта, а справа — имя класса.
После назначения объекта классу выполняется второе действие — наполнение класса операциями. Как правило, в операции класса превращаются сообщения, получаемые его объектом. При этом обычно сообщения переименовываются — производится согласование имени сообщения и имени операции (рис. 17.26). Причины переименования просты и понятны. Во-первых, имя операции должно отражать ее принадлежность к классу (а не к источнику соответствующего сообщения). Во-вторых, имя операции должно указывать на ее обязанность, а не на способ ее реализации. В-третьих, имя должно быть допустимым с точки зрения синтаксиса языка программирования, который будет использоваться для кодирования класса.
Рис. 17.26.Новая операция
1. Щелкните правой кнопкой по сообщению «add Joe». В результате станет видимым контекстное меню.
2. Выберите команду new operation. В результате станет видимой спецификация операции Operation Specification.
3. Введите имя новой операции — add.
4. Перейдите на вкладку Detail.
5. Щелкните правой кнопкой мышки по полю Arguments.
6. Выберите в контекстном меню команду Insert. В появившейся рамке наберите имя аргумента — Joe. Щелкните вне рамки.
7. Закройте окно спецификации, нажав кнопку ОК.
Вы создали новую операцию класса и связали с ней сообщение — оно автоматически поменяло свое имя. Несмотря на переименование, это прямое действие — отталкиваясь от имени сообщения, получить имя операции.
Возможно и обратное действие — отталкиваясь от имени операции, получить имя сообщения. При этом реализуется такая последовательность: отдельно создается новая операция класса, а затем она отображается на существующее сообщение (рис. 17.27).
1. Щелкните правой кнопкой по классу в браузере.
2. В появившемся контекстном меню выберите команду New: Operation. Появляется рамка с надписью opname.
3. Вместо надписи opname наберите имя новой операции класса — offeringOpen.
4. На диаграмме последовательности щелкните правой кнопкой по сообщению «accepting students?». В результате станет видимым контекстное меню.
5. В меню выберите операцию offeringOpen() —сообщение переименовывается (на него отображается операция класса).
Рис. 17.27.Отображение операции на сообщение
Следующий шаг разработки состоит в настройке описаний классов на конкретный язык программирования. Сам язык выбирается по команде Tools:0ptions. В появившемся диалоговом окне переходят на вкладку Notation. Название языка выбирается из раскрывающегося списка Default Language. Для нашего примера используем язык Ada 95.
Итак, в ходе анализа и проектирования в визуальную модель добавляются проектные решения (рис. 17.28). После выбора языка программирования для свойств определяют типы данных, а для операций конкретизируют сигнатуры — имена и типы параметров, типы возвращаемых значений.
1. Выполним двукратный щелчок по значку класса CourseOffering в окне браузера или диаграмме классов. В результате станет видимым окно спецификации класса.
2. Выберите страницу Attributes (свойства).
3. Щелкните по полю Туре. В результате станет видимым раскрывающийся список.
4. Введите требуемый тип данных (Integer).
5. Закройте окно спецификации, нажав кнопку ОК.
Рис. 17.28.Добавление проектных решений
ПРИМЕЧАНИЕ
Типы данных для свойств можно устанавливать, используя спецификацию Attribute или вводя их в строчке отображения свойства на диаграмме классов (формат attribute:data type).
Теперь зададим тип возвращаемого результата для операции offeringOpen (рис. 17.29).
1. Выполним двукратный щелчок по значку класса CourseOffering в окне браузера или диаграмме классов. В результате станет видимым окно спецификации класса.
2. Выберите страницу Operations.
3. Щелкните по полю Return type. В результате станет видимым раскрывающийся список.
4. Введите требуемый возвращаемый тип (Integer).
5. Закройте окно спецификации, нажав кнопку ОК.
ПРИМЕЧАНИЕ
Аргументы операции устанавливают с помощью диалогового окна Operation Specification. Для перехода к этому окну нужно на вкладке (странице) Operations щелкнуть правой кнопкой по имени операции и в появившемся контекстном меню выбрать команду Specification. Далее в появившемся диалоговом окне следует перейти на вкладку Detail.
Аргументы операции и возвращаемый тип можно также установить, вводя их в строчке отображения операции на диаграмме классов (формат operation(argument name:data type):return type).
Рис. 17.29.Определение типа возвращаемого результата