Алгоритм создания диаграммы объектов
Практическая работа №3.
Моделирование структуры: диаграмма объектов.
Цель работы
Цель практической работы – формирование практических навыков разработки диаграммы объектов.
Назначение диаграммы объектов
Объект (object) - конкретная материализация абстракции; сущность с хорошо определенными границами, в которой инкапсулированы состояние и поведение; экземпляр класса (вернее, классификатора - эктор, класс или интерфейс). Объект уникально идентифицируется значениями атрибутов, определяющими его состояние в данный момент времени.
Как же обозначается объект в UML? А очень просто - объект, как и класс, обозначается прямоугольником, но его имя подчеркивается. Под словом имя здесь мы понимаем название объекта и наименование его класса, разделенные двоеточием. Для указания значений атрибутов объекта в его обозначении может быть предусмотрена специальная секция. Еще один нюанс состоит в том, что объект может быть анонимным: это нужно в том случае, если в данный момент не важно, какой именно объект данного класса принимает участие во взаимодействии.
Основные элементы диаграммы объектов
Диаграмма объектов - это своего рода снимок состояния системы в определенный момент времени, показывающий множество объектов, их состояния и отношения между ними в данный момент.
Таким образом, диаграммы объектов представляют статический вид системы с точки зрения проектирования и процессов, являясь основой для сценариев, описываемых диаграммами взаимодействия. Говоря другими словами, диаграмма объектов используется для пояснения и детализации диаграмм взаимодействия, например, диаграмм последовательностей. Впрочем, авторам курса очень редко доводилось применять этот тип диаграмм.
Элементы, показанные на рис. 1.1, являются экземплярами, поскольку их имена подчеркнуты. Каждое имя представляется в виде: имя экземпляра : имя класса. Обе части имени не являются обязательными, поэтому имена John, :Person и aPerson являются допустимыми. Если указано только имя класса, то необходимо поставить двоеточие. Можно также задать значения и атрибуты, как показано на рис. 1.1.
Строго говоря, элементы диаграммы объектов – это спецификации экземпляров, а не сами экземпляры. Причина в том, что разрешается оставлять обязательные атрибуты пустыми или показывать спецификации экземпляров абстрактных классов. Можно рассматривать спецификации экземпляров (instance specifications) как частично определенные экземпляры.
Рис. 1.1. Диаграмма объектов с примером экземпляра класса Party
Алгоритм создания диаграммы объектов
Диаграмма является одной из разновидности диаграмм взаимодействия и предназначена для моделирования взаимодействия объектов Системы во времени, а также обмена сообщениями между ними.
Одним из основных принципов ООП является способ информационного обмена между элементами Системы, выражающийся в отправке и получении сообщений друг от друга. Таким образом, основные понятия диаграммы связаны с понятием Объект и Сообщение.
На диаграмме объекты в основном представляют экземпляры класса или сущности, обладающие поведением. В качестве объектов могут выступать пользователи, инициирующие взаимодействие, классы, обладающие поведением в Системе или программные компоненты, а иногда и Системы в целом.
Объекты располагаются с лева на права таким образом, чтобы крайним с лева был тот объект, который инициирует взаимодействие.
Неотъемлемой частью объекта на диаграмме последовательности является линия жизни объекта. Линия жизни показывает время, в течение которого объект существует в Системе. Периоды активности объекта в момент взаимодействия показываются с помощью фокуса управления. Временная шкала на диаграмме направлена сверху вниз.
На диаграммах допустимо использование стандартных стереотипов класса:
 | Actor – экземпляр участника процесса (роль на диаграмме прецедентов) |
 | Boundary – Класс-Разграничитель - используется для классов, отделяющих внутреннюю структуру системы от внешней среды (экранная форма, пользовательский интерфейс, устройство ввода-вывода). Объект со стереотипом <<bondary>> отличается от, привычного нам, класса <<Интерфейс>>, который по большей части предназначен для вызова методов класса, с которым он связан. Объект boundary показывает именно экранную форму, которая принимает и передает данные обработчику.</bondary>> |
 | Control – Класс-контроллер - активный элемент, который используются для выполнения некоторых операций над объектами (программный компонент, модуль, обработчик) |
 | Entity – Класс-сущность - обычно применяется для обозначения классов, которые хранят некую информацию о бизнес-объектах (соответствует таблице или элементу БД) |
Также одним из основных понятий, связанных с диаграммой последовательности, является Сообщение.
На диаграмме деятельности выделяются сообщения, инициирующие ту или иную деятельность или являющиеся ее следствием. На диаграмме состояний частично показан обмен сообщениями в рамках сообщений инициирующих изменение состояния объекта.
Диаграмма последовательности объединяет диаграмму деятельности, диаграмму состояний и диаграмму классов.
Таким образом, на диаграмме последовательности мы можем увидеть следующие аспекты: 1) Сообщения, побуждающие объект к действию; 2) Действия, которые вызываются сообщениями (методы) – зачастую это передача сообщения следующему объекты или возвращение определенных данных объекта; 3) Последовательность обмена сообщениями между объектами
Отдельные фрагменты диаграммы взаимодействия можно выделить с помощью фрейма. Фрейм должен содержать метку оператора взаимодействия. UML содержит следующие операнды: Alt - Несколько альтернативных фрагментов (alternative); выполняется только тот фрагмент, условие которого истинно; Opt - Необязательный (optional) фрагмент; выполняется, только если условие истинно. Эквивалентно alt с одной веткой; Par - Параллельный (parallel); все фрагменты выполняются параллельно; loop - Цикл (loop); фрагмент может выполняться несколько раз, а защита обозначает тело итерации; region - Критическая область (critical region); фрагмент может иметь только один поток, выполняющийся за один прием; Neg - Отрицательный (negative) фрагмент; обозначает неверное взаимодействие; ref - Ссылка (reference); ссылается на взаимодействие, определенное на другой диаграмме. Фрейм рисуется, чтобы охватить линии жизни, вовлеченные во взаимодействие. Можно определять параметры и возвращать значение; Sd - Диаграмма последовательности (sequence diagram); используется для очерчивания всей диаграммы последовательности, если это необходимо.
При использовании фрагмента условного операнда фрейм должен содержать условие для ограничения взаимодействия. При использовании условного или параллельного операнда фрейм делится на регионы взаимодействия с помощью разделителя операторов взаимодействия.
К условным операндам относятся alt и opt. Операнд alt используется при моделировании расширения сценария, т.е. при наличии альтернативного потока взаимодействия. Оператор opt используется, если сообщение должно быть передано, только при истинности какого-то условия. Данный фрейм используется без разделения на регионы.
Параллельность потоков взаимодействия можно изобразить с помощью операнда par. Внутри фрейма моделируются потоки взаимодействия в отдельных регионах.
Цикличность потока взаимодействия может быть представлена на диаграмме последовательности с помощью операнда loop. При использовании оператора цикла можно указать минимальное и максимальное число итераций. Также фрейм должен содержать условие, при наступлении которого взаимодействие повторяется.
Диаграммы предназначены для моделирования взаимодействия между несколькими объектами. Зачастую они создаются для моделирования взаимодействия в рамках одного прецедента.
Пример
Задание: Создрать диаграмму объектов с взаимосвязью объектов – организационных единиц в некоторой компании для пояснения и детализации диаграмм взаимодействия.
Решение:
Рис. 1.2. Диаграмма объектов: взаимосвязь организационных единиц в компании