Теоретические сведения. Лабораторная работа

Лабораторная работа

«ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ

СИСТЕМЫ В ВИДЕ ДИАГРАММЫ КЛАССОВ»

Цель работы

Изучить процесс анализа и проектирования в части определения потенциальной архитектуры системы, освоить построение диаграммы классов и диаграммы состояний объектов классов.

Задание: спроектировать структуру информационной системы в соответствии с выбранной предметной областью в виде диаграммы классов и построить диаграммы состояний объектов сложных классов.

Теоретические сведения

Диаграмма классов (class diagram) служит для представления статической структуры модели системы в терминологии классов объектно-ориентированного программирования. Диаграмма классов может отражать, в частности, различные отношения между отдельными сущностями предметной области, такими как объекты и подсистемы, а также описывает их внутреннюю структуру и типы отношений.

Имеется два вида основных статических отношений:

• ассоциации (человек может сделать покупку в магазине);

• подтипы (корпоративный клиент является разновидностью клиента).

На диаграммах классов изображаются также атрибуты классов, операции классов и ограничения, которые накладываются на связи между объектами (рис.7).

Рис. 7. Элементы диаграммы классов

На рис. 8 представлен пример диаграммы классов.

Рис. 8. Пример диаграммы классов

Отношения ассоциации представляют собой отношения между экземплярами классов. Каждая ассоциация имеет два конца ассоциации,которыми она присоединяется к классам на диаграмме, а конец ассоциации, в свою очередь, обладает кратностью, которая показывает, сколько объектов может участвовать в данном отношении.

В общем случае кратность указывает верхнюю и нижнюю границы количества объектов, которые могут участвовать в отношении. Часто используемые варианты кратности:

1 – означает, что в ассоциации участвует один и только один экземпляр класса, с которым связана ассоциация;

* – в ассоциации может участвовать неограниченное число экземпляров класса;

0..1 – в ассоциации участвует либо один, либо ни одного экземпляра класса;

0..N – в ассоциации участвует от 0 до N экземпляров класса.

Стрелками в ассоциации обозначается направление навигации,таким образом, если в ассоциации присутствует стрелка, то она из симметричной преобразуется в одностороннюю.

Если навигация указана только в одном направлении, то такая ассоциация называется однонаправленной, а если навигация указана с обеих сторон, то ассоциация считается двунаправленной. Если ассоциация на диаграмме не имеет стрелок навигации, то она является двунаправленной.

Связь, заданная при помощи ассоциации, существует в течение всего жизненного цикла объектов, даже если соединяемые ею экземпляры классов могут изменяться во времени.

Атрибуты являются элементами класса, определяющими его сущность. В синтаксисе UML описание атрибута выглядит следующим образом: <видимость><имя>:<тип>=<значение по умолчанию>. В примере на рис. 8 атрибутами являются: «Имя», «Адрес», «ЛимитКредита» и др.

Процессы, реализуемые классами, представляют собой операции. Синтаксис операции в UML выглядит следующим образом:

<видимость><имя>(<список параметров>):<выражение, возвращающее значение типа>(<строка свойств>), где:

• видимость – принимает одно из трех значений: «+» – общедоступная (public), «#» – защищенная (protected) либо «-» – закрытая (private);

• имя – строка символов;

• список параметров – содержит перечисленные через запятую параметры, которые описываются так же, как и атрибуты;

• выражение, возвращающее значение типа – содержит перечисленные через запятую значения типов;

• строка свойств – указывает свойства, которые имеются у данной операции.

При построении диаграммы прецедентов, являющейся наиболее общей концептуальной моделью проектируемой системы, применение русскоязычных терминов является не только оправданным с точки зрения описания структуры предметной области, но и эффективным с точки зрения взаимодействия с заказчиком и пользователями. При построении остальных типов диаграмм следует придерживаться разумного компромисса.

Диаграмма состояний

Диаграмма состояний (state machine diagram) отражает внутренние состояния объекта в течение его жизненного цикла от момента создания до разрушения, позволяя описать поведение объекта в различных прецедентах. Обычно диаграммы состояний строятся для единственного класса, чтобы показать динамику поведения единственного объекта. На рис. 9 представлен пример диаграммы состояний.

Рис. 9. Пример диаграммы состояний

Диаграмма состояний – это конечный автомат, реализованный средствами UML. Существует несколько разновидностей диаграмм состояний, в UML принята нотация Дэвида Харела. Рассмотрим основные элементы диаграммы состояний (рис. 10).

Состояние (State) отображает одно из возможных состояний, в котором может находиться объект. Кроме имени в элементе State может содержаться также краткое описание состояния и деятельности, осуществляемой в этом состоянии. В общем случае состояние определяют следующие характеристики:

• входное воздействие – поведение, которое наступает при переходе объекта в данное состояние. Входное действие не прерывается и всегда выполняется до конца;

• деятельность – поведение, которое реализует объект, находящийся в данном состоянии;

• выходное действие – действие, которое выполняется при выходе объекта из текущего состояния.

Входные и выходные действия отображаются внутри графического элемента State под горизонтальной чертой, а друг от друга отделяются наклонной чертой «/» или двоеточием.

Рис. 10. Элементы диаграммы состояний

Переход (Transition) объекта из одного состояния в другое отображается направленной стрелкой. Синтаксис метки перехода состоит из трех частей, каждая из которых является необязательной: Событие:[Сторожевое условие]/Действие.

Событие (Event) – это некоторый факт, который инициирует переход из одного состояния в другое. События отображаются в виде поясняющей надписи около стрелки перехода.

Начальное состояние (Initial) – это состояние, в котором объект находится непосредственно после его создания. Начальное состояние – это обязательный элемент диаграммы, причем на диаграмме может быть только один такой элемент (изображается черным кружком), стрелка перехода соединяет его с первоначальным состоянием объекта.

Конечное состояние (Final) – состояние, в котором объект пребывает непосредственно перед его уничтожением. Это необязательный элемент, причем количество таких элементов на диаграмме не ограничено.

Содержание отчета

1. Цель работы.

2. Краткое описание разрабатываемой системы (в соответствии с выданным индивидуальным заданием).

3. Диаграмма классов с краткими пояснениями.

4. Диаграммы состояний с пояснениями.

5. Вывод.

Поиск по сайту: