Построение UML-модели автоматизированной системы

Основные вопросы:

- элементы и диаграммы UML для моделирования автоматизированной системы;

- построение UML-модели автоматизированной системы.

 

3.4.1. Элементы диаграмм UML для моделирования
автоматизированной системы

Для моделирования автоматизированных систем используется весь набор UML-диаграмм.

 

3.4.2. Диаграмма вариантов использования

Спецификация требований к ПО (Software requirements specification, SRS) включает Модель требований (Requirements model) и Модель вариантов использования или прецедентов (Use case model).

Требование – это подробное описание того, что должно быть реализовано. Требования указывают, что должно быть построено, но не говорят, как это сделать.

Функциональное требование – это то, что система должна делать.

Нефункциональное требование – ограничение, накладываемое на систему.

Модель требований представляется моделью ПрО “как должно быть” (TO BE).

Варианты использования – возможность моделируемой системы (часть её функциональности), благодаря которой пользователь может получить конкретный, измеримый и нужный ему результат. Вариант использования соответствует отдельному сервису системы, определяет один из вариантов её использования и описывает типичный способ взаимодействия пользователя с системой. Варианты использования обычно применяются для спецификации внешних требований к системе.

Диаграмма вариантов использования (прецедентов) (Use case diagram) – диаграмма, отражающая отношения между актёрами и прецедентами, позволяющая описать систему на концептуальном уровне. Она является составной частью модели вариантов использования.

Модель вариантов использования включает следующие компоненты:

- границу системы – прямоугольник, очерчивающий варианты использования для обозначения края или границы моделируемой системы. В UML 2 – контекст системы (subject);

- актеры – роли, выполняемые людьми или сущностями, использующими систему;

- варианты использования – то, что актеры могут делать с системой;

- отношения – значимые отношения между актерами и вариантами использования.

Модель вариантов использованияявляется основным источником объектов и классов.

Моделирование вариантов использования – итеративный процесс, осуществляемый путем поэтапного уточнения.

При отображении требований устанавливаются взаимосвязи между моделью требований и моделью вариантов использования.

Варианты использования являются лучшим выбором для фиксирования требований в тех случаях, когда:

- в системе преобладают функциональные требования;

- в системе много типов пользователей (актеров), которым она предоставляет разные функциональные возможности;

- в системе много интерфейсов (много актеров).

Прецеденты не стоит применять в тех случаях, когда:

- в системе преобладают нефункциональные требования;

- в системе мало пользователей;

- в системе мало интерфейсов.

На диаграмме вариантов использования могут быть следующие элементы:

- актеры – это множество ролей, в качестве которых могут выступать внешние объекты, взаимодействующие с системой (люди, другие системы, оборудование);

- варианты использования – это описания множества возможных последовательностей действий, приводящих к значимому для актера результату (каждая конкретная последовательность действий называется сценарием);

- отношения между актерами и вариантами использования;

- граница отделяет внутреннюю часть системы (субъект) от внешнего мира, который реализует поведение, декларируемое вариантами использования.

На диаграммах вариантов использования применяются следующие основные типы отношений:

- ассоциация между актером и вариантом использования;

- обобщение между актерами;

- обобщение между вариантами использования;

- зависимости между вариантами использования.

Ассоциация между актером и вариантом использования показывает, что действующее лицо тем или иным способом взаимодействует (предоставляет исходные данные, получает результат и др.) с вариантом использования.

Обобщение между актерами показывает, что одно действующее лицо наследует все свойства (в частности, участие в ассоциациях) другого действующего лица.

Обобщение между вариантами использования показывает, что один вариант использования является частным случаем (подмножеством множества сценариев) другого варианта использования.

Зависимость между вариантами использования показывает, что один вариант использования зависит от другого варианта использования.

В UML имеются два вида зависимости между вариантами использования:

- «include» – показывает, что в каждый сценарий зависимого варианта использования в определенном месте вставляется в качестве подпоследовательности действий в сценарий независимого варианта использования;

- «extend» – показывает, что в некоторый сценарий независимого варианта использования может быть в определенном месте вставлен в качестве подпоследовательности действий сценарий зависимого варианта использования.

Реализация варианта использования (use case realization) – это описание всех или некоторых сценариев, составляющих вариант использования. Для этого используются диаграммы деятельности, последовательности и коммуникаций.

 

Диаграмма деятельности

Диаграмма деятельности (Activity diagram) – это объектно-ориентированная блок-схема, показывающая разложение некоторой деятельности на её составные части.

Деятельность – спецификация исполняемого поведения в виде координированного последовательного и параллельного выполнения подчинённых элементов – вложенных видов деятельности и отдельных действий (англ. Action), соединённых между собой потоками, которые идут от выходов одного узла к входам другого.

Деятельность может быть добавлена к любому элементу модели с целью моделирования его поведения. Элемент обеспечивает контекст для деятельности, и деятельность может использовать возможности своего контекста. Деятельности обычно добавляются к:

- вариантам использования;

- классам;

- интерфейсам;

- компонентам;

- кооперациям;

- операциям.

Диаграммы деятельности используются при моделировании бизнес-процессов, технологических процессов, последовательных и параллельных вычислений.

Аналогом диаграмм деятельности являются схемы алгоритмов по ГОСТ 19.701-90.

На диаграмме деятельности могут быть следующие элементы:

- начало (сплошной кружок с исходящей стрелкой) и конец (сплошной кружок с кольцом вокруг него) деятельности – соответственно начало и завершение выполнения деятельности;

- ветвление (ромб с исходящими стрелками) и схождение (ромб с входящими стрелками) – у ветвления на каждой стрелке ставится условие выбора варианта. Ветвление соответствует условному оператору или оператору выбора. Циклы реализуются с помощью ветвлений и схождений;

- параллельная деятельность: начало (горизонтальная линия с одной входящей и несколькими исходящими стрелками) и завершение (горизонтальная линия с несколькими входящими и одной исходящей стрелками) – соответственно начало и завершение параллельного выполнения нескольких действий.