Диаграмма конечных автоматов

Диаграмма конечного автомата (диаграмма состояний) (State Machine diagram) – это диаграмма состояний из теории автоматов, являющаяся проверенным способом описания динамического поведения системы (реактивного объекта).

Основные элементы автомата:

- состояние (state) – условие или ситуация в жизни объекта, при которых он удовлетворяет некоторому условию, осуществляет некоторую деятельность или ожидает некоторого события;

- событие (event) – описание заслуживающего внимания происшествия, занимающего определенное положение во времени и пространстве;

- переход (transition) – переход из одного состояния в другое в ответ на событие.

Реактивный объект – это объект, в широком смысле этого слова, который предоставляет автомату контекст. Реактивные объекты:

- отвечают на внешние события (т.е. события, происходящие вне контекста объекта);

- могут генерировать и отвечать на внутренние события;

- их жизненный цикл смоделирован как последовательность состояний, переходов и событий;

- их текущее поведение может зависеть от предыстории.

Конечные автоматы могут использоваться для:

- классов;

- вариантов использования;

- подсистем;

- всей системы.

Диаграммы состояний хороши для описания состояний одной системы или объекта в рамках нескольких вариантов использования. Но они плохо подходят для формализации поведения нескольких взаимодействующих объектов.

Диаграмма обзора взаимодействий

Диаграмма обзора взаимодействий (Interaction Overview diagram) – это диаграмма деятельности, в которой используются узлы управления, не используются узлы данных, а вместо узлов действий и деятельности используются фрагменты диаграмм взаимодействия в форме диаграмм последовательности или в форме ссылок на взаимодействие. Эти диаграммы бывают очень удобны и позволяют лаконично и наглядно описать то общую схему взаимодействия, оставляя раскрытие деталей другим диаграммам.

Диаграммы обзора взаимодействий дают визуальное представление ветвления, параллелизма и итерации, что намного понятней и проще для восприятия. В то же время они переносят ваше внимание с элементов, например линий жизни, непосредственно на поток управления. Поэтому эти диаграммы должны использоваться, когда необходимо акцентировать внимание на движении потока управления через множество взаимодействий.

Пример диаграммы обзора взаимодействия.

 

 

Диаграмма коммуникации

Диаграмма коммуникации (Communication diagram) моделирует взаимодействия между объектами или частями композитной структуры в терминах упорядоченных сообщений. Она описывает поведение как взаимодействие, т.е. как протокол обмена сообщений между объектами. Один и тот же объект может участвовать в разных взаимодействиях, играя в них разные роли. Поэтому взаимодействие всегда происходит в определенном контексте, представляемом множеством участвующих во взаимодействии объектов и связей.

Диаграмма коммуникаций нагляднее показывает, с какими элементами взаимодействует каждый элемент, а диаграмма последовательности яснее показывает в каком порядке происходят взаимодействия.

Пример диаграммы коммуникации.

 

 

Диаграмма синхронизации

Диаграмма синхронизации (Timing diagram) – это диаграмма, явным образом показывающая изменение состояний одного или группы объектов на линии жизни с заданной шкалой времени.

Диаграмма синхронизации, на которой состояния
представлены в виде линий.

Диаграмма синхронизации, на которой состояния
представлены в виде областей.

Временные диаграммы полезны для обозначения временных интервалов между изменениями состояний различных объектов, особенно в приложениях реального времени.

 

 

Диаграмма компонентов

С точки зрения реализации проектируемая система состоит из компонентов (представленных на диаграммах компонентов), распределенных по вычислительным узлам (представленным на диаграммах размещения).

Диаграмма компонентов (Component diagram) – диаграмма, представляющая логическую структуру системы в виде обособленных сущностей.

Компонент (component) – это модульный фрагмент логического представления системы, взаимодействие с которым описывается набором обеспеченных и требуемых интерфейсов. Компоненты можно разбивать на части с помощью диаграмм составных структур. Компоненты представляют элементы, которые можно независимо друг от друга купить и обновить.

Стереотип компонента.

Диаграммы компонентов следует применять, когда система разделяется на компоненты и надо показать их взаимоотношения посредством интерфейсов или схему компонентов в низкоуровневой структуре системы.

Стандартные стереотипы компонентов.

Стереотип	Описание
«buildComponent»	компонент, служащий для разработки приложения
«entity»	постоянно хранимый информационный компонент, представляющий некоторое понятие предметной области
«service»	функциональный компонент без состояния, возвращающий запрашиваемые значения без побочных эффектов
«subsystem»	единица иерархической декомпозиции большой системы

 

Пример диаграммы компонентов.

 

Диаграмма развертывания

Диаграмма развертывания (Deployment diagram) проецирует программную архитектуру на аппаратную архитектуру.

Реализация архитектуры состоит в определении важных с точки зрения архитектуры компонентов и проецировании их на физическое оборудование.

Артефакт – это описание реальной сущности: исходные файлы,   исполняемые файлы, справочные файлы, сценарии (скрипты), веб-страницы, таблицы баз данных, документы, результаты процесса разработки (например, UML-модель). Артефактами являются те информационные элементы, которые тем или иным способом используются при работе программной системы и входят в ее состав.

Стандартные стереотипы артефактов.

Стереотип	Описание
«file»	файл любого типа, хранимый в файловой системе
«document»	артефакт, представляющий файл (документ), который не является ни файлом исходных текстов, ни исполняемым файлом
«executable»	выполнимая программа (используется по умолчанию)
«library»	статическая или динамическая библиотека
«script»	файл, содержащий текст, допускающий интерпретацию соответствующими программными средствами

Между артефактами могут устанавливаться отношения:

- ассоциации – возможность обмена сообщениями между артефактами;

- зависимости – порождение зависимого артефакта независимым.

Узел – это тип вычислительного ресурса, на который могут быть развернуты артефакты для выполнения.

Существует два стандартных стереотипа для узлов:

- «device» (устройство) – узел, представляющий физическое устройство (например, клиентский ПК или сервер);

- «execution environment» (среда выполнения) – узел, позволяющий моделировать аппаратно-программную платформу, на которой происходит выполнение приложения (например, веб-сервер Apache, MS.net Framework)

Узлы могут быть вложены в узлы.

Между узлами может устанавливаться отношение ассоциации, означающее наличие канала связи для передачи сообщений.

Пример отношения между узлами.

Диаграмма развёртывания.