Министерство образования и науки РФ
ФГБОУ ВПО ВоГТУ
Кафедра Автоматики и вычислительной техники
Дисциплина: ТРПО
Лабораторная работа №1
«Применение CASE-средств при разработке программного обеспечения»
Вариант 1
Выполнил: .
Группа: ЭМ-51
Проверила:
Вологда
2013 г
Цель работы: изучение последовательности применения ArgoUML при формировании требований, анализе и проектировании программного кода; получение навыков работы с CASE-системой ArgoUML.
Задание:применить ArgoUML для анализа, проектирования и генерации программного кода программной системы:«Композитор».
Теоретическая часть
Визуальное моделирование с использованием нотации UML можно представить как некоторый процесс поуровнего спуска от наиболее общей и абстрактной концептуальной модели исходной системы к логической, а затем и к физической модели соответствующей программной системы. Для достижения этих целей вначале строится модель в форме диаграммы вариантов использования (UseCasediagram), которая описывает функциональное назначение системы. Диаграмма UseCase является исходным концептуальным представлением (концептуальной моделью) системы в процессе ее проектирования и разработки. Она определяет поведение системы с точки зрения пользователя и рассматривается как главное средство для первичного моделирования динамики системы. Диаграмма UseCase используется для выяснения требований к разрабатываемой системе, фиксации этих требований в форме, которая позволит вести дальнейшую разработку. Диаграммы UseCase также называют диаграммами прецедентов.
Разработка диаграммы вариантов использования преследует следующие цели:
- определение общих границ и контекста моделируемой предметной области на начальных этапах проектирования системы;
- формулировка общих требований к функциональному поведению проектируемой системы;
- разработка исходной концептуальной модели системы для ее последующей детализации в форме логических и физических моделей;
- подготовка исходной документации для взаимодействия разработчиков системы с ее заказчиками и пользователями.
Основное назначение диаграмм UseCase – определение требований заказчика к будущему программному приложению. Суть данной диаграммы состоит в следующем: проектируемая система представляется в форме так называемых вариантов использования, с которыми взаимодействуют некоторые внешние сущности или актеры. При этом актером или действующим лицом называется любой объект, субъект или система, взаимодействующая с моделируемой системой извне. Это может быть человек, техническое устройство, программа или любая другая система, которая может служить источником воздействия на моделируемую систему так, как определит разработчик. В свою очередь вариант использования служит для описания сервисов, которые система предоставляет актеру, т. е. каждый вариант использования определяет некоторый набор действий, совершаемый системой при диалоге с актером. Каким образом будет реализовано взаимодействие актеров с системой и собственно вариантов использования, данная диаграмма не показывает. В этом смысле диаграмма UseCase ассоциируется с моделью "черного ящика".
Диаграмма UseCase представляет собой граф специального вида. В состав диаграмм входят элементы UseCase (варианты использования), актеры, а также отношения (зависимости, обобщения, ассоциации и др.). Актеры и элементы UseCase являются вершинами графа. Актеры представляют внешний мир, нуждающийся в работе системы, элементы UseCase представляют действия, выполняемые системой в интересах актеров. Отношения – дуги графа. Диаграммы UseCase могут включать примечания и ограничения и содержать пакеты, используемые для группировки элементов модели в крупные фрагменты.
Актер – это роль объекта вне системы, который прямо взаимодействует с ее частью – конкретным элементом (элементом UseCase). Различают актеров и пользователей. Пользователь – это физический объект, который использует систему. Он может играть несколько ролей и поэтому может моделироваться несколькими актерами. Справедливо и другое – актером могут быть разные пользователи. Например, для коммерческого летательного аппарата можно выделить двух актеров: пилота и кассира. Сидоров – пользователь, который иногда действует как пилот, а иногда как кассир. В зависимости от роли Сидоров взаимодействует с разными элементами UseCase.
Элемент UseCase – это описание последовательности действий (или нескольких последовательностей), которые выполняются системой и производят для отдельного актера видимый результат. Один актер может использовать несколько элементов UseCase, и наоборот один элемент UseCase может иметь несколько актеров, использующих его. Каждый элемент UseCase задает определенный путь использования системы. Набор всех элементов UseCase определяет полные функциональные возможности системы.
Между актером и элементом UseCase возможен только один вид отношения – ассоциация, отображающая их взаимодействие. Как и любая другая ассоциация, она может быть помечена именем ролями и мощностью. Между актерами допустимо отношение обобщения, означающее, что экземпляр потомка может взаимодействовать с такими же разновидностями экземпляров UseCase, что и экземпляр родителя. Между элементами UseCase определены отношение обобщения и две разновидности отношения зависимости – включения и расширения. Отношение обобщения фиксирует, что потомок наследует поведение родителя. Кроме того, потомок может дополнить или переопределить поведение родителя. Элемент UseCase, являющийся потомком, может замещать элемент UseCase, являющийся родителем, в любом месте диаграммы. Отношение включения между элементами UseCase означает, что базовый элемент UseCase явно включает поведение другого элемента UseCase в точке, которая определена в базе. Включаемый элемент UseCase никогда не используется самостоятельно – его конкретизация может быть только частью другого, большего элемента UseCase. отношение включения является примером отношения делегации. При этом в отдельное место (включаемый элемент UseCase) помещается определенный набор обязанностей системы. Далее остальные части системы могут агрегировать в себя эти обязанности (при необходимости). Отношение расширения между элементами UseCase означает, что базовый элемент UseCase неявно включает поведение другого элемента UseCase в точке, которая определяется косвенно расширяющим элементом UseCase.
Элемент UseCase описывает, что должна делать система, но не определяет, как она должна это делать. При моделировании это позволяет отделять внешнее представление системы от ее внутреннего представления. Поведение элемента UseCase описывается потоком событий. Начальное описание выполняется в текстовой форме, прозрачной для пользователя системы. В потоке событий выделяют: основной поток и альтернативные потоки поведения; как и когда стартует и заканчивается элемент UseCase; когда элемент UseCase взаимодействует с актерами; какими данными обмениваются актер и система. Для уточнения и формализации потоков используют диаграммы последовательности. С помощью диаграммы последовательностей можно описать полный контекст взаимодействий как своеобразный график "жизни" всей совокупности объектов, взаимодействующих между собой для реализации варианта использования программной системы, достижения бизнес-цели или выполнения какой-либо задачи. Обычно одна диаграмма последовательности определяет главный поток в элементе UseCase, а другие диаграммы – потоки исключений. В общем случае каждый элемент UseCase описывает набор последовательностей, в котором каждая последовательность представляет возможный поток событий. Каждая последовательность называется сценарием. Сценарий – конкретная последовательность действий, которая иллюстрирует поведение. Сценарии являются для элемента UseCase почти тем же, чем являются экземпляры для класса. Говорят, что сценарий – это экземпляр элемента UseCase.
Для представления статической структуры модели системы в терминологии классов объектно-ориентированного программирования служит диаграмма классов. Диаграмма классов может отражать различные взаимосвязи между отдельными сущностями предметной области, такими как объекты и подсистемы, описывает их внутреннюю структуру и типы отношений. Данная диаграмма служит развитием концептуальной модели проектируемой системы. Диаграмма не содержит представления о временных аспектах функционирования системы и представляет собой конечный граф, вершинами которого являются элементы типа "классификатор", которые связаны различными типами структурных отношений. Диаграмма классов может также содержать интерфейсы, пакеты, отношения. Данная диаграмма состоит из множества элементов, отражающих декларативные знания о предметной области, и является графическим представлением таких структурных взаимосвязей логической модели системы, которые не зависят от времени.
Для физического представления системы в языке UML используются диаграмма компонентов и диаграмма развертывания.
Диаграмма компонентов позволяет определить архитектуру разрабатываемой системы, установив зависимости между программными компонентами, в роли которых может выступать исходный, бинарный и исполняемый код. Во многих средах модуль или компонент соответствует файлу. Пунктирные стрелки, соединяющие модули показывают отношения взаимозависимости между ними.
Диаграммаразвертывания требуется для проектирования сетевых и распределенных систем. Она содержит графические изображения процессоров, устройств, процессов и связей между ними и отражает особенности реализации системы в целом.
Практическая часть
Программа «Композитор» заключается в том, что Музыкальный директор ведет переговоры с композитором о покупке музыки для исполнителя, получает от него песню, подписывая контракт. Певец исполняет песню, а отчисления идут композитору за авторские права. Три основных роли - это композитор, директор и певец. Все расчеты и переговоры ведутся через директора.
Рассмотрев процесс взаимоотношений, получили следующие диаграммы:
Рис.1 – Диаграмма вариантов использования
Рис.2 – Диаграмма последовательности
Рис.3 – Диаграмма классов
Вывод:в процессе выполнения лабораторной работы были изучены основные принципы построения UMLдиаграмм, построены три диаграммы для программной системы «Композитор».
