Характеристика и функции разрабатываемой системы, варианты использования. Разработка диаграммы состояний, деятельности, последовательности, кооперации, компонентов, развертывания. Формирование объектной модели, взаимодействие между ее компонентами.
Краткое сожержание материала:

Курсовая работа

Разработка объектной модели системы сбора данных - метеорологической станции

Вступление

Целью курсовой работы является разработка объектной модели конкретной системы:

а) «Система сбора данных - метеорологическая станция» (Вариант №3);

Объектная модель системы должна включать в себя комплекс диаграмм:

вариантов использования (Use Case Diagram);

классов (Class Diagram);

состояний (State chart Diagram);

деятельности (Activity Diagram);

последовательности (Sequence Diagram);

кооперации (Collaboration Diagram);

компонентов (Component Diagram);

развертывания (Deployment Diagram).

1. Основные диаграммы

1.1 Вариант использования

Функции системы

Характеристики поведения разрабатываемой системы фиксируются и документируются средствами модели, которая отображает функции (варианты использования - use cases) продукта, представляет окружение системы (множество активных субъектов - actors) и определяет связи между вариантами использования и активными субъектами (диаграммы вариантов использования-use case diagrams). Наиболее важной является коммуникативная составляющая модели, позволяющая группам разработчиков, заказчиков и конечных пользователей, обсуждающим свойства системы, говорить на одном языке.

Основы модели закладываются уже на начальной фазе процесса разработки, когда идентифицируются основные активные субъекты и варианты использования системы, а позже, на этапе планирования, модель развивается и пополняется за счет уточнения существующих и добавления новых элементов.

Активные субъекты

Каждый из внешних активных субъектов (actors) отождествляется с чем-то или с кем-то, взаимодействующим с системой. Активный субъект способен выполнять различные функции:

только вводить данные в систему;

только получать информацию из системы;

взаимодействовать с системой в обоих направлениях.

Множество активных субъектов обычно обнаруживается уже в результате анализа постановки задачи или в ходе обсуждения проблемы с потребителями и экспертами в предметной области. Помощь в отыскании активных субъектов окажут ответы на следующие вопросы:

Кто именно заинтересован в выполнении определенного требования?

В каком подразделении организации должна использоваться система?

Кто получит преимущества от внедрения системы в эксплуатацию?

Кто будет поставлять системе те или иные данные, обращаться к ним и нести ответственность за их обновление и удаление?

Кому предстоит выполнять обязанности администратора системы?

Должна ли система использовать внешние ресурсы?

Способен ли один и тот же активный субъект играть несколько различных ролей?

Разрешено ли нескольким субъектам осуществлять в системе одинаковые функции?

Будет ли система использоваться совместно с какими-либо существующими унаследованными системами?

Процедура определения активных субъектов системы заслуживает особого внимания и обычно отличается итеративным характером - первый вариант списка субъектов редко бывает окончательным

Внимательно анализируя роли сущностей, взаимодействующих с системой, со временем нетрудно прийти к адекватному множеству активных субъектов.

Варианты использования

Варианты использования (use cases) позволяют моделировать диалог между активным субъектом и системой и отображают функции последней, предоставляемые в распоряжение субъекта. Набор вариантов использования системы охватывает множество заслуживающих внимания способов ее применения. Говоря формально, вариант использования - это последовательность выполняемых системой транзакций, которая приводит к получению некоего ощутимого результата, в котором заинтересован определенный активный субъект.

Помощь в выборе вариантов использования системы окажут ответы на следующие вопросы.

Какие задачи решает каждый активный субъект?

Способен ли тот или иной субъект создавать, сохранять, изменять, удалять или считывать фрагменты данных в контексте системы?

Какие варианты использования гарантируют выполнение указанных выше функций обработки данных?

Должны ли активные субъекты сообщать системе о каких-либо непредвиденных внешних обстоятельствах?

Имеет ли субъект право получать информацию об определенных событиях, происходящих в системе?

Какие варианты использования связаны с поддержкой и администрированием системы?

Удовлетворяются ли вариантами использования все функциональные требования, предъявляемые к системе?

Выбор вариантов использования

В течение длительного времени продолжается дискуссия о том, какие именно варианты использования следует считать «хорошими». Одна из проблем связана с приемлемостью уровня детализации вариантов использования, т.е. с тем, насколько обширными (или узкими) они должны быть. Однозначного ответа, однако, не существует. Рациональным можно считать следующее правило:

«Вариант использования обычно охватывает изрядную долю функций, выполняемых системой от начала и до конца, и должен представлять для того или иного активного субъекта определенную ценность».

1.2 Связи вариантов использования

Между активным субъектом и вариантом использования системы допускается устанавливать связь ассоциации (association relationship), которая выполняет коммуникативного функцию, сообщая о взаимодействии субъекта с системой в рамках определенного варианта использования. Направление связи указывает, кто (субъект или система) является инициатором взаимодействия. Двунаправленная ассоциация представляется в модели в виде линии, соединяющей связываемые элементы. Возможность взаимодействия элементов только в одном направлении отображается с помощью стрелки.

Варианты использования могут соединяться связями зависимости (dependency relationships) двух типов - включающими (inclusive) и расширяющими (extensive). Многими вариантами использования нередко охватывается одно и то же подмножество функций системы, которое уместно вынести в отдельный вариант, а не включать в каждый базовый вариант. Включающей связью соединяются определенный вариант использования и любой другой вариант, который предполагает выполнение тех же функций.

Диаграммы вариантов использования

Диаграмма вариантов использования (use case diagram) - это графическое представление подмножеств активных субъектов, взаимодействующих с системой посредством тех или иных вариантов ее использования. При проектировании любой системы обычно конструируется основная диаграмма (Main Use Case Diagram), представляющая множество пользователей (активных субъектов) и ключевые функции (варианты использования) системы. При необходимости создаются и дополнительные диаграммы. Вот некоторые типичные примеры:

диаграмма, представляющая все варианты использования, инициируемые определенным активным субъектом;

диаграмма, изображающая варианты использования, подлежащие последовательной реализации;

диаграмма, описывающая некоторый вариант использования и все его связи.

2. Диаграмма классов

Что такое объект

Объект - это понятие, абстракция или нечто с явно оговоренными границами, смыслом и назначением в контексте программного приложения. Каждый объект системы обладает тремя характеристиками - состоянием, поведением и идентификационным признаком.

Характеристики объекта

Состояние (state) объекта - это одно из возможных сочетаний условий его существования. Состояние объекта определяется набором свойств-атрибутов (attributes) и связей с другими объектами и со временем обычно способно изменяться.

Характеристика поведения (behavior) охватывает функциональную сторону жизни объекта, определяет его реакцию на запросы со стороны других объектов и реализуется в виде набора операций.

Идентификационный признак (identity) задает свойство уникальности объекта - даже в том случае, если состояние последнего идентично состоянию других объектов.

Понятие класса

Класс определяет группу объектов с общими свойствами (атрибутам), поведением (функциями), семантикой и связями с другими объектами. Класс можно трактовать как шаблон для создания объектов. Каждый объект является экземпляром некоторого класса, причем только одного. Правильно сконструированный класс должен представлять одну и только одну абстракцию. Для именования классов следует пользоваться терминами, принятыми в соответствующей предметной области. Класс изображается посредством прямоугольника, поделенного на зоны. В верхней зоне приводится имя класса, в средней задается его структура (список атрибутов), а ниже перечисляются функции, определяющие характеристики поведения.