Створення функціональної моделі системи у середовищі Microsoft Visio з використанням методології UML
Міністерство
освіти і науки України
Сумський
державний університет
Кафедра
інформатики
ПРАКТИЧНА
РОБОТА
з
дисципліни “Основи проектування програмного забезпечення інформаційних систем”
Виконав
студент групи ІНз-01с О. М. Биченко
Перевірив
Якушев Олександр Анатолійович
Суми
2014
Постановка завдання
Створити функціональну модель
системи у середовищі Microsoft Visio використовуючи методологію UML. Побудувати
діаграму класів - Бібліотека інституту.
Основні визначення та опис UML
UML (Unified Modeling Language) -
уніфікована мова моделювання, використовується у парадигмі
об’єктно-орієнтованого програмування. Є невід’ємною частиною уніфікованого
процесу розробки програмного забезпечення.є мовою широкого профілю, це
відкритий стандарт, що використовує графічні позначення для створення
абстрактної моделі системи, називаної UML-моделлю. UML був створений для
визначення, візуалізації, проектування й документування в основному програмних
систем. UML не є мовою програмування, але в засобах виконання UML-моделей як
інтерпретованого коду можлива кодогенерація.
Перша версія (1.0) UML вийшла 13
січня 1997, вона була створена за запитом Object Management Group (OMG) -
організації, відповідальної за прийняття стандартів в галузі об’єктних технологій
і баз даних. Після обговорення, у вересні 1997 року, версія 1.1 UML була
представлена на голосування в OMG. Розробку UML підтримали і вже тоді
використовували як стандарт такі гранди ринку інформаційних технологій, як
Microsoft, IBM, Hewlett-Packard, Oracle, DEC, Sybase, Logic Works та інші.
Поточна версія - 2.0.
може бути застосовано на всіх етапах
життєвого циклу аналізу бізнес-систем і розробки прикладних програм. Різні види
діаграм які підтримуються UML, і найбагатший набір можливостей представлення
певних аспектів системи робить UML універсальним засобом опису як програмних,
так і ділових систем.
Діаграми дають можливість
представити систему (як ділову, так і програмну) у такому вигляді, щоб її можна
було легко перевести в програмний код.
Основною причиною використання мови
UML є спілкування розробників між собою.
Крім того, UML спеціально
створювалася для оптимізації процесу розробки програмних систем, що дозволяє
збільшити ефективність їх реалізації у кілька разів і помітно поліпшити якість
кінцевого продукту.прекрасно зарекомендувала себе в багатьох успішних
програмних проектах. Засоби автоматичної генерації кодів дозволяють
перетворювати моделі мовою UML у вихідний код об’єктно-орієнтованих мов
програмування, що ще більш прискорює процес розробки.
Практично усі CASE-засоби (програми
автоматизації процесу аналізу і проектування) мають підтримку UML. Моделі
розроблені в UML, дозволяють значно спростити процес кодування і направити
зусилля програмістів безпосередньо на реалізацію системи.
Діаграми підвищують
супроводжуваність проекту і полегшують розробку документації.необхідний:
- керівникам
проектів, які керують розподілом завдань і контролем за проектом
- проектувальникам
інформаційних систем які розробляють технічні завдання для програмістів;
- бізнес-аналітикам,
які досліджують реальну систему і здійснюють інжиніринг і реінжиніринг бізнесу
компанії;
- програмістам які
реалізовують модулі інформаційної системи.
При модифікації системи об’єктний
підхід дозволяє легко включати в систему нові об’єкти і виключати застарілі без
істотної зміни її життєздатності. Використання побудованої моделі при
модифікаціях системи дає можливість усунути небажані наслідки змін, оскільки
вони не ламають структури системи, а тільки змінюють поведінку об’єктів.
В UML використовується 13 видів
діаграм:Diagrams:
- Class diagram
- Component diagram
- Composite structure
diagram
· Collaboration
(UML2.0)
- Deployment diagram
- Object diagram
- Package
diagramDiagrams:
- Activity diagram
- State Machine
diagram
- Use case diagram
- Interaction
Diagrams:
· Collaboration
(UML1.x) /
· Communication
diagram (UML2.0)
· Interaction
overview diagram (UML2.0)
· Sequence
diagramTiming Diagram (UML2.0) Структурні діаграми:
- Класів
- Компонент
- Композитної/складеної
структури
· Кооперації (UML2.0)
- Розгортування
<#"725031.files/image001.jpg">
Малюнок 1 - Колаж з різних діаграм
UML.
Абстрагування -
це спосіб виділити набір значимих характеристик об’єкта, крім з розгляду
незначущі. Відповідно, абстракція - це набір усіх таких характеристик.
Інкапсуляція - це властивість
системи, що дозволяє об’єднати дані й методи, що працюють із ними в класі, і
сховати деталі реалізації від користувача.
Спадкування - це властивість
системи, що дозволяє описати новий клас на основі вже існуючого із частково або
функціональністю, що повністю запозичиться. Клас, від якого проводиться
спадкування, називається базовим, батьківським або суперкласом. Новий клас -
нащадком, спадкоємцем або похідним класом.
Поліморфізм - це властивість системи
використовувати об’єкти з однаковим інтерфейсом без інформації про тип і
внутрішній структурі об’єкта.
Клас є описуваною мовою термінології
(простору імен) вихідного коду моделлю ще не існуючої сутності (об’єкта).
Фактично він описує обладнання об’єкта, будучи свого роду кресленням. Говорять,
що об’єкт - це екземпляр класу. При цьому в деяких виконуючих системах клас
також може представлятися деяким об’єктом при виконанні програми за допомогою
динамічної ідентифікації типу даних. Звичайно класи розробляють таким чином,
щоб їх об’єкти відповідали об’єктам предметної області.
Об’єкт - це сутність в адресному
просторі обчислювальної системи, що з’являється при створенні екземпляра класу
або копіювання прототипу (наприклад, після запуску результатів компіляції й
зв’язування вихідного коду на виконання).
Прототип - це об’єкт, по образу й
подобі якого створюються інші об’єкти. Об’єкти-копії можуть зберігати зв’язок з
батьківським об’єктом, автоматично успадковуючи зміни в прототипі; ця
особливість визначається в рамках конкретної мови.
Діаграма класів - це статична
структурна діаграма, що описує структуру системи, що демонструє класи системи,
їх атрибути, методи й залежності між класами.
Існують різні точки зору на побудову
діаграм класів залежно від цілей їх застосування:
- концептуальна точка
зору - діаграма класів описує модель предметної області, у ній присутні тільки
класи прикладних об’єктів;
- точка зору
специфікації - діаграма класів застосовується при проектуванні інформаційних
систем;
- точка зору
реалізації - діаграма класів містить класи, використовувані безпосередньо в
програмному коді (при використанні об’єктно-орієнтованих мов програмування).
В UML діаграма класів є типом
діаграми статичної структури. Вона описує структуру системи, показуючи її
класи, їх атрибути та оператори, а також взаємозв’язки цих класів.
Опис основних компонентів
використаних у Microsoft Visio
microsoft visio діаграма
клас
Microsoft Office Visio - це потужний
редактор діаграм для Windows. Використовує векторну графіку для створення
діаграм. Доступний в двох версіях, стандартній і професійній.
Стандартна і професійна версія
використовують той же інтерфейс, але друга має додаткові шаблони для більш
просунутих діаграм і вихідних форматів, а також унікальну функціональність для
простішого приєднання користувача до даних різних джерельних форматів, які
мають бути відображені діаграмою.Visio може стати помічником в рішенні трьох
основних задач:
- у аналізі складних
даних;
- в графічному
представленні даних;
- в обміні цими
даними між користувачами.
Основний засіб представлення даних в
Visio - це векторні фігури, на основі яких будується діаграма або план. Для
зручності фігури згруповані по тематичних категоріях, в кожній з яких можна
побачити схожі на вигляд або по темі елементи. Фігури є основним, але не єдиним
засобом для представлення даних в Visio. Окрім них можна також використовувати
текст і числові дані, графічні елементи і форматування кольором.
Малюнок 2 - Вікно Microsoft Visio
2010.
Поле даних є більш широким поняттям,
воно вказує на наявність у об’єкта деякою інформацією (даного), яке може бути
отримано через цей інтерфейс. Зазвичай об’єкти мають фіксовану структуру. Це,
зокрема, буває, коли об’єкти реалізовані в об’єктно-орієнтованій мові з
класами. Однак об’єкти одного типу можуть мати і різний набір полів даних,
тобто змінювану структуру, в тому числі під час обчислення (runtime). Таке
можливо, якщо об’єкти реалізовані засобами ООП на основі прототипів. Сукупністю
полів даних можуть також відображатися в конструкторі послідовні типи даних,
наприклад, масиви або списки, які, втім, в деяких бібліотеках можуть розумітися
як об’єкти.
Тут важливо зазначити, що бібліотека
передбачає реалізацію вхідних в неї типів даних в деякому іншому додатку (або
інших додатках), а користувач конструктора об’єктних моделей розглядає ті
об’єкти, з якими він працює, лише як деякі структурні описи класів,
функціональне значення яких йому заздалегідь відомо. Таким чином, опис
поведінки об’єктів повністю виключено із моделі, яка створюється в
конструкторі, і залишається тільки їх структурний опис. Це пов’язано з тим - і
це головна особливість Visio,
- що він орієнтований не на розробку нових додатків, а призначений для побудови
об’єктної моделі з усіх можливих типів даних, які вже описані в бібліотеці і
раніше були реалізовані у відповідних додатках, забезпечують об’єктне
імітаційне моделювання в конкретних предметних областях. Саме в цьому
проявляється суттєва відмінність розроблювального тут інтерфейсу від різних
систем об’єктно-орієнтованого проектування: останні орієнтовані на розробку
програмних додатків з нуля, а пропонований інструмент призначений для побудови
моделей на основі вже реалізованих в різних додатках бібліотек об’єктів. Подібну
технологію можна було б назвати візуальним (об’єктним) моделюванням, за
аналогією з терміном «візуальне програмування».
Таким чином, Microsoft
Visio можна розглядати
як інструмент, що дозволяє прискорити процес розробки об’єктних моделей. Його
користувач створює (або застосовує) готові бібліотеки типів, описи класів або
прототипів об’єктів, які використовуються для формування об’єктів в додатках,
що безпосередньо забезпечують об’єктне моделювання для конкретних предметних
областей.
Найзручніший спосіб почати роботу з
Visio - створити документ на основі шаблону. При завантаженні шаблону на
область завдань «Фігури» підвантажуються ті категорії графічних елементів, які
можуть вам знадобитися в процесі створення діаграми, плану або карти вибраного
типу.
Для більшості користувачів Visio є
лише допоміжною програмою, яка використовується разом з Excel, Access,
Microsoft SQL Server і іншими рішеннями. Іншими словами, не зважаючи на те, що
в Visio є можливість введення даних уручну, в більшості випадків це невиправдано.
Набагато простіше пов’язати діаграму Visio даними, які вводяться і обробляються
в спеціальних застосунках, призначених саме для цього. Основна функція Visio -
в наочнішому представленні вже наявних даних. Використання зовнішніх джерел має
свої переваги. По-перше, набагато простіше пов’язати вже наявні дані з
елементами діаграми Visio, чим вводити їх вручну. По-друге, при використанні
зовнішніх джерел оновлення може відбуватися автоматично - при зміні файлу Excel
або іншого джерела дані на діаграмі Visio теж змінюються.
Створення діаграми класів в
Microsoft
Visio 2010
починається
з наступних дій:
Запуск Microsoft
Visio 2010 → в
панелі меню “Файл” → в меню “Создать”
→ в категорії шаблонів “Программы и базы данных”
→
“Схема модели UML” →
кнопка “Создать”.
Користуючись набором фігур “Статическая
структура UML”
створюється
діаграма класів.
Малюнок 3 - Вікно початку створення
діаграми класів.
Частіш за все для створення діаграми
класів використовую такі елементи:
- “Класс”;
- “Обобщения”;
- “Композиция”;
- “Интерфейс”;
- “Двуместная ассоциация”;
- “Зависимость”;
- “Привязка”;
- “Трассировка”;
- “Уточнение”;
- “Использование”;
- “Примечание”;
- “Ограничение”.
Діаграма класів - Бібліотека
інституту
Малюнок 4 - Діаграма класів -
Бібліотека інституту.
Для створення діаграми класів були
використані такі елементи:
- “Класс”;
- “Композиция”;
- “Зависимость”;
- “Уточнение”;