Московский Государственный Технический Университет имени Н. Э. Баумана

Домашняя работа

по дисциплине «Проектирование программных систем»

Диаграммы UML

Выполнили:

студенты группы ИУ5-94

__________ Шевченко Р.В.

Принял:

преподаватель кафедры ИУ5

___________ Балдин А.В.

Москва

2012

СОДЕРЖАНИЕ

1. Описание проекта 3

2. Диаграммы UML 4

2.1. Диаграмма прецедентов (use case diagram). 4

2.2. Диаграмма классов (class diagram). 5

2.3. Диаграмма последовательности (sequence diagram). 7

2.4. Диаграмма коммуникации (communication diagram). 8

2.5. Диаграмма деятельности (activity diagram). 9

2.6. Диаграмма компонентов (component diagram). 10

3. Выводы. 11

1. Описание проекта

CryEngine 3 sandbox SDK — набор программных инструментов для разработки компьютерных игр на игровом движке CryEngine 3. CryEngine 3 SDK, разработан и поддерживается немецкой компанией Crytek. CryEngine 3 SDK являетсяпроприетарным бесплатным для скачивания, установки и использования средством разработки, с помощью которого любой желающий может разрабатывать компьютерные игры и бесплатно распространять их. При коммерческом распространении игр, разработанных на CryEngine 3 SDK, необходимо делать лицензионные отчисления в Crytek.

CryEngine 3 SDK базируется на игровом движке CryEngine 3 и содержит все компоненты последнего наряду со средствами разработки, включая редактор уровней Sandbox третьей версии. CryEngine 3 изначально является кроссплатформенным движком — он изначально ориентирован на IBM PC-совместимые компьютеры и игровые консоли Microsoft Xbox 360 и Sony PlayStation 3, а также на их последующие версии.

CryEngine 3 SDK содержит множество дополнительных инструментов, включая исходный код игровых ассетов на C++, экспортеры контента, примеры скриптов, механизм Flowgraph и проч. Графическая компонента CryEngine 3 поддерживает DirectX 11. В составе CryEngine 3 SDK присутствуют 32-битнаяи 64-битная версии инструментов.

Лицензия CryEngine 3 SDK позволяет бесплатно использовать его для создания и распространения некоммерческих игр. В случае, если разработчик желает использовать CryEngine 3 SDK в коммерческих целях, он должен отчислять компании Crytek 20% от продаж своих игр, разработанных с использованием данного SDK.

1. Диаграммы UML

   1. Диаграмма прецедентов.

Диаграммы прецедентов (User case diagram) - отражает функциональное назначение системы. Является концептуальной моделью системы.

На диаграмме прецедентов представлены прецеденты и актеры, а также отношения между ними. Диаграммы прецедентов особенно важны при организации и моделировании поведения системы. Они охватывают внешнее окружение системы, с которым она взаимодействует. Вводят стереотипы их поведения, связи с системой. Моделируют требования к системе.

На данной диаграмме приведено общее поведение системы при взаимодействии с конечным пользователем. Действия игрока, решения AI, зарегистрированные в ходе игрового процесса события изменяют окружение моделируемого мира в котором находится игрок. В этом и заключается суть всех компьютерных игр.

1. Диаграмма классов.

На диаграмме классов (Class diagram) показывают классы, интерфейсы, объекты и кооперации, а также их отношения. При моделировании объектно-ориентированных систем этот тип диаграмм используют чаще всего. Диаграммы классов соответствуют статическому виду системы с точки зрения проектирования.

Построенная диаграмм классов отражающая структуру такого важного инструмента движка CryEngine 3 sandbox как Flow System (Система потоковых графов). Следует рассказать немного о назначении классов:

IFlowSystemTyped помогает определить IFlowGraph, объявив типизированные виртуальные функции, соответствующие TFlowSystemDataTypes. При добавлении типов в список TFlowSystemDataTypes, мы можем расширить потоковую систему для обработки новых типов данных.

Интерфейс IFlowNode содержит структуру описывающую один узел (node) потокового графа. Сам он само сабой содердит общий интерфейс для своих потомков.

IFlowBaseNodeInternsl внутренний базовый класс для потоковых узлов. Узлы классов не должны быть получены непосредственно из него, а должны быть производными от CFlowBaseNode<>. В глаза сразу бросается применение в структуре классов нескольких паттернов проектирования. Так для создания экземпляра очередного нода в bynthatqct IFlowNodeFactory объявлен фабричный метод create().В паттерне удачно используются шаблонны. Чтобы не порождать подклассы от IFlowNodeFactory класс CG2AutoRegFlowNode параметризуется конкретным классом наследованным от CFlowBaseNode<>. Вообще в программе объявлен так же паттерн итератор для обхода созданных нодов. Но он классами не используется (по какой-то причине от него отказались). Вместо этого перебор создаваемых в системе нодов осуществляется с использованием объявленных в CG2AutoRegFlowNodeBase трёх указателей на первый, следующий и последний элементы.

От IFlowBaseNodeInternsl порождается два подкласса один из которых помечен как Singleton. Это нам говорит о использовании паттерна одиночка. По структуре и наличию операции clone() можно сказать что так же здесь применён паттерн – прототип. Новый объекты классов порождённых от CFlowBaseNode<CLONE_TYPE> могут создаваться при копировании. Вызывается операция clone(), которая создаёт новый класс являющиеся копией старого. В случае с CFlowBaseNode<eNCT_Singleton > операция clone() финализирована (не может быть переопределена для потомков). А в силу того, что все объекты создаются фабричным методом, осуществляется реализация паттерна одиноска. В операции create() для подклассов из ветки Singleton происходит проверка создан ли уже объект (хранится в m_pInstance) и если да, то он и возвращается. Иначе объект создаётся, и его адрес сохраняется в статическом указателе m_pInstance. Для классов ветки CLONE_TYPE просто вызывается операция создания.

1. Диаграмма последовательности.

Диаграмма последовательностей (Sequence diagram) - диаграмма взаимодействий, акцентирующая внимание на временной упорядоченности сообщений.

Диаграмма последовательности была построена по системе игровых событий.

Здесь можно заметить, что все зарегистрированные события сохраняются в объекте m_EventSystem и только после обхода их всех событий запускается обработка. Это например позволяет выполнять события в зависимости от приоритета.

1. Диаграмма коопераций.

Диаграмма коопераций (Сollaboration diagram) - диаграмма взаимодействий, основное внимание в которой уделяется структурной организации объектов, принимающих и отправляющих сообщения. Это аналог диаграммы последовательности. Он лучше отражающий очерёдность вызовов. К сожалению в Visual Studio создание подобных диаграмм не поддерживается. Поэтому схема реализована в StarUML

1. Диаграмма деятельности.

Диаграмма деятельности (Activity diagram) – динамическая модель системы. Описывает процесс выполнения операций. Моделирует динамическое поведение системы, показываю поток переходов от одной деятельности к другой.

Диаграмма построена по процессу инициализации игры.

1. Диаграмма компонентов.

Диаграмма компонентов (Component diagram) – описание организации компонентов и зависимостей между ними. На ней представлена организация совокупности компонентов и существующие между ними зависимости. Диаграммы компонентов относятся к статическому виду системы с точки зрения реализации. Они могут быть соотнесены с диаграммами классов, так как компонент обычно отображается на один или несколько классов, интерфейсов или коопераций

GameDLL предоставляет разработчикам проект, в котором они могут реализовать класс игры на основе интерфейса IGame. Он также позволяет реализовать новый класс сущностей и расширения игровых систем (то есть движения транспортных средств, режим стрельбы или ИИ персонажей). Для перекомпиляции CryGame требуются заголовочные файлы из CryCommon и CryAction

1. Выводы.

UML диаграммы являются отличным инструментом как для отражения структуры уже разработанной программы, так и для проектирования собственной программной системы. Они в полной и понятной степени способны отобразить структуру программной системы любой сложности.

CryEngine 3 – довольно большая программная система, игровой движок, разрабатывавшийся целой командой профессиональных программистов около 10 лет. Он является не простым вариантом для изучения UML диаграмм т.к. на такой объём кода даже сложно сгенерировать надлёдную диаграмму классов (в данном случае т.к. движок написан на с++ среда Visual Studio вообще не может ничего сгенерировать). Для создания UML диаграмм нужно хорошо представлять разрабатываемую систему или часть системы. Поэтому приходится долго отслеживать потомков тех или иных интерфейсов и классов, а так же искать места вызова функций, разбираться в их применении. Так же исходный код GameDLL на языке C++ вместе с необходимыми заголовочными файлами для доступа к большинству систем CryENGINE урезан для пользователей, не имеющих доступа к полному коду движка. Зато по части самого материала для построения схем движок отлично подходит. Здесь применяется множество отличных структур классов и алгоритмов, которые интересно разобрать и понять.