2. Язык UML. Руководство пользователя. Буч_ Рамбо_ Якобсон (2-е издание) (2006) (Язык UML. Руководство пользователя. Буч_ Рамбо_ Якобсон (2-е издание) (2006).pdf), страница 7

Изучение эффективного использования UML начинается с формирования концептуальной моделиязыка, и в этой связи необходимо ознакомиться с тремя основнымиэлементами: базовыми строительными блоками UML, правилами, определяющими, как эти блоки могут сочетаться между собой,а также некоторыми общими механизмами языка.UML – всего лишь язык, и как таковой представляет толькоодну из составляющих процесса разработки программного обеспечения. Хотя UML не зависит от моделируемых процессов, лучшевсего применять его в тех случаях, когда процесс моделированияоснован на применении вариантов использования, сконцентрирован на архитектуре системы, является итеративным и пошаговым.Обзор UMLUML – это язык для визуализации, специфицирования, конструирования и документирования артефактов программных систем.29Язык представляет словарь и правила комбинирования входящих в него слов в целях коммуникации.

Язык моделирования – этоязык, словарь и правила которого сосредоточены на концептуальноми физическом представлении системы. UML – стандартное средствопредставления «чертежей» программного обеспечения.ОсновныеМоделирование необходимо для понимания системы. При этомпринципы мо- ни одна модель не является абсолютно достаточной. Напротив, чтоделированиябы понять большинство систем, кроме самых тривиальных, частообсуждаются требуется множество взаимосвязанных моделей. В отношении пров главе 1.граммных систем это означает, что необходим язык, средствами которого можно описать архитектуру системы с различных точек зрения,причем на протяжении всего жизненного цикла ее разработки.Словарь и правила такого языка, как UML, говорят о том, каксоздавать и читать хорошо согласованные модели, но не говорито том, какие именно модели в каких случаях требуется создавать.Это задача всего процесса разработки программного обеспечения.Хорошо организованный процесс должен сам подсказать, какиепотребуются рабочие продукты, какие ресурсы понадобятся для ихсоздания и управления ими, как их использовать для оценки выполненной работы и управления проектом в целом.UML – язык визуализацииС точки зрения многих программистов, промежуток временимежду размышлениями о реализации проекта и их изложением в кодестремится к нулю.

Вы думаете – значит, вы кодируете. И действительно, некоторые вещи лучше всего выражаются непосредственнов коде на языке программирования, потому что текст программ – самый прямой и короткий путь написания выражений и алгоритмов.Но и в этих случаях программист на самом деле занимается моделированием, хотя и делает это мысленно. Он может даже делать наброскинекоторых идей – на доске или салфетке. Однако при этом возникают некоторые проблемы. Во-первых, обсуждение таких концептуальных моделей с другими участниками разработки чревато ошибкамии непониманием, если только все участники дискуссии не говорят наодном языке.

Как правило, при разработке проектов предприятиямприходится создавать в этих целях свои собственные языки, и вамтрудно понять, о чем идет речь, если вы посторонний или новичокв группе. Во-вторых, некоторые вещи, касающиеся программных систем, трудно выразить, пытаясь строить модели лишь средствами текстовых языков программирования. Например, назначение иерархииклассов можно понять, внимательно изучив код всех классов в иерархии, но воспринять всю структуру целиком не получится. Аналогично, изучая код, можно исследовать физическое представлениеВведение в UML30и распределение объектов в Web-ориентированной системе, но нельзясразу «схватить» его целиком.

В-третьих, если разработчик, которыйписал этот код, никогда не воплощал в нем модели, существовавшиев его голове, то информация о них может быть потеряна навсегдаи в лучшем случае частично восстановлена на основе существующей реализации, когда этот разработчик перейдет на другую работу.Описание моделей на UML позволяет решить третью проблему: явная модель облегчает общение.Некоторые вещи лучше моделировать в тексте, другие – графически.

В действительности во всех интересных системах существуют структуры, которые невозможно выразить на языке программирования. UML – графический язык, позволяющий решить вторуюиз описанных выше проблем.UML – нечто большее, чем просто набор графических символов.Каждый из этих символов имеет четко определенную семантику.И это значит, что один разработчик может описать модель на UML,а другой разработчик и даже инструментальное средство – однозначно интерпретировать ее. Это решает первую из упомянутых проблем.UML – язык специфицированияВ данном контексте специфицирование – это построение точных,недвусмысленных и полных моделей. В частности, UML позволяетспецифицировать все важные решения, касающиеся анализа, дизайна и реализации, принимаемые в процессе разработки и внедрения программных систем.UML – язык конструированияUML не является визуальным языком программирования, но егомодели могут быть непосредственно ассоциированы с различнымиязыками программирования.

А это значит, что существует возможностьотобразить UML-модель на такой язык, как Java, C++ или Visual Basic, а при необходимости даже на таблицы реляционной базы данныхлибо объекты, хранящиеся в объектно-ориентированной базе данных.Те вещи, которые проще выразить графически, выражаются на UML,а те, что легче выразить в виде текста, – на языке программирования.МоделироОтображение модели на язык программирования позволяет осувание струк- ществить прямое проектирование (forward engineering) – генературы систем цию кода на языке программирования из модели UML. Обратноеобсуждается также возможно: вы можете восстановить модель UML на основев частях IIсуществующей реализации. В обратном проектировании (reverseи III.engineering) нет никакой магии.

Если только вы не закодировалиинформацию в реализации, она теряется при переходе от модели к коду.Обзор UML31Поэтому обратное проектирование, выполняемое инструментальными средствами, все же требует определенного вмешательствачеловека. Комбинация этих двух путей – прямого и обратного проектирования – обеспечивает возможность работы как с графическим, так и с текстовым представлениями; при этом обеспечиваетсясогласованность между ними.В дополнение к прямому отображению UML благодаря своей выразительности и однозначности позволяет непосредственно исполнять модели, имитируя поведение проектируемых систем, а также управляя действующими системами.UML – язык документированияУспешные компании, специализирующиеся на программномобеспечении, помимо исполняемого кода производят и другие продукты, включая следующие (но не ограничиваясь ими):требования;архитектуру;проектные решения (дизайн);исходный код;проектные планы;тесты;прототипы;релизы (версии).В зависимости от уровня культуры разработки, принятой в компании, некоторые из этих продуктов выражаются более формально,чем другие.

Перечисленные продукты – это не только поставляемые составные части проектов; они необходимы для управления,оценки результатов и взаимодействия в процессе разработки системы и после ее внедрения.UML предназначен для документирования архитектуры системы и всех ее деталей. Кроме того, это язык для выражения требований к системе и описания тестов. И наконец, он подходит для моделирования работ на этапе проектирования и управления версиями.Где может использоваться UML?UML прежде всего предназначен для моделирования и разработки программных систем.

Наиболее эффективно его применениев следующих областях:корпоративные информационные системы;банковские и финансовые услуги;телекоммуникации;транспорт;Введение в UML32оборона, авиация и космонавтика;розничная торговля;медицинская электроника;наука;распределенные Web-сервисы.Но сфера применения UML не ограничена моделированиемпрограммного обеспечения. Его выразительность позволяет вестиработу и над непрограммными системами – в частности, продумывать документооборот юридической системы, структуру и функционирование системы здравоохранения, системы управления воздушным движением, а также проектировать аппаратные средства.Концептуальная модель UMLКлассы обсуждаютсяв главах 4и 9.33либо концептуальные, либо физические элементы.

В совокупности структурные сущности называются классификаторами (classifiers).Класс (class) – это описание набора объектов с одинаковымиатрибутами, операциями, связями и семантикой. Класс реализуетодин или несколько интерфейсов. Графически класс изображаетсяв виде прямоугольника, обычно включающего имя, атрибуты и операции, как показано на рис. 2.1.Концептуальная модель UMLЧтобы понять UML, вам необходимо сформировать концептуальную модель языка, а это требует изучения трех основных элементов: строительных блоков языка, правил, определяющих ихсочетания, и некоторых общих для всего языка механизмов.

Лишьусвоив эти идеи, вы сможете читать UML-модели и создавать их самостоятельно. По мере приобретения опыта в использовании UMLвы сможете строить концептуальные модели, используя более развитые языковые средства.Строительные блоки UMLСловарь UML включает три вида строительных блоков:1. Сущности.2. Связи.3. Диаграммы.Сущности (things) – это абстракции, которые являются основными элементами модели, связи (relationships) соединяют их междусобой, а диаграммы (diagrams) группируют представляющие интерес наборы сущностей.Есть четыре вида сущностей UML:1.2.3.4.Рис.

2.1. КлассыИнтерфейсыИнтерфейс (interface) – это набор операций, который специфиобсуждают- цирует сервис (набор услуг) класса или компонента. Таким образом,ся в главе 11. интерфейс описывает видимое извне поведение элемента. Можетпредставлять полное поведение класса или компонента либо толькочасть такого поведения. Определяет набор спецификаций операций(то есть их сигнатуру), но никогда не определяет детали их реализации.

Объявление интерфейса изображается как класс с ключевымсловом «interface» над его именем; атрибуты несущественны, за исключением иногда показываемых констант. Интерфейс, однако, редко существует сам по себе. Интерфейс, представляемый классом длявнешнего мира, изображается в виде маленького круга, соединенного линией с рамкой класса. Интерфейс, запрашиваемый классомот некоторого другого класса, представлен маленьким полукругом,соединенным с рамкой класса линией, как показано на рис. 2.2.«interface»IWindowСтруктурные.Поведенческие.Группирующие.Аннотирующие.Все они представляют собой базовые объектно-ориентированные строительные блоки моделей UML.

Вы используете их дляописания хорошо согласованных моделей.Структурные сущности – «имена существительные» в моделяхUML. Это в основном статические части модели, представляющиеWindowIWindowРис. 2.2. ИнтерфейсыIPaintВведение в UML34Кооперацииобсуждаются в главе 28.Кооперация (сollaboration) определяет взаимодействие и представляет собой совокупность ролей и других элементов, которые функционируют вместе, обеспечивая некоторое совместное поведение,представляющее нечто большее, чем сумма поведений отдельныхэлементов. Кооперации имеют как структурное, так и поведенческоеизмерения. Конкретный класс или объект может участвовать в нескольких кооперациях.

Последние, таким образом, представляютсобой реализацию образцов (patterns), составляющих систему. Кооперация изображается в виде эллипса, нарисованного пунктирнойлинией, иногда включающего в себя лишь ее имя, как на рис. 2.3.Рис. 2.3. КооперацииВариантыиспользования обсуждаютсяв главе 17.Концептуальная модель UMLВариант использования (use case) – это описание последовательности действий, выполняемых системой и приносящих значимый результат конкретному действующему лицу (actor).