ТСПП - МЕТОДИЧКА UML

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ ВОСТОЧНОУКРАИНСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. В. ДАЛЯ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ по дисциплине

«ИНЖЕНЕРИЯ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ» тема: «УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ЯЗЫК МОДЕЛИРОВАНИЯ UML»

(для студентов всех форм обучения)

У Т В Е Р Ж Д Е Н О на заседании кафедры

«Компьютерные системы и сети»

Протокол № от

Луганск, ВНУ им. В. Даля, 2013

1

УДК 681.3

Методические указания по дисциплине «Инженерия программного обеспечения», тема «Универсальный язык моделирования UML» / Сост.: В.Е. Глущенко, О.С. Зверева – Луганск: Изд-во Восточноукр. нац. ун-та им. В .Даля, 2013. – 162 стр.

В методическом указании системно излагаются основы унифицированного языка моделирования UML. Рассматриваются объектно-ориентированные технологии построения моделей различного

уровня процесса проектирования программного обеспечения на основе использования канонических диаграмм UML .

Пособие снабжено справочником элементов графической нотации UML. Содержит общий обзор StarUML ™, одного из ведущих программных инструментов моделирования.

Предназначено для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлении 6.050102 Компьютерная инженерия.

Составители: В.Е.Глущенко, доц, О.С.Зверева, асс.

.

Отв. за выпуск:

Соловьев В.И.

Рецензент:

2

Используемые условные сокращения

ИПО - инженерия программного обеспечения. ПО - программное обеспечение.

ЖЦ - жизненный цикл.

ЖЦ ПО - жизненный цикл программного обеспечения. ПС – программные средства.

ООП – объектно-ориентированное проектирование. ULM – универсальный язык моделирования

(Описание назначения диаграмм см в файле Статья_3 в каталоге) CASE_средства (computer_aided software engineering) – средства

автоматизированной разработки программного обеспечения..

3

Оглавление
Введение....................................................................................................	5
Глава 1. Технологии, модели и процессы создания ПО ...........................	6
1.1. Терминология................................................................................	6
1.2. Назначение языка UML.................................................................	9
1.3. Структура языка ULM.................................................................	11
1.4. Модель и ее элементы .................................................................	12
1.5. Диаграммы...................................................................................	17
Глава 2. Описание диаграмм...................................................................	24
2.1. Диаграммы использования..........................................................	24
2.2 Диаграммы классов ......................................................................	30
2.3. Диаграммы объектов ...................................................................	43
2.4. Диаграммы состояний.................................................................	44
2.5 Диаграммы деятельности.............................................................	67
2.6 Диаграммы последовательности..................................................	78
2.7. Диаграммы кооперации...............................................................	91
2.8 Диаграммы компонентов ...........................................................	110
2.9 Диаграммы развертывания.........................................................	122
Глава 3. Краткий обзор StarUML [ 9]....................................................	131
Введение...........................................................................................	131
3.1. Главное меню ............................................................................	132
3.2. Основные концепции ................................................................	133
3.3. Управление проектом................................................................	141
3.4. Работа с диаграммами...............................................................	150
Литература.............................................................................................	163

4

Введение

Главной целью дисциплины «Инженерия программного обеспечения» является освоение базовых знаний по вопросам проектирования и разработки программного обеспечения [ 8 ]..

Объектами изучения в данной дисциплине являются: технологии проектирования, модели и методы поддержки жизненного цикла программного обеспечения; средства и методы создания и реализации проектов по созданию программных систем.

Особенностью пособия является то, что его можно применять как

основу при изучении теоретического материала и получения навыков проектирования и разработки приложения с использованием CASE-

систем на лабораторных занятиях или в рамках самостоятельной работы студента..

Методические указания предназначены для студентов, изучающих курс «Инженерия ПО», и специалистов по программному обеспечению, работающих в различных областях разработки программных систем.

5

Глава 1. Технологии, модели и процессы создания ПО

1.1. Терминология

Программная инженерия (Software Engineering) является отраслью Computer science, изучает вопросы построения компьютерных программ, отражает закономерности ее развития, обобщает опыт

программирования в виде комплекса общих знаний и правил регламентации инженерной деятельности разработчиков ПО.

Суть методологии программной инженерии состоит в применении систематизированного, научного и предсказуемого процесса проектирования, разработки и сопровождения программных средств.

Программная инженерия, как инженерная дисциплина, делает

главный акцент на повышение качества и производительности ПО за счет применения новых и усовершенствованных: методов проектирования ПО; готовых компонентов и методов их генерации; методов эволюции ПО; методов верификации и тестирования ПО; инструментальных средств поддержки; методов управления проектами, методов оценки качества, производительности, стоимости и т.п.; стандартизации процессов разработки ПО (ISO/IEC 12207, ISO/IEC 15504, ISO 9126 и др.), регламентирующих этапы ЖЦ; подходов к

оценке продуктов и процессов Инструменты поддержки разработки ПО совершили гигантский

скачок в своем развитии и теперь обычной практикой стало создание ПС с использованием современных визуальных и диаграммных средств

UML.

Цель данных методических указаний - помочь студенту освоить

базовые концепции и понятия универсального языка моделирования

6

UML как инструмента, используемого для решения задач курса «Инженерии программного обеспечения».

Программное обеспечение (ПО) – компьютерные программы и соответствующая документация, которые разрабатываются по частному заказу или для продажи на рынке ПО.

Инженерия ПО – инженерная дисциплина, охватывающая все аспекты разработки ПО.

Системотехника (технология создания вычислительных систем)

– дисциплина, охватывающая все аспекты создания и модернизации сложных вычислительных систем, где программное обеспечение играет ведущую роль. Сюда можно отнести технологии создания аппаратных средств, создание вычислительных процессов, развертывание всей системы, а также технологию создания непосредственно ПО.

Процесс создания ПО – совокупность процессов, приводящих к созданию программного продукта.

Базовые процессы создания ПО:

−разработка спецификации;

−проектирование и реализация;

−аттестация:

−эволюция.

Модель процесса создания ПО – последовательность этапов,

необходимых для разработки создаваемого ПО.

Модели являются связующим звеном между процессом анализа исходной задачи и процессом проектирования системы.

Модели могут представить систему в различных аспектах. Модель является абстракцией системы и легче поддается анализу, чем любое другое представление этой системы.

7

Методы создания ПО представляют собой структурный подход к созданию ПО, который способствует производству ПО эффективным, с экономической точки зрения, способом.

Жизненный цикл ПО – совокупность процессов, протекающих от

момента принятия решения о создании ПО до его полного вывода из эксплуатации.

Методы проектирования – множество формализованных нотаций и нормативных документов для проектирования ПО.

Методы создания ПО представляют собой структурный подход к созданию ПО, который способствует производству ПО эффективным, с экономической точки зрения, способом.

Все методы, основаны на использовании моделей системы, основываются на одной из следующих концепциях: функционально- ориентированного или объектно-ориентированного программирования систем.

Функционально-ориентированное проектирование основано на определении основных функциональных компонент системы.

Объектно-ориентированное проектирование представляет собой стратегию, в рамках которой программная система состоит из взаимодействующих объектов, имеющих собственное локальное состояние и способных выполнять определенный набор операций, определяемый состоянием объекта. Оно основано на использовании унифицированного языка моделирования UML.

UML (Unified Modeling Language) - унифицированный язык моделирования – это язык графического описания для объектного моделирования в области разработки программного обеспечения. UML является языком широкого профиля, это открытый стандарт,

использующий графические обозначения для создания абстрактной

8

модели системы, называемой UML моделью. UML был создан для определения, визуализации, проектирования и документирования в основном программных систем.

1.2. Назначение языка UML

UML - унифицированный язык моделирования.

Язык включает в себя набор знаков (словарь) и правила их употребления и интерпретации (грамматику) [ 1 ].

UML – объектно-ориентированный язык моделирования.

UML - это графический язык моделирования общего назначения, предназначенный для спецификации, визуализации, проектирования и документирования всех артефактов, создаваемых в ходе разработки.

UML в первую очередь - это спецификации

Спецификация - подробное описание системы, которое полностью определяет ее цель и функциональные возможности.

Различают:

∙словесные спецификации на естественном языке;

∙формальные спецификации;

∙модельные спецификации.

Словесные спецификации на естественном языке как раз и вызывают массу проблем, поскольку создаются разными специалистами на "их языке".

Формальные спецификации. Формальная спецификация является, по сути, математической моделью задачи и потому для вычислительных задач все выглядит достаточно просто. Формализация же задач из

других областей знаний может оказаться более сложной и трудоемкой

9

проблемой, чем разработка самого приложения ввиду отсутствия четкой

математической модели

Когда говорят о том, что UML - это средство визуализации, подразумевают модельные спецификации, которые представляют собой картинки с текстом.

Проектирование.

UML позволяет строить модели программных систем. По этим

моделям потом может производиться генерация каркасного кода проектируемых приложений. Более того, возможен процесс, который часто называют "реверс-инжинирингом", - т. е. создание UML-модели из существующего кода приложения.

Документирование .

UML-модели сами по себе уже являются документами (и весьма понятными, даже для неспециалиста, модели UML являются XML- документами). Причем любой элемент на любой диаграмме может быть снабжен ноутсом - текстовым комментарием. Т. е. построение набора диаграмм уже является процессом документирования будущей системы. Более того, большинство инструментов UML-проектирования умеют

извлекать текстовую информацию из моделей и генерировать относительно удобочитаемые тексты.

10