- •Міністерство освіти та науки України в.В. Литвин, н.Б. Шаховська Проектування інформаційних систем
- •Передмова наукового редактора серії підручників «комп’ютинґ»
- •1.1. Складність програмного забезпечення
- •1.2. Структура складних систем
- •1.2.1. Приклади складних систем
- •1.2.2. П'ять ознак складної системи
- •1.2.3. Організована і неорганізована складність
- •1.3. Методи подолання складності
- •1.3.1. Роль декомпозиції
- •1.3.3. Роль абстракції
- •1.3.4. Роль ієрархії
- •1.4. Про проектування складних систем
- •1.4.1. Інженерна справа як наука і мистецтво
- •1.4.2. Сенс проектування
- •4. Методи подолання складності.
- •2.1. Базові означення
- •2.2. Методи проектування інформаційних систем
- •2.3. Види інформаційних систем
- •2.4. Рівні моделей даних
- •3. Види інформаційних систем.
- •3.1. Методологія процедурно-орієнтованого програмування
- •3.2. Методологія об'єктно-орієнтованого програмування
- •3.3. Методологія об'єктно-орієнтованого аналізу і проектування
- •3.4. Методологія системного аналізу і системного моделювання
- •4.1. Передісторія. Математичні основи
- •4.1.1. Теорія множин
- •4.1.2. Теорія графів
- •4.1.3. Семантичні мережі
- •4.2. Діаграми структурного системного аналізу
- •4.3. Основні етапи розвитку uml
- •3. Семантичні мережі.
- •5.1. Принципи структурного підходу до проектування
- •5.2. Структурний аналіз
- •5.3. Структурне проектування
- •5.4. Методологія структурного аналізу
- •5.5. Інструментальні засоби структурного аналізу та проектування
- •6.1. Основні елементи
- •6.2. Типи зв’язків
- •6.3. Техніка побудови
- •6.4. Діаграма бізнес – функцій
- •6.4.1. Призначення діаграми бізнес-функцій
- •6.4.2. Основні елементи
- •7.1. Призначення діаграм потоків даних та основні елементи
- •7.1.1. Зовнішні сутності
- •7.1.2. Процеси
- •7.1.3. Накопичувачі даних
- •7.1.4. Потоки даних
- •7.2. Методологія побудови dfd.
- •8.1. Діаграма «сутність-зв’язок»
- •8.2. Діаграма атрибутів
- •8.3. Діаграма категоризації
- •8.4. Обмеження діаграм сутність-зв’язок
- •8.5. Методологія idef1
- •9.1. Основні елементи
- •9.2. Типи керуючих потоків
- •9.3. Принципи побудови
- •10.1. Структурні карти Константайна
- •10.2. Структурні карти Джексона
- •11.1. Призначення case-технологій
- •11.2. Інструментальний засіб bPwin
- •11.2.4. Інші діаграми bpWin
- •11.2.5. Моделі as is і to be
- •11.3.1. Основні властивості
- •11.3.2. Стандарт idef1x
- •11.4. Програмний засіб Visio
- •12.1. Системний аналіз області наукових досліджень
- •12.1.1. Аналіз предметної області
- •12.2. Системний аналіз біржі праці
- •12.2.1. Дерево цілей
- •12.2.2. Опис об’єктів предметної області
- •12.2.3. Концептуальна модель
- •14.1. Еволюція об'єктної моделі
- •14.1.1. Основні положення об'єктної моделі
- •14.2. Складові частини об'єктного підходу
- •14.2.1. Парадигми програмування
- •14.2.2. Абстрагування
- •14.2.3. Інкапсуляція
- •14.2.4. Модульність
- •14.2.5. Ієрархія
- •14.2.7. Паралелізм
- •14.2.8. Збереженість
- •14.3. Застосування об'єктної моделі
- •14.3.1. Переваги об'єктної моделі
- •14.3.2. Використання об'єктного підходу
- •14.3.3. Відкриті питання
- •15.1. Природа об'єкта
- •15.1.1. Що є й що не є об'єктом?
- •15.1.2. Стан
- •15.1.3. Поведінка
- •15.1.4. Ідентичність
- •Void drag(DisplayItem I); // Небезпечно
- •15.2. Відношення між об'єктами
- •15.2.1. Типи відношень
- •15.2.2. Зв'язки
- •15.2.3. Агрегація
- •15.3. Природа класів
- •15.3.1. Що таке клас?
- •15.3.2. Інтерфейс і реалізація
- •15.3.3. Життєвий цикл класу
- •15.4. Відношення між класами
- •15.4.1. Типи відношень
- •15.4.2. Асоціація
- •15.4.3. Успадкування
- •15.4.4. Агрегація
- •15.4.5. Використання
- •15.4.6. Інсталювання (Параметризація)
- •15.4.6. Метакласи
- •15.5. Взаємозв'язок класів і об'єктів
- •15.5.1. Відношення між класами й об'єктами
- •15.5.2. Роль класів і об'єктів в аналізі й проектуванні
- •16.1. Важливість правильної класифікації
- •16.1.1. Класифікація й об’єктно-орієнтовне проектування
- •16.1.2. Труднощі класифікації
- •16.2. Ідентифікація класів і об'єктів
- •16.2.1. Класичний і сучасний підходи
- •16.2.2. Об’єктно-орієнтований аналіз
- •16.3. Ключові абстракції й механізми
- •16.3.1. Ключові абстракції
- •16.3.2. Ідентифікація механізмів
- •17.1. Призначення мови uml
- •17.2. Загальна структура мови uml
- •17.3. Пакети в мові uml
- •17.4. Основні пакети мета-моделі мови uml
- •17.5. Специфіка опису мета-моделі мови uml
- •17.6. Особливості зображення діаграм мови uml
- •18.1. Варіант використання
- •18.2. Актори
- •18.3. Інтерфейси
- •18.4. Примітки
- •18.5. Відношення на діаграмі варіантів використання
- •18.5.1. Відношення асоціації
- •13.5.2. Відношення розширення
- •18.5.3. Відношення узагальнення
- •18.5.4. Відношення включення
- •18.6. Приклад побудови діаграми варіантів використання
- •18.7. Рекомендації з розроблення діаграм варіантів використання
- •19.1. Клас
- •19.1.1. Ім'я класу
- •19.1.2. Атрибути класу
- •19.1.3. Операція
- •19.2. Відношення між класами
- •19.2.1. Відношення залежності
- •19.2.2. Відношення асоціації
- •19.2.3. Відношення агрегації
- •19.2.4. Відношення композиції
- •19.2.5. Відношення узагальнення
- •19.3. Інтерфейси
- •19.5. Шаблони або параметризовані класи
- •19.6. Рекомендації з побудови діаграми класів
- •20.1. Автомати
- •20.2. Стан
- •20.2.1. Ім'я стану
- •20.2.2. Список внутрішніх дій
- •20.2.3. Початковий стан
- •20.2.4. Кінцевий стан
- •20.3. Перехід
- •20.3.2. Сторожова умова
- •20.3.3.Вираз дії
- •15.4. Складений стан і підстан
- •20.4.1. Послідовні підстани
- •20.4.2. Паралельні підстани
- •15.5. Історичний стан
- •20.6. Складні переходи
- •15.6.1. Переходи між паралельними станами
- •20.6.2. Переходи між складеними станами
- •20.6.3. Синхронізуючі стани
- •20.7. Рекомендації з побудови діаграм станів
- •21.1. Стан дії
- •21.2. Переходи
- •21.5. Рекомендації до побудови діаграм діяльності
- •22.1.1. Лінія життя об'єкта
- •22.1.2. Фокус керування
- •22.2. Повідомлення
- •22.2.1. Розгалуження потоку керування
- •22.2.2. Стереотипи повідомлень
- •22.2.3. Тимчасові обмеження на діаграмах послідовності
- •22.2.4. Коментарі або примітки
- •22.3. Приклад побудови діаграми послідовності
- •22.4. Рекомендації з побудови діаграм послідовності
- •23.1. Кооперація
- •23.2.1. Мультиоб'єкт
- •23.2.2. Активний об'єкт
- •23.2.3. Складений об'єкт
- •23.3. Зв'язки
- •23.3.1. Стереотипи зв'язків
- •23.4. Повідомлення
- •23.4.1. Формат запису повідомлень
- •23.5. Приклад побудови діаграми кооперації
- •23.6. Рекомендації з побудови діаграм кооперації
- •24.1. Компоненти
- •24.1.1. Ім'я компоненту
- •24.1.2. Види компонент
- •24.2. Інтерфейси
- •24.3. Залежності
- •24.4. Рекомендації з побудови діаграми компонент
- •25.1. Вузол
- •25.2. З'єднання
- •25.3. Рекомендації з побудови діаграми розгортання
- •26.1. Загальна характеристика case-засобу Rational Rose
- •26.2. Особливості робочого інтерфейсу Rational Rose
- •26.1.1. Головне меню програми
- •26.1.2. Стандартна панель інструментів
- •26.1.3. Вікно браузера
- •26.1.4. Спеціальна панель інструментів
- •26.1.5. Вікно діаграми
- •26.1.6. Вікно документації
- •26.1.7. Вікно журналу
- •26.3. Початок роботи над проектом у середовищі Rational Rose
- •26.4. Розроблення діаграми варіантів використання в середовищі Rational Rose
- •26.5. Розроблення діаграми класів у середовищі Rational Rose
- •26.6. Розроблення діаграми станів у середовищі Rational Rose
- •26.7. Розроблення діаграми послідовності в середовищі Rational Rose
- •26.8. Розроблення діаграми кооперації в середовищі Rational Rose
- •26.9. Розроблення діаграми компонентів у середовищі Rational Rose
- •26.10. Розроблення діаграми розгортання в середовищі Rational Rose
18.6. Приклад побудови діаграми варіантів використання
Як приклад розглянемо процес моделювання системи продажу товарів за каталогом, яка може бути використана під час розроблення відповідних інформаційних систем.
Як актори цієї системи можуть виступати два суб'єкти, один з яких є продавцем, а інший – покупцем. Кожний з цих акторів взаємодіє з цією системою продажу товарів за каталогом і є її користувачем, тобто вони обидва звертаються до відповідного сервісу "Оформити замовлення на покупку товару". Як випливає з вимог, що висуваються до системи, цей сервіс виступає як варіант використання, відповідна діаграма може включати тільки двох вказаних акторів і єдиний варіант використання (рис. 18.12).
Рис. 18.12. Початкова діаграма варіантів використання для прикладу розроблення системи продажу товарів за каталогом
Значення вказаних на цій діаграмі кратностей відображають загальні правила або логіку оформлення замовлень на покупку товарів. Згідно цим правилам, один продавець може брати участь в оформленні декількох замовлень, в той же час кожне замовлення може бути оформлене тільки одним продавцем, який несе відповідальність за коректність його оформлення і, у зв'язку з цим, матиме агентську винагороду за його оформлення. З іншої сторони, кожний покупець може оформляти на себе декілька замовлень, але, у той же час, кожне замовлення має бути оформлене на єдиного покупця, до якого переходять права власності на товар після його оплати.
Примітка
Розглянуті вище приклади значень для кратності відношення асоціації можуть викликати мимовільне захоплення глибиною своєї семантики, яка в єдиному спеціальному символі відображає цілком певні логічні умови реалізації відповідних компонентів діаграми варіантів використання.
На наступному етапі розроблення цієї діаграми варіант використання "Оформити замовлення на покупку товару" може бути уточнений на основі введення в розгляд чотирьох додаткових варіантів використання. Це випливає з детальнішого аналізу процесу продажу товарів, що дозволяє виділити як окремі сервіси такі дії, як забезпечити покупця інформацією про товар, погоджувати умови оплати товару і замовити товар зі складу. Цілком очевидно, що вказані дії розкривають поведінку початкового варіанту використання в сенсі його конкретизації, і тому між ними матиме місце відношення включення.
З іншої сторони, продаж товарів за каталогом припускає наявність самостійного інформаційного об'єкту – каталогу товарів, який у деякому розумінні не залежить від реалізації сервісу обслуговування покупців. У нашому випадку, каталог товарів може запрошуватися покупцем або продавцем при необхідності вибору товару й уточнення деталей його продажу. Цілком природно представити сервіс "Запитати каталог товарів" як самостійний варіант використання.
Отримана в результаті подальшої деталізації уточнена діаграма варіантів використання міститиме 5 варіантів використання й 2 актори (рис. 18.13), між якими встановлені відношення включення і розширення.
Рис. 18.13. Уточнена діаграма варіантів використання для прикладу системи продажу товарів за каталогом
Наведена вище діаграма варіантів використання, у свою чергу, може бути деталізована далі з метою глибшого уточнення вимог, що пред'являються до системи, і конкретизації деталей її подальшої реалізації. У рамках загальної парадигми ООАП подібна деталізація може виконуватися у двох основних напрямах.
З однієї сторони, деталізація може бути виконана на основі встановлення додаткових відношень типу відношення "узагальнення-спеціалізація" для вже наявних компонентів діаграми варіантів використання. Так, в рамках такої системи продажу товарів може мати самостійне значення і специфічні особливості окрема категорія товарів – комп'ютери. У цьому випадку діаграма може бути доповнена варіантом використання "Оформити замовлення на покупку комп'ютера" і акторами "Покупець комп'ютера" і "Продавець комп'ютерів", які пов'язані з відповідними компонентами діаграми відношення узагальнення (рис. 18.14).
Рис. 18.14. Один з варіантів подальшого уточнення діаграми варіантів використання для прикладу системи продажу
Уточнений у такий спосіб варіант діаграми варіантів використання містить одну важливу особливість, яку необхідно відзначити. А саме, хоча на цій діаграмі (рис. 18.14) відсутні зображення ліній відношення асоціації між актором "Продавець комп'ютерів" і варіантом використання "Оформити замовлення на покупку комп'ютера", а також між актором "Покупець комп'ютера" і варіантом використання "Оформити замовлення на покупку комп'ютера", наявність відношення узагальнення між відповідними компонентами дозволяє їм успадковувати відношення асоціації від своїх предків. Оскільки принцип успадкування є одним з фундаментальних принципів об'єктно-орієнтованого програмування, у нашому прикладі можна з упевненістю стверджувати, що ці лінії відношення асоціації з відповідними кратностями присутні на цій діаграмі в прихованому вигляді.
Для пояснення викладеного можна привести фрагмент діаграми варіантів використання для розглянутого прикладу, на якому явно вказані відношення асоціації між компонентами нащадками (рис. 13.15). Дане зображення фрагменту діаграми приводиться з методичною метою, при цьому решта компонентів діаграми, які залишилися без змін, умовно відмічені багатокрапкою.
Рис. 18.15. Фрагмент діаграми варіантів використання, який у неявному вигляді присутній на уточненій діаграмі з відношенням асоціації між окремими компонентами
Примітка
Строго кажучи, приведене вище зображення фрагменту діаграми не є допустимим з погляду нотації мови UML Причиною цього слід вважати багатокрапку, яка не може бути використана в подібній інтерпретації. Проте, дане зображення ілюструє основні ідеї успадкування властивостей і поведінки, які неявно можуть бути присутніми в графічних моделях складних систем. З іншої сторони, слід завжди пам'ятати, що ця інформація є надмірною з погляду семантики мови UML, а значить може бути опущена, що і було зроблено на попередній діаграмі (див. рис. 13.14).
Другий з основних напрямів деталізації діаграм варіантів використання пов'язаний з подальшою структуризацією її окремих компонентів у формі елементів інших діаграм. Наприклад, конкретні особливості реалізації варіантів використання в термінах взаємодіючих об'єктів, визначених у вигляді класів даної сутності, можуть бути задані на діаграмі кооперації. Вказаний напрям відображає основні особливості ООАП стосовно її реалізації в мові UML. Ці особливості є предметом розгляду у всіх подальших розділах.
Побудова діаграми варіантів використання є найпершим етапом процесу об'єктно-орієнтованого аналізу і проектування, мета якого – представити сукупність вимог до поведінки проектованої системи. Специфікація вимог до проектованої системи у формі діаграми варіантів використання є самостійною моделлю, яка в мові UML отримала назву моделі варіантів використання і має своє спеціальне стандартне ім'я або стереотип "useCaseModel".
У подальшому всі задані в цій моделі вимоги представляються у вигляді загальної моделі системи, яка складається з пакету Системи. Остання у свою чергу може бути ієрархією пакетів, на самому верхньому рівні яких міститься множина класів моделі проектованої системи. Якщо ж пакет системи із стандартним ім'ям "TopLevel Package" є підсистемою, то її абстрактна поведінка в точності така ж, як й у початкової системи.