Тема 4. Особенности разработки диаграмм при работе с case-средствами

Изучение материала

[1], гл. 3, стр. 121 – 174.

ВАРИАНТЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

В течение достаточно длительного периода времени в процессе как объектно-ориентированного, так и традиционного структурного проектирования разработчики использовали типичные сценарии, помогающие лучше понять требования к системе. Эти сценарии трактовались весьма неформально – они почти всегда использовались и крайне редко документировались. Ивар Якобсон впервые ввел понятие "вариант использования" (use case) и придал ему такую значимость, что он превратился в основной элемент разработки и планирования проекта.

Вариант использования представляет собой последовательность действий (транзакций), выполняемых системой в ответ на событие, инициируемое некоторым внешним объектом (действующим лицом). Вариант использования описывает типичное взаимодействие между пользователем и системой. Например, два типичных варианта использования обычного текстового процессора – "сделать некоторый текст полужирным" и "создать индекс". Даже на таком простом примере можно выделить ряд свойств варианта использования: он охватывает некоторую очевидную для пользователей функцию, может быть как небольшим, так и достаточно крупным и решает для пользователя некоторую дискретную задачу. В простейшем случае вариант использования определяется в процессе обсуждения с пользователем тех функций, которые он хотел бы реализовать.

Когда Якобсон в 1994 г. предложил варианты использования в качестве основных элементов процесса разработки ПО, он также предложил применять для их наглядного представления диаграммы вариантов использования. На рис. 10 показаны некоторые варианты использования для системы торговой организации; человеческие фигурки здесь обозначают действующих лиц, овалы – варианты использования, а линии и стрелки – различные связи между действующими лицами и вариантами использования.

Рис. 10. Диаграмма вариантов использования

Пример 4. Разработать диаграмму вариантов использования для системы «АСУ ТП поддержания уровня в баке».

На рис. 11 представлена схема лабораторной установки «АСУ ТП поддержания уровня в баке».

Основными технологическими частями лабораторной установки являются объект управления 1, представляющий собой вертикальную стальную цилиндрическую емкость с рабочей жидкостью – водой, дренажный бак 2 и стальные трубопроводы на прямой и обратной линии. На трубопроводе Dу = 25 мм прямой линии установлены расходомер – счетчик электромагнитный «ВЗЛЕТ ЭР» 5 и регулирующий клапан с исполнительным механизмом типа «МЭОФ» 14. В качестве регулирующего органа используется поворотный шаровой кран 13. Сопряжение регулирующего органа и исполнительного механизма выполнено механическим кулачково-тяговым способом.

Подача воды в рабочую емкость осуществляется по трубопроводу Dу = 15 мм с помощью гидронасоса центробежного типа с электрическим частотным приводом 11. Управление скоростью вращения вала электродвигателя (рабочего колеса центробежного гидронасоса) производится посредством частотного регулируемого преобразователя «MICROMASTER 420» 12. Также имеется линия перелива воды 20 для предотвращения аварийной ситуации (давление нагнетания гидронасоса может разрушить рабочую емкость).

Рис. 11. Схема лабораторной установки

Уровень воды в рабочей емкости измеряется гидростатическим методом с помощью датчика 7 перепада давления КЭР-АИП-HP-01, уровень в дренажном баке посредством датчика 10 перепада давления КЭР-АИ-СD-01. В обвязку системы измерения уровня в рабочей емкости входят первичные 4, вторичные 6, перепускной 21 вентили и уравнительный сосуд 17. Уравнительный сосуд служит для исключения влияния общей высоты столба воды в рабочей емкости на отклонение уровня от нормального (на указательном стекле 16 обозначена как нулевая отметка). Установка технологических режимов лабораторного стенда осуществляется с помощью вентилей с ручным управлением 8, 9, 22, 23.

Температура воды измеряется датчиком температуры Pt100. Управление технологическим процессом выполняется посредством локальной системы управления состоящей из контроллера 18 типа SIMATIC C7-635К и персонального компьютера 19. Обмен информацией компьютера и контроллера осуществляется через USB/MPI адаптер связи.

Действующие роли: оператор-технолог, инженер, датчик уровня, исполнительное устройство.

Рис. 12. Диаграмма вариантов использования для системы «АСУ ТП поддержания уровня в баке»

ДИАГРАММЫ КЛАССОВ

Диаграммы классов являются центральным звеном объектно-ориентированных методов. Диаграмма классов определяет типы объектов системы и различного рода статические связи, которые существуют между ними. Имеются два основных вида статических связей:

• ассоциации (например, клиент может сделать заказ);

• подтипы (частный клиент является разновидностью клиента).

На диаграммах классов изображаются также атрибуты классов, операции классов и ограничения, которые накладываются на связи между объектами.

На рис. 13 изображен пример диаграммы классов.

Рис. 13. Диаграмма классов

ДИАГРАММЫ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ

На диаграмме последовательности объект изображается в виде прямоугольника на вершине пунктирной вертикальной линии.

Эта вертикальная линия называется линией жизни (lifeline) объекта. Она представляет собой фрагмент жизненного цикла объекта в процессе взаимодействия. Такую форму представления впервые ввел Ивар Якобсон.

Каждое сообщение представляется в виде стрелки между линиями жизни двух объектов. Сообщения появляются в том порядке, как они показаны на странице – сверху вниз. Каждое сообщение помечается, как минимум, именем сообщения; при желании можно добавить также аргументы и некоторую управляющую информацию и, кроме того, можно показать самоделегирование (self-delegation) – сообщение, которое объект посылает самому себе, при этом стрелка сообщения указывает на ту же самую линию жизни.

Диаграммы последовательности очень просты и наглядны (в этом заключается самое большое их достоинство) и существенно помогают разобраться в процессе поведения системы.

Пример 5. Разработать диаграмму вариантов взаимодействия (последовательностей) системы «АСУ ТП поддержания уровня в баке» с оператором-технологом в рамках варианта использования «вывод архивных графиков изменения контролируемых параметров».

Диаграмма вариантов взаимодействия (последовательностей) системы «АСУ ТП поддержания уровня в баке» с оператором-технологом в рамках варианта использования «вывод архивных графиков изменения контролируемых параметров» представлена на рис. 14.

• Оператор-технолог выбирает в окне отображения графиков параметры (все или только те которые надо отобразить).

• Окно отображения графиков посылает Архиву сообщение "приготовиться" для выбранных параметров.

• Архив передает данные по выбранным параметрам.

• Оператор-технолог изменяет настройки отображения графиков (цвет, масштаб).

Рис. 14. Диаграмма последовательностей

ДИАГРАММЫ СОСТОЯНИЙ

Диаграммы состояний – хорошо известное средство описания поведения систем. Они определяют всевозможные состояния, в которых может находиться конкретный объект, а также процесс смены состояний объекта в результате наступления некоторых событий. В большинстве объектно-ориентированных методов диаграммы состояний строятся для единственного класса и отражают динамику поведения единственного объекта.

Существует много форм диаграмм состояний, незначительно отличающихся друг от друга семантикой. Наиболее популярная форма, используемая в объектно-ориентированных методах, впервые применялась в методе ОМТ и в последствии была адаптирована Гради Бучем.

Рис. 15. Диаграмма состояний