C09 uml

Ingineria programării
9. Limbaje de modelare. UML

Florin Leon
Universitatea Tehnică „Gh. Asachi” Iaşi
Facultatea de Automatică şi Calculatoare

http://eureka.cs.tuiasi.ro/~fleon/curs_ip.htm

Limbaje de modelare.
UML
1. UML
2. Modelarea cazurilor de utilizare
3. Modelarea conceptuală. Diagrama de clase
4. Diagrame de interacţiune
5. Diagrame de activităţi
6. Diagrame de stări
7. Diagrama pachetelor
8. Diagrame de implementare

Modelarea
 Folosirea de modele poate înlesni abordarea
problemelor complexe, facilitând înţelegerea
 Divide et impera
 Un model este o simplificare a unui anumit sistem,
care permite analizarea unora dintre proprietăţile
acestuia
 Reţine caracteristicile necesare
 Exemple
 Formalismul matematic
 Reprezentările din fizică

UML
 Limbajul unificat de modelare (engl. “Unified
Modeling Language”)
 Limbaj pentru specificarea, vizualizarea,
construirea şi documentarea elementelor
sistemelor software
 Poate fi folosit şi pentru alte sisteme, cum ar fi
cele de modelare a afacerilor
 Reprezintă o colecţie de practici inginereşti
optime, care au fost încununate de succes în
modelarea sistemelor mari şi complexe

Scurt istoric
 Între 1989 şi 1994 erau folosite mai mult de 50 de
limbaje de modelare software, fiecare cu propriile notaţii
 Utilizatorii doreau un limbaj standardizat, o lingua franca
a modelării
 La mijlocul anilor ’90 trei metode s-au dovedit mai
eficiente:
 Booch: potrivită mai ales pentru proiectare şi
implementare, cu dezavantajul unor notaţii complicate
 OMT (Object Modeling Technique): potrivită pentru analiză
şi sisteme informaţionale cu multe date
 OOSE (Object Oriented Software Engineering): această
metodă a propus aşa-numitele cazuri de utilizare, care
ajutau la înţelegerea comportamentului întregului sistem

Scurt istoric
 1994: Jim Rumbaugh, creatorul OMT, a părăsit
General Electric, alăturându-se lui Grady Booch la
Rational Corp
 1995: Ivar Jacobson, creatorul OOSE, a venit la
Rational, iar ideile lui (în special conceptul de cazuri
de utilizare) au fost adăugate „Metodei unificate”;
metoda rezultantă a fost numită „Limbajul de
modelare unificată” – UML
 1996: Formarea de către Rational a consorţiului
partenerilor UML din care făceau parte giganţi
precum Hewlett-Packard, Microsoft şi Oracle

Standarde
 Ianuarie 1997: UML 1.0 a fost propus spre
standardizare în cadrul OMG (Object
Management Group)
 Noiembrie 1997: Versiunea UML 1.1 a fost
adoptată ca standard de către OMG
 Martie 2003: a fost publicată versiunea 1.5
 Octombrie 2004: a fost introdusă versiunea
2.0

Cazuri de utilizare
 Reprezentarea cazurilor de utilizare
semnifică descrierea mulţimii de interacţiuni
dintre utilizator şi sistem
 Cazurile de utilizare sunt denumite de obicei
printr-o combinaţie substantivală-verbală, de
exemplu: Plăteşte factura, Creează cont etc.

Actori
 Un caz de utilizare trebuie să aibă un iniţiator al acţiunii, numit
actor
 În cazul unui sistem bancar, retragerea banilor este făcută de
clienţi, astfel încât clientul devine unul din actori

 Actorii nu sunt numai oameni, ci orice cauză externă care iniţiază
un caz de utilizare, de exemplu un alt sistem de calcul sau un
concept mai abstract, precum timpul sau o anumită dată
calendaristică: în ultima zi a lunii se actualizează registrele de
salarii

Actori multipli
 Pentru majoritatea sistemelor, un anumit actor poate
interacţiona cu mai multe cazuri de utilizare, iar un
anumit caz de utilizare poate fi iniţiat de actori diferiţi

Importanţa
cazurilor de utilizare
 Definesc domeniul sistemului, permiţând vizualizarea
dimensiunii şi sferei de acţiune a întregului proces de
dezvoltare
 Sunt similare cerinţelor, dar cazurile de utilizare sunt mai clare
şi mai precise datorită structurii riguroase de notaţie
 Suma cazurilor de utilizare este sistemul ca întreg; ceea ce nu
este acoperit de un caz de utilizare se situează în afara
sistemului de construit
 Permit comunicarea dintre client şi dezvoltatori, de vreme ce
diagrama este foarte simplă şi poate fi înţeleasă de oricine
 Ghidează echipele de dezvoltare în procesul de dezvoltare
 Ajută echipele de testare şi autorii manualelor de utilizare

Granularitate
 Într-un anumit scenariu, fiecare interacţiune
utilizator-sistem trebuie să fie un caz de
utilizare
sau
 Un singur caz de utilizare poate încapsula
toate interacţiunile

Regulă euristică
 Un caz de utilizare trebuie să satisfacă un
scop pentru actor
 În exemplul anterior, scopul clientului este de
fapt retragerea unei sume de bani
 Reprezentare corectă:

Modelarea conceptuală
 Modelarea conceptuală (numită şi „modelarea
domeniului”) este activitatea de identificare a
conceptelor importante pentru sistem
 În abordarea orientată obiect, modelarea
conceptuală se realizează prin diagrama claselor,
întrucât clasele reprezintă concepte
 Diagrama claselor furnizează structura codului care
va fi scris
 Problema principală este identificarea conceptelor;
regula de urmat aici este: dacă clientul nu înţelege
conceptul, probabil că nu este un concept

Clasa
 O clasă se reprezintă printr-o căsuţă împărţită în trei
 În partea de sus este notat numele clasei, în partea
mediană atributele iar în partea de jos operaţiile sale

Asocierea uni-dimensională
 Într-o asociere unidirecţională, cele două
clase sunt înrudite, dar numai o clasă ştie că
există relaţia respectivă

Agregarea
 Un obiect poate fi construit din altele

Compunerea
 Compunerea este un concept similar cu
agregarea, însă mai puternic deoarece
implică faptul că un întregul nu poate exista
fără părţi

Dependenţa
 Dependenţa indică faptul că un obiect
depinde de un altul, adică o schimbare dintr-
un obiect îl va afecta şi pe celălalt

Vizibilitatea
atributelor şi operaţiilor

Observaţii
 Atributele protejate sunt moştenite în clasele
derivate dar sunt inaccesibile din exterior
 Utilizarea abuzivă a moştenirii conduce la dificultăţi
în întreţinerea programului şi la urmărirea
funcţionalităţilor (proliferarea claselor)
 Moştenirea nu trebuie folosită decât ca mecanism
de generalizare, adică se foloseşte numai dacă
clasele derivate sunt specializări ale clasei de bază
 Toate definiţiile clasei de bază trebuie să se aplice
tuturor claselor derivate. Aceasta este regula 100%.
Dacă nu se aplică această regulă, clasele derivate
nu sunt specializări ale clasei de bază

Diagrame de interacţiune
 Descrierea comportamentului implică două aspecte:
 descrierea structurală a participanţilor
 descrierea modelelor de comunicaţie
 Modelul de comunicaţie al instanţelor care joacă un
rol pentru îndeplinirea unui anumit scop se numeşte
interacţiune
 Diagramele de interacţiune au două forme, bazate
pe aceleaşi informaţii de bază, dar care se
concentrează fiecare pe un alt aspect al
interacţiunii:
 diagramele de secvenţă
 diagramele de colaborare

Diagrama de secvenţe
 Diagrama de secvenţe pune accentul pe aspectul
temporal (ordonarea în timp a mesajelor)
 Notaţia grafică este un tabel care are pe axa X
obiecte, iar pe axa Y mesaje ordonate crescător în
timp
 Axa Y arată pentru fiecare obiect timpul ca o linie verticală
punctată („linia vieţii” unui obiect, engl. “lifeline”) şi perioada
în care obiectul preia controlul execuţiei (reprezentată
printr-un dreptunghi) şi efectuează o acţiune, direct sau
prin intermediul procedurilor subordonate

Diagrama de secvenţe
 În diagrama de secvenţe utilizăm obiecte, nu clase
 Într-un program pot exista mai multe instanţe ale aceleiaşi
clase care au roluri diferite în sistem
 Un obiect este identificat de numele său şi numele
clasei pe care o instanţiază
 Numele obiectului poate să lipsească dacă nu este
semnificativ pentru înţelegerea comportamentului
sistemului
 Liniile orizontale continue semnifică mesaje iniţiate
de obiecte, iar liniile orizontale punctate reprezintă
mesaje-răspuns

Diagrama de colaborare
 Diagrama de
colaborare se
concentrează pe
rolurile instanţelor şi
relaţiile dintre ele
 Ea nu conţine timpul ca
o dimensiune separată,
de aceea secvenţa de
comunicaţii şi firele de
execuţie concurente
trebuie numerotate

Diagramele de activităţi
 Sunt folosite pentru modelarea proceselor sau a
algoritmilor din spatele unui anumit caz de utilizare
 Notaţia este următoarea:
 Nod iniţial: un cerc plin este punctul de start al diagramei;
deşi nu este obligatoriu, prezenţa sa face diagrama mai
lizibilă
 Nod final: un cerc plin înconjurat de un alt cerc; o diagramă
poate avea 0, 1 sau mai multe noduri finale
 Activitate: dreptunghiurile rotunjite reprezintă activităţile
care au loc
 Fluxuri: săgeţile diagramei
 Punct final al fluxului: un cerc cu un X în interior; indică
faptul că procesul se opreşte în acest punct

Diagramele de activităţi
 Ramificaţie (engl. “fork”): o bară neagră cu un flux de intrare şi
mai multe fluxuri de ieşire; denotă începutul unor activităţi
desfăşurate în paralel
 Reunire (engl. “join”): o bară neagră cu mai multe fluxuri de
intrare şi un flux de ieşire; denotă sfârşitul prelucrărilor paralele
 Condiţie: text asociat unui flux, care defineşte o condiţie care
trebuie să fie adevărată pentru traversarea nodului
 Decizie: un romb cu un flux de intrare şi mai multe fluxuri de
ieşire; fluxurile de ieşire includ condiţii
 Îmbinare (engl. “merge”): un romb cu mai multe fluxuri de intrare
şi un flux de ieşire; toate fluxurile de intrare trebuie să atingă
acest punct pentru ca procesul să continue
 Partiţie (engl. “swimlanes”): o parte a diagramei care indică cine/
ce îndeplineşte activităţile
 Notă: o specificaţie suplimentară sub formă de text

Diagramele de stări
 Pentru a înţelege comportamentele complexe ale obiectelor se
utilizează diagramele de stări, care descriu modul de funcţionare
a instanţelor
 Diagramele de stări UML descriu diferitele stări în care se poate
găsi un obiect şi tranziţiile dintre aceste stări
 O stare reprezintă o etapă în modelul comportamental al unui
obiect
 O stare iniţială este cea în care se găseşte obiectul când este
creat
 O stare finală este o stare din care nu mai există tranziţii
 Tranziţia reprezintă schimbarea stării, trecerea dintr-o stare în
alta, şi poate fi determinată de un eveniment extern sau intern

Diagrama pachetelor
 Entităţile UML pot fi grupate în pachete
 Pachetele sunt containere logice în care pot fi
plasate elemente înrudite, ca şi directoarele din
sistemele de operare
 Deşi orice entitate UML poate fi introdusă
într‑un pachet, de obicei rolul pachetelor este
de a grupa clase şi uneori cazuri de utilizare
înrudite.

Diagrama pachetelor
 Într-un pachet UML numele elementelor trebuie să
fie unice
 Un avantaj important al pachetelor este că mai
multe clase pot avea acelaşi nume dacă aparţin
unor pachete diferite
 Dacă două echipe A şi B lucrează în paralel, echipa A nu
va trebui să se preocupe de conţinutul pachetului echipei
B, cel puţin din punctul de vedere al denumirilor
 Utilitatea pachetelor:
 elementele sistemelor mari pot fi grupate în subsisteme
mai mici
 este permisă dezvoltarea iterativă în paralel

Formarea pachetelor
 Un pachet trebuie să aibă o funcţionalitate
bine precizată, el nu trebuie să îndeplinească
funcţii multiple, deoarece devine greu de
înţeles
 Dependenţele dintre pachete trebuie să fie
minime

Diagrama componentelor
 Diagrama componentelor este asemănătoare
cu diagrama pachetelor, permiţând
vizualizarea modului în care sistemul este
divizat şi a dependenţelor dintre module
 Diagrama componentelor pune însă accentul
pe elementele software fizice (fişiere,
biblioteci, executabile) şi nu pe elementele
logice, ca în cazul pachetelor

Diagrama de lansare
 Diagramele de lansare (engl. “deployment
diagrams”) descriu configuraţia elementelor de
prelucrare la run-time şi componentele software,
procesele şi obiectele care se execută pe ele
 Aceste diagrame sunt grafuri de noduri conectate de
asociaţii de comunicare
 Nodurile pot conţine instanţe ale componentelor,
indicând faptul că acea componentă rulează sau se
execută în nodul respectiv
 Nodurile sunt reprezentate prin paralelipipede
 Cercurile reprezintă interfeţe

Concluzii
 UML este un limbaj pentru specificarea,
vizualizarea, construirea şi documentarea
elementelor sistemelor software
 Este un standard de facto pentru modelarea
software
 UML permite modelarea cazurilor de utilizare
şi reprezentarea diagramelor de clase, de
interacţiune, de activităţi, de stări, de pachete
şi de implementare

C09 uml

More Related Content

Viewers also liked (6)

Similar to C09 uml (20)

C09 uml