Применение UML-диаграмм для проектирования программных комплексов | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Несмотря на коронавирус, электронный вариант журнала выйдет 6 июня.

Опубликовать статью в журнале

Библиографическое описание:

Применение UML-диаграмм для проектирования программных комплексов / Е. В. Коптенок, М. В. Трунников, Е. А. Сухарев [и др.]. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2020. — № 19 (309). — С. 133-135. — URL: https://moluch.ru/archive/309/69887/ (дата обращения: 29.05.2020).



Проектирование — процесс определения компонентов, архитектуры, интерфейсов и других характеристик программного продукта или его части. Обычно, проектирование занимает 10–15 % от всего времени разработки. Цель проектирования — выявить отношения между процессами и показать, как процессы преобразуют свои входные данные в выходные.

UML — унифицированный язык моделирования, представляющий из себя систему обозначений, предназначенную для проектировки, моделирования и объектно-ориентированного анализа. UML-диаграммы разделяют на статические и динамические.

– Статические диаграммы состоят из постоянно находящихся в системе сущностей, а также из связей между этими сущностями. К данному виду диаграмм относятся диаграммы: объектов, классов, развертывания и компонентов.

– Динамические диаграммы описывают процессы, происходящие в системе. К этому виду диаграммам относятся диаграммы сценариев, деятельности, состояний и взаимодействия.

Рассмотрим некоторые конкретные виды UML-диаграмм:

  1. Use-case диаграммы применяются для определения взаимодействия между внешними системами и рассматриваемым проектом. Причем внешней системой может быть человек, компания, удаленный сервер и любое другое ПО.

Такой внешний участник называется актером (actor). Актер взаимодействует с разрабатываемой системой через варианты использования, предоставляемые этой системой.

  1. Диаграммы последовательностей.

Если необходимо детально описать логику сценариев использования, проектировщик применяет sequence диаграмму. Такая диаграмма наглядно отображает изменение состояния системы с течением времени. В sequence диаграмме присутствует две оси изменения:

1) Слева направо — Изменение вовлечения сущностей во взаимодействие;

2) Сверху вниз — Порядок обмена сообщениями между вовлеченными в процесс сущностями.

Также такая UML-диаграмма хорошо помогает при документировании проекта.

Sequence диаграмма состоит из:

1) Взаимодействующих объектов;

2) Сообщений, которыми они обмениваются.

Иногда, когда возвращаемый результат сообщения не очевиден из контекста, в диаграмме его прописывают явно.

  1. Диаграммы активностей.

Диаграмма активностей отражает поведение системы и включает в себя деятельности и потоки управления, переходящие между деятельностями. Данная UML-диаграмма применяется для описания алгоритмов и преобразования информации из начального состояния в конечное.

При разработке некрупных проектов может показаться, что данная диаграмма избыточна и лишь отнимет драгоценное время, но с увеличением сложности системы соблюдение последовательности выполняемых операций становится критически важным. Например, нарушение последовательности операций при дефрагментации диска может привести к повреждению важных файлов.

Еще более опасные последствия могут произойти в случае отклонения от установленной последовательности действий при запуске ракеты или при работе сотрудников на АЭС.

Когда необходимо визуализировать особенности реализации операций классов, а также представить алгоритмы их выполнения, рекомендуется применять именно диаграмму активностей.

Такая диаграмма состоит из активностей (беговых дорожек на диаграмме) и потока информации, переходящей между активностями с течением времени.

  1. Диаграмма классов является неотъемлемой частью практически любого проекта, потому что с ее помощью проектировщик описывает статическую структуру системы, определяет типы объектов и отношения между ними. Данная UML-диаграмма состоит из классов, типов, объединенных в граф с помощью связей.

Под классом понимают какую-либо сущность с определенным уровнем абстракции, объединяющую множество объектов со схожей структурой. В диаграмме класс изображается в виде прямоугольника с тремя секциями: имя, поля и методы класса.

Существует несколько типов отношений между классами, а именно:

1) абстракция;

2) обобщение;

3) зависимость.

  1. Диаграммы компонентов иразмещений.

Диаграммы компонентов применяются для описания физического представления системы и определяют архитектуру разрабатываемого программного комплекса, установив зависимости между программными компонентами, в роли которых как правило выступает исходный код.

Компоненты реализуют существенно различную функциональность системы и относительно независимы друг от друга, из-за чего их разработку можно поручить разным разработчикам, то есть реализовать разделение коллектива.

Так как компоненты независимы и взаимодействуют друг с другом, они имеют интерфейсы (interfaces), позволяющие скрыть внутреннее устройство и предоставить ограниченный доступ к своим функциям.

Таким образом, UML-диаграммы — обязательный инструмент, используемый при проектировании программных комплексов. А большое количество типов диаграмм позволяет детально проработать каждый аспект системы.

Пример диаграммы компонентов представлен на рис.1.

Рис. 1. Диаграмма компонентов

Литература:

  1. Диаграмма вариантов использования (Use Case diagram) | Хабр [Электронный ресурс]. — https://habr.com/ru/post/47940/
  2. Диаграмма активностей (Activity diagram) | Flexberry PLATFORM Documentation [Электронный ресурс]. — https://flexberry.github.io/ru/fd_activity-diagram.html
  3. Основы UML. Диаграммы последовательностей | Блог программиста [Электронный ресурс]. — https://pro-prof.com/archives/2769
  4. UML-диаграммы классов: сущности, связи, интерфейсы | Программирование [Электронный ресурс]. — https://prog-cpp.ru/uml-classes/
  5. Диаграмма компонентов (Component diagram) | Самоучитель UML [Электронный ресурс]. — http://www.telenir.net/uchebniki/samouchitel_uml/p10.php
  6. Зачем нам UML? Или как сохранить нервы и время | Хабр [Электронный ресурс]. — https://habr.com/ru/post/458680/
Основные термины (генерируются автоматически): диаграмма, диаграмма компонентов, диаграмма активностей, UML, течение времени, класс, компонент, процесс.


Похожие статьи

Проектирование UML-диаграмм для системы учета рабочего...

В статье описывается процесс проектирования приложения для учета рабочего времени сотрудников Томского политехнического университета в условиях единой информационной среды с использованием UML-диаграмм.

Диаграмма UML, иллюстрирующая взаимосвязи между классами...

Рис. 1. UML-диаграмма паттерна «Proxy». По большому счету, паттерн «Декоратор» есть несколько заложенных друг в друга «Proxy», то есть

− разделение классов «Абстракция» и «Реализация» устраняет зависимости от реализации, устанавливаемые на этапе компиляции...

Диаграмма UML, иллюстрирующая взаимосвязи между классами...

Class diagram (диаграмма классов). Диаграмма вариантов использования представляет концептуальную модель системы, которая является исходной схемой для построения всех остальных диаграмм. Она предназначена для определения требований к системе.

Модель взаимодействия с системами автоматизированного...

Представленная диаграмма активностей в целом разделена на три дорожки, каждая из которых соответствует одному из объектов: эксперт, операционная система, система анализа. Начальное состояние представлено на стороне эксперта, который инициирует процесс анализа путем...

Диаграмма UML, иллюстрирующая взаимосвязи между классами...

UML, Диаграмма классов, класс, система, рисунок, диаграмма вариантов использования

Язык UML и диаграммы вариантов использования, диаграммы классов, диаграммы

Разработка объектно-ориентированной модели процесса... ...к классу интеллектуальных...

Разработка системы для взаимодействия между Robot Operating...

...(UMLUnified Modeling Language), который по сути является открытым стандартом. Язык UML и диаграммы вариантов использования, диаграммы классов, диаграммы. графического интерфейса с возможностями разработки самостоятельных блоков программного кода.

Реализация архитектурного шаблона MVC с использованием...

Диаграмма UML, иллюстрирующая взаимосвязи между классами, приведена на рисунке 1. Рис. 1. Диаграмма классов, реализующих шаблон MVC с использованием шаблона «наблюдатель». Базовый класс Model, который будет являться родительским для всех моделей приложения...

Редактор диаграмм состояний гибридных систем для среды...

Описана графическая нотация диаграмм состояний гибридных систем для среды моделирования ИСМА, разработан

Начальное состояние определяет точку, в которой находится объект в начальный момент времени или при попадании в составное состояние.

Проектирование системы обмена учебно-методической...

Проектирование системы. Диаграмма вариантов использования (use case diagram) — диаграмма, на которой

Диаграмма вариантов использования – это исходное концептуальное представление или

Язык UML и диаграммы вариантов использования, диаграммы классов...

Похожие статьи

Проектирование UML-диаграмм для системы учета рабочего...

В статье описывается процесс проектирования приложения для учета рабочего времени сотрудников Томского политехнического университета в условиях единой информационной среды с использованием UML-диаграмм.

Диаграмма UML, иллюстрирующая взаимосвязи между классами...

Рис. 1. UML-диаграмма паттерна «Proxy». По большому счету, паттерн «Декоратор» есть несколько заложенных друг в друга «Proxy», то есть

− разделение классов «Абстракция» и «Реализация» устраняет зависимости от реализации, устанавливаемые на этапе компиляции...

Диаграмма UML, иллюстрирующая взаимосвязи между классами...

Class diagram (диаграмма классов). Диаграмма вариантов использования представляет концептуальную модель системы, которая является исходной схемой для построения всех остальных диаграмм. Она предназначена для определения требований к системе.

Модель взаимодействия с системами автоматизированного...

Представленная диаграмма активностей в целом разделена на три дорожки, каждая из которых соответствует одному из объектов: эксперт, операционная система, система анализа. Начальное состояние представлено на стороне эксперта, который инициирует процесс анализа путем...

Диаграмма UML, иллюстрирующая взаимосвязи между классами...

UML, Диаграмма классов, класс, система, рисунок, диаграмма вариантов использования

Язык UML и диаграммы вариантов использования, диаграммы классов, диаграммы

Разработка объектно-ориентированной модели процесса... ...к классу интеллектуальных...

Разработка системы для взаимодействия между Robot Operating...

...(UMLUnified Modeling Language), который по сути является открытым стандартом. Язык UML и диаграммы вариантов использования, диаграммы классов, диаграммы. графического интерфейса с возможностями разработки самостоятельных блоков программного кода.

Реализация архитектурного шаблона MVC с использованием...

Диаграмма UML, иллюстрирующая взаимосвязи между классами, приведена на рисунке 1. Рис. 1. Диаграмма классов, реализующих шаблон MVC с использованием шаблона «наблюдатель». Базовый класс Model, который будет являться родительским для всех моделей приложения...

Редактор диаграмм состояний гибридных систем для среды...

Описана графическая нотация диаграмм состояний гибридных систем для среды моделирования ИСМА, разработан

Начальное состояние определяет точку, в которой находится объект в начальный момент времени или при попадании в составное состояние.

Проектирование системы обмена учебно-методической...

Проектирование системы. Диаграмма вариантов использования (use case diagram) — диаграмма, на которой

Диаграмма вариантов использования – это исходное концептуальное представление или

Язык UML и диаграммы вариантов использования, диаграммы классов...

Задать вопрос