UML. Диаграмма классов. Класс, объект, шаблон.

UML (unified Meta language). Унифицированные метаязыки.

Общие сведения.

Язык UML представляет собой общий язык визуального моделирования, который разработан для спецификации, визуализации, проектирования и документирования компонентов любых систем. (ПО также исп для любой технологии).

UML эффективно используется для моделирования сложным систем.

Программные продукты, работающие с UML: Rational Rose, Together, Visio.

Принципы построения сложной системы:

7) Абстрагирование – означает, что в модель надо включать только те аспекты проектирования систем, которые имеют непосредственное отношение к включению системой своих функций; все второстепенные детали опускаются, чтобы не усложнять процесс анализа и исследования, получ. моделью.

8) Многомодельность – никакая единственная модель не может с достаточной степенью адекватности (или приватности??) описывать различные аспекты сложной системы. Необходимо использовать некоторое число взаимосвязанных представлений, каждое из которых отражает некоторый аспект поведения или строения (структуры) системы.

9) Иерархичность – принцип предписывает рассматривать процесс построения модели на разных уровнях абстрагирования или детализации, при этом исходная модель имеет наиболее общие представления, а каждая последующая – более точное и детализированное.

Общая структура языка UML.

С общей точки зрения язык состоит из двух взаимодействующих частей:

5) Семантика языка UML (представляет собой некоторую метамодель, которая определяет абстрагированный синтаксис и семантику понятий).

6) Нотация языка UML (представляет собой графическую нотацию для визуализированного предст-я семант. языка).

Семантика определяется для двух видов объектных моделей – для структурных м и моделей поведения. Структурные (статические) модели описывают структуру сущностей, компонентов системы, включая их классы, интерфейсы, атрибуты и отношения.

Модели поведения (динамические) описывают функционирование моделей системы, включая их методы и взаимодействие. Также модель поведения описывает процесс изменения состояний отдельных и системы в целом.

UML выделяет 4 уровня модельных представлений:

9) Мето-метомодель;

10) Мето-модель;

11) Модель;

12) Объекты пользователя

 

Диаграмма классов служит для представления статической структуры модели системы в терминологии классов объектно-ориентированного программирования. Диаграмма классов может отражать, в частности, различные взаимосвязи между отдельными сущностями предметной области, такими как объекты и подсистемы, а также описывать их внутреннюю структуру и типы отношений. В диаграмме кл не указ-ся инф-я о временных аспектах. Разработка лог.модели в виде диагр классов занимает место в ООиАП.

Диаграмма классов представляет собой граф, вершинами которого являются элементы типа «классификатор», связанные различными типами структурных отношений. Диаграмма классов может также содержать интерфейсы, пакеты, отношения и даже отдельные экземпляры, такие как объекты и связи.

Класс (class) в языке UML служит для обозначения множества объектов, которые обладают одинаковой структурой, поведением и отношениями с объектами других классов. Графически класс изображается в виде прямоугольника, который дополнительно может быть разделен горизонтальными линиями на разделы или секции. В этих разделах могут указываться имя класса, атрибуты (переменные) и операции (методы).

Атрибуты класса или свойства записываются во второй сверху секции прямоугольника класса. В языке UML каждому атрибуту класса соответствует отдельная строка текста, которая состоит из квантора видимости атрибута, имени атрибута, его кратности, типа значений атрибута и, возможно, его исходного значения:

<квантор видимости><имя атрибута>[кратность]:

<тип атрибута> = <исходное значение>{строка-свойство}

Объект (object) является отдельным экземпляром класса, который создается на этапе выполнения программы. Он имеет свое собственное имя и конкретные значения атрибутов. В силу самых различных причин может возникнуть необходимость показать взаимосвязи не только между классами модели, но и между отдельными объектами, реализующими эти классы. В таком случае может быть разработана диаграмма объектов, которая, хотя и не является канонической в метамодели языка UML, но имеет самостоятельное назначение. Для графического изображения объектов используется такой же символ прямоугольника, что и для классов. Отличия проявляются при указании имен объектов, которые обязательно подчеркиваются.

Шаблон (template) или параметризованный класс (parametrized class) - --конструкция языка, предназначена для (обозначения такого класса, который имеет один или более не фиксированных формальных параметров. Он определяет множество классов, которые могут быть получены назначением этим параметрам конкретных значений. Обычно параметрами шаблонов служат типы атрибутов классов, такие как целые числа, перечисление, массив строк и другие. В более сложном случае формальные параметры могут представлять операции класса. Графически шаблон изображается прямоугольником, к верхнему правому углу которого присоединен маленький прямоугольник из пунктирных линий) реализации обобщенного программирования. Обобщенное программирование – парадигма прогр-я заключ в таком описании данных и алгоритмов, которые можно применить к различным типам данных, не меняя самого описания.

В С++ шаблоны реализуются с использ ключ слова template. Шаблоны позв-т создать параметризированные классы и параметр.ф-ции