Диаграммы деятельностей (activity diagram)

Для моделирования процесса выполнения операций в языке UML используются так называемые диаграммы деятельности. На этапе анализа требований и уточнения спецификаций диаграммы деятельностей позволяют конкретизировать основные функции разрабатываемого программного обеспечения.

Состояние действия

Под деятельностью в данном случае понимают задачу (операцию), которую необходимо выполнить вручную или с помощью средств автоматизации. Каждому варианту использования соответствует своя последовательность задач.

В теоретическом плане диаграммы деятельности являются обобщенным представлением алгоритма, реализующего анализируемый вариант использования. Графически состояние действия представляется прямо­угольником со скругленными углами (рис. 3.44). Внутри этой фигуры записывается выражение действия (action-expression), которое должно быть уникальным в пределах одной диаграммы деятельности.

Рис. 3.44. Графическое изображение состояния действия:

а — простое действие; б — выражение

Действие может быть записано на естественном языке, некотором псевдокоде или языке программирования. Рекомендуется в качестве имени простого действия использовать глагол с пояснительными словами (рис. 3.44, а). Если это возможно, то допускается запись действия на том языке программирования, на котором предполагается реализовывать конкретный проект (рис. 3.44, б).

Каждая диаграмма деятельности должна иметь единственное начальное и единственное конечное состояния (рис. 3.45). Саму диаграмму деятельности принято располагать таким образом, чтобы действия следовали сверху вниз. В этом случае начальное состояние будет изображаться в верхней части диаграммы, а конечное — в ее нижней части.

Рис. 3.45. Графическое изображение: а — начальное состояние;

б — конечное состояния

Переходы

При построении диаграммы деятельности используются только нетриггерные переходы, т. е. такие, которые срабатывают сразу после завершения деятельности или выполнения соответствующего действия. Этот переход переводит деятельность в последующее состояние сразу, как только закончится действие в предыдущем состоянии. На диаграмме такой переход изображается сплошной линией со стрелкой.

Если из состояния действия выходит единственный переход, то он может быть никак не помечен. Если последовательно выполняемая деятельность должна разделиться на альтернативные ветви в зависимости от значения некоторого промежуточного результата (такая ситуация получила название ветвления, а для ее обозначения применяется специальный символ), то таких переходов несколько и сработать может только один из них. Именно в этом случае для каждого из таких переходов должно быть явно записано условие в квадратных скобках. При этом для всех выходящих из некоторого состояния переходов должно выполняться требование истинности только одного из них.

Графически ветвление на диаграмме деятельности обозначается небольшим ромбом, внутри которого нет никакого текста (рис. 3.46). В этот ромб может входить только одна стрелка от того состояния действия, после выполнения которого поток управления должен быть продолжен по одной из взаимно исключающих ветвей. Принято входящую стрелку присоединять к верхней или левой вершине символа ветвления. Выходящих стрелок может быть две или более, но для каждой из них явно указывается соответствующее условие перехода в форме булевского выражения.

 

Рис. 3.46. Фрагмент диаграммы деятельности для алгоритма нахождения корней квадратного уравнения

 

На рис. 3.46 представлен фрагмент известного алгоритма нахождения корней квадратного уравнения. В общем случае после приведения уравнения второй степени к каноническому виду а х х+ b х+ с = 0 в случае отрицательного дискриминанта уравнение не имеет решения на множестве действительных чисел, и дальнейшие вычисления должны быть прекращены. При неотрицательном дискриминанте уравнение имеет решение, корни которого могут быть получены на основе конкретной расчетной формулы.

Для представления параллельных процессов в языке UML используется специальный символ разделения и слияния параллельных вычислений или потоков управления. Таким символом является прямая черточка, которая изображается отрезком горизонтальной линии, толщина ее несколько шире основных сплошных линий диаграммы деятельности. При этом разделение (concurrent fork) имеет один входящий переход и несколько выходящих (рис. 3.47, а). Слияние (concurrent join), наоборот, имеет несколько входящих переходов и один выходящий (рис. 3.47, б).

Рис. 3.47. Графическое изображение: а — разделения; б — слияния параллельных потоков управления

На рис. 3.48 показан пример диаграммы деятельности процесса приготовления напитка.