Раздел 6. Технологии объектно-ориентированного проектирования

UML

Вместе с развитием объектно-ориентированного программирования стали активно разрабатываться объектно-ориентированные методы проектирования ПО. К середине 1990-х годов число различных объектно-ориентированных методов возросло до нескольких десятков, и возникла насущная необходимость выработки стандартов на язык моделирования и технологии проектирования.

В 1994 году было положено начало формированию стандартного языка для объектно-ориентированного анализа и моделирования. Данный язык получил наименование «Unified Modeling Language» (UML) — унифицированный язык моделирования. Основными авторами языка стали Г. Буч (Booch), А. Джекобсон (Jacobson), Д. Рамбо (Rumbaugh). Каждый из них являлся автором своего объектно-ориентированного метода: Booch, OOSE (Object-Oriented Software Engineering) и OMT (Object Modeling Technique) соответственно. Поэтому UML вобрал в себя значительную часть нотации этих методов.

В 1997 году версия 1.0 языка была принята консорциумом OMG (Object Management Group) в качестве стандарта на язык объектно-ориентированного анализа и проектирования, а также бизнес-моделирования.

По состоянию на 2003 год базовой версией языка является версия 2.0 (одобрена в июне месяце).

Основное содержание процесса проектирования с использованием UML

UML — это язык построения графических диаграмм, описывающих взаимодействие как естественных, так и искусственных элементов (артефактов). Соответственно, UML сам по себе не задает методологии и технологии проектирования, хотя в значительной степени предопределяет их. UML также не привязан к какому-либо объектно-ориентированному языку программирова­ния и может поддерживать любой из них. UML задает правила спецификации, позволяя единообразно описывать назначение элементов системы. UML ориентирован на поддержку проектирования и разработки сложных систем. Положительный эффект от построения модели проектируемой системы в нотации UML увеличивается по мере усложнения проекта. UML является сложным языком, для успешного применения его на практике необходимо иметь как значительные теоретические знания о методах объектно-ориентированного анализа, проектирования и программирования, так и опыт их использования.

Последовательность и содержание этапов при проектировании ИС в рамках объектно-ориентрованного подхода следующие:

- анализ требований, или точное определение требований к ИС, во время которого определяются основные выполняемые системой действия с внешней точки зрения (обычно с точки зрения пользователей);

- объектно-ориентированный анализ предметной области, в результате которого определяется состав и назначение элементов предметной области, их взаимоотношения;

- объектно-ориентированное проектирование — определение состава, структуры, назначения и взаимодействия программных и аппаратных элементов, образующих ИС, удовлетворяющую изложенным требованиям.

На каждом этапе для формализации промежуточных и конечных результатов используются различные типы диаграмм, поддерживаемых UML. Все диаграммы и спецификации, определенные на каждом этапе, взаимосогласованны и в большей или меньшей степени зависят друг от друга, задавая, таким образом, некоторое частное представление общей модели проектируемой ИС.

Совокупности UML-диаграмм определенного типа задают основные виды на всю архитектуру ИС:

- вид с точки зрения прецедентов использования, или вариантов использования (use case view), описывают поведение системы, наблюдаемое конечными пользователями, аналитиками и тестировщиками; этот вид специфицирует не истинную организацию программной системы, а выполняемые системой функции;

- вид с точки зрения проектирования (design view) описывает классы, интерфейсы и их взаимоотношения, что составляет словарь предметной области и ИС; данный вид содержит как статические (классы), так и динамические (взаимоотношения) составляющие;

- вид с точки зрения процессов (process view) охватывает нити управления и процессы, т.е. описывает параллелизм и синхронизацию действий в ИС;

- вид с точки зрения реализации (implementation view) охватывает компоненты и файлы, используемые для сборки конечного программного продукта; этот вид предназначен в первую очередь для управления конфигурацией версий системы, составляемых из до некоторой степени независимых компонентов и файлов, которые могут по-разному объединяться между собой;

- вид с точки зрения развертывания (deployment view) охватывает аппаратуру ИС и физическое размещение программных компонент ИС.

Перечисленные виды обеспечивают взаимопонимание между разработчиками ИС, выполняющими разные функции, поскольку виды взаимосвязаны и отражают какой-то аспект единой модели ИС.

Для облегчения понимания дальнейшее описание базовых элементов UML построено следующим образом: в качестве вводной части дается краткая характеристика основных типов диаграмм, затем дается описание основных элементов UML и в заключение вновь и более подробно рассматриваются диаграммы.

Основные диаграммы

Диаграмма — это группа взаимосвязанных элементов, характеризующих один из аспектов предметной области.

UML включает с себя девять основных типов диаграмм, последовательное построение которых позволяет получить целостное описание разрабатываемой ИС и ее отдельных частей.