AΝΑΛΥΣΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Εισαγωγή στη UML

Τι είναι Αντικείμενο (1) Στον πραγματικό κόσμο (ποδήλατο, σκύλος) Αντικείμενο λογισμικού: Μοντελοποιεί, αναπαριστά, αντιστοιχεί σε καποιο αντικείμενο του πραγματικού κόσμου Αντικείμενο λογισμικού: ομαδοποίηση μεταβλητών (στατικό μέρος) και σχετιζομένων μεθόδων (δυναμικό μέρος)

Τι είναι Αντικείμενο (2) Δημόσιο Μέρος (Public API) Iδιωτικό Μέρος (Λεπτομέρειες Υλοποίησης)

Παράδειγμα Αντικειμένου: Ποδήλατο Αλλαξε Ταχύτητα Λεπτομέρειες Υλοποίησης των λειτουργιών Φρέναρε Ξεκίνα

Αντικείμενο Ολα τα αντικείμενα έχουν χαρακτηριστικά καί βρίσκονται σε μιά κατάσταση. π.χ. Σκυλί: όνομα, χρώμα, πεινασμένο, κλπ. Ποδήλατο: 2 τροχοί, χρώμα, αριθμ.ταχυτήτων, παρούσα ταχύτητα κλπ Συμπεριφορά, π.χ. Σκυλί: γαβγίζει, τρέχει γιά να επιτεθεί κλπ. Ποδήλατο: φρενάρει, αυξάνει/ελαττώνει ταχύτητα, αλλάζει ταχύτητα κλπ

Αντικείμενο Λογισμικού Αντιστοιχούν σε αντικείμενα του πραγματικού κόσμου, δομές δεδομένων (π.χ. λίστα, ουρά, κλπ.) ή σε κάτι πιό αφαιρετικό Εχουν χαρακτηριστικά καί κατάσταση (που δηλώνονται με μεταβλητές) καθώς καί συμπεριφορά (που υλοποιείται με μεθόδους)

Eγκλεισμός (Εncapsulation) H έννοια του εγκλεισμού (encapsulation) Πλεονεκτήματα Αρθρωτά (modular) προγράμματα: Ο πηγαίος κώδικας γιά ένα αντικείμενο μπορεί να γραφτεί καί να συντηρηθεί ανεξάρτητα από άλλα αντικείμενα Απόκρυψη πληροφορίας (ιδιωτικό μέρος/δημόσιο)

Επικοινωνία Μεταξύ Αντικειμένων ΠΟΔΗΛΑΤΗΣ ΠΟΔΗΛΑΤΟ Αλλαξε Ταχύτητα Φρέναρε Φρέναρε ΜΗΝΥΜΑ Ξεκίνα

Μηνύματα Τα αντικείμενα επικοινωνούν και αλληλεπιδρούν μεταξύ τους αποστέλλοντας μηνύματα. Επιπλέον πληροφορία που απαιτείται δίνεται ως παράμετροι των μηνυμάτων. Πλεονεκτήματα Όλη η αλληλεπίδραση υποστηρίζεται με μεταβίβαση μηνυμάτων. Τα αντικείμενα δε χρειάζεται να βρίσκονται στην ίδια διεργασία, ούτε καν στον ίδιο υπολογιστή.

Κλάση ή Τάξη Αντικειμένων Μία κλάση ή τάξη είναι ένα σχέδιο ή πρότυπο που ορίζει τις κοινές μεταβλητές και μεθόδους όλων των ομοειδών αντικειμένων. Κάθε αντικείμενο είναι στιγμιότυπο μίας κλάσης.

Παράδειγμα Κλάσης: Ποδήλατο Iδιωτικό Μέρος (Λεπτομέρειες Υλοποίησης) Δημόσιο Μέρος (Public API) Αλλαξε Ταχύτητα Φρέναρε Ξεκίνα Στατικά Χαρακτηριστικά: Χρώμα Μοντέλο --------- Δυναμικά Χαρακτηριστικά: Αλλάξε Ταχύτητα: (Υλοποίηση) κλπ

Κληρονομικότητα (1) Ποδήλατο Ποδήλατο Βουνού Αγωνιστικό Ποδήλατο Ποδήλατο Πόλης

Κληρονομικότητα (2) Υποκλάσεις (subclasses) και υπερκλάσεις (superclasses). Κάθε υποκλάση κληρονομεί τη συμπεριφορά και την κατάσταση της υπερκλάσης της. Οι υποκλάσεις μπορούν να επανεγγράψουν κληροδοτούμενη συμπεριφορά και κατάσταση. Ιεραρχία κλάσεων

Πλεονεκτήματα Κληρονομικότητας Οι υποκλάσεις προσφέρουν εξειδικευμένη συμπεριφορά από τα κοινά στοιχεία που προσφέρει η υπερκλάση. Επαναχρησιμοποίηση του κώδικα της υπερκλάσης. Οι προγραμματιστές μπορούν να υλοποιήσουν υπερκλάσεις που λέγονται αφαιρετικές κλάσεις (abstract classes) και ορίζουν γενικευμένη συμπεριφορά, η οποία εξιδικεύεται απο τις αντίστοιχες υποκλάσεις. Οι αφαιρετικές κλάσεις δεν έχουν στιγμιότυπα

Τι είναι η UML H UML (Unified Modeling Language) είναι μιά γλώσσα γιά Κατάρτιση προδιαγραφών λογισμικού και τεκμηρίωση τμημάτων λογισμικού Αναπαράσταση με οπτικό τρόπο (visualization) τμημάτων λογισμικού Μοντελοποίηση εταιρικών καί άλλων συστημάτων που δεν αφορούν λογισμικό

Κύκλος Ζωής Λογισμικού Ανάλυση Εννοιολογικό μοντέλο Απαιτήσεις συστήματος Σχεδιασμός Σχεδιασμός συστήματος Λεπτομεριακός σχεδιασμός Υλοποίηση Κωδικοποίηση Έλεγχος

Χρήση της UML UML Πληροφοριακά συστήματα Κατανεμημένα συστήματα Τεχνολογικά συστήματα Συστήματα πραγματικού χρόνου Συστήματα επιχειρήσεων

Στόχοι της UML H μοντελοποίηση συστημάτων με βάση τις αρχές των αντικειμενοστραφών μοντέλων Η δημιουργία μιας μοντελοποιημένης γλώσσας που μπορεί να χρησιμοποιηθεί τόσο από τον άνθρωπο όσο κι από τις μηχανές

Η Έννοια της Αφαίρεσης Εστίαση σε επιλεγμένα στοιχεία καί αγνόηση υπόλοιπων λεπτομερειών Τα μοντέλα μπορούν να εκφραστούν σε διαφορετικά επίπεδα πιστότητας και λεπτομέρειας Σύνθετα τμήματα περιγράφονται καλύτερα με μικρά σύνολα ανεξάρτητων όψεων

Χαρακτηριστικά των Μοντέλων Ακρίβεια - περιγράφουν με σωστό τρόπο το σύστημα. Συνέπεια – διαφορετικές όψεις δεν έρχονται σε σύγκρουση μεταξύ τους. Διευκολύνουν την επικοινωνία Ευμετάβλητα Κατανοητά

Τμήματα της UML Oψεις: Δείχνουν διαφορετικά χαρακτηριστικά του συστήματος που μοντελοποιούνται. Μια όψη αποτελείται απο ένα σύνολο διαγραμμάτων Διαγράμματα: Περιγράφουν τα περιεχόμενα μιας όψης. Υπάρχουν εννέα διαφορετικά διαγράμματα που χρησιμοποιούνται σε συνδυασμό για να δώσουν όλες τις όψεις του συστήματος Στοιχεία μοντέλου: Είναι οι έννοιες που χρησιμοποιούνται στα διαγράμματα για να αναπαραστήσουν τις κλάσεις, τα αντικείμενα και τις μεταξύ τους συσχετίσεις

Είδη των Όψεων της UML Όψη Συστατικών (Component View) Λογική Όψη (Logical View) Όψη Περιπτώσεων Χρήσης (Use-case View) Όψη Παράταξης (Deployment View) Όψη Συγχρονισμού (Concurrency View)

Διάγραμμα Περίπτωσης Χρήσης (Use-Case Diagram) Περιγράφει τη λειτουργικότητα του συστήματος όπως αυτή γίνεται αντιληπτή από τον χρήστη Υπογραφή ασφάλειας Στατιστικά στοιχεία πωλήσεων Στατιστικά στοιχεία πελατών Πελάτης Πράκτορας ασφαλειών

Διαγράμματα Κλάσεων ή Τάξεων (Class Diagram) ΚΑΤΟΧΟΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗΣ : Όνομα : Συμβολοσειρά χρησιμοποιεί όνομα Συμβολοσειρά Ηλικία: : Ακέραιος Μνήμη : Ακέραιος 0..1 1..* Οι κλάσεις συσχετίζονται με διάφορους τρόπους σύνδεσης εξάρτησης ειδίκευσης(μια τάξη είναι ειδική περίπτωση κάποιας άλλης ομαδοποίησης

Διαγράμματα Αντικειμένων Δείχνουν Συσχετίσεις μεταξύ Συγκεκριμένων στιγμιοτύπων Bob’s job PC Computer ------------------ Όνομα: “Dell4” Μνήμη =64 Bob-Κάτοχος ------------------ όνομα: ”Bob.j” ηλικία=32 Bob’s Home PC Computer ------------------ Όνομα:”Pentium Μνήμη =32

Διάγραμμα Καταστάσεων (State Diagram) On first floor Go up (floor) Moving up arrived Moving to 1st floor arrived Go up (floor) Moving down Idle arrived Go down (floor) Time out

Διάγραμμα Ακολουθίας (Sequence Diagram) Print(file) :Computer :PrinterServer :Printer :Queue Print(file) [printer free] Print(file) [printer busy] Store(file)

Διάγραμμα Συνεργασίας :Queue :Computer 1:Print(file) [printer busy] 1.2: Store(file) :Printer :PrinterServer [printer free] 1.1: Print(file)

Διαφορές Μεταξύ Διαγραμμάτων Ακολουθίας και Συνεργασίας Διάγραμμα Ακολουθίας : Δείχνει την ακολουθία μηνυμάτων ανάμεσα στα αντικείμενα, με την πάροδο του χρόνου Διάγραμμα Συνεργασίας: Δίνει μεγαλύτερη έμφαση στο περιεχόμενο και στις σχέσεις μεταξύ των αντικειμένων

Διάγραμμα Δραστηριοτήτων (Activity Diagram) Δίνει την ακολουθιακή ροή των δραστηριοτήτων Περιέχει προσδιορισμούς των μηνυμάτων που στέλνονται Εμφάνισε μύνημα «Δίσκος γεμάτος» [ Δίσκος γεμάτος ] ΠαράθυροΠελάτη.Εκτύπωση ( ) Εμφάνισε μύνημα «Εκτύπωση» στην οθόνη [ Ελεύθερος χώρος δίσκου ] Μετακίνησε κουτιά μηνυμάτων ^Εκτυπωτής.Εκτύπωση() Δημιουργησε postscript αρχείου

Διάγραμμα Συστατικών (Component Diagram) Δείχνει τα συστατικά μέρη του κώδικα και τις εξαρτήσεις τους Window Handler (wind.cpp) Graphic lib (graphic.dll) Window Handler (wind.obj) Comm Handler (comm.hnd) Comm Handler (commhnd.obj) Client Program (client.exe) Main Class (main.cpp) Main Class (main.obj)

Διάγραμμα Παράταξης (Deployment Diagram) Client A: Compaq Pro PC «TCP/IP» Application Server: Silicon Graphics Database SERVER: VAX «Decnet» «TCP IP /» Client B: Compaq Pro PC Δείχνει τους υπολογιστές και τις συσκευές (κόμβους ) καθώς και τον τύπο των συνδέσεων

Διαγράμματα αντικειμένων Ακολουθίας, Συνεργασίας, Είδη Διαγραμμάτων της UML Διάγραμμα Περιπτώσεων Χρήσης Εξωτερική όψη Διαγράμματα αντικειμένων και κλάσεων Στατικά Kαταστάσεων, Ακολουθίας, Συνεργασίας, Δραστηριοτήτων Εσωτερική όψη Δυναμικά Συστατικό Παράταξης Υλοποίησης

Ορισμένα Κοινά Στοιχεία Μοντέλου Κλάση Αντικείμενο Κατάσταση Γνωρίσματα Γνωρίσματα Λειτουργίες Λειτουργίες Κόμβος (node) interface Use Case Component Package Υποσημείωση

Παραδείγματα Συσχετίσεων Μεταξύ Κλάσεων Εξάρτηση(dependency) (ένα στοιχείο εξαρτάται με κάποιον τρόπο από κάποιο άλλο Κληρονομικότητα ( ένα στοιχείο μπορεί να αποτελεί ειδική περίπτωση κάποιο Σύνδεση (συνδέει στοιχεία και στιγμιότυπα συνδέσμων) Ομαδικότητα (ένα στοιχείο περιέχει άλλα στοιχεία)

Επεκτείνοντας την UML Στερεότυπo : ορίζει ένα νέο είδος στοιχείου μοντέλου βασισμένο σ’ ένα υπάρχον στοιχείο μοντέλου.Είναι λοιπόν σαν ένα υπάρχον στοιχείο μοντέλου , με κάποια επιπλέον στοιχεία Tagged values : Τα στοιχεία μπορούν να έχουν ιδιότητες που περιέχουν ζευγάρια τιμών σχετικά με επιπλέον πληροφορίες Περιορισμοί : Θέτουν κάποια βάση που περιορίζει είτε τη χρήση του στοιχείου είτε τη σημασία του

Στερεότυπα «Actor» Πελάτης Πελάτης Πελάτης Το στερεότυπο προσθέτει επιπλέον σημασιολογικές πληροφορίες σχετικά με την κλάση.Εδώ η κλάση εκπροσωπεί έναν εξωτερικό χρήστη του συστήματος

Tagged Values και Περιορισμοί Ομάδα Ηλικιωμένων πολιτών Εργαλείο {abstract} {συγγραφ.=“Hee”} {κατάσταση=draft} 0..1 {Ατομο.Ηλικία>60} 0..* Τιμή : ακέραιος Ημ.Λήξης: ημερ. Άτομο O συγγραφέας και η κατάσταση είναι γνωρίσματα ορισμένα από τον χρήστη Περιορισμοί

Μοντελοποιώντας με τη UML ΦΑΣΗ ΑΝΑΛΥΣΗΣ Εδώ αναλύονται οι απαιτήσεις του συστήματος ΦΑΣΗ ΣΧΕΔΙΑΣΗΣ Eπεκτείνει το μοντέλο ανά- λυσης σε μια λειτουργικά τεχνική λύση ΦΑΣΗ ΠΡΑΓΜΑΤΩΣΗΣ Εδώ εξηγείται πως το σύστημα αναπτύσσεται σε φυσική αρχιτεκτονική ΦΑΣΗ ΥΛΟΠΟΙΗΣΗΣ Το μοντέλο είναι τώρα ο κώ- δικας του προγράμματος ,ο οποίος υλοποιεί το σύστημα

Αντιστοιχία Διαγραμμάτων στις Διάφορες Φάσεις Ανάπτυξης ενός Συστήματος Διαγράμματα Περιπτώσεων Χρήσης, Κλάσεων, Δραστηριοτήτων Φάση ανάλυσης Διαγράμματα Κλάσεων, Ακολουθίας, Καταστάσεων, Δραστηριοτήτων, Συστατικών Φάση σχεδίασης Φάση υλοποίησης Εδώ δημιουργούνται ελάχιστα διαγράμματα Διαγράμματα Παράταξης, Ακολουθίας Συνεργασίας Φάση πραγμάτωσης

Λειτουργίες των Εργαλείων Μοντελοποίησης (Case Tools) Σχεδιασμός διαγραμμάτων που εξασφαλίζουν τη σωστή χρήστη των στοιχείων του μοντέλου Κοινή Αποθήκευση δεδομένων. Η πληροφορία αποθηκεύεται μόνο σε ένα μέρος. Αν το όνομα μιας κλάσης αλλάζει σ’ ένα διάγραμμα, η αλλαγή αυτή μετάδίδεται και στα υπόλοιπα Υποστήριξη πλοήγησης του μοντέλου ή παρακολούθησης ενός στοιχείου από ένα διάγραμμα σε ένα άλλο ή επέκταση της περιγραφής του στοιχείου Υποστήριξη πολλών χρηστών -δίνει την δυνατότητα να δουλεύουν πολλοί χρήστες ταυτόχρονα Δημιουργία κώδικα

Άλλες Λειτουργίες των Εργαλείων Μοντελοποίησης (Case Tools) Παραγωγή μοντέλων από τον κώδικα (Reverse Engineering) Συνεργασία με άλλα εργαλεία όπως editor, μεταγλωττιστές κι άλλα επιχειρησιακά εργαλεία Κάλυψη όλων των επιπέδων αφαίρεσης , από το επίπεδο περιγραφής του συστήματος στο επίπεδο κώδικα Ανταλλαγές μοντέλων.Ένα μοντέλο από κάποιο διάγραμμα θα πρέπει να έχει τη δυνατότητα να εισάγεται από το ένα εργαλείο στο άλλο