8 неделя

Практическая работа №8

Лабораторная работа №8

Практическая работа№8

#### Диаграмма активности (деятельности, activity diagram)

Когда-то на уроках информатики в школе мы рисовали блок-схемы, чтобы наглядно изобразить алгоритм решения некоторой задачи. Действительно, моделируя поведение проектируемой системы, часто недостаточно изобразить процесс смены ее состояний, а нужно также раскрыть детали алгоритмической реализации операций, выполняемых системой. Как мы уже говорили, для этой цели традиционно использовались блок-схемы или структурные схемы алгоритмов. В UML для этого существуют диаграммы деятельности, являющиеся частным случаем диаграмм состояний. Диаграммы деятельности удобно применять для визуализации алгоритмов, по которым работают операции классов.

Существует огромное количество определений алгоритма. Вот одно из них:

Алгоритм - последовательность определенных действий или элементарных операций, выполнение которых приводит к получению желаемого результата.

Алгоритмы окружают нас повсюду, хоть мы и редко задумываемся об этом. Вспомните кулинарные рецепты или руководства по эксплуатации бытовых приборов. Конечно, отечественный потребитель привык жить по принципу "если ничего не помогает, прочтите, наконец, инструкцию", но факт остается фактом: чем сложнее устройство или система, тем важнее строго следовать алгоритму.

Обозначения на диаграмме активности также напоминают те, которые мы встречали на блок-схеме, хотя есть, как мы увидим далее, и некоторые существенные отличия. С другой стороны, нотация диаграмм активности очень похожа на ту, которая используется в диаграммах состояний. Но, наверное, лучше будет просто показать пример (рисунок 4):

Рисунок 4 – Пример 4

Многие из нас именно так начинают свой день. Обратите внимание на то, как изображено параллельное пение и принятие душа, - на обычной блок-схеме это было бы невозможно.

А вот еще пример (рисунок 5):

Рисунок 5 – Пример 5

И опять все понятно - это оформление заказа в интернет-магазине.

Ну и напоследок еще одна диаграмма (рисунок 6).

Рисунок 6 – Пример 6

####

Задание:

1. Придумайте свой пример и опишите его, используя диаграмму активности (деятельности, activity diagram).

Лабораторная работа №8

Добавление и редактирование атрибутов классов

Из всех графических элементов среды IBM Rational Rose 2003 класс обладает максимальным набором свойств, главными из которых являются его атрибуты и операции. Поскольку именно диаграмма классов используется в среде IBM Rational Rose 2003 для генерации программного кода, в данной лекции будут подробно рассмотрены соответствующие свойства атрибутов и операций.

Добавить атрибут к созданному ранее классу можно одним из следующих способов:

· С помощью операции контекстного меню New Attribute (Новый атрибут ) для класса, выделенного на диаграмме классов. В этом случае активизируется курсор ввода текста в области графического изображения класса на диаграмме.

· С помощью операции контекстного меню: New>Attribute (Новый>Атрибут) для класса, выделенного в браузере проекта. В этом случае активизируется курсор ввода текста в области иерархического представления класса в браузере проекта под именем соответствующего класса.

· С помощью операции контекстного меню Insert (Вставить), вызванного при позиционировании курсора в области открытой вкладки атрибутов в диалоговом окне свойств Class Specification соответствующего класса.

После добавления атрибута к классу по умолчанию ему присваивается имя name и некоторый квантор видимости (рис. 5.1).

Рис. 5.1. Диалоговое окно спецификации свойств класса после добавления нового атрибута

Для рассматриваемой модели банкомата имя добавленного атрибута следует изменить на идентификатор карточки. Напомним, что имена атрибутов и операций классов должны начинаться со строчной буквы. Видимость атрибутов на диаграмме классов изображается в форме специальных пиктограмм или украшений. Используемые пиктограммы видимости изображаются перед именем соответствующего атрибута и имеют следующий смысл (табл. 5.1).

Таблица 5.1. Пиктограммы видимости атрибутов классов
Графическое изображение | Текстовый аналог | Назначение пиктограммы
| Public | Общедоступный или открытый. В нотации языка UML такому атрибуту соответствует знак "+"
| Protected | Защищенный. В нотации языка UML такому атрибуту соответствует знак "#"
| Private | Закрытый. В нотации языка UML такому атрибуту соответствует знак "-"
| Implementation | Реализация. В нотации языка UML такому атрибуту соответствует знак " "

Для редактирования свойств атрибутов предназначено специальное диалоговое окно спецификации атрибута Class Attribute Specification, которое открывается двойным щелчком мыши на строке выбранного атрибута в окне спецификации свойств класса. В окне свойств отдельного атрибута класса можно задать тип данных атрибута и его начальное значение, а также назначить атрибуту стереотип из раскрывающегося списка или изменить его квантор видимости.

Для атрибута идентификатор карточки в качестве типа его допустимых значений из вложенного списка Type следует выбрать тип Integer (целочисленный), а для задания квантора видимости следует выбрать в группе Export Control (Управление экспортом) квантор Public. Поскольку начальное значение для данного атрибута не определено, соответствующее поле ввода следует оставить пустым. В секцию документации данного атрибута класса можно ввести поясняющий текст: "Устройство чтения карточки считывает значение этого атрибута с кредитной карточки клиента" и нажать кнопку Apply или OK, чтобы сохранить результаты редактирования этих свойств атрибута. Соответствующее окно спецификации свойств атрибута идентификатор карточки после редактирования его общих свойств будет иметь следующий вид (рис. 5.2).

Рис. 5.2. Диалоговое окно спецификации свойств атрибута идентификатор карточки после его редактирования

Для отдельного атрибута можно также определить дополнительные свойства, доступные для редактирования на вкладке Detail (Подробно) диалогового окна спецификации свойств выбранного атрибута (рис. 5.3).

Рис. 5.3. Диалоговое окно спецификации свойств атрибута идентификатор карточки, открытое на вкладке Detail (Подробно)

На вкладке Detail в группе выбора Containment (Локализация) можно специфицировать условия хранения атрибута у объектов выбранного класса. Для выбора могут быть использованы следующие свойства:

· By value (По значению) - свойство по умолчанию, которое означает, что значения атрибута хранятся в пределах адресного пространства, выделенного для объекта данного класса. Например, если имеется атрибут типа String, то значение этой строки содержится в пределах определения класса.

· By reference (По ссылке) - означает, что значение атрибута хранится вне адресного пространства, выделенного для объекта данного класса, но у объектов класса имеется указатель на этот атрибут.

· Unspecified (Не определен) - означает, что метод локализации данного атрибута не определен. В этом случае при генерации программного кода для данного атрибута по умолчанию выбирается значение By value.

Далее можно определить атрибут как статичный, выставив отметку в строке выбора Static. Статичный атрибут по определению имеет одно и тоже значение для всех объектов рассматриваемого класса. Наконец, на вкладке Detail можно определить атрибут как производный, выставив отметку в строке выбора Derived. Значение производного атрибута по определению может быть вычислено на основании значений других атрибутов этого или другого класса.

### Добавление и редактирование операций классов

Функционирование банкомата основано на выполнении отдельными его устройствами тех или иных действий. В модели структуры банкомата все действия представляются с помощью операций классов. Таким образом, следующий этап разработки диаграммы классов связан со спецификацией операций классов.

Добавить операцию к созданному ранее классу можно одним из следующих способов:

· С помощью операции контекстного меню New Operation (Новая операция ) для класса, выделенного на диаграмме классов. В этом случае активизируется курсор ввода в области графического изображения класса на диаграмме.

· С помощью операции контекстного меню: New>Operation (Новая>Операция) для класса, выделенного в браузере проекта. В этом случае активизируется курсор ввода в области иерархического представления класса в браузере под именем соответствующего класса.

· С помощью операции контекстного меню Insert (Вставить), вызванного при позиционировании курсора в области открытой вкладки операций в диалоговом окне свойств Class Specification соответствующего класса.

После добавления операции к классу по умолчанию ей присваивается имя opname и некоторый квантор видимости. Видимость операций на диаграмме классов также изображается в форме специальных пиктограмм или украшений. Используемые пиктограммы видимости изображаются перед именем соответствующей операции и имеют следующий смысл (табл. 5.2).

Таблица 5.2. Пиктограммы видимости операций классов
Графическое изображение | Текстовый аналог | Назначение пиктограммы
| Public | Общедоступный или открытый. В нотации языка UML такому атрибуту соответствует знак "+"
| Protected | Защищенный. В нотации языка UML такому атрибуту соответствует знак "#"
| Private | Закрытый. В нотации языка UML такому атрибуту соответствует знак "-"
| Implementation | Реализация. В нотации языка UML такому атрибуту соответствует знак ""

В контексте рассматриваемой модели банкомата в качестве имени первой операции для класса Транзакция Банкомата следует задать: создать новую транзакцию. При этом скобки при задании имени операции не записываются, поскольку программа IBM Rational Rose 2003 добавляет их автоматически. Однако, следуя правилам именования операций в языке UML, в тексте лекции имена операций будут указываться со скобками.

Каждая из операций классов имеет собственное диалоговое окно спецификации свойств Operation Specification, которое может быть открыто по двойному щелчку на имени операции на соответствующей вкладке спецификации класса или на имени этой операции в браузере проекта. Для операции создать новую транзакцию() в качестве квантора видимости следует выбрать из вложенного списка квантор public. В секцию документации данной операции класса можно ввести поясняющий текст: "Вызывается после того, как кредитная карточка вставлена в Устройство чтения карточки" и нажать кнопку Apply или OK, чтобы сохранить результаты редактирования свойств этой операции. Соответствующее окно спецификации свойств операции создать новую транзакцию() после редактирования ее свойств будет иметь следующий вид (рис. 5.4).

Рис. 5.4. Диалоговое окно спецификации свойств операции создать новую транзакцию ()

Для операций классов кроме квантора видимости можно также задать: аргументы и их тип, тип возвращаемого результата, стереотип операции, а также определить протокол и размер, задать исключительные ситуации, специфицировать предусловия и постусловия и целый ряд других свойств. Для отдельной операции эти дополнительные свойства доступны для редактирования на вкладке Detail (Подробно) диалогового окна спецификации свойств выбранной операции (рис. 5.5).

Рис. 5.5. Диалоговое окно спецификации свойств операции создать новую транзакцию(), открытое на вкладке Detail (Подробно)

На вкладке Detail в многостраничном поле Arguments (Аргументы) можно определить аргументы редактируемой операции. Для этого следует выполнить операцию контекстного меню Insert (Вставить). После этого в этом поле появится аргумент данной операции с именем по умолчанию argname. Для редактирования свойств аргумента предназначено специальное окно свойств аргумента.

На вкладке Detail в поле Protocol (Протокол) можно специфицировать порядок выполнения операций класса, например, указать, что одна операция не может быть вызвана раньше другой. Соответствующий текст в данное поле вводится с клавиатуры и попадает в генерируемый код в форме комментария. В поле Qualification (Квалификация) можно уточнить детали реализации операции, связанные с конкретным языком программирования. Соответствующий текст также вводится в данное поле с клавиатуры и попадает в генерируемый код в форме комментария.

Далее на этой же вкладке в полях Size (Размер) и Time (Время) можно специфицировать предполагаемый объем памяти и время, необходимое для выполнения операции. Соответствующая информация попадает в генерируемый код в форме комментария.

В группе выбора Concurrency (Параллельность) можно специфицировать условия на возможность параллельного выполнения данной операции. Для выбора могут быть использованы следующие свойства:

· Sequential (Последовательная) - свойство по умолчанию, которое означает, что данная операция класса может быть выполнена только при наличии одного потока управления, т. е. соответствующая операция класса должна выполняться последовательно. При наличии нескольких потоков управления выполнение данной операции класса не гарантируется.

· Guarded (Безопасная) - означает, что при наличии нескольких потоков управления выполнение данной операции класса гарантируется только в том случае, когда обеспечено взаимодействие объектов друг с другом в различных потоках.

· Synchronous (Синхронная) - означает, что выполнение данной операции класса гарантируется при наличии нескольких потоков управления. При этом нет необходимости во взаимодействии объектов в различных потоках управления, поскольку данная операция класса будет выполняться в отдельном потоке управления вплоть до своего завершения.

Применительно к рассматриваемой модели для операции создать новую транзакцию() следует выбрать свойство Sequential, а поля всех других свойств оставить пустыми.

### Спецификация атрибутов и операций для класса Транзакция Банкомата

Чтобы закончить спецификацию класса Транзакция Банкомата аналогичным способом следует добавить еще 3 атрибута и 2 операции со следующими свойствами:

· значение ПИН-кода карточки с квантором видимости public. В качестве типа этого атрибута следует выбрать тип Integer (целочисленный), а в секцию документации атрибута ввести поясняющий текст: "Устройство чтения карточки считывает значение этого атрибута с кредитной карточки клиента".

· введенный ПИН-код с квантором видимости public. В качестве типа этого атрибута следует выбрать тип Integer (целочисленный), а в секцию документации атрибута ввести поясняющий текст: "Значение этого атрибута вводится клиентом с клавиатуры банкомата".

· введенная сумма наличных с квантором видимости public. В качестве типа этого атрибута следует выбрать тип Currency (Денежный), а в секцию документации атрибута ввести поясняющий текст: "Значение этого атрибута вводится клиентом с клавиатуры банкомата".

· проверить правильность ПИН-кода() с квантором видимости public. В качестве типа возвращаемого результата для этой операции следует выбрать тип Boolean (логический), а в секцию ее документации ввести поясняющий текст: "Вызывается после того, как клиент ввел значение ПИН-кода с клавиатуры банкомата".

· завершить транзакцию() с квантором видимости public. В секцию ее документации ввести поясняющий текст: "Вызывается после завершения всех действий банкомата по обслуживанию клиента".

Выполнить эти действия предлагается читателям самостоятельно. Соответствующий фрагмент диаграммы классов после добавления и спецификации атрибутов и операций для класса Транзакция Банкомата будет иметь следующий вид (рис. 5.6).

Рис. 5.6. Фрагмент диаграммы классов модели банкомата после добавления атрибутов и операций для класса Транзакция банкомата

Практические действия по добавлению атрибутов и операций для других классов, а также построение окончательной диаграммы классов для разрабатываемой модели банкомата будут рассмотрены в следующей лекции.