Практическая работа №11

Лабораторная работа №11

Практическая работа 11

Особенности разработки диаграммы состояний в среде IBM Rational Rose

Переходя к рассмотрению диаграммы состояний, следует отметить, что в среде IBM Rational Rose этот тип диаграмм может относиться к отдельному классу, операции класса, варианту использования, пакету или представлению. Для того чтобы построить диаграмму состояний, ее вначале необходимо создать и активизировать.

Начать построение диаграммы состояний для выбранного элемента модели или моделируемой системы в целом можно одним из следующих способов:

· Щелкнуть на кнопке с изображением диаграммы состояний на стандартной панели инструментов, после чего следует выбрать представление и тип разрабатываемой диаграммы - новая диаграмма состояний.

· Выделить логическое представление ( Logical View ) или представление вариантов использования ( Use Case View ) в браузере проекта и выполнить операцию контекстного меню: New Statechart Diagram (Новая Диаграмма состояний ).

· Раскрыть логическое представление ( Logical View ) в браузере проекта и выделить рассматриваемый класс, операцию класса, пакет, или раскрыть представление вариантов использования ( Use Case View ) и выбрать вариант использования, после чего выполнить операцию контекстного меню: New Statechart Diagram (Новая Диаграмма состояний ).

· Выполнить операцию главного меню: Browse State Machine Diagram (Обзор Диаграмма состояний ), после чего следует выбрать представление и тип разрабатываемой диаграммы.

В результате выполнения этих действий появляется новое окно с чистым рабочим листом диаграммы состояний и специальная панель инструментов, содержащая кнопки с изображением графических элементов модели, необходимых для разработки диаграммы состояний(табл. 1). Назначение отдельных кнопок панели можно узнать из всплывающих подсказок.

Таблица 1. Назначение кнопок специальной панели инструментов диаграммы состояний
Графическое изображение | Всплывающая подсказка | Назначение кнопки
| Selection Tool | Превращает изображение курсора в форму стрелки для последующего выделения элементов на диаграмме
| Text Box | Добавляет на диаграмму текстовую область
| Note | Добавляет на диаграмму примечание
| Anchor Note to Item | Добавляет на диаграмму связь примечания с соответствующим графическим элементом диаграммы
| State | Добавляет на диаграмму состояние
| Start State | Добавляет на диаграмму начальное состояние
| End State | Добавляет на диаграмму конечное состояние
| State Transition | Добавляет на диаграмму переход
| Transition to Self | Добавляет на диаграмму рефлексивный переход
| Horizontal Synchronization | Добавляет на диаграмму горизонтально расположенный символ синхронизации (по умолчанию отсутствует)
| Vertical Synchronization | Добавляет на диаграмму вертикально расположенный символ синхронизации (по умолчанию отсутствует)
| Decision | Добавляет на диаграмму символ принятия решения для альтернативных переходов (по умолчанию отсутствует)

По умолчанию на специальной панели инструментов могут отсутствовать кнопки с тремя последними графическими элементами из таблицы 1. При необходимости их можно добавить на специальную панель диаграммы состояний. Продолжая разработку проекта по моделированию системы управления банкоматом, можно приступить к разработке новой диаграммы состояний. С этой целью для диаграммы состояний модели банкомата зададим имя Диаграмма состояний ATM, а в секцию ее документации введем текст "Диаграмма состояний описывает конечный автомат банкомата".

Добавление состояния на диаграмму состояний и редактирование его свойств

Для добавления состояния на диаграмму состояний необходимо с помощью левой кнопки мыши нажать кнопку с изображением пиктограммы состояния на специальной панели инструментов, отпустить левую кнопку мыши и щелкнуть левой кнопкой мыши на свободном месте рабочего листа диаграммы. На диаграмме появится изображение состояния с маркерами изменения его геометрических размеров и предложенным средой именем по умолчанию, которое разработчику следует изменить.

Для диаграммы состояний модели банкомата в качестве имени первого добавленного состояния изменим предложенное программой поумолчанию имя NewState на Ожидание карточки (рис. 1). Задать имя состояния можно либо непосредственно при добавлении нового состояния на диаграмму состояний, либо открыв окно спецификации свойств нового состояния.

Рис. 1. Диаграмма состояний после добавления на нее состояния Ожидание карточки

Для добавленного состояния можно открыть диалоговое окно его свойств двойным щелчком левой кнопкой мыши на изображении этого элемента на диаграмме. В этом случае активизируется диалоговое окно со специальными вкладками, в поля которых можно занести всю информацию по данному состоянию (рис. 2).

Рис. 2. Диалоговое окно спецификации свойств состояния

При необходимости в диалоговом окне спецификации свойств выбранного состояния можно задать вложенное историческое состояние. Для этого следует выставить отметку у свойства State/activity history ( Историческое состояние /деятельность) и нажать кнопку Apply. В результате внутри исходного состояния появится вложенное историческое состояние (рис. 3, а).

Рис. 3. Добавление вложенного исторического состояния (а) и состояния глубокой истории (б) для состояния Ожидание карточки

Чтобы обычное историческое состояние превратить в состояние глубокой истории, следует дополнительно выставить отметку у свойства Sub state/activity history (Историческое под-состояние/деятельность), которое становится доступным для редактирования после выбора первого свойства, и нажать кнопку Apply. В результате внутри исходного состояния появится вложенное состояние глубокой истории (рис. 3, б).

Чтобы обычное состояние превратить в композит, следует при добавлении нового состояния поместить его внутри границы того состояния, которое необходимо сделать композитным. В результате внутри исходного состояния появится новое вложенное состояние с именем NewState, которое при перемещении композита в области диаграммы состояний всегда будет находиться внутри своего композита (рис. 4).

Рис. 4. Превращение состояния Ожидание карточки в композитное состояние

Рассмотренные выше действия приведены только с целью иллюстрации особенностей спецификации исторических и вложенных подсостояний и не относятся к разрабатываемой модели банкомата.

Дополнительно можно определить следующие свойства состояний: задать текстовый стереотип состояния, определить внутренние действия на входе и выходе, а также внутреннюю деятельность. Эти свойства доступны для редактирования на вкладке General (Общие) и Actions(Действия). На вкладке Transitions ( Переходы ) можно определять и редактировать переходы, которые входят и выходят из рассматриваемого состояния. Последняя вкладка Swimlanes (Дорожки) служит для спецификации дорожек, которые, в контексте языка UML, определяются для диаграммы деятельности.

Добавление перехода и редактирование его свойств

Для добавления перехода между двумя состояниями нужно с помощью левой кнопки мыши нажать кнопку с изображением перехода на специальной панели инструментов, отпустить левую кнопку мыши, щелкнуть левой кнопкой мыши на изображении исходного состояния на диаграмме и отпустить ее на изображении целевого состояния. В результате этих действий на диаграмме появится изображение перехода, соединяющего два выбранных состояния. Продолжая разработку модели системы управления банкоматом, добавим на диаграмму состоянийначальное состояние ( Start State ) и соединим его переходом с состоянием Ожидание карточки (рис. 5).

Рис. 5. Диаграмма состояний после добавления на нее перехода из начального состояния в состояние Ожидание карточки

После добавления перехода на диаграмму состояний можно открыть диалоговое окно его свойств и специфицировать дополнительные свойства, доступные на соответствующих вкладках (рис. 6). Следует обратить внимание на две первые строки вкладки Detail (Подробно), которые представляются наиболее важными из свойств перехода. Первое поле ввода Guard Condition служит для задания сторожевого условия, которое определяет правило срабатывания соответствующего перехода. Во втором поле ввода Action можно специфицировать действие, которое происходит при срабатывании перехода до того, как моделируемая система попадет в целевое состояние.

Рис. 6. Диалоговое окно спецификации свойств перехода, открытое на вкладке Detail (Подробно)

При необходимости можно определить сообщение о событии, происходящем при срабатывании перехода, а также визуализировать вложенность состояний и подключить историю отдельных состояний.

Окончательное построение диаграммы состояний модели банкомата

Для завершения построения диаграммы состояний рассматриваемого примера следует описанным выше способом добавить оставшиеся состояния и переходы. С этой целью следует выполнить следующие действия:

1. Добавить состояния с именами: Ожидание ввода ПИН-кода, Проверка ПИН-кода, Ожидание выбора клиента, Обработка запроса на снятие наличных, Обработка запроса на получение справки, Выдача наличных, Печать, Возврат карточки, Завершение транзакции и финальное состояние.

2. Добавить переход: карточка вставлена, направленный от состояния Ожидание карточки к состоянию Ожидание ввода ПИН-кода.

3. Добавить переход: ПИН-код введен, направленный от состояния Ожидание ввода ПИН-кода к состоянию Проверка ПИН-кода.

4. Добавить переход: отмена транзакции, направленный от состояния Ожидание ввода ПИН-кода к состоянию Возврат карточки.

5. Добавить переход со сторожевым условием: [ПИН-код верный], направленный от состояния Проверка ПИН-кода к состояниюОжидание выбора клиента.

6. Добавить переход со сторожевым условием: [ПИН-код неверный], направленный от состояния Проверка ПИН-кода к состояниюОжидание ввода ПИН-кода.

7. Добавить переход: три неудачи с действием на переходе конфискация карточки, направленный от состояния Проверка ПИН-кода к состоянию Завершение транзакции. Для задания действия на данном переходе следует ввести текст конфискация карточки в поле ввода Action (Действие) на вкладке Detail (Подробно) окна спецификации свойств данного перехода (рис. 7).

Рис. 7. Диалоговое окно спецификации свойств перехода три неудачи при задании действия на переходе

Для продолжения построения диаграммы состояний следует выполнить следующие действия:

8. Добавить переход: выбор суммы со сторожевым условием: [сумма введена], направленный от состояния Ожидание выбора клиентак состоянию Обработка запроса на снятие наличных.

9. Добавить переход: выбор справки, направленный от состояния Ожидание выбора клиента к состоянию Обработка запроса на получение справки.

10. Добавить переход: отмена транзакции, направленный от состояния Ожидание выбора клиента к состоянию Возврат карточки.

11. Добавить переход со сторожевым условием: [кредит не превышен], направленный от состояния Обработка запроса на снятие наличных к состоянию Выдача наличных.

12. Добавить переход со сторожевым условием: [кредит превышен] с действием на переходе сообщение, направленный от состоянияОбработка запроса на снятие наличных к состоянию Возврат карточки.

13. Добавить переход: наличные выданы со сторожевым условием: [выбрана печать чека], направленный от состояния Выдача наличных к состоянию Печать.

14. Добавить переход: наличные выданы со сторожевым условием: [печать чека не выбрана], направленный от состояния Выдача наличных к состоянию Возврат карточки.

15. Добавить переход: справка сформирована, направленный от состояния Обработка запроса на получение справки к состояниюПечать.

16. Добавить переход: печать закончена, направленный от состояния Печать к состоянию Возврат карточки.

17. Добавить переход: карточка возвращена, направленный от состояния Возврат карточки к состоянию Завершение транзакции.

18. Добавить переход: транзакция завершена, направленный от состояния Завершение транзакции к состоянию Ожидание карточки.

19. Добавить переход, направленный от состояния Ожидание карточки к финальному состоянию.

Диаграмма состояний для рассматриваемой модели банкомата будет иметь следующий вид (рис. 8).

Рис. 8. Окончательный вид диаграммы состояний для моделирования поведения банкомата

Следует заметить, что в разрабатываемой модели диаграмма состояний является единственной и описывает поведение системы управления банкоматом в целом. Главное достоинство данной диаграммы состояний - возможность моделировать условный характер реализации всех вариантов использования в форме изменения отдельных состояний разрабатываемой системы. В то же время в среде IBM Rational Rose данная диаграмма не является необходимой для генерации программного кода. Поэтому в случае дублирования информации, представленной на диаграммах кооперации и последовательности, разработку диаграммы состояний, особенно в условиях дефицита времени, отпущенного на выполнение проекта, иногда опускают.

Лабораторная работа 11

Особенности разработки диаграммы деятельности в среде IBM Rational Rose

Диаграмма деятельности в среде IBM Rational Rose , так же как и диаграмма состояний, может относиться к отдельному классу, операции класса, варианту использования, пакету или представлению. Для того чтобы построить диаграмму деятельности, ее вначале необходимо создать и активизировать.

Начать построение диаграммы деятельности для выбранного элемента модели или моделируемой системы в целом можно одним из следующих способов:

· Щелкнуть на кнопке с изображением диаграммы состояний на стандартной панели инструментов, после чего следует выбрать представление и тип разрабатываемой диаграммы - диаграмма деятельности.

· Выделить логическое представление ( Logical View ) или представление вариантов использования ( Use Case View ) в браузере проекта и выполнить операцию контекстного меню: New Activity Diagram (Новая Диаграмма деятельности ).

· Раскрыть логическое представление ( Logical View ) в браузере проекта и выделить рассматриваемый класс, операцию класса, пакет, или раскрыть представление вариантов использования ( Use Case View ) и выбрать вариант использования, после чего выполнить операцию контекстного меню: New Activity Diagram (Новая Диаграмма деятельности ).

· Выполнить операцию главного меню: Browse State Machine Diagram (Обзор Диаграмма состояний), после следует чего выбрать представление и тип разрабатываемой диаграммы - диаграмма деятельности.

В результате выполнения этих действий появляется новое окно с чистым рабочим листом диаграммы деятельности и специальная панель инструментов, содержащая кнопки с изображением графических элементов, необходимых для разработки диаграммы деятельности (табл. 1). Назначение отдельных кнопок панели можно узнать из всплывающих подсказок.

Таблица 1. Назначение кнопок специальной панели инструментов диаграммы деятельности
Графическое изображение | Всплывающая подсказка | Назначение кнопки
| Selection Tool | Превращает изображение курсора в форму стрелки для последующего выделения элементов на диаграмме
| Text Box | Добавляет на диаграмму текстовую область
| Note | Добавляет на диаграмму примечание
| Anchor Note to Item | Добавляет на диаграмму связь примечания с соответствующим графическим элементом диаграммы
| State | Добавляет на диаграмму состояние
| Activity | Добавляет на диаграмму деятельность
| Start State | Добавляет на диаграмму начальное состояние
| End State | Добавляет на диаграмму конечное состояние
| State Transition | Добавляет на диаграмму переход
| Transition to Self | Добавляет на диаграмму рефлексивный переход
| Horizontal Synchronization | Добавляет на диаграмму горизонтально расположенный символ синхронизации
| Vertical Synchronization | Добавляет на диаграмму вертикально расположенный символ синхронизации
| Decision | Добавляет на диаграмму символ принятия решения для альтернативных переходов
| Swimlane | Добавляет на диаграмму дорожку
| Object | Добавляет на диаграмму объект (по умолчанию отсутствует)
| Object Flow | Добавляет на диаграмму стрелку потока объектов (по умолчанию отсутствует)
| Business Activity | Добавляет на диаграмму бизнес-деятельность (по умолчанию отсутствует)
| Business Transaction | Добавляет на диаграмму бизнес-транзакцию (по умолчанию отсутствует)

Как видно из этой таблицы, по умолчанию на панели инструментов отсутствуют некоторые графические элементы, а именно - кнопки с пиктограммами объекта и потока объектов. При необходимости их можно добавить на специальную панель диаграммы деятельностистандартным способом, который был описан ранее.

Для разрабатываемого проекта системы управления банкоматом диаграмма деятельности описывает последовательность действий клиента при использовании банкомата. Для удобства можно включить эту диаграмму в логическое представление, для чего необходимо в браузере проекта выделить логическое представление ( Logical View ) и выполнить операцию контекстного меню: New Activity Diagram(Новая Диаграмма деятельности ). Продолжая разработку проекта по моделированию системы управления банкоматом, можно приступить к разработке новой диаграммы деятельности. С этой целью для диаграммы деятельности модели банкомата зададим имя Диаграмма деятельности ATM, а в секцию ее документации введем текст "Диаграмма деятельности описывает последовательность действий клиента при использовании банкомата".

Добавление деятельности на диаграмму деятельности и редактирование ее свойств

Для добавления деятельности на диаграмму деятельности нужно с помощью левой кнопки мыши нажать кнопку с изображением пиктограммы деятельности на специальной панели инструментов, отпустить левую кнопку мыши и щелкнуть левой кнопкой мыши на свободном месте рабочего листа диаграммы. На диаграмме появится изображение деятельности с маркерами изменения его геометрических размеров и предложенным средой именем по умолчанию, которое разработчику следует изменить. Добавить деятельность на диаграмму можно также с помощью операции главного меню: Tools Create Activity или с помощью операции контекстного меню: New Activity, предварительно выделив диаграмму деятельности в браузере проекта.

В результате этих действий на диаграмме появится изображение деятельности с именем NewActivity, предложенное программой поумолчанию. Начиная построение диаграммы деятельности модели банкомата, для первой добавленной деятельности зададим имя Вставить карточку (рис. 1).

Рис. 1. Диаграмма деятельности после добавления на нее деятельности Вставить карточку

После добавления деятельности на диаграмму деятельности можно открыть диалоговое окно спецификации ее свойств и определить дополнительные свойства деятельности, доступные на соответствующих вкладках (рис. 2).

Рис. 2. Диалоговое окно спецификации свойств деятельности

При этом для деятельности становятся доступными для выбора два стереотипа: Business Activity (Бизнес-деятельность) и Business Transaction (Бизнес-транзакция), которые имеют собственное графическое изображение (см. табл. 1). На вкладке Transitions ( Переходы ) окна спецификации свойств деятельности можно определять и редактировать переходы, которые входят и выходят из рассматриваемой деятельности. Последняя вкладка Swimlanes (Дорожки) служит для спецификации дорожки, на которую помещается рассматриваемая деятельность.

Хотя программа IBM Rational Rose позволяет определить свойства деятельности, доступные на вкладке Actions (Действия), следует помнить, что внутренние действия являются свойствами общего понятия состояния, а внутренняя деятельность служит именем собственно деятельности, помещаемой на диаграмму деятельности. Поэтому для деятельности во избежание недоразумений лучше оставить эту вкладку пустой.

Добавление перехода и редактирование его свойств

Добавление перехода на диаграмму деятельности полностью аналогично диаграмме состояний. А именно, для добавления перехода между двумя деятельностями нужно с помощью левой кнопки мыши нажать кнопку с изображением перехода на специальной панели инструментов, отпустить левую кнопку мыши, щелкнуть левой кнопкой мыши на изображении исходной деятельности на диаграмме и отпустить ее на изображении целевой деятельности. В результате этих действий на диаграмме появится изображение перехода, соединяющего две выбранных деятельности. Если в качестве одной из деятельностей является символ ветвления или соединения, то порядок добавления перехода сохраняется прежним.

Следует заметить, что при наличии в проекте законченной диаграммы состояний попытка добавить начальное состояние на диаграмму деятельности с помощью кнопки специальной панели инструментов окажется безуспешной. В этом случае программа IBM Rational Rose фиксирует наличие в модели начального состояния и не позволит добавить его с помощью соответствующей кнопки на разрабатываемые диаграммы состояний или деятельности. Решить данную проблему можно посредством перетаскивания с помощью мыши начального состояния из браузера проекта на любую из вновь разрабатываемых диаграмм.

После добавления перехода на диаграмму деятельности становятся доступными для редактирования его свойства в специальном диалоговом окне (рис. 3), которое можно открыть по двойному щелчку левой кнопкой мыши на изображении перехода.

Рис. 3. Диалоговое окно спецификации свойств перехода

При спецификации свойств переходов следует помнить, что все переходы на диаграмме деятельности является нетриггерными, т.е. не имеют имен событий. По этой причине поле ввода с именем Event (Событие) для всех переходов должно оставаться пустым. Но все переходы, выходящие из символов ветвления (решения), должны иметь сторожевые условия, которые специфицируются на вкладке Detail(Подробно) диалогового окна спецификации свойств перехода.

Окончательное построение диаграммы деятельности модели банкомата

Для завершения построения диаграммы деятельности рассматриваемого примера следует описанным выше способом добавить оставшиеся деятельности и переходы. С этой целью следует выполнить следующие действия:

1. Добавить деятельности с именами: Ввести ПИН-код, Выбрать тип транзакции, Ввести сумму, Получить справку о состоянии счета, Получить наличные, Получить чек, Получить карточку и финальное состояние.

2. Добавить символы ветвления (решения), расположив их между деятельностями с именами: Ввести ПИН-код и Выбрать тип транзакции, Выбрать тип транзакции и Ввести сумму, Ввести сумму и Получить справку о состоянии счета, Получить наличные и Получить чек, Получить чек и Получить карточку. При этом последний символ решения будет использоваться в качестве символа соединения.

3. Добавить переход, направленный от деятельности Ввести ПИН-код к символу решения.

4. Добавить переход со сторожевым условием: [ПИН-код верный], направленный от символа решения к деятельности Выбрать тип транзакции. Для задания сторожевого условия данного перехода следует ввести текст ПИН-код верный в поле ввода Guard Condition ( Сторожевое условие ) на вкладке Detail (Подробно) окна спецификации свойств данного перехода (рис. 4). При этом текст сторожевого условия следует вводить без скобок.

Рис. 4. Диалоговое окно спецификации свойств перехода при задании сторожевого условия

Для продолжения построения диаграммы деятельности следует выполнить следующие действия:

5. Добавить переход со сторожевым условием: [ПИН-код неверный], направленный от символа решения к символу соединения.

6. Добавить переход, направленный от деятельности Выбрать тип транзакции к символу решения.

7. Добавить переход со сторожевым условием: [выбор снятия суммы] , направленный от символа решения к деятельности Ввести сумму.

8. Добавить переход со сторожевым условием: [выбор получения справки], направленный от символа решения к деятельностиПолучить справку о состоянии счета.

9. Добавить переход, направленный от деятельности Ввести сумму к символу решения.

10. Добавить переход со сторожевым условием: [сумма не превышает кредит], направленный от символа решения к деятельностиПолучить наличные.

11. Добавить переход со сторожевым условием: [сумма превышает кредит], направленный от символа решения к символу соединения.

12. Добавить переход, направленный от деятельности Получить наличные к символу решения.

13. Добавить переход со сторожевым условием: [выбрана печать чека], направленный от символа решения к деятельности Получить чек.

14. Добавить переход со сторожевым условием: [печать чека не выбрана], направленный от символа решения к символу соединения.

15. Добавить переход, направленный от деятельности Получить чек к символу соединения.

16. Добавить переход, направленный от деятельности Получить справку о состоянии счета к символу соединения.

17. Добавить переход, направленный от символа соединения к деятельности Получить карточку.

18. Добавить переход, направленный от деятельности Получить карточку к финальному состоянию.

Построенная таким образом диаграмма деятельности будет иметь следующий вид (рис. 5).

Рис. 5. Окончательный вид диаграммы деятельности для модели банкомата

Следует заметить, что в разрабатываемой модели диаграмма деятельности не описывает ситуацию блокирования карточки при трижды неверно введенном ПИН-коде. Дополнить данную диаграмму деятельности, которая учитывает данное условие в форме проверки отдельного условия, предлагается читателям самостоятельно в качестве упражнения.

Следует помнить, что в среде IBM Rational Rose диаграмма деятельности не является необходимой для генерации программного кода. Поэтому разработку диаграмм этого типа, особенно в условиях дефицита времени, отпущенного на выполнение проекта, иногда опускают. В то же время следует отметить, что в проектах реинжиниринга и документирования бизнес-процессов диаграмма деятельности является основным средством визуализации бизнес-процессов в контексте языка UML.