Szoftverfejleszté s
Az UML modellezé s alapjai
Ké szítette: Angster Erzsé bet, 2003. június Munkaanyag, 0.5 verzió
1. Az UML koncepcioná lis modellje
Tartalomjegyzé k 1. Az UML koncepcionális modellje.......................................................................... 4 1.1. Modell, modellelem, né zet, diagram................................................................. 4 1.2. Az UML............................................................................................................ 6 1.3. Az UML é pítő kövei .......................................................................................... 7 1.4. Modellelemek ................................................................................................... 7 1.5. Kapcsolatok ...................................................................................................... 8 1.6. Diagramok ...................................................................................................... 10 1.7. Az UML modelljei.......................................................................................... 11 1.8. Az UML né zetei.............................................................................................. 12 1.9. Az UML á ltalá nos mechanizmusai ................................................................. 12 2. CASE eszköz – Enterprise Architect .................................................................. 14 2.1. A szoftver modellezé se CASE eszközzel ....................................................... 14 2.2. Enterprise Architect projekt ............................................................................ 14 2.3. Pojektfa, projektböngé sző ............................................................................... 16 2.4. Diagram .......................................................................................................... 18 2.5. Sablon ké szíté se.............................................................................................. 19 2.6. Eszköztá rak (Toolbars) ................................................................................... 20 3. Ü zleti folyamat diagram....................................................................................... 21 3.1. Az ü zleti folyamatdiagram szerepe a modellezé sben ..................................... 21 3.2. A diagram elemei............................................................................................ 21 4. Kö vetelmé nydiagram ........................................................................................... 26 4.1. Követelmé nymodell, követelmé nydiagram .................................................... 26 4.2. Követelmé ny................................................................................................... 26 4.3. Minta követelmé nydiagram ............................................................................ 27 4.4. A követelmé nyek megvaló sítá sa..................................................................... 27 5. Használati-eset diagram....................................................................................... 28 5.1. Aktor (szereplő ) .............................................................................................. 28 5.2. Haszná lati eset ................................................................................................ 29 5.3. Kapcsolatok .................................................................................................... 30 5.4. HE diagram ..................................................................................................... 33 5.5. HE modell ....................................................................................................... 35 5.6. Mi a jó haszná lati eset?................................................................................... 35 5.7. A haszná lati eset dokumentá ció ja................................................................... 36 5.8. A haszná lati eset megvaló sítá sa...................................................................... 38 6. Osztálydiagram..................................................................................................... 39 6.1. Diagramelemek ............................................................................................... 39 7. Interakciódiagramok............................................................................................ 42 7.1. Ké tfé le interakció diagram............................................................................... 42 7.2. Szekvenciadiagram ......................................................................................... 42 7.3. Együ ttműködé si diagram ................................................................................ 47 8. Á llapot-átmeneti diagram .................................................................................... 48 8.1. Az á llapot-á tmeneti diagram szerepe a modellezé sben .................................. 48 8.2. Á llapot ............................................................................................................ 48 8.3. Á llapot-á tmenet .............................................................................................. 49 8.4. Tevé kenysé gek az adott á llapotban................................................................. 51 8.5. Egymá sba á gyazott á llapotok ......................................................................... 53 8.6. Kapcsolat a forrá skó ddal................................................................................. 54 9. Aktivitásdiagram .................................................................................................. 57 9.1. Az aktivitá sdiagram szerepe a modellezé sben................................................ 57 9.2. Minta diagramok ............................................................................................. 57 9.3. A diagram modellelemei................................................................................. 59 9.4. Esemé nyek (kü ldő é s fogadott)....................................................................... 62 9.5. Á llapot- vagy aktivitá sdiagram? ..................................................................... 63 9.6. Ü zleti folyamat modellezé s............................................................................. 63
1
2 10. Komponens diagram ............................................................................................ 64 10.1. A komponensdiagram szerepe a modellezé sben ....................................... 64 10.2. A diagram elemei....................................................................................... 64 10.3. Minta diagram............................................................................................ 65 11. Telepíté si diagram ................................................................................................ 66 11.1. A telepíté si diagram szerepe a modellezé sben .......................................... 66 11.2. A diagram elemei....................................................................................... 66 11.3. Minta diagramok........................................................................................ 66
Ebben a ré szben a pé ldá kat lé nyegé ben a következő esettanulmá nyokbó l merítjü k:
KissDraw – Rajzoló program A KissDraw egy rajzoló program, mely segítsé gé vel kü lönböző színű síkidomok (egyenes, té glalap, ellipszis) é s szabadké zi rajzok tehető k egy "rajzlapra". A rajzlap há tté rszíne megadható . Az egyes síkidomok kijelölhető k é s törölhető k. A rajzlapokat lemezre lehet menteni. Mikro – Egyperces mikrohullámú sü tő Egy egyszerű mikrohullá mú sü tő t kell modellezni. A sü tő nek csak lé gkeveré ses fő zé si ü zemmó dja van. A vezé rlő panelen há rom gomb talá lható : a Perc plusz, Töröl é s Ajtó . Fő zé s csak csukott ajtó mellett törté nhet. Ha nyitva van az ajtó , illetve a fő zé s ideje alatt a sü tő ben é g egy kis lá mpa. Szerviz Szervizü nk szá mos ü gyfé llel á ll kapcsolatban. Az ü gyfeleink a szerviz telephelyé re behozzá k a javítá sra vagy karbantartá sra vá ró gé pkocsikat. Az ü gyinté ző nk rögzíti az ü gyfé l, valamint a gé pkocsi adatait, feljegyzi az elvé gzendő tevé kenysé geket (ez egy vagy több szabad szöveges leírá s), valamint a vá llalá si hatá ridő t – a hatá ridő t az ü gyinté ző szakmai tapasztalata alapjá n becsli meg. A szerviz belső működé sé t nem követi a program, kivé ve a beé pített alkatré szek illetve az elvé gzett tevé kenysé gek é s a hozzá juk tartozó rezsi ó rá k regisztrá lá sá t. A javítá s elké szü lte utá n az ü gyinté ző á tadja az autó t a megrendelő nek, s szá mlá t nyomtat a program. A szá mlá n szerepelnek a beé pített alkatré szek, illetve az összes rá fordított munkaidő az eladá si á ron kiszá mlá zva. Az alkalmazá st fel kell arra ké szíteni, hogy aká r az ü gyfé l neve, aká r a gé pkocsi rendszá ma alapjá n vissza tudjon keresni. Egy ü gyfé lhez aká r több gé pkocsi is tartozhat. Az ü gyfé l szemé lyes adatain (né v, cím, telefon, mail) túl kezelni kell a szá mlá zá si né vre, címre vonatkozó adatokat is. A szerviz-dolgozó szá má ra az alkalmazá s ki tudja listá zni az elvá llat javítá sokat. Megadhatja, hogy az egyes autó khoz milyen alkatré szt haszná lt fel, illetve té nylegesen mennyit dolgozott a javítá ssal. Leké rdezheti az illető autó törté neté t: mikor, milyen javítá sokat vé geztek, milyen alkatré szeket é pítettek be. Az alkalmazá s legyen ké pes papír alapú ü dvözlő levelet, illetve mailt is kü ldeni az ü gyfeleknek. A program ké pes bizonyos vezető i informá ció k elő á llítá sá ra is.
1. Az UML koncepcioná lis modellje
TanLev – Tanári levelező program Egy olyan szoftvert kell ké szíteni, mely ¨ informá ció t ad a Gá bor Dé nes Fő iskola (GDF) kihelyezett központjairó l, a fő iskola tantá rgyairó l, azok tantá rgyfelelő seirő l é s a tantá rgyakat tanító taná rokró l; ¨ a tantá rgyfelelő sök leveleket (informá ció t, é rtesíté st, figyelmezteté st) kü ldhetnek a taná roknak é s a központoknak, mely leveleket megtekinté s cé ljá bó l vissza is lehet keresni. Az esettanulmá nyok fejlesztő i é s felhaszná ló i dokumentá ció i a mellé kletben megtalá lható k (majd). Ingatlankö zvetítő A szoftver segítsé gé vel lakossá gi ingatlanok (telkek, csalá di há zak, laká sok) eladá sá t, illetve bé rbeadá sá t szeretné nk közvetíteni. Ipari ingatlanokkal nem foglalkozunk. A rendszer tá rolja a hirdető szemé ly (tulajdonos vagy ü gynök) á ltal kíná lt ingatlan adatait. Az egyes ingatlanró l azokat az adatokat szeretné nk jegyezni, amelyekre az ingatlant kereső kívá ncsi lehet. Az egyes ingatlanokró l ké pek is tá rolható k. Az ingatlant a rendszerben mó dosítani is lehet, illetve ki is lehet törölni. A szoftver legyen alkalmas szerző dé sek megköté sé re é s tá rolá sá ra is. A rendszernek gondoskodnia kell az adatok idő szakos archívá lá sá ró l, illetve az archív adatok visszakeresé sé rő l. A kereső szemé lyeket a rendszer nem tá rolja. Az ingatlanokbó l a kereső sajá t szempontjai szerint vá logathat, tá voli elé ré ssel, webes feü leten. A kivá lasztott ingatlanok bizonyos adatairó l nyomtatott listá t lehet ké szíteni. A kivá lasztott ingatlanok megtekinté se vé gett be kell fá radni az irodá ba.
3
4
1.
Az UML koncepcionális modellje
Ebben a fejezetben röviden ismertetjü k a modell é s né zet fogalmá t á ltalá ban, é s az UML-ben. Ezutá n rendszerezzü k az UML é pítő köveit: a modellelemeket, az azok közötti kapcsolatokat é s a diagramokat. A fejezet cé lja, hogy elő segítse a modellezé sben é s az UML diagramokban való eligazodá s ké szsé gé t, é s egy alapot adjon a könyv tová bbi fejezetinek haszná latá hoz. A fejezet olyan é rtelemben referencia jellegű, hogy felsorolja a könyv á ltal haszná lt UML diagramokat. E felsorolá s azonban korá nt sem teljes – az UML teljes leírá sa az OMG Unified Modeling Language Specification dokumentumban talá lható . A diagramokró l é s az azokat jellemző modellelemekrő l kü lön fejezetek szó lnak majd. A modellekkel é s né zetekkel A fejleszté s módszertana ré sz foglalkozik ré szletesen.
1.1.
Modell, modellelem, né zet, diagram
Egy bonyolult rendszert teljes egé szé ben é s ré szletessé gé ben lehetetlen egyszerre lá tni, é rteni, illetve leírni. A rendszer megé rté sé hez é s dokumentá lá sá hoz a rendszert né zetekre é s ré szekre (csoportokra) szé t kell szedni, é s az így elkü lönített dolgokat kü lönböző absztrakció s szinteken kü lön-kü lön kell modellezni, leírni. Ré szletké rdé s, hogy a bontá st mivel kezdjü k: a né zeteken é s csoportokon belü l adjuk meg az absztrakció s szinteket; vagy az absztrakció s szinteken belü l adjuk meg a kü lönböző né zeteket é s csoportokat. A modell é s né zet fogalmá nak tisztá zá sá hoz egy klasszikus pé ldá t fogunk haszná lni, a há zat. A há z kiné zeté nek é s működé sé nek megé rté sé hez a há zat modellezni szoktá k. A teljes rendszer a há z, ennek modelljei pé ldá ul: ¨ Engedé lyezé si tervdokumentá ció . Modellelemek: fal, ajtó , tető stb. ¨ Kivitelezé si tervdokumentá ció . Modellelemek: fal, ajtó , tető stb, de itt sokkal ré szletesebben; valamint a ré szletezé shez szü ksé ges tová bbi elemek, mint gá zcső , villanyvezeté k, központi porszívó stb. A fenti modellek (itt speciá lis tervek) túl bonyolultak ahhoz, hogy azokon minden informá ció egyszerre szerepelhessen. A terveket kü lönböző né zetekben kell megvilá gítani. Egy há ztervnek szá mos né zete lehetsé ges: lá tvá nyterv, alaprajzok, statikai terv, villamos terv stb. A modellek diagramokbó l é s leírá sokbó l á llnak. A ké t há zterv diagramjai: Dé li homlokzat, Pince alaprajza, Földszinti alaprajz, stb., leírá sai az é píté szeti leírá s, műszaki leírá s, statisztikai igazoló szá mítá sok, tervező i nyilatkozat stb. Modell: A modell egy rendszer (bonyolult problé ma vagy szerkezet) absztrakció ja, amely a megé rté st é s a kezelhető sé get cé lozza. A modell az adott rendszert egy bizonyos absztrakció s szinten teljes mé rté kben leírja. Né zet: A rendszernek lehetnek né zetei. Az egyes né zetek a rendszert má s-má s szemszögbő l vilá gítjá k meg, má s-má s oldalró l mutatjá k.
5
1. Az UML koncepcioná lis modellje
A modell é s a né zet a rendszer egymá stó l fü ggetlen megközelíté sei. Modellelem: A modell alkotó elemei a modellelemek. Minden egyes modellelemnek má s a cé lja, jelölé se, é s má s-má s szabá lyok vonatkoznak rá . A modellelem tulajdonsá gai: - A modellelemek csoportosítható k. A modellelemek csoportjait csomagnak (package) nevezzü k. A né zet a modell legfelső szintű csoportja. - A modellelem a modellben egyé rtelműen azonosítható . A modellelemek csomagneveikkel minő síthető k. - A modellelemnek lehet szereotípusa (fajtá ja) é s lehetnek tulajdonsá gai. - A modellelemek között kapcsolatok definiá lható k. Diagram: A diagramokat modellelemek é s az azok közötti kapcsolatok alkotjá k. Egy diagramra bá rmely modellelem rá tehető , é s egy modellelem több diagramon is szerepelhet. Ha egy modellelemet megszü ntetü nk, akkor az az összes diagramró l eltűnik. Ké t modellelem közötti kapcsolat nem felté tlenü l lá tszik egy diagramon. Egy modell tartalmazhat diagramokat, leírá sokat, é s bá rmit, ami a megé rté st elő segíti. Megjegyzé s: A Magyar É rtelmező Szó tá r szerint a tudomá nyban „a modell valamely jelensé g, rendszer jellemző it, összefü ggé seit kifejező , á brá zoló , jelké pező logikai formula.”
Diagram1 Modellelem1 Modellelem2
Diagram2
Modell Csomag1 (Né zet1) Modellelem1 Modellelem2 Modellelem3
Modellelem2
Csomag2 (Né zet2) Csomag21 Modellelem4
Modellelem6
Csomag22 Modellelem5 Modellelem6
Modellelem4
Diagram3 Modellelem6
Modell, modellelem, né zet, diagram
6 A modell né zetei, avagy a né zet modelljei? A rendszer egy modelljé nek lehetnek kü lönböző né zetei. A há z eseté ben az Engedé lyezé si „modell” pé ldá ul tartalmaz egy nagyvonalústatikai „né zetet” – ez csak az ún. architekturá lisan fontos szá mítá sokat tartalmazza. De a Kivitelezé si „modell” is tartalmaz statikai „né zetet”, ami má r egé szen pontos szá mítá sokat tartalmaz. Ha valaki csak a há z statiká já ra kivá ncsi, akkor nyugodtan be lehet sorolni a statikai „né zet” alá a ké t modellt, azok megfelelő ré szeit. A mellé kelt á brá n az első megoldá st vá lasztottuk. Az á bra jobb oldalá n egyetlen modell lá tható . A modellnek 6 eleme van, csomagokba osztva. A legfelső szinten 2 csomag van, a má sodik csomagnak ké t alcsomagja van. A diagramokra a modell elemeibő l vá logattunk: a Modellelem2 ké t diagramon is szerepel (Diagram1 é s Diagram2), a Modellelem5 nem szerepel egyetlen diagramon sem. A szaggatott nyíl fü ggő sé get jelent: A diagram megfelelő eleme a modellben nyilvá ntartott elemtő l fü gg: ha a modellben megszü ntetjü k a modellelemet, akkor az az összes olyan diagramró l eltűnik, amely ő t mutatja.
1.2.
Az UML
Az UML (Unified Modeling Language, Egysé gesített Modellező Nyelv) egy grafikus modellező nyelv a szoftverrendszer kü lönböző né zeteinek modellezé sé re. Segítsé gé vel tervezni é s dokumentá lni tudjuk a szoftvereket. Az UML-ben modellek é s diagramok adható k meg, kü lönböző né zetekben. Az UML „csak” egy jelölé srendszer, amely fü ggetlen a szoftverfejleszté si mó dszertő l. Az UML nem írja elő , hogy az egyes modelleket, illetve diagramokat mily mó don é s milyen sorrendben á llítjuk elő . Megjegyzé s: Az OMG (Object Modeling Group) definíció ja szerint: "Az egysé gesített modellező nyelv (UML) egy grafikus nyelv egy szoftver-intenzív rendszer termé keinek megjeleníté sé re, specifiká lá sá ra, felé píté sé re é s dokumentá lá sá ra. Az UML szabvá nyos lehető sé geket kíná l a rendszer felvá zolá sá hoz, beleé rtve a fogalmi dolgokat, mint ü zleti modellezé s é s rendszerfunkció k, valamint a konkré t dolgokat, mint programnyelvi utasítá sok, adatbá zis sé má k é s újrafelhaszná lható szoftverkomponensek." Az UML a jelölé seknek gazdag vá laszté ká t kíná lja, mely segítsé gé vel a szoftverfejleszté s összes fá zisa modellezhető . Az UML a kiterjeszté si mechanizmusok (pl. sztereotípusok) segítsé gé vel egyé ni jelölé sek s azok szemantiká já nak bevezeté sé t is tá mogatja, hogy minden segítsé get megadjon a szoftverfejlesztő knek ahhoz, hogy könnyedé n modellezhessé k az aká r egyé ni vagy kü lönleges rendszereket is. Ebben a könyvben modell, illetve diagram alatt első sorban UML modellt, illetve UML diagramot é rtü nk.
7
1. Az UML koncepcioná lis modellje
1.3.
Az UML é pítő kö vei
Az UML é pítő köveinek rendszerezé sé t a következő hierarchia mutatja (a teljessé g igé nye né lkü l): Modellelemek
Statikus dolgok
Dinamikus dolgok
Csoportosító dolgok Kommentá ló dolgok Kapcsolatok
Fü ggő sé g (dependency) Tá rsítá s (association)
Diagramok
Á ltalá nosítá s (generalization) Megvaló sítá s (realization) Struktúramodellezé s
Viselkedé smodellezé s
1.4.
Aktor (actor) Haszná lati eset (use case) Osztá ly (class) Aktív osztá ly (active class) Tá bla (table) Objektum (object) Interfé sz (interface) Komponens (component) Együ ttműködé s (collaboration) Csomó pont (node) Aktivitá s (activity) Kölcsönhatá s (interaction) Á llapot (state) Á llapot-á tmenet (state transition) Folyamat (process) Esemé ny kü ldé se (send) Esemé ny fogadá sa (receive) Informá ció (information) Dönté s (decision) Csomag (package) Alrendszer (subsystem) Megjegyzé s (remark)
Ismeretsé g (acquaintance) Tartalmazá s (aggregation), gyenge vagy erő s.
Osztá lydiagram (class diagram) Objektumdiagram (object diagram) Komponensdiagram (component diagram) Telepíté si diagram (deployment diagram) Haszná latieset diagram (use case diagram) Szekvencia diagram (sequence diagram) Együ ttműködé si diagram (collaboration diagram) Á llapotdiagram (state chart diagram) Aktivitá sdiagram (activity diagram)
Modellelemek
A modellelemeket ré szletesen mindig anná l az UML diagramná l tá rgyaljuk majd, amelyre az leginká bb jellemző . Statikus dolgok Az UML strukturá lis elemei a rendszer nyugalmi á llapotá ra jellemző k, é s a rendszer struktúrá já t írjá k le. Ezek az elemek á ltalá ban a rendszer leírá sakor haszná lt fő nevek. Strukturá lis elemek pé ldá ul a következő k:
8 Aktor:
Haszná lati eset:
Osztá ly:
Objektum:
Komponens:
Csomópont:
Motor :Motor Fő zé s Használó
-
bekapcs olva: boolean
+ + +
bekapcs ol() : void kikapcs ol() : void is Bekapcs olva() : boolean
«executable» Mikro.jar
PC
Dinamikus dolgok Az UML viselkedé si elemei dinamikus dolgok, a rendszer mozgá sá nak, vá ltozá sainak bemutatá sá ra alkalmasak. Ezek az elemek á ltalá ban a rendszer leírá sakor haszná lt igé k. Viselkedé si elem pé ldá ul az aktivitá s vagy az objektum egy á llapota: Aktivitá s:
Á llapot: bekapcsolva
Kinyitja az ajtót
+
Do Action / berreg
Csoportosító dolgok Az UML csoportosító elemei a dolgok csoportosítá sá ra, rendszerezé sé re való . Csomag (package): A modellelemek csoportja. A modellelem a modellben egyé rtelműen azonosítható . A modellelemek csomagneveikkel minő síthető k. A diagramok csomagokat is tartalmazhatnak. A diagramon levő csomag a modell egy csomó pontjá nak felel meg. A né zet a modell legfelső szintű csoportja. Csomag: GUI
Kommentáló dolgok Megjegyzé s (remark): Az UML-ben bá rmely diagramon elhelyezhető megjegyzé s. bekapcsolva +
1.5.
Do Action / berreg
A Motor objektum á llapota.
Kapcsolatok
A modellelemek között kapcsolatok definiá lható k. Az itt megadott kapcsolatok szinte minden egyes diagramon haszná lható k.
9
1. Az UML koncepcioná lis modellje
Fü ggő sé g (dependency) Logikai kapcsolat. Ké t dolog között fü ggő sé gi kapcsolat van, ha az egyik (fü ggetlen) dolog vá ltozá sa maga utá n vonja a má sik, (fü ggő ) dolog vá ltozá sá t. A fü ggő sé g fajtá i: ¨ ¨ ¨ ¨
Finomítá s vagy ré szletezé s (refinement) Nyomköveté s (trace) Tartalmazá s (include) Kiterjeszté s (extend)
Az UML-ben a fü ggő sé gi kapcsolatot szaggatott nyíllal jelöljü k, ahol a nyíl irá nya jelzi a fü ggő sé g irá nyá t. A mutatott dolog fü gg a mutató dologtó l. A fü ggé s lehet ké tirá nyú is. A nyíl tartalmazhat címké t, amely leírja a fü ggő sé g típusá t. Elvileg bá rmely ké t dolog között lehet fü ggő sé gi kapcsolat.
Pé ldá ul: Objektum fü gg az osztá lyá tó l, egyik csomag fü gg egy má sik csomagtó l, egyik komponens fü gg egy má sik komponenstő l (á bra): «library» JRE 1.4 vagy >
«executable» Mikro.jar
Társítás (association) Elemek közötti közötti srukturá lis kapcsolat. A tá rsítá si kapcsolat fajtá i: ¨ Ismeretsé g (acquaintance) ¨ Tartalmazá s (aggregation). Gyenge é s erő s tartalmazá s. Az UML-ben a tá sítá si kapcsolatot folytonos nyíllal jelöljü k, ahol a nyíl irá nya jelzi a kapcsolat irá nyá t. Ha a nyíl hegyé t nem tesszü k ki, akkor a kapcsolat ké tirá nyú. A tartalmazá si kapcsolatot a nyíl elejé n egy tömör (erő s tartalmazá s) vagy ü res (gyenge tartalmazá s) rombusz jelzi.
Pé ldá ul: Motor -
bekapcsolva: boolean
+ + +
bekapcsol() : void kikapcsol() : void isBekapcsolva() : boolean
Ha ng +berreg
+ + + +
Hang(String) : void lejatszik() : void szol() : void elhallgat() : void
Á ltalánosítás (generalization) Má s elnevezé sek: Specializá ció (specialization), Ö röklé s (inheritance)
10 Osztá lyszerű elemek közötti strukturá lis kapcsolat. Á ltalá nosítá si kapcsolat lehet pé ldá ul osztá lyok, aktorok, vagy haszná lati esetek között. Az UML-ben az á ltalá nosítá si kapcsolatot folytonos, telt vé gű nyíllal jelöljü k, ahol a nyíl irá nya jelzi az á ltalá nosítá s irá nyá t.
Pé ldá ul: Kijelzo + +
JLabel
Kijelzo() setText(String) : void
Megvalósítás (realization) A megvaló sítá si kapcsolatban egy dolog megvaló sít (realizá lja, implementá lja) egy má sik dolgot. Logikai kapcsolat, mely az á ltalá nosítá s é s fü ggő sé g egy keveré ke. A kapcsolat csak osztá lyszerű elemek között lehetsé ges. Megvaló sítá si kapcsolat a következő dolgok között lehet pé ldá ul: ¨ ¨ ¨ ¨
Interfé sz é s osztá ly (az osztá ly megvaló sítja az interfé szt) Osztá ly é s komponens (a komponens megvaló sítja az osztá lyt) Folyamat é s haszná lati eset (a haszná lati eset megvaló sítja a folyamatot) Haszná lati eset é s együ ttműködé s (az együ ttműködé s megvaló sítja a haszná lati esetet)
Az UML-ben a megvaló sítá si kapcsolatot szaggatott telt vé gű (öröklé si) nyíllal jelöljü k, ahol a nyíl irá nya jelzi a megvaló sítá s (fü ggő sé g) irá nyá t.
1.6.
Diagramok
A könyben 11 fé le diagramot tá rgyalunk, az UML modellek ezeket a diagramokat tartalmazhatjá k (lá sd á bra). Az UML diagramokat a modellezé s fajtá ja szerint há rom csoportba oszhatjuk: Struktúramodellezé s (a rendszer struktúrá já t á brá zoló diagramok): ¨ Osztálydiagram (class diagram): Megadja a rendszer osztá lyait, é s az azok közötti tá rsítá si é s öröklé si kapcsolatokat. Az adatbá zisdiagram (database diagram) egy speciá lis osztá lydiagram, amely megadja a rendszer perzisztens adatainak szerkezeté t. ¨ Objektumdiagram (object diagram): Megadja a rendszer objektumait, é s az azok közötti kapcsolatokat. Az osztá lydiagram egy „pillanatfelvé tele”. ¨ Komponensdiagram (component diagram): Megadja a szoftver fizikai felé píté sé t, vagyis azt, hogy a tervezé si elemek szoftver elemekre való leké pezé sé t. ¨ Telepíté si diagram (deployment diagram): Megadja, hogy milyen szoftver elemeket milyen hardverre telepítü nk. Viselkedé smodellezé s (a rendszer viselkedé sé t á brá zoló diagramok): ¨ Használatieset diagram (use case diagram). Megadja, hogy a felhaszná ló mire tudja haszná lni a rendszert. Aktorokat, haszná lati eseteket é s azok kapcsolatait á brá zoló diagram. Funkcioná lis követelmé nyeket á brá zoló diagram.
11
1. Az UML koncepcioná lis modellje
¨ Szekvenciadiagram (sequence diagram): Aktorokat, objektumokat é s az azok közötti kapcsolatokat, kölcsönhatá sokat (ü zeneteket) á brá zoló diagram. A szekvenciadiagramot é s az együ ttműködé si diagramot együ ttesen interakció diagramoknak nevezzü k. A szekvenciadiagram olyan interakció diagram, mely az idő múlá sá ra helyezi a hangsúlyt. ¨ Együttműködé si diagram (collaboration diagram): Megadja a rendszer objektumait, az azok közötti kapcsolatokat é s ü zeneteket. Az együ ttműködé si diagram az osztá lydiagram egy „pillanatfelvé tele”. Az együ ttműködé si diagram a szekvenciadiagram egy má s formá ja – olyan interakció diagram, mely az objektumok közötti kapcsolatra helyezi a hangsúlyt. ¨ Á llapotdiagram (state diagram): Egy adott osztá ly vagy alrendszer á llapotvá ltozá sait írja le. ¨ Aktivitásdiagram (activity diagram): Leír egy folyamatot (tevé kenysé gek egymá sutá njá t). Az ü zleti folyamat diagram egy speciá lis aktivitá sdiagram, mely leírja a rendszert körü lvevő folyamatokat, illetve azt a környezetet, amelybe a rendszert el kell helyezni.
Haszná latiesetdiagramok Telepíté si diagramok
UML modell diagramjai
Komponensdiagramok Aktivitá s diagramok
Á llapot diagramok
Együ ttműködé si diagramok
Osztá lydiagramok Objektumdiagramok Szekvenciadiagramok
UML diagramok
Minden egyes diagramnak má s a cé lja, azok a rendszert má s-má s szempontbó l vilá gítjá k meg. Elvileg bá rmelyik modellhez bá rmelyik diagram felhaszná lható . Az egyes diagramokat a következő fejezetek egyenké nt fogjá k tá rgyalni az ő t alkotó jellegzetes modellelemekkel együ tt.
1.7.
Az UML modelljei
UML modellnek nevezzü k az UML jelölé srendszeré vel megadott modellt. Az UML modell elemeit UML dolgoknak is mondjá k. Az UML diagramokat UML dolgok é s az azok közötti kapcsolatok alkotjá k. Az UML diagram is UML dolog. Az UML modelljei a következő k: ¨ Ü zleti modell: Bemutatja a rendszer ü zleti folyamatait. ¨ Kö vetelmé nymodell: Megadja a rendszerrel szemben tá masztott követelmé nyeket. Megadja, hogy a rendszert mire akarjá k majd haszná lni (funkcioná lis követelmé nyek), é s hogy milyen egyé b felté teleknek kell tell teljesü lniü k (nemfunkcioná lis követelmé nyek). ¨ Tervezé si modell: Megoldá si útmutató . ¨ Implementációs modell: Kivitelezé si útmutató . ¨ Teszt modell: A rendszer működé sé nek kipró bá lá sá ra vonatkozó útmutató .
12
1.8.
Az UML né zetei
Logikai né zet
Komponens né zet
Követelmé ny né zet vagy Haszná latieset né zet Folyamat né zet
Telepíté si né zet
Az UML né zetei
A modell né zetei a modell legfelső szintű csomagjai. Az UML á ltal definiá lt né zetek a következő k: ¨ Kö vetelmé ny né zet (Requirements View) vagy Használatieset né zet (Use Case View): A rendszer modellezé se a felhaszná ló , megrendelő szemszögé bő l. E né zet segítsé gé vel megfogalmazható k a rendszerrel szemben tá masztott felhaszná ló i követelmé nyek. Megadható , hogy kik é s mire akarjá k haszná lni a rendszert. Itt írjuk le a projekt funkcioná lis é s nemfunkcioná lis követelmé nyeit. Ez a né zet a fejleszté s kezdeti fá zisaiban lé nyegé ben kialakul, é s vé gigkísé ri a teljes fejleszté st. ¨ Dinamikus né zet (Dynamic View) vagy Folyamat né zet (Process View): A rendszer működé sé t, folyamatá t, dinamiká já t á brá zolja. Első sorban interakció , aktivitá s é s á llapotdiagramokat tartalmaz. ¨ Logikai né zet (Logical View) vagy Tervezé si né zet (Design View): Ebben a né zetben adjuk meg a szakterü leti modellt é s a ré szletes osztá lymodellt. Itt adjuk meg a felhaszná ló i interfé sz, az adatbá zis é s az alkalmazá slogika osztá lyait, szü ksé g szerint csomagokba sorolva. Ez a programterv lé nyegi ré sze, ez alapjá n törté nik a kó dolá s, illetve a kó dgenerá lá s. ¨ Komponens né zet (Component View) vagy Implementációs né zet (Implementation View): A rendszert alkotó fizikai komponensek, szoftverelemek modellezé se. Itt adható meg a logikai né zet osztá lyainak forrá skomponensekhez való hozzá rendelé se, valamint a forrá skó dok hozzá rendelé se futtatható komponensekhez. Az implementá ció s né zet a rendszer á llomá nyait modellezi. A né zet jellemző diagramja a komponensdiagram. ¨ Telepíté si né zet (Deployment View): A rendszer topoló giá já nak modellezé se. Leírja a rendszer szoftver elemeinek a hardver elemekhez való rendelé sé t. Itt adható meg, hogy milyen szá mító gé pen milyen szoftver fut. A né zet jellemző diagramja a telepíté si diagram.
1.9.
Az UML általános mechanizmusai
(Mé g hiá nyos) Az UML á ltalá nos mechanizmusai mintá kat adnak arra vonatkozó an, hogy hogyan lehet az egyes é pítő köveket bő vebb ismeretekkel felruhá zni, szemantiká jukat bő víteni. Az á ltalá nos mechanizmusok haszná latá val lehető sé g nyílik sajá tos felhaszná ló i é pítő kövek lé trehozá sá ra. Specifikációk (specifications) A dolgok szöveges leírá sa. Az UML-ben minden egyes dologhoz tartozik egy specifiká ció , melyben leírható a dolog szintakszisa, illetve szemantiká ja.
13
1. Az UML koncepcioná lis modellje
Dekorációk (adornments) A dolog grafikus reprezentá ció ja alapé rtelmezé sben csak a leglé nyegesebb jelölé seket tartalmazza. A dekorá ció alkalmas ré szletek, kiegé szíté sek megadá sá ra. Pé ldá ul: ¨ Lá tható sá gok: + - # ¨ Absztrakt osztá ly: ferde szedé s Á ltalános felosztások (common divisions) Osztály-objektum A dolgok között vannak osztá lyszerű elemek, é s vannak pé ldá nyszerű elemek. Az osztá ly egy absztrakció (leírá s, minta), az objektum (pé ldá ny) pedig az absztrakció egy konkré t megnyilvá nulá sa. A ké t dolog jelölé se abban kü lönbözik, hogy az objektumot alá húzzuk. Pé ldá ul: Osztá ly Haszná lati eset Osztá lyok közötti kapcsolat Csomó pont Komponens
Objektum Forgató könyv Objektumok közötti kapcsolat Csomó pont pé ldá ny Komponens pé ldá ny
Interfé sz-megvalósítás A dolgok között vannak interfé sz-szerű elemek é s azok megvaló sítá sai (implementá ció i). Pé ldá ul: Interfé sz Ü zenet Haszná lati eset
Osztá ly Metó dus Együ ttműködé s
Kiterjeszté si mechanizmusok (extension mechanism) Sztereotípus (stereotype) Dolgok köré nek bő víté se. Mivel az UML nem ké pes a vilá g összes bonyolult rendszeré nek modellezé sé re. A sztereotípus segítsé gé vel azz UML elemei bő víthető k. Megjelö lt é rté kek (tagged values) Megkö té sek (constraints) A dolgok szemantiká já nak bő víté se. Á ltalá nos kiterjeszté si mechanizmusok: ¨ Megszorítá sok é s megjegyzé sek ¨ Elemek tulajdonsá gai ¨ Sztereotípusok
14
2.
CASE eszkö z – Enterprise Architect
Egy szoftverfejlesztő CASE eszköz segítsé gé vel a szoftvert modellezni tudjuk. Ez a fejezet az Enterprise Architect (rövidítve: EA) alapfokúhaszná latá t é s legfontosabb elemeit tá rgyalja. Bemutatjuk a ké pernyő felé píté sé t, a modellelemek tá rolá sá nak filozó fiá já t é s a legfontosabb technikai lehető sé geket. Az egyes modellelemeket nem itt mutatjuk be ré szletesen – a CASE eszközt a könyvben vé gig haszná lni fogjuk, a kü lönböző lehető sé geket a megfelelő ré szekben tá rgyaljuk.
2.1.
A szoftver modellezé se CASE eszkö zzel
Egy szoftverfejlesztő CASE eszköz cé lja: Szoftver modellezé se annak elké szíté se, dokumentá lá sa é s tová bbfejleszté se cé ljá bó l. Egy szoftverfejlsztő CASE eszköz elvá rható tulajdonsá gai ¨ ¨ ¨ ¨ ¨ ¨ ¨ ¨ ¨
Modellezé s több absztrakció s szinten, több né zetben Modellelemek közös tá rhá za (repository) Rajzolá s Navigá ció , á tjá rható sá g Többfelhaszná ló s tá mogatá s Kó dgenerá lá s é s kó dvisszafejté s Má s eszközökkel való együ ttműködé s Má s modellek exportá lá sa, importá lá sa Dokumentá ció ké szíté s
Az Enterprise Architect egy szoftverfejlesztő CASE eszköz, melyet a Sparx Systems fejlesztett ki (http://www.sparxsystems.com.au).
2.2.
Enterprise Architect projekt
A projekt a modellezé s fizikai egysé ge. Projektet á ltalá ban egy adott szoftver fejleszté sé hez alakítunk ki é s haszná lunk. Az Enterprise Architect egyszerre csak egy projektet ké pes kezelni. Az EA a projektet egy EAP kiterjeszté sű fá jlban tá rolja (Enterprise Architect Project).
2. CASE eszkö z – Enterprise Architect
Projekt betölté se
A betöltendő projekt kivá lasztható a lemezen való böngé szé ssel (Project to open...), de újranyitható valamelyik legutoljá ra betöltött projekt is (Recently Opened Projects). Projekt lé trehozása Az EA-ban új projektet (New Project) egy ré gi projekt má solá sá val hozhatunk lé tre. A má solandó projekt (minta, sablon) a modell projekt (Model Project).
A ké pernyő felé píté se Az Enterprise Architect ké pernyő je a következő fő ré szekbő l á ll (lá sd á bra): ¨ Fő menü (Main menu). Elemei a szoká sosak: File, Edit, View, Diagram stb. ¨ Eszköztá rak (Toolbars). Itt talá lható k csoportosítva a fő menü fontosabb elemei. Az eszköztá r csoportjait kü lön pont tá rgyalja majd. ¨ Projektböngé sző (Project browser): A projektböngé sző ben a projektfa elemeit böngé szhetjü k. A projektböngé sző vel a következő pont foglalkozik. ¨ Tulajdonsá gok (Properties): Itt jelennek meg a projektböngé sző ben vagy a diagramterü leten legutoljá ra kijelölt elem legfontosabb tulajdonsá gai, több fü lre elosztva. Tulajdonsá gok pé ldá ul:
15
16 né v (Name), lá tható sá g (Scope), típus (Type), sztereotípus (StereoType), bonyolultsá g (Complexity), verzió (Version), az elem szerző je (Author), megjegyzé s (Notes) stb. ¨ Diagramterü let (Diagram area): Ez az alkalmazá s fő munkaterü lete, a ké pernyő közepé n helyezkedik el. Itt jelenik meg a projektfá n legutoljá ra kijelölt diagram. Egyszerre csak egy diagram lá tható , illetve szerkeszthető . Egy diagramra bá rmely projektelem rá tehető . ¨ UML eszköztá r (UML toolbar): A ké pernyő bal odalá n helyezkedik el. Itt vannak a modellelemek, melyek a rá tehető k az aktuá lis diagramterü letre. A modellelemek csoportosítva vannak: egy adott diagramra jellemző modellelemek egy csoportban vannak.
Projektböngé sző Fő menü
Eszköztá rak
Diagramterü let
UML eszköztá r
Tová bbi eszköztá rak
Tulajdonsá gok
Az Enterprise Architect ké pernyő felé píté se
2.3.
Pojektfa, projektbö ngé sző
Az EA projekt legfelső szinten né zeteket tartalmaz. Ezek a né zetek lehetnek lehetnek egyetlen modell né zetei, de a né zetek alá nyugodtan betehetü nk kü lönböző modelleket is. A modellelemek az egé sz projektben egyé rtelműen azonosítható k. A projektböngé sző (projektfa) egy tárház (repository), mely fastruktúrá ban tartalmazza a projekt összes modellelemé t (aktorokat, haszná lati eseteket, osztá lyokat, objektumokat stb.) é s diagramjait. A projektfa csomó pontjai a csomagok. A projektfa legfelső szintű csomagjai a né zetek (Views). Itt megadható k az UML szabvá nyos né zetei, de egyé ni né zetek is beiktatható k.
17
2. CASE eszkö z – Enterprise Architect
A projektböngé sző a modellelemek első dleges helye. A modellelemek a projekten belü l egyé rtelműen azonosítható k. Minden egyes modellelem a projektfa egy egyé rtelmű csomó pontjá ban (csomagjá ban) van. Az á brá n a Mikro.eap projektfá já t lá thatjuk.
Né zet
Modellelem – aktor Modellelem – haszná lati eset Csomag Diagram – Osztá lydiagram Modellelem – Osztá ly
Diagram – Á llapotdiagram Modellelem – Á llapot Tulajdonsá g
Projektfa – Mikro
A né zetek nevei alapé rtelmezé sben angolok, de a projektfa bá rmely elemé t á t lehet nevezni, így a né zeteket is á t lehet írni magyarra. Az Enterprise Architect-ben lehető sé g van tová bbi, felhaszná ló á ltal definiá lt né zetek á brá zolá sá ra (pl. Custom View, sajá t né zet). Sajá t né zetben pé ldá ul meg lehet adni egy komplex felhaszná ló i interfé sz tervet. Egy né zet alatt a következő elemek helyezhető k el: ¨ Modellelemek (az UML eszköztá r elemei). A modellelemek alatt helyezkednek el azok tulajdonsá gai, de a modellelem alatt elhelyezhető k újabb diagramok is. ¨ Diagramok ¨ Tová bbi csomagok A fa tetsző legesen alakítható , beszúrható k új elemek, má r meglé vő ek törölhető k, á tnevezhető k. Az elemek á trendezhető k "fogd é s vidd" techniká val.
18 Egy csomag jellemző felé píté se: Diagram Diagram ... Csomag Csomag ... Modellelem Tulajdonság Tulajdonság ... Diagram Diagram ... Modellelem ...
A csomagban tová bbi diagramok, modellelemek é s diagramok lehetnek. Az egymá sba á gyazá s elvileg korlá tlan mé lysé gű. PÉ LDA ¨ a Főzé s egy haszná lati eset –a Haszná lati eset né zet eleme; ¨ az Ajtó egy osztá ly – a Logikai né zet eleme; ¨ az Ajtó osztá ly alatt van annak Á llapotdiagramja é s az á llapotdiagram modellelemei.
2.4.
Diagram
Az egyes né zetekben lé trehozható fontosabb modellelemeket é s diagramokat a következő tá blá zat mutatja: Modellelemek Használatieset (kö vetelmé ny) né zet
csomag (package) aktor (actor) haszná lati eset (use case)
Logikai né zet
csomag (package) osztá ly (class) objektum (object) interfé sz (interface)
Komponens né zet
csomag (package) komponens (component) csomag (package) csomó pont (node)
Telepíté si né zet
Szabá lyok: ¨ A diagramok között lehet á tfedé s.
Diagramok haszná lati eset (use case) osztá ly (class) együ ttműködé si (collaboration) szekvencia (sequence) á llapot (statechart) aktivitá s (activity) haszná lati eset (use case) osztá ly (class) együ ttműködé s (collaboration) szekvencia (sequence) á llapot (statechart) aktivitá s (activity) komponens (component) telepíté si (deployment)
19
2. CASE eszkö z – Enterprise Architect
¨ ¨ ¨ ¨
Egy modellelem aká rhá ny diagramon szerepelhet. Egy modellelemet nem kell felté tlenü l diagramon szerepeltetni. Egy modellelemet egy konkré t né zetben hozunk ré szre, ahhoz tartozik. Egy diagramon idegen (má s né zethez tartozó ) modellelem is szerepelhet. Ilyenkor a modellelem nevé ben megjelenik a from minő síté s. A lenti á brá n pé ldá ul a HE né zetben lé trehozott aktort megjelenik a logikai né zetben. ¨ Ha egy modellelemet a projektböngé sző bő l (projektfá ró l) törlü nk, akkor a modellelem összes megjelené se törlő dik (az összes diagramró l törlő dik). Ez fordítva nem igaz: ha egy diagramró l törlü nk egy elemet, attó l mé g a modellelem tová bbra is lé tezik.
«boundary» Draw Panel
Rajzoló (from HE m odell)
-
drawingMode:
+ + + + + + + +
add(Figure) rem ove(Figure) rem oveAll() clear() undo() redo() readFrom File() writeToFile()
CASE Modell elem törlése: - Aktuá lissá tesszük a modell elemet a böngésző ben - Jobb egérrel lá tható vá tesszük a felbukkanó menüt. - Kivá lasztjuk a Delete menüpontot Elem törlése a diagramró l: - Aktuá lissá tesszük a modell elemet a grafikonon - Leütjük a Delete gombot.
2.5.
Sablon ké szíté se
Ké szítsü nk egy egyszerű sablont modelljeink elké szíté sé hez! CASE Indítsuk el az Enterprise Architect szoftvert! Hozzon létre egy új projektet a gyá rilag adott EASample.EAP projekt alapjá n! Alakítsuk á t a nézeteket az á brá n lá tható mó don! A feladatot a megfelelő csomagok törlésével és á tnevezésével lehet megoldani.
20
Mentse el a fá jlt EgyszeruMagyar.EAP néven! Legközelebb egy új projekt lé trehozá sá ná l ezt a mintá t haszná ljuk!
2.6.
Eszkö ztárak (Toolbars)
Itt talá lható k a fő menü fontosabb elemei, csoportosítva: ¨ Default toolbar: File, Edit, Help stb. legfontosabb pontjai ¨ Project: Projektelemek kialakítá sa, objektumok keresé se, fogalomtá r szerkeszté se stb. ¨ Code generation: Kó dgenerá lá ssak kapcsolatos funkció k, mint adott nyelvű forrá sprogramok generá lá sa a megadott osztá lyokbó l, adott fossá skó d visszafejté se osztá lyokká , szinkronizá lá s, stb. ¨ UML elements: Az UML eszköztá r leggyakrabban haszná latos elemei, mint megjegyzé s, kapcsolatok, link stb. ¨ Diagram: az aktuá lis diagram elrendezé sé vel é s bejá rá sá val kapcsolatos lehető sé gek, mint elő ző /következő , igazítá s, színek, elő re/há tra, nagyítá s/ kicsinyíté s ... ¨ Element: Az aktuá lis diagramelem tulajdonsá gainak beá llítá sa: specifiká ció , adatok, metó dusok, kapcsolatok, az elem keresé se a projektfá n stb. ¨ Connector: A diagram ké t eleme közti vonal szemantiká já nak é s stílusá nak megadá sa. ¨ Color tool: Az egyes diagramelemek színeinek megadá sa. Az egyes csoportok é s azok elemei é rtelemszerűen akkor aktívak, ha az alkalmazá s ké rdé ses ré szei vannak fó kuszban.
3. Ü zleti folyamat diagram
3.
Ü zleti folyamat diagram
Az ü zleti folyamatdiagram egy speciá lis aktivitá sdiagram. A fejleszté s kezdeti szakaszá ban fel kell mé rnü nk, hogy az adott szakterü leten, „az ü zletben” milyen folyamatok zajlanak. Sok esetben egy szoftver haszná latá t má s ké zi vagy gé pi tevé kenysé gek egé szítik ki, pé ldá ul egy kinyomtatott szá mlá t iktatni kell. Az ü zleti folyamatok modellezé sé vel vilá gosan megadható , hogy mi az adott szakterü leten működő egy vagy több szoftver, illetve szoftver-ré sz feladata, é s hogyan illeszkednek azok környezetü kbe.
3.1.
Az ü zleti folyamatdiagram szerepe a modellezé sben
Az üzleti folyamatmodell (Busines Process Model, BPM) cé lja egy szervezet folyamatainak feltá rá sa a szakterü let, valamint a szervezetben működő tevé kenysé gek é s szoftverek megé rté se é rdeké ben. Az ü zleti folyamatmodellezé s segítsé gé vel definiá lhatjuk, illetve megé rthetjü k egy adott szoftver bő vebb környezeté t, funkció it é s hatá rait. Az ü zleti folyamadmodell bő vebb, mint az abba beleá gyazott szoftver(ek). Az ü zleti folyamatmodell az ü zlet való di é leté t mutatja be; tartalmazhat olyan ü zleti tevé kenysé geket is, melyek a szoftvereket körü lveszik é s összekapcsoljá k ké zi, gé pi vagy má s mó don. Az ü zleti folyamatmodell diagramjai az üzleti folyamatdiagramok. Az ü zleti folyamatdiagram egy grá f, mely a teljes ü zleti folyamat egy kiragadott ré szé t á brá zolja. Megjegyzé s: Az ü zleti folyamatdiagram egy speciá lis aktivitá sdiagram az ü zleti folyamatok modellezé sé re, melyet elő ször Hans-Erik Erikkson é s Magnus Penker definiá ltak.
3.2.
A diagram elemei
Az ü zleti folyamatdiagram elemei a következő k: ¨ ¨ ¨ ¨ ¨
Folyamat (benne tevé kenysé g) Bemeneti objektum vagy informá ció Kimeneti objektum vagy informá ció Kü ldött esemé ny Fogadott esemé ny
Folyamat (ü zleti folyamat) A folyamat egy speciá lis tevé kenysé g, mely ü zleti folyamatot ír le. A folyamat a folyamatdiagram központi eleme. Az ü zleti folyamat tevé kenysé gek gyűjtemé nye, melyek együ ttes cé lja valamely kimenet elő á llítá sa a fogyasztó (megrendelő ) vagy a piac szá má ra. A folyamat a szervezetben folyó munká k idő ben é s té rben való á brá zolá sa. A folyamatnak mindig van egy jó l meghatá rozott kezdete é s vé ge. A folymatnak lehetnek bemenetei, kimenetei, cé ljai stb.
21
22 A folyamat jele: Munkafelvé tel
A folyamat tevé kenysé gek összessé ge (folyamata). Haladá si irá ny: balró l jobbra. A folyamat modellelemen belü l meadható k a folyamat belső tevé kenysé gei: Munkafelvé tel Ü gyfé l adatainak kitö lté se
Autó adatinak kitö lté se
Javítási igé ny kitö lté se
A folyamat bal oldalá n á ltalá ban egy kü ldő esemé ny van (ez indítja el a folyamatot), jobb oldalá n pedig egy kimenet (ezt produká lja a folyamat, vagy ez a cé lja a folyamatnak): Autó é rkezik
Munkafelvé tel «goal»
Munkalap nyitása
Esemé ny Az esemé ny egy törté né s, egy é rtesíté s vagy egy idő pont eljövetele. Az esemé ny elindítja az ü zleti folyamatot. Az esemé nyt az ü zleti folyamat felhaszná lhatja, á talakíthatja vagy tová bbíthatja. Az esemé ny lehet kü ldött esemé ny (send) vagy fogadott esemé ny (receive). A fogadott esemé ny jele: Ü gyfé l jö n
A kü ldött esemé ny jele: Autó ké sz
A folyamat á ltal induká lt, kü ldött esemé nyt egy má sik folyamat fogadhatja. Ebben az esetben bá rmelyik szimbó lum haszná lható . Bemeneti objektumok Az ü zleti folyamat vé grehajtá sá hoz á ltalá ban szü ksé g van bemeneti objektumokra – a folyamat ezekbő l á plá lkozik. A bemeneti objektum bá rmi lehet, pé ldá ul: ¨ ¨ ¨ ¨ ¨
perzisztens adattá r (adatbá zis); á tmeneti adattá r (adatok a memó riá ban); fizikai dolog (pl. bő r, mint nyersanyag); informá ció (pl. Internet info, felhaszná ló á ltal szolgá ltatott adatok); erő forrá s (pl. rendelé s).
23
3. Ü zleti folyamat diagram
Az informá ció t a folyamat haszná lja, de nem vá ltoztatja meg. Az erő forrá st a folyamat „elfogyasztja”, vagyis feldolgozá s közben az erő forrá s megvá ltozik, elfogy. A bemeneti objektum sztereotípusá t aká r az objektumon, aká r a bemeneti kapcsolaton feltü ntethetjü k. Kimeneti objektumok Az ü zleti folyamatnak vannak kimeneteti objektumai – a folyamat ezeket produká lja, ez jön ki belő le. A kimeneti objektum elvileg bá rmi lehet, pé ldá ul: ¨ ¨ ¨ ¨
perzisztens adattá r (adatbá zis); nyomtatott lista; fizikai dolog (pl. cipő , mint gyá rtmá ny); informá ció (pl. egy grafikon, egy szá m vagy egy ké pernyő lista);
A bemeneti é s kimeneti objektumok jele a következő : Nyomtatott munkalap
Az objektumoknak lehetnek adatai (vagy aká r metó dusai) is: Autó -
rendszá m: gyá rtmá ny: típus: alvá zszá m: szín:
Az informá ció objektum jele egy rombusz. Adatokat ebbe is írhatunk: Javítási adatok
Autó adatai
-
km: hatá ridő: hatá rö sszeg: javítá si igé nyek:
Minta diagram Az á brá n a Szerviz alkalmazá s ü zleti folyamatdiagramja lá tható . A legelső munkafolyamat a "Munkafelvé tel", ezt követi az "Autó szerelé se", majd a "Munkalap aktualizá lá sa", vé gü l a "Szá mlaké szíté s". "Munkafelvé tel" folyamat Bemeneti esemé nyek, objektumok: ¨ Autó é rkezik: Esemé ny, ez indítja el a folyamatot. ¨ Autó adatai. A munkalap kitölté sé hez van rá szü ksé g. Ha az autó adatai szerepelnek a nyilvá ntartá sban (má r volt itt), akkor ezt az informá ció t haszná ljuk. Ha új autó ró l van szó , akkor megindul az "Autó nyilvá ntartá sa" folyamat. ¨ Ü gyfé l adatai. A munkalap kitölté sé hez van rá szü ksé g. Ha az ü gyfé l adatai szerepelnek a nyilvá ntartá sban (má r volt itt), akkor ezt az informá ció t haszná ljuk (ha volt autó , akkor annak az ü gyfelé t vesszü k). Ha új ü gyfé lrő l van szó , akkor megindul az "Ü gyfé l nyilvá ntartá sa" folyamat. ¨ Javítá si adatok: Az ü gyfé l bemondja az autó val kapcsolatos panaszait, javítá si kívá nsá gait.
24 Autó adatai
Ü gyfé l adatai
Autók nyilvántartása
Ü gyfelek nyilvántartása
Ü gyfé l Autó -
Új autó
rendszá m: gyá rtmá ny: típus: alvá zsszá m: szín:
-
Új ügyfé l
né v: orszá g: irsz: vá ros: uhsz: telefon: fax:
Javítási adatok -
[má r volt]
km: hatá ridő: hatá rö sszeg: javítá si igé nyek:
[má r volt]
Munkafelvé tel
Autó é rkezik
«goal»
Munkalap nyitása
Munkalap
Autó szerelé se
Autó műhelybe
/kitö lti
Nyomtatott munkalap
/á tvezeti
Munkalap aktualizálása
Autó ké sz
Ü gyfé l jö n
[Ké sz az autó]
Számaké szíté s
-
rendszá m: gyá rtmá ny: típus: alvá zszá m: szín: km: tulajdonos neve: tulajdonos címe: tulajdonos telefon: hatá ridő: hatá rö sszeg: javítá si igé nyek: alkatré szlista: szakmaórá k:
Számla
Ü gyfé l fizet
A Szerviz alkalmazá s ü zleti folyamatdiagramja
Kimeneti esemé nyek, objektumok: ¨ Munkalap nyitá sa: Ez a folyamat cé lja. ¨ Munkalap: Elké lszü l egy munkalap a kezdeti adatokkal. ¨ Nyomtatott munkalap: A munkalapot kinyomtatjá k, ezt az "Autó szerelé se" folyamat fogja haszná lni: a konkré t szerelé seket a szerelő k ké zileg rá vezetik. ¨ Autó műhelybe: Esemé ny. Az autó t beviszik a műhelybe. Ez az esemé ny egyben az "Autó szerelé se" folyamat indító esemé nye is.
25
3. Ü zleti folyamat diagram
"Autó szerelé se" folyamat Ez a folyamat nem ré sze a ké szü lő szá mító gé pes szoftvernek. Bemeneti esemé nyek, objektumok: ¨ Autó műhelybe: Esemé ny, ez indítja el a folyamatot. Kimeneti esemé nyek, objektumok: ¨ Autó ké sz: Esemé ny, a szerelé s eredmé nye. ¨ Nyomtatott munkalap: Ez egy papír, melyet a szerelő kitölt, vagyis rá vezeti a konkré t javítá sokat. "Munkalap aktualizásása" folyamat Az "Autó ké sz" esemé ny elindítja a folyamatot. A folyamat felhaszná lja a nyomtatott munkalapot, mely alapjá n mó dosítja a Munkalap objektumot. "Számlaké szíté s" munkafolyamat Az "Ü gyfé l jön" esemé ny elindítja a folyamatot. Ha az autó ké sz, akkor a Munkalap alapjá n elké szü l a szá mla. Az ü gyfé l fizet, de ez nem ré sze a szoftvernek. Ü zleti folyamat – használati eset Az ü zleti folyamatokat majd a haszná lati esetek fogjá k megvaló sítani. Az implementá ció fá zisá ban az ü zleti folyamatokhoz haszná lati eseteket vagy azok egy csoportjá t (csomagjá t) lehet kapcsolni. A kapcsolat megvaló sítá si (realization). Az ü zleti folyamatmodell vé gső , implementá ció s vá ltozatá ró l le lehet olvasni, hogy mely folyamatok nincsenek megvaló sítva az adott szoftverben. Ha egy folyamathoz egyá ltalá n nem kapcsoló dik haszná lati eset, akkor az nem ré sze a szofternek (lehet pé ldá ul egy ké zi folyamat). Tegyü k fel, hogy a "Munkafelvé tel" folyamatot a "Munkafelvé tel" haszná lati eset való sítja meg, melynek há rom alesete van. A Munkafelvé tel folyamat realizá lá sá t többfé leké ppen is megadhatjuk: Munkafelvé tel
Munkafelvé tel
«realize»
«realize» Munkafelvé tel + Autómegadá sa + Javítá si lista megadá sa + Ü gyfé l megadá sa
Munkafelvé tel
(from HE modell)
(from HE modell)
Munkafelvé tel
«realize»
«realize»
«realize»
Autó megadása
Ü gyfé l megadása
Javítási lista megadása
(from Munk afelvé tel)
(from Munk afelvé tel)
(from Munk afelvé tel)
26
4.
Kö vetelmé nydiagram
4.1.
Kö vetelmé nymodell, kö vetelmé nydiagram
A követelmé nymodell tartalmazza a rendszerrel szemben tá masztott összes követelmé nyt, elvá rá st. A modellelemek a követelmé nyek, melyek között tá rsítá si é s öröklé si kapcsolatok lehetsé gesek. Ezzel a követelmé nyek hierarchiá ba szervezhető k. A kö vetelmé nydiagram egy grá f, mely követelmé nyeket é s azok közötti kapcsolatokat á brá zolnak.
4.2.
Kö vetelmé ny
Kö vetelmé nynek nevezzü k a szoftverrendszerrel szemben tá masztott igé nyt. Vannak funkcioná lis é s nem funkcioná lis követelmé nyek: - funkcioná lis követelmé ny: mit kell vé grehajtania a programnak; - nemfunkcioná lis követelmé ny: milyen felté teleknek kell eleget tennie a programnak. A nemfunkcioná lis követelmé nyek a következő dolgokkal lehetnek pé ldá ul kapcsolatosak: ké pernyő n való megjelené s, nyomtatá s, teljesítmé ny, tesztelé s. A követelmé ny jele: Platformfüggetlensé g
A követelmé nyek a megfelelő diagram megfelelő modellelemé hez hozzá kapcsolható , jelezve ezzel, hogy a modellelem e követelmé ny teljesíté sé t szolgá lja, illetve implementá lja:
Számlaké szíté s
Feleljen meg az előírá soknak
Egy követelmé ny betehető bá rmely modellelem felelő ssé gei közé , é s ki is vehető onnan. A követelmé nynek többek között a következő tulajdonsá gai lehetnek: ¨ ¨ ¨ ¨ ¨
stá tusz: elő terjesztett / jó vá hagyott / kötelező / é rvé nyesített / megvaló sított; felelő s: aki nevé hez fűző dik; mikor hoztá k lé tre é s mikor mó dosítottá k utoljá ra; nehé zsé g; prioritá s.
27
4. Kö vetelmé nydiagram
A követelmé nyeket típusokba szoká s sorolni a könnyebb á ttekinthető sé g kedvé é rt. Jellegzetes követelmé nytípusok: funkcioná lis (functional), megjelené s (diplay), teljesítmé ny (performance), nyomtatá s (printing), riport (report), tesztelé s (testing) é s é rvé nyesíté s (validate).
4.3.
Minta kö vetelmé nydiagram
A következő minta Zsembery Á goston Csalá dfa programjá bó l való : Felhasználói kö vetelmé nyek + Pk106 Á llítá sok + Pk140 Elvá rt program kimenet
Nem funkcionális kö vetelmé nyek Csalá dfa felderíté se
+ Rq117 Egy felhaszná lós alkalmazá s + Rq118 FuttathatóMS-Windows alatt
Szakterü leti kö vetelmé nyek + Pk139 Udvari etikett + Pk174 Ember tulajdonsá gai
4.4.
A kö vetelmé nyek megvalósítása
A funkcioná lis követelmé nyeket haszná lati esetek realizá ljá k. A haszná lati eseteket pedig ké pernyő ablakok, alkalmazá slogika é s adatkezelő osztá lyok realizá ljá k.
28
5.
Használati-eset diagram
A haszná latieset (HE) diagram a rendszer viselkedé sé nek egy kiragadott ré szé t írja le kü lső aktorok szemszögé bő l. A HE diagram elemei: aktorok, haszná lati esetek, valamint az ezek közötti kapcsolatok.
5.1.
Aktor (szereplő )
Egy aktor ü zeneteken keresztü l kommuniká l a rendszerrel. Az aktor ü zenetet kü ld a rendszernek, a rendszer pedig a haszná lati eset vé grehajtá sa közben ü zeneteket kü ldhet vissza az aktor szá má ra. Az aktor ü zeneteinek é s a rendszer vá laszainak megadá sá val a rendszer hatá rait húzzuk meg. Az aktor jellemző i ¨ A rendszerrel kommuniká ló szemé ly, hardver elem vagy má s rendszer. ¨ Az aktor a rendszeren kívü l á ll. ¨ Haszná lati eseteket indítvá nyozhat, illetve fogadhat. Ad é s/vagy kap informá ció t. Az aktor paszszív is lehet. ¨ Az aktor az UML osztá lyszerű eleme (classifier), vagyis nem objektum. ¨ Az aktor egy szerep. Egy szemé ly a rendszer haszná latá ban eljá tszik egy szerepet. Jogosultsá got fejezhet ki. ¨ Egy szemé ly egyszerre lehet több aktor, é s egy aktor lehet több szemé ly. ¨ Jele: pá lcikaember
Tantárgyfelelő s
Aktor
Ha ké t aktor ugyanúgy haszná lja a rendszert, akkor a ké t aktor ugyanaz. Ha valaki ké tfé leké ppen haszná lja a rendszert, akkor az ké t aktor. PÉ LDA A mikrohullá mú sü tő nek egyetlen aktora van: Haszná ló . A sü tő t bá rki haszná lhatja, mé gpedig egyformá n. A sü tő t ugyanúgy haszná lja Anita é s Dá vid is, ő k a rendszer szempontjá bó l Haszná ló k. A taná ri levelező ben né gy aktor van: Haszná ló , Tantá rgyhaszná ló , Tantá rgyfelelő s é s Rendszeradminisztrá tor. Elké pzelhető , hogy Gergő Tantá rgyfelelő s é s Rendszeradminisztrá tor is egyben.
29
5. Haszná lati-eset diagram
Az aktor azonosítása A következő gondolatok, szempontok segítik egy rendszer aktorainak meghatá rozá sá t: ¨ ¨ ¨ ¨ ¨
Ki/mi haszná lja a rendszert (ember, kü lső erő forrá s)? Kinek mi az é rdeke? Kinek könnyíti meg az é leté t a szü letendő szoftver? Milyen dolgok törté nnek? Ki fogja a rendszert karbantartani, adatokkal feltölteni? Ki mit haszná lhat a rendszerbő l (jogosultsá g)?
CASE Hozzunk létre a HE nézetben egy HE diagramot, neve main! - Use Case View / Jobb egér / New diagram / Use Case diagram / main. Megjelenik egy üres diagramterület. Tegyünk a main-re egy Haszná ló aktort! - UML toolbar / Use Case / Actor / Kivá laszt. Diagram területre rátesz. Név = Haszná ló .
5.2.
Használati eset
A haszná lati eset a szoftver haszná latá nak egy é rtelmes egysé ge, az aktor kommuniká ció ja, pá rbeszé de a szoftverrel. A haszná lati eset a rendszer viselkedé sé t írja le a rendszeren kívü lrő l. A használati eset jellemző i ¨ ¨ ¨ ¨ ¨ ¨
A haszná lati esetek vezé rlik a fejleszté st. Csak a MIT írja le, a HOGYAN-t nem. Ha egy haszná lati esetet elindítottak, akkor az teljes egé szé ben vé grehajtó dik. Mindig az aktor indítvá nyozza. A haszná lati eset az UML osztá lyszerű eleme, melynek egy pé ldá nya a forgató könyv. A forgató könyv a haszná latnak egy konkré t esete. A forgató könyvet interakció diagramokkal lehet modellezni, kifejteni. ¨ A haszná lati eseteket szövegesen le kell írni, dokumentá li kell. ¨ Jele: ellipszis
Tanárok karbantartása
Rajzlap betö lté se
Haszná lati esetek
Felhasználói cé l – használati eset Kü lönbsé get kell tennü nk a felhaszná ló i cé l é s a haszná lati eset között. Felhasználói cé lnak nevezzü k a felhaszá ló nak azt a cé ljá t, melyet a szoftver haszná latá val szeretne elé rni. A felhaszná ló i cé lok haszná lati esetekre bontandó k: a cé l elé ré se, illetve a feladat megoldá sa é rdeké ben a felhaszná ló konkré t haszná lati eseteket hajt vé gre. A haszná lati esetek a szoftverbe elő re beé pített lehető sé gek, melyeket a felhaszná ló (aktor) indítvá nyozhat.
30 PÉ LDA Felhaszná ló i cé l: a felhaszná ló (rajzoló gyerek) szeretne ké szíteni egy szé p rajzot é desanyja szü leté snapjá ra. Ahhoz, hogy ezt a cé lt elé rje, a következő haszná lati eseteket kell a szoftvertő l igé nybe vennie: Há tté rszín beá llítá sa; Szabadké zi rajz kivá lasztá sa; Alakzat rajzolá sa; Ellipszis kivá lasztá sa; Alakzat rajzolá sa; (az elő ző ek variá lá sa) Rajzlap elmenté se; Rajzlap nyomtatá sa. Forgatókö nyv Egy forgató könyv (esemé nyfolyam) a haszná lati eset egy konkré t vé grehajtá sa (pé ldá nya). Egy haszná lati esetnek elvileg szá mtalan forgató könyve lehetsé ges. PÉ LDA A TanLev-ben a Bejelentkezé s haszá lati eset há rom forgató könyve pé ldá ul: ¨ Gergő beírja felhaszná li nevé t é s jelszavá t. Lenyomja az OK gombot. Vé ge a HE-nek, a rendszerbe való belé pé s megtörté nik. Ez a HE fő folyama. ¨ Dé nes beírja felhaszná ló i nevé t. Lenyomja a Mé gse gombot (meggondolta magá t). Vé ge a HEnek, a rendszerbe való belé pé s nem törté nik meg. Ez a HE egy alfolyama. ¨ Istvá n beírja felhaszná ló i nevé t é s jelszavá t. Lenyomja az OK gombot. Jön egy ü zenet: „Nem jó a jelszó ”. Istvá n lenyomja a Mé gse gombot (rá jött, hogy ide nem lehet „csak úgy” belé pni). Vé ge a HE-nek, a rendszerbe való belé pé s nem törté nik meg. Ez a HE egy alfolyama. Termé szetesen mé g aká rhá ny forgató könyvet meg lehetne adni. Ez a há rom azonban teljessé ggel körvonalazza a szoftver működé sé t.
5.3.
Kapcsolatok
Kapcsolat ké t aktor kö zö tt Ké t aktor között öröklé si é s kommuniká ció s (tá rsítá si) kapcsolat lehetsé ges. Ö röklé si kapcsolat A leszá rmazott aktor minden haszná lati esettel kapcsolatban á ll, amellyel az ő se kapcsolatban á ll. PÉ LDA A Tanlev szoftverben a Tantá rgyfelelő s egyben Tantá rgyhaszná ló is. A tantá rgyfelelő s megné zheti a leveleket, de ezen kívü l levelet is kü ldhet sajá t taná rainak:
Levelek megtekinté se Tantárgyhasználó
Levé lkü ldé s Tantárgyfelelő s
31
5. Haszná lati-eset diagram
Kommunikációs (társítási) kapcsolat Ké t aktor közötti kommuniká ció s kapcsolat csak informá ció jellegű, a rendszernek nem eleme. PÉ LDA A TanLev szoftverben a Taná r alapvető en nem aktor. Ő t a rendszer nyilvá ntartja, de nem felté tlenü l haszná lja a rendszert (csak ha kap jogosultsá got). Az a taná r, aki haszná lja a rendszert, Haszná ló . A Haszná ló azonban bá rki lehet, nem csak taná r. De: A Tantá rgyfelelő s felviszi sajá t taná rai adatait, amihez adott esetben szü ksé g lehet a Taná r é s a Tantá gyfelelő s kommuniká ció já ra. Ha a rendszerben ezt a kommuniká ció t fontos kifejezni, akkor a ké t aktor kapcsolatban á lljhat egymá ssal. De fontos megjegyezni, hogy a Taná rnak nincsenek haszná lati esetei, ő csak informá ció s jelleggel van a dokumentá ció ban
?
Tanárok karbantartása Tanár
Tantárgyfelelő s
Az aktorok közötti kommuniká ció á ltalá ban zavaró , kerü ljü k haszná latá t! Kapcsolat aktor é s HE kö zö tt Egy aktor é s egy HE között csak tá rsítá si (kommuniká ció s) kapcsolat lehetsé ges. Az aktor é s a HE között á ltalá ban pá rbeszé d van. A nyíl irá nya a kezdemé nyezé st mutatja: ¨ Kezdemé nyező aktor eseté n a kapcsolat a HE felé irá nyul; ¨ Megszó lított aktor eseté n a kapcsolat a HE felő l az aktor felé irá nyul. ¨ Ré sztvevő aktor eseté n mindké t aktor kezdemé nyezhet, ekkor a kapcsolat ké tirá nyú. Ekkor nem teszü nk nyilat a vonalra. Egy aktor aká rhá ny HE-vel kapcsolatban á llhat. Egy HE-vel több aktor is kapcsolatban á llhat. Ha egy aktor nem á ll kapcsolatban egyetlen HE-vel sem, akkor ő nem tartozik a rendszerhez. PÉ LDA A TanLev szoftverben a Rendszeradminisztrá tor a Központi adatok karbantartá sa HE-ben kezdemé nyező aktor, hiszen a karbantartá st a kiadott informá ció k (adatok) alapjá n vé gzi. Pé ldá ul csak akkor vesz fel egy taná rt, ha mé g nincs felvé ve. Egy folymatosan működő ó ra kezdemé nyező aktor, hiszen á llandó an „lökdösi” a rendszert, hogy letelt egy adott idő . Ha a stoppert be é s le lehet á llítani, akkor a stopper egy ré sztvevő aktor.
Kö zponti adatok karbantartása Rendszeradmin
32 Kapcsolat ké t HE kö zö tt Ké t haszná lati esett között há rom fé le kapcsolat lehetsé ges: tartalmazá s (include), bő víté s (extend) é s öröklé s (generalize). Alapé rtelmezé s: tartalmazá si kapcsolat. Tartalmazás – include Ké t haszná lati eset között a kapcsolat tartalmazá si, ha a tartalmazó HE vé grehajtá sakor a tartalmazott HE felté tel né lkü l vé grehajtó dik. Ezzel elkerü lhető a közös viselkedé s többszöri meghatá rozá sa, a redundancia. Ilyenkor a HE nincs felté tlenü l kapcsolatban az aktorral. A é s B ké t haszná lat eset. Ekkor az A tartalmazza B-t jelenté se: A-bó l B felté tel né lkü l vé grehajtá sra kerü l. PÉ LDA KissDraw: Az Ú j rajzlap HE minden esetben meghívja az Elő ző rajzlap menté se HE-t, amely megadja a lehető sé get a Rajzoló nak, hogy az elő ző leg szerkesztett rajzot elmentse.
Ú j rajzlap
Rajzlap betö lté se
«include»
«include» Elő ző rajzlap menté se
Rajzoló Rajzlap menté se
«include»
«include»
Rajzlap menté se máské nt
Bővíté s – extend Ké t haszná lati eset között a kapcsolat bő víté si, ha az egyik HE kibő víti, kiegé szíti a má sikat. Ezá ltal a fő haszná lati eset logiká já t a bő vítő nem zavarja. A bő vítő HE vé grehajtá sa felté teles. A kivé teles viselkedé st kü lön kezeljü k, hogy ne zavarja a normá lis viselkedé st. A é s B ké t haszná lat eset. Ekkor a „B extends A” (B kibő víti A-t) jelenté se: A vé grehajtá sakor bizonyos felté telek mellett B is vé grehajtá sra kerü l.
33
5. Haszná lati-eset diagram
PÉ LDA A TanLev szoftverben a Taná rok karbantará sa vagy a Levé lsablonok karbantartá sa adott esetben maga utá n vonja a Szótá radatok felvitele HE-t.
A
Levé lsablonok karbantartása
Tanárok karbantartása
«extend»
Szótáradatok felvitele
A
«extend»
B
Á ltalánosítás (ö röklé s) – generalize Ké t haszná lati eset között a kapcsolat öröklé si, ha az egyik HE örökli a má sik HE összes funkcionalitá sá t, é s azt felü lírja. A B haszá lati eset az A haszná lati eset leszá rmazottja. Speciá lis viselkedé s (B olyan, mint A, de...). Az utó d B hozzá ad az ő s A viselkedé sé hez, bizonyos dolgokat felü lbírá l. Ilyenkor cé lszerű az egyes haszná lati eseteket osztá lyké nt implementá lni: szá rmaztassuk az A haszná lati esetet megvaló sító osztá lybó l a B haszná lati esetet megvaló sító osztá lyt! PÉ LDA TanLev: A Szótá radatok felvitele HE leszá rmazottja a Szótá radatok karbantartá sa. A felviteli funkció hoz mé g hozzá tesszü k a törlé si é s mó dosítá si lehető sé geket.
Szótáradatok felvitele
5.4.
Szótáradatok karbantartása
HE diagram
A haszná latieset-diagram elemei: ¨ Aktorok ¨ Haszná lati esetek ¨ Lehetsé ges kapcsolatok: - Ké t aktor között: öröklé si é s kommuniká ció s. - Aktor é s HE között: tá rsítá si (kommuniká ció s) kapcsolat. Van kezdemé nyező é s ré sztvevő aktor. - Ké t HE között: tartalmazá s (include), kiterjeszté s (extends), öröklé s.
34 PÉ LDA A következő á bra a mikrohullá mú sü tő (Mikro) haszná latieset diagramjá t mutatja. Itt mindössze egyetlen aktor é s egyetlen HE van:
Fő zé s Használó
A mikrohullá músü tő haszná latieset diagramja
A következő á brá n a Taná ri levelező (TanLev) haszná latieset diagramjá nak egy ré szlete lá tható , a Rendszeradmin haszná lati eseteit mutatja be. A Rendszeradmin há rom lé nyeges dolgot „akar” a rendszertő l: Megtekinti é s karbantartja a központi adatokat (konzultá ció s központokat, tantá rgyakat stb.); Karbantartja a tantá rgyfelelő söket; é s Karbantartja a rendszer szó tá radatait.
Kö zponti adatok megtekinté se Használó
Kö zponti adatok karbantartása
Rendszeradmin Tantárgyfelelő sö k karbantartása
Szótáradatok karbantartása
Taná ri levelező haszná latieset diagramja (ré szlet)
35
5. Haszná lati-eset diagram
5.5.
HE modell
A haszná latieset-modell a teljes rendszer viselkedé sé nek a leírá sa. A HE modell alapjá n a felhaszná ló é rti, hogyan kell haszná lni a szoftvert. A fejleszté s HE centrikus; a haszná lati esetek a teljes fejleszté s sorá n központi szerepet já tszanak. A HE modell elemei: HE diagramok é s leírá sok. Haszná lati esetek vezé rlik a következő dolgokat: -
felhaszná ló i igé nyek (követelmé nyek) meghatá rozá sa é s ellenő rzé se; fejleszté s ü temezé se; analizá lá s é s tervezé s; tesztelé s; felhaszná ló i dokumentá ció struktúrá ja; á tadá s.
A HE modell első verzió já t a felmé ré s munkafá zisban adjuk meg.
5.6.
Mi a jó használati eset?
A rendszer haszná lati esetei nem mindig egyé rtelműek. Sok esetben „csak” a ré szletessé ggel van a problé ma, de az is elké pzelhető , hogy több kü lönböző megközelíté s is lehetsé ges. Ugyanahhoz a feladathoz többfé le HE diagram is felrajzolható . Fontos azonban, hogy a haszná lati esetek lefedjé k a rendszer funkció it. Ré szletessé g Né zzü k a ré szletessé get: Jacobson egy 10 emberé ves munká hoz 20 darab haszná lati esetet definiá lt. Martin Fowler hasonló esetben kb. 50 haszná lati esetet hatá rozna meg. A Taná rok karbantartá sa haszná lati esetet pé ldá ul meg lehet adni há rom HE-ké nt: Taná rok felvitele, Taná rok törlé se, Taná rok mó dosítá sa. Más megkö zelíté s Elemezzü k a következő ké t HE diagramot! Jó l vá lasztottuk meg a haszná lati eseteket? Lehet több variá ció ? Van optimá lis megoldá s? Mikrohullá mú sütő
Egy perc fő zé s
Használó
Fő zé s megszakítással
Fő zé s hosszabbítással
36
Fő zé s Használó
A rendszer hatá ra
Plusz egy perc
«extend» Egy perc fő zé s Használó
«extend»
Tö rlé s
Megszakítás
Ajtónyitás
HE diagram vá ltozatok – Melyik a jó ?
Egy má sik HE "együ ttes": Indítá s, Idő mó dosítá s, Leá llítá s. Ké rdé s: Az ajtó nyitá s haszná lati eset?
5.7.
A használati eset dokumentációja
A HE diagramhoz tartozik egy HE dokumentá ció , melyben minden egyes haszná lati esetrő l meg kell adnunk a HE szöveges leírá sá t, a HE aktorait, valamint szü ksé g szerint a jellemző forgató könyvek leeírá sait é s szekvenciadiagramjait. A dokumentá ció t ajá nlatos egy – az adott szoftverfejleszté s kereté ben haszná lt – sablon (projektszabvá ny) szerint ké szíteni. Ré szletesebben: Leírás: Érthető szöveg, melyben röviden felvá zoljuk a HE cé ljá t, jellemző it. Aktor: A HE haszná ló ja (haszná ló i).
5. Haszná lati-eset diagram
Megszorítások (korlátozások): Szabá lyok, amelyek megtehető k vagy meg kell tenni. ¨ Elő felté telek, amelyeknek teljesü lniü k kell a HE vé grehajtá sa elő tt. ¨ Utó felté telek, melyek majd teljesü lnek a HE vé grehajtá sa utá n. ¨ Alapfelté telek: Olyan dolgok (á llítá sok, felté telek), melyek az egé sz HE sorá n igazak. Forgatókönyvek (esemé nyfolyamok): Egy forgató könyv a HE egy konkré t vé grehajtá sa. Cé l, hogy a HE miné l több jellemző á gá t bejá rjuk. Minden egyes, az elő ző tő l kü lönböző forgató könyv megadá sa közelebb visz a megoldá shoz. A forgató könyvek segítsé gé vel újabb osztá lyok, szabá lyok fedezhető k fel. A haszná lati eset elvileg vezé rlő szerkezeteket é s kivé teleles eseteket is tartalmazhat. A struktúra pontos megadá sa az implementá ció feladata. Itt a cé l az, hogy lé nyegé ben megé rtsü k a HE működé sé t, közelebb kerü ljü nk a szoftver logiká já hoz, é s feltá rjuk az osztá lyok felelő ssé geit. Megadhatjuk a fő vé grehajtási folyamot, vagyis a haszná lati eset normá lis lefutá sá t (basic path / happy path). Ezt követő en le kell írni az alfolyamokat (alternatív folyamokat). Interakció diagramok: Egy forgató könyv alá tá masztható interakció diagrammal (szekvencia vagy együ ttműködé si). A HE vé grehajtá si struktúrá já t (a vezé rlő szerkezeteket) aktivitá sdiagrammal tudjuk pontosan megadni, ha szü ksé ges. A rendszerben mindössze egyetlen aktor, é s egyetlen haszná lati eset van. PÉ LDA Né zzü k a Mikrohullá músü tő Főzé s haszná lati eseté t! Fő zé s – használati eset Leírás A Haszná ló beteszi az é telt a mikró ba, é s azt egy adott ideig fő zi. A fő zé s haszná lati eset összetett, annak szá mtalan forgató könyve lehetsé ges. Előfelté tel Nincs. Utófelté tel Az é tel meg van fő zve. Egy perc főzé s – forgatókönyv A Haszná ló kinyitja az ajtó t, beteszi az é telt, becsukja az ajtó t. Megnyomja a Perc plusz gombot. Elindul a fő zé s, a lá mpa é g. Egy perc lejá rtá val befejező dik a fő zé s, a lá mpa kialszik. Haszná ló kinyitja az ajtó t, a lá mpa kigyullad. Kiveszi az é telt. Becsukja az ajtó t, a lá mpa elalszik. A forgató könyvhöz tartozó szekvenciadiagramot lá sd az Interakciódiagramok fejezetben. Három perc főzé s, közben 1:33-nál ajtónyitás – forgatókö nyv A Haszná ló há romszor lenyomja a Perc plusz gombot. Az első re elindul a melegíté s. 1:33-ná l kinyitja az ajtó t, mire a fő zé s fé lbeszakad. Ké ső bb becsukja az ajtó t, a fő zé s újra indul onnan, ahol abbamaradt. A há rom perc lejá rtá val a sü tő leá ll, a lá mpa kialszik. A haszná ló kinyitja az ajtó t.
37
38 Ké t perc főzé s, közben 1:50-né l tö rlé s – forgatókö nyv A Haszná ló beteszi az é telt, becsukja az ajtó t. Egyszer lenyomja a Perc plusz gombot. Erre elindul a fő zé s. Fé l perc lejá rtá val megnyomja a Törlé s gombot. Erre befejező dik a melegíté s.
5.8.
A használati eset megvalósítása
A haszná lati eset implementá lá sá hoz á ltalá ban a HE-nek megfeleltetü nk egy kontroll osztá lyt, vagy egy kontroll osztá lyban egy metó dust. A kontroll osztá ly sok esetben egybeesik a felhaszná ló i felü let egy elemé vel (ablaká val) illetve egy gomb lekezelő metó dusá val. Az aktor közvetlenü l az ablakkal kommuniká l, az ablak pedig a kontroll objektumnak tová bbítja a ké ré seket. A kontroll objektum a felelő ssé geket leosztja má s osztá lyokra.
6. Osztá lydiagram
6.
Osztálydiagram
Osztálydiagram (class diagram): Olyan diagram, amely az osztá lyokat é s a közöttü k lé vő tá rsítá si é s öröklé si kapcsolatokat á brá zolja. Az objektumdiagram az osztá lydiagram elő fordulá sa, pé ldá nya. Az osztá lydiagram rögzíti az objektumok közötti kapcsolatok szabá lyait. Ké t osztály közötti társítási kapcsolat főbb jellemzői: ismeretsé gi vagy tartalmazá si kapcsolat (ha tartalmazá si kapcsolat, akkor erő s vagy gyenge); né v; multiplicitá s (egy–egy, egy–sok vagy sok–sok jellegű; kötelező vagy opcioná lis); szerepné v; megszorítá s.
6.1.
Diagramelemek
Osztály (class) Autó
Az osztá ly egy objektum minta. Vannak tulajdonsá gai é s viselkedé se (metó dusai). A rendszer modellezé sé nek vé gső cé lja a rendszerben szereplő osztá lyok é s azok kapcsolatainak meghatá rozá sa, az osztá lyok forrá skó dhoz rendelé se é s kó dolá sa, a szoftver komponensek konkré t hardver eszközökhöz való hozzá rendelé se. A modellezé s minden vá ltozata e cé l szolgá latá ban á ll. Az aktor egy speciá lis osztá ly. Az aktor a rendszeren kívü l levő szereplő . Az aktorhoz nem tartozik a rendszerben közvetlenü l lekó dolt osztá ly, mint szoftvert komponens. Az aktor az osztá ly egy sztereotípusa. Interfé sz (interface)
Az interfé sz metó dusfejeket definiá l. Az interfé szt az osztá ly való sítja meg. Együttműködé s (collaboration)
Az együ ttműködé s a haszná lati eset megvaló sítá sa. Aktív osztály (active class) Pá rhuzamos folyamatok eseté n az az osztá ly, amelyik é ppen birtokolja az aktív szá lat. Jelölé se: vastag szé lű osztá ly.
39
40 Kapcsolatok Ké t osztá ly tá rsítá si kapcsolatá t a következő k jellemzik: ¨ Kapcsolat: Vonalat húzunk a ké t osztá ly közé . Az ismeretsé gi, illetve tartalmazá si (erő s vagy gyenge) kapcsolatokat ugyanúgy jelöljü k, mint objektumok eseté ben. Opcioná lis, vagyis nem kötelező megadni. ¨ Navigálási irány: A vonal vé gein levő nyilak mutatjá k. Opcioná lis. ¨ Kapcsolat neve é s iránya: A vonalra tesszü k nagy kezdő betűvel, vastag betűsen, alá húzá s né lkü l. Opcioná lis. ¨ Multiplicitás (kardinalitás): A vonal ké t vé gé re egy-egy szá mot vagy szá mhalmazt írunk: az osztá lyhoz közel eső szá m azt jelenti, hogy a szemközti osztá ly egy objektumá hoz há ny objektum tartozhat ebben az osztá lyban. Szá mhalmazt szá mok é s szá mintervallumok felsorolá sá val adhatunk meg. A * jelenté se: aká rhá ny. Ha nem írunk a vonalra semmit, az 1-et jelent. Pé ldá ul: - 3 : pontosan há rom - 0..1 : nulla vagy egy - 10..20 : 10 é s 20 közé eső szá m - * : 0..¥, vagyis aká rhá ny - 1..* : 1..¥, vagyis legalá bb egy - 1,3,10..* : 1 vagy 3, vagy 10-tő l kezdve aká rhá ny. ¨ Szerepné v: Ké t osztá ly kapcsolata nagyon jó l jellemezhető azzal, hogy mi az osztá lyok szerepe ebben a kapcsolatban. A szerepnevet kisbetűvel írjuk. Opcioná lis. ¨ Megszorítások (kité telek): Ilyen pé ldá ul a kapcsolat rendezett volta (ha egy objektummal kapcsolatban á lló objektumok valamilyen szempont szerint rendezve vannak). A megszorítá sokat kapcsos zá ró jelbe tesszü k, pé ldá ul: {rendezett}. Opcioná lis. PÉ LDA A KisDraw, a Szerviz é s a Mikro alkalmazá sok osztá lydiagramjá t a következő á brá k mutatjá k. «boundary» DrawFrame -
// m enü: // es zkö ztá r: // help: // né vjegy:
+
// es em é nyek lekezelé s e()
«boundary» DrawPanel -
drawingMode:
+ + + + + + + +
add(Figure) rem ove(Figure) rem oveAll() clear() undo() redo() readFrom File() writeToFile()
«entity» Figure *
-
s tartPoint: endPoint: s elected: color:
+* draw() Line +
FreeLine
draw()
+
Oval
Rect +
draw()
draw()
+
draw()
A KissDraw alkalmazá s szakterü let osztá lydiagramja
41
6. Osztá lydiagram
Munka la p
Autó *
Alka tré sz * Szám la
Ü gyfé l
A Szerviz alkalmazá s szakterü let osztá lydiagramja
JLab el Kijelzo «boundary & control» MikroVezé rlő JLab el
+ + + + + + + + +
Lampa -
vilagit: boolean im gLam pabe: Im ageIcon im gLam paki: Im ageIcon
+ +
bekapcs ol() : void kikapcs ol() : void
// ajtógom b be() : void // ajtógom b ki() : void // é telt betes z() : void // é telt kives z() : void // perc plus z gom b() : void // tö rö l gom b() : void m pLetelt() : void idoLejart() : void kijelez() : void
+ +
+btPercPlus
JButton
+btTorol +btAjto
JPanel
Motor
Kijelzo() s etText(String) : void
Visszaszamlalo
Ajto + + +
bekapcs olva: boolean bekapcs ol() : void kikapcs ol() : void is Bekapcs olva() : boolean
-
nyitva: boolean
+ + +
kinyit() : void becs uk() : void is Nyitva() : boolean
+ajtonyit +berreg
+hos s zus ip3 +ajtocs uk +rovids ip
-
idoMpben: int tim er: Tim er
+ + + + + + + +
nulla() : boolean plus z60m p() : void torol() : void vis s zas zam ol() : void indit() : void m egallit() : void getPerc() : int getMp() : int
Hang + + + +
Hang(String) : void lejats zik() : void s zol() : void elhallgat() : void
A Mikro alkalmazá s osztá lydiagramja
Timer + + +
Tim er(int) : void s tart() : void s top() : void
42
7.
Interakciódiagramok
7.1.
Ké tfé le interakciódiagram
Az interakció diagram objektumokat é s az azok közötti ü zeneteket á brá zolja. Segítsé gé vel az objektumok együ ttműködé sé t, a vé grehajtandó ü zenetsorokat szemlé ltethetjü k. Egy interakció diagram tipikusan egy haszná lati eset egy forgató könyvé t írja le. A diagram haszná latá val az objektumok/osztá lyok közötti felelő ssé gek könnyebben feltá rható k, illetve szé tosztható k. Ké tfé le interakció diagram lé tezik: szekvenciadiagram é s együttműkö dé si diagram. A ké t diagram ugyanazt az informá ció t tá rolja, a kü lönbsé g megjelené sü kben van: míg a szekvenciadiagramon az idő a fontos, az együ ttműködé si diagramon az objektumok kapcsolata az első dleges informá ció . A ké t diagram á talakítható egymá sba. Egy haszná lati eset forgató könyveit interakció diagrammal szemlé ltetjü k. A szoftver tervezé sekor minden egyes aktor–HE pá rhoz nulla, egy vagy több interakció diagramot szoká s ké szíteni, a HE bonyolultsá gá tó l fü ggő en. Az objektumoknak kü ldött ü zenet a megfelelő osztá lyban megjelenik. Az interakció diagram első dlegesen a haszná lati esetek analizá lá sá nak eszköze. Nem a lé pé ssorozat struktúrá ja (elá gazá sok, iterá ció k) a lé nyeg, hanem az, hogy mely objektumoknak milyen ü zenetet kü ldü nk. A kü ldött ü zenet ugyanis az objektum osztá lyá ban szerepelni fog. A kü ldé s vonalá n kirajzoló dnak az osztá lyok, az osztá lyok közötti kapcsolatok, valamint az osztá lyok metó dusai. Az interakció diagramok ké szíté sekor „kipotyognak”az osztá lydiagram jellemző i. Az interakció diagram alapjá n az osztá lydiagram egy ré sze vagy egé sze felé píthető . Mindké t interakció diagramnak (szelvencia é s együ ttműködé si) megvan az elő nye. Hogy a fejlesztő melyiket haszná lja é ppen, az egyré szt a HE jellegé bő l fakadhat, má sré szt ízlé s dolga.
7.2.
Szekvenciadiagram
Szekvenciadiagram segítsé gé vel leginká bb szekvenciá lis lé pé sek sorozatá t á brá zolhatjuk. A szekvenciadiagram nem alkalmas bonyolultabb vezé rlő szerkezetek, struktúrá k á brá zolá sá ra, inká bb egy elő re rögzített forgató könyvet szemlé ltetü nk vele. PÉ LDA Az á brá n a mikrohullá mú sü tő Főzé s haszná lati eseté nek Egy perc főzé s forgató könyvé nek szekvenciadiagramjá t lá tjuk. A haszná ló egy percig fő z. Indulá ské ppen a sü tő nem működik (a motor ki van kapcsolva), az ajtó csukva van. ¨ A Haszná ló megnyomja az ajtó gombot. Erre a MikroVezé rlő utasítja az ajtó t: ajto.kinyit(). Az ajtó ba az van beprogramozva, hogy ha ő t kinyitjá k, akkor szó laltasson meg egy hangot. A hang megszó laltatá sá nak kivitelezé sé t ké ső bbre halasztjuk – ezt az ajtó egyelő re elinté zi egy önmagá nak szó ló ü zenettel: ajtoNyitHang(). Ezutá n a MikroVezé rlő bekapcsolja a lá mpá t, é s egyelő re nyugalmi á llapotba kerü l.
43
7. Interakciódiagramok
¨ A Haszná ló beteszi az é telt, majd megint nyugalom következik. Az é tel beté telé t egyé bké nt nem fogjuk beprogramozni, ennek a felhaszná ló i akció nak csak szimbolikus é rté ke van. ¨ Most a Haszná ló megnyomja az ajtó csukó gombot, mire a MikroVezé rlő becsukja az ajtó t, hangot ad é s kikapcsolja a lá mpá t. ¨ Ezutá n a Haszná ló megnyomja a Perc plusz gombot. Erre megszó lal egy rövid síp (való színűleg a sípolá st egy Hang objektum fogja vé gezni, de ezt mé g nem tudjuk pontosan). A mikroVezé rlő bekapcsolja a motort, é s egy percre á llítja a Visszaszá mlá ló objektumot (a visszaszá mlá lá s az ő dolga lesz). A visszaszá mlá ló má sodpercenké nt visszajelez a MikroVezé rlő nek, hogy lejá rt(). A MikroVezé rlő vá laszké ppen kijelzi az idő t. Amikor vé gleg lejá rt az idő , akkor a MikroVezé rlő kikapcsolja a motort, a lá mpá t, é s há rom hosszúsíphangot ad.
:Ajto :Has zná ló
:Lam pa
:Visszas zam lalo
:Motor
:Kijelzo
:MikroVezé rlő
// ajtógom b ki() kinyit() ajtiNyitHang()
bekapcs ol() // é telt betes z() // ajtógom b be() becsuk() ajtoBecs ukHang()
kikapcs ol() // perc plus z gom b() rovidSipHang() bekapcsol() plus z60m p()
m pLetelt() s etText(m p) {m p-enké nt} idoLejart() kikapcsol() kikapcs ol() hoss zuSip3Hang()
Szekvenciadiagram – Egy perc fő zé s HE
44 A szekvenciadiagramon az idő a fontos. Az X tengelyen vannak az objektumok, az Y tengely az é letvonal (object lifeline). Az idő fentrő l lefelé telik. Ké t objektum között itt nem mutatható ki közvetlenü l a kapcsolat, a kapcsolat az ü zenetek á ltal é rzé kelhető (ü zenet csak kapcsolat menté n lehetsé ges). Az ü zenetek sorszá mozható k. A szekvenciadiagramon bal oldalon szoká s elhelyezni az aktort, é s amennyiben lehetsé ges, az ü zeneteket balró l jobbra szoká s kü ldeni. A diagram elemei Objektum Az objektumok az X tengely menté n helyezkednek el. Sztereotípussal jelölhetjü k, hogy az objektum aktor, hatá r, entitá s vagy egyé b. Lehető sé g szerint az aktorok é s a kliensek balra, a szerverek (az ü zenetek fogadó objektumai) jobbra helyezkedjenek el! É letvonal Az objektum é letvonala egy fü ggő leges, szaggatott vonal az objektumtó l lefelé . Mutatja, hogy az objektum é l. A legtöbb objektum a forgató könyv teljes idő tartama alatt é l, ekkor az é letvonal fentrő l lefelé nem szakad meg. Ha egy objektum a forgató könyv ideje alatt szü letik, akkor azt a create vagy new sztereotípusúü zenettel jelezhetjü k, é s az objektumot csak az ü zenet vé gé n tesszü k ki. Az objektumot a destroy sztereotípusúü zenettel szü ntetjü k meg. A vezé rlé s fókusza Egy objektum a vezé rlé s fó kuszá ban van, ha az ő metó dusa fut, vagy é ppen visszavá r egy metó dushívá st. A vezé rlé s birtoklá sá t egy fü ggő leges, kerkeny té glalap jelzi az objektum é letvonalá n. Ez alatt az idő alatt az objektumná l van a vezé rlé s, az objektum é ppen működik, aktív. Ü zenetek Az objektumok közötti ü zeneteket vízszintes nyíllal jelöljü k, rajta az ü zenet neve. ¨ Szinkron üzenet: Beá gyazott vezé rlé s, tipikusan egy metó dushívá s. Az ü zenetet lekezelő metó dus lefut, mielő tt a hívó hoz visszakerü l a vezé rlé s. Jele tömör fejű nyilacska: ¨ Aszinkron üzenet: A hívó á ltal kü ldött aszinkron ü zenet nem té r vissza a hívó hoz. A hívó az ü zenet elkü ldé se utá n folytatja működé sé t. Á ltalá ban a vá lasz (eredmé ny) szinté n aszinkron ü zenetké nt jön vissza. Jele nyílt hegyű nyilacska: ¨ Visszaté ré s: Minden ü zenetnek lehet egy visszaté ré s pá rja. Egy metó dus visszaté ré sé t nem kötelező jelölni a diagramon. Alapé rtelmezé sben a szinkron ü zenet visszaté r a hívá s helyé re, mé g a következő hívá s elő tt. A metó dusvisszaté ré s jele szaggatott, nyílt hegyű nyilacska:
Elágazás Az ü zenet neve elő tt megadható egy felté tel (guard). A felté telt szögletes zá ró jelbe tesszü k. Ebben az esetben az ü zenet csak a felté tel teljesü lé se eseté n hajtó dik vé gre. Pé ldá ul: [nyitva] becsuk()
7. Interakciódiagramok
Iteráció Az ü zenet neve elő tt megadható egy csillag é s egy felté tel. A felté telt szögletes zá ró jelbe tesszü k. Ebben az esetben az ü zenet annyiszor hajtó dik vé gre, ahá nyszor a felté tel teljesü l. Pé ldá ul: *[idoMp-ben != 0] setText()
A szekvenciadiagramhoz szöveges magyará zatot lehet elhelyezni a diagram bal oldalá n. Itt megjegyzé seket (pl. ké t ü zenet közt eltel idő t) é s megszorítá sokat (pl. if motor.isBekapcsolva) lehet megadni. A szekvenciadiagram é píté se Az á bra a mikrohullá mú sü tő Főzé s haszná lati eseté nek Egy perc főzé s forgató könyvé t szemlé lteti. Ahogy a forgató könyvet összeá llítjuk, folyamatosan „felbukkannak” a megfelelő osztá lyok, az osztá lyok közötti kapcsolatok, é s az osztá lyok metó dusai. Az egyes objektumoknak nem kell nevet (azonosító t) adni, elegendő az osztá lyuk feltü nteté se. A diagram bal oldalá n szerepel a Haszná ló . A Haszná ló mindig egy hatá r objektummal á ll kapcsolatban. A mikrovezé rlő objektumot hatá r objektumnak tü ntettü k fel, bá r legalá bb annyira vezé rlő objektum. A vezé rlő ablakot nem bontjuk fel ré szekre, mert az meglehető sen rontaná az á ttekinthető sé get. A HE elő felté tele, hogy a sü tő nem működik, é s csukva van az ajtó . Ez annyiban szá mít, hogy az egyes ü zenetkü ldé sekné l nem kell a sü tő á llapotá t vizsgá lni, vagyis nem tü ntetü nk fel szelekció kat. Ez nem baj, mert a szekvenciadiagram segítsé gé vel első sorban azt akarjuk felté rké pezni, hogy „ki ü zen kinek”. Az egyes metó dusok pontos struktúrá já t fő leg az á llapot- é s aktivitá sdiagramokkal fogjuk megá llapítani. CASE Alakítsuk ki a Mikro program Egy perc fő zés haszná lati esetének szekvenciadiagramjá t! A Haszná ló megnyomja az ajtó gombjá t. A gomb lenyomá sá t a MikroVezérlő gomblenyomó metó dusa kezeli le – a metó dus nevét most fonetikusan írjuk, és megjegyzésbe tesszük. Jó gyakorlat, hogy azon metó dusok neveit, amelyeket még nem döntöttünk el pontosan, megjegyzésbe teszük. Vegyünk fel tehá t egy MikroVezérlő osztá lyt, benne egy // ajtó kinyit metó dust! Vonszoljuk rá a MikroVezérlő osztá ly egy példá nyá t a szekvenciadiagramra! Kössük össze a Haszná ló t és a MikroVezérlő t egy üzenettel (Message), az üzenet nevénél a rendszer felkíná lja az objektum osztá lyá nak metó dusait. Vá lasszuk ki az elő bb betett metó dust! Az ajtó nyitó gomb megnyomá sá ra a vezérlő kinyitja az ajtó t. Ehhez kell egy ajtó , és kell egy kinyit metó dus. Vegyünk fel tehá t egy Ajtó osztá lyt a készülő osztálydiagramon! Az Ajtó osztá ly egy példá nyá t tegyük rá a szekvenciadiagramra! Tegyünk most egy üzenetet a MikroVezérlő és az Ajtó közé! Az üzenet nevének kitöltésekor nyomjuk le a New gombot (new message), és vegyünk fel az Ajtó osztá lyban a kinyit metó dust! Vá lasszuk a most beírt metó dust az üzenet nevének! Minden egyes lépésnél tehá t á t kell gondolnunk, milyen osztá lyra, annak milyen metó dusára van szükségünk. Több szekvenciadiagram több dologra vilá gít rá . Vé gü l felé pü l az osztá lydiagram.
45
46 PÉ LDA A következő á bra a KissDraw program Rajzlap betölté se haszná lati eseté nek egy forgató könyvé t szemlé lteti. A szekvenciadiagram a fejleszté s korai fá zisá ban ké szü lt, a FileManager osztá ly mé g nem szerepel rajta. A DrawFrame a Rajzoló val közvetlen mó don kommuniká l. Egy implementá ció közelibb vá ltozatban szerepeltethetné nk a kü lönböző dialó gusokat is. Ezeket a DrawFrame megjelenítene, atá n eltü ntetne. Ké rdé s azonban, hogy ez a ré szletesé g nem há trá ltat-e a problé ma megé rté sé ben?
Rajzlap betö lté se
:Rajzoló
:DrawFram e
:DrawPanel is Modified() true
// Menté s ? // Igen
writeToFile(file)
m odified = fals e // file kivá las ztá s a // OK
readFrom File(file)
m odified = fals e
Rajzlap betö lté se, dialógusokkal
:Rajzoló
m es s ageDialog
openDialog
:DrawFram e
:DrawPanel is Modified() true
s howMes s age("Menté s ?") // Igen igen() writeToFile(file) m odified = fals e s how() // file kivá las ztá s a, OK ok() file = getFile() readFrom File(file) m odified = fals e
47
7. Interakciódiagramok
7.3.
Együ ttműkö dé si diagram
Az együttműködé si diagram (collaboration diagram) egy grá f, ahol a csúcsok az objektumok, az é lek a kapcsolatok. Itt nem az idő , hanem az objektumok közötti kapcsolatok a fontosak. Az ü zenetek többszintesen sorszá mozható k (ezek a szekvencia szá mok), ily mó don az idő itt is kifejezhető ... PÉ LDA A következő á bra a Mikro Egy perc fő zé s forgató könyvé nek elejé t á brá zolja.
1 // ajtógom b ki() 2 // é telt betes z() :Használó
«boundary & control» :MikroVezé rlő
3 // ajtógom b be()
1.1 kinyit() 3.1 becs uk()
:Ajto
1.2 bekapcs ol() 3.2 kikapcs ol() :Lampa
Megjegyzé s: Az együ ttműködé si diagram az EA-ban elé ggé nehé zkes. Nem lehet ké t ü zenet közé beszúrni egy má sikat. Nem lehet vá ltani a ké t interakció diagram között.
48
8.
Á llapot-átmeneti diagram
8.1.
Az állapot-átmeneti diagram szerepe a modellezé sben
Az állapot-átmeneti diagram (state transition diagram) egyetlen osztá ly (annak egy elő fordulá sá nak) dinamikus viselkedé sé t, a kü lvilá ggal való kapcsolatá t á brá zolja. Az á llapot-á tmeneti diagram egy grá f, melynek csomó pontjai á llapotok, é lei pedig á tmenetek. Megadja, hogy az objektum mely esemé nyek hatá sá ra milyen á llapotbó l milyen á llapotba kerü l. Ha egy objektumnak intenzív a dinamikus működé se, akkor az objektum viselkedé sé nek feltá rá sá ban az á llapotá tmeneti diagram igen haté kony eszköz.
8.2.
Á llapot
A rendszerben minden objektum egy öná lló egysé g, amely a rendszer többi ré szé vel kommuniká l. Az objektum ¨ detektá lja az esemé nyeket, illetve ¨ reagá l az esemé nyekre. Egy esemé ny hatá sá ra az objektum á llapota megvá ltozhat. Ha pé ldá ul az ajtó nak azt ü zeni egy má sik objekum, hogy becsuk(), akkor az ajtó nyitott á llapotbó l (nyitva==true) csukott á llapotba (nyitva== false) kerü l: anObj ect
:Aj to 1 becsuk() constraints {nyitva == false}
A becsuk() hatá sá ra az ajtóá llapota: nyitva==false, azaz "csukva" lesz.
Esemé ny
Egy adott á llapotban levő objektum ugyanarra az esemé nyre mindig ugyanúgy reagá l (ugyanazt az akció sorozatot hajtja vé gre). Az á llapot az objektum é leté nek egy szakaszá t írja le. Az á llapot (state) lehet: - Az objektum bizonyos é rté keinek é s kapcsolatainak aktuá lis halmaza; - Idő intervallum, amely alatt az objektum vá r egy esemé ny bekövetkezé sé re; - Idő intervallum, amely alatt az objektum folyamatosan vé grehajt egy akció t. Egy objektumnak kü lönböző jellegzetes á llapotai lehetnek, melyeknek nevet adhatunk. Az á llapot jele az UML-ben egy lekerekített té glalap, melynek ré szei (bá rmelyik ré sz elhagyható ): - Né v ré sz: a té galap felső ré sze, az á llapot neve
49
8. Á llapot-á tmeneti diagram
- Belső á tmenetek: Olyan akció kat, illetve aktivitá sokat tartalmazhat, melyek nem okoznak á llapotvá ltozá st (lá sd ké ső bb).
PÉ LDA A Mikro objektumainak á llapotai: ¨ Ajtó : nyitva / csukva ¨ Motor: bekapcsolva / kikapcsolva ¨ Visszaszá mlá ló : á ll, ketyeg, fü ggő Az ajtó á llapotainak UML jelölé sei: csukv a
8.3.
nyitv a
Á llapot-átmenet
Á llapot-átmenetnek nevezzü k azt a folyamatot, melyben az objektum egy adott á llapotá bó l egy egyé rtelműen megkü lönböztethető má sik á llapotba kerü l. Az á tmenet lehetsé ges tulajdonsá gai: - Kivá ltó esemé ny (trigger vagy event). Az á tmenet a kivá ltó esemé ny hatá sá ra következik be. Az esemé ny egyará nt jöhet kívü lrő l vagy belü lrő l. - Ő rfelté tel (guard). Az ő rfelté tel egy logikai kifejezé s, amely hivatkozhat az objektum adataira. Az á tmenet csak akkor következik be, ha az ő rfelté tel igaz. - Akció (action). Á tmenetkor vé grehajtó dik. E tulajdonsá gokat az á tmenet vonalá n tü ntetjü k fel a következő ké ppen (bá rmelyik elhagyható ): trigger [őrfeltétel] / akció
Az á llapotá tmenetet követő akció nem szakítható meg. Szabá lyok: ¨ ¨ ¨ ¨
Egy objektum egyszerre csak egy kivá ltó esemé nyt kezel le; Az esemé nyek sorban á llnak; A le nem kezelt esemé ny az objektum szá má ra elvé sz; Az esemé nynek idő pontja van, nem idő tartama.
Kezdeti állapot, vé gállapot Az objektumnak van - pontosan egy kezdeti á llapota (initial state), melybe az objektum szü leté sekor kerü l. Jele egy tömör kör. - valahá ny vé gá llapota (final state), ahonnan tová bbi á llapotvá ltozá s nem lehetsé ges. Jele egy ökörszem. PÉ LDA Vegyü nk egy ké pzeletbeli ajtó t, melynek osztá lydiagramja a következő :
50 Ajto -
nyitva: boolean
+ + + + + +
elké s zít() : void kidob() : void is Nyitva() : void kinyit() : void becs uk() : void becs ap() : void
Az Ajtó osztá lybó l hozzunk lé tre egy pé ldá nyt. Életé t egy á llapot-á tmeneti diagrammal szemlé ltetjü k. Szü leté skor –, amikor elké szítik – csukva van. Aztá n egé sz é leté ben nyitjá k-csukjá k. Az ajtó t ki lehet dobni aká r nyitott, aká r csukott á llapotban. Á llapot-á tm enet Kivá ltóes em é ny (trigger): becs uk()
Kezdeti á llapot
elkes zit()
becs uk()
csukva
nyitva
kinyit() kidob()
kidob() Vé gá llapotok
A következő á bra az ajtó olyan á llapot-á tmeneteit mutatja, melyben a nyitá s é s a csuká s csendben törté nik, ellenben a becsapá st egy nagy durr kísé ri. Á llapot-á tm enet Kivá ltóes em é ny (trigger) : becs ap() Ő rfelté tel (guard) : mé rges vagyok Akció(action) : durr()
Ajtó- á llapotá tm eneti diagram
csukva
becs ap() [m é rges vagyok] /durr
nyitva
becs uk() kinyit()
A pé ldá ban a kivá ltó esemé nyek a becsap, becsuk é s a kinyit, ezek mind az Ajtó osztá ly sajá t metó dusai. Az ő rfelté tel a [nyitva] é s [csukva], a durr az akció .
51
8. Á llapot-á tmeneti diagram
Esemé nyek fajtái Esemé nynek vagy kölcsönhatá snak nevezü nk bá rmit, ami hatá ssal lehet egy objektumra. Egy esemé ny lehet hívá si, vá ltozá si, jel é s idő esemé ny. Az á llapot-á tmenetet esemé nyek okozhatjá k. Egy esemé ny nem felté tlenü l vá lt ki á llapot-á tmenetet. Hívási esemé ny (call event) Szinkronizá lt ké relem (ü zenet). Egy má sik, kliens objektumtó l é rkezik. A kliens objektum vá r a vá laszra. üzenetNeve(paraméterek)
Változási esemé ny (change event) Egy logikai kifejezé s é rté ké nek megvá ltozá sa. when(kifejezés)
Jel esemé ny (signal event) Aszinkron ü zenet (bá rmikor jöhet). Ké t fé le lehet: ¨ rendszerbe kívü lrő l jövő esemé ny (pl. egé r, bill) ¨ má sik objektum jelzé se vá laszra vá rá s né lkü l jelNeve(paraméterek)
Idő esemé ny (time event) Egy konkré t idő elé rkezik vagy letelik. after(idő)
PÉ LDA Az elő ző pé ldá ban a becsuk egy hívá si esemé ny. Ha az ajtó t 5 percenké nt szeretné nk nyitni-csukni, akkor az á llapotá tmenet kivá ltó esemé nye egy idő esemé ny (after...) lenne: csukva
after (5 perc) /durr
nyitva
after (5 perc)
8.4.
Tevé kenysé gek az adott állapotban
Vannak esemé nyek, melyek az objektumon nem okoznak közvetlen á llapotvá ltozá st. Ezeket az esemé nyeket az á llapot doboz akció ré szé be írjuk a következő formá ban: Akciócímke / Akció-kifejezés
Akció címké k: ¨ On Entry: az akció az állapotba való belé pé skor kerü l vé grehajtá sra; On Entry / Akció-kifejezés
¨ On Exit: az akció az állapotból való kilé pé skor kerü l vé grehajtá sra; On Exit / Akció-kifejezés
¨ Do Action: tevé kenysé g, mely az adott á llapot fenná llá sa alatt folyamatosan fut; Do Action/ Akció-kifejezés
52 ¨ [On Event]: egy adott esemé ny hatására kerü l vé grehajtá sra. Itt magá t az esemé nyt írjuk a címke helyé re. Esemény (paraméterlista) [feltétel] / Akció-kifejezés
PÉ LDA A következő ajtó eseté ben a nyitá snak é s csuká snak mindig van hangja fü ggetlenü l attó l, hogyan é rkezett ebbe az á llapotba: csukva +
nyitva
kinyit() +
On Entry / ajtócs uk hang
On Entry / ajtónyit hang
becs uk()
Vegyü nk egy Á ru osztá lyt. Az Á ru objektumnak há rom á llapota van: friss, nem friss é s lejá rt. Az á llapotok á tmeneteit é s az á llapotvá ltozá sokat kísé rő jelensé geket a következő á llapot-á tmeneti á brá ró l olvashatjuk le: Á ru + + + + + + + +
// elké s zít() : void // kites z a pultra() : void // leves z a pultról() : void // á rus ít() : void // reklá m oz() : void // á rles zá llít() : void // s zaglik() : void // m egs em m is ít() : void
Á ru nem friss friss elké s zít
after (5 nap) + +
On Entry / kites z a pultra Do Action / á rus ít
+ + + +
On Entry / á rles zá llít Do Action / reklá m oz Do Action / á rus ít On Exit / leves z a pultról
after (10 nap) /s zem é tbedob lejárt
m egs em m is ít +
Do Action / s zaglik
A mikrohullá músü tő majd minden osztá lyá nak triviá lis az á llapot-á tmeneti diagramja. A Motor é s a Lá mpa pé ldá ul bekapcsolt vagy kikapcsolt á llapotban lehet. Az á llapotvá ltozá sokat az osztá ly bekapcsol, illetve kikapcsol metó dusainak vé grehajtá sá val é rhetjü k el. A motor bekapcsolt á llapotban folyamatosan berreg:
53
8. Á llapot-á tmeneti diagram
+
8.5.
bekapcsolva
bekapcs ol()
Do Action / berreg
kikapcs ol()
kikapcsolva
Egymásba ágyazott állapotok
Az á llapotok, illetve az á llapotá tmeneti diagramok egymá sba á gyazható k. A kü lső á llapot minden tartalmazott á llapotra é rvé nyes. Ö sszetett á llapotokat az á llapotok tartalmazá sá val tudunk á brá zolni. Az á tmenet indulhat aká r egy kü lső , aká r egy belső á llapotbó l. PÉ LDA A mikrohullá músü tő ben ké t osztá ly van, melynek é rdemes tanulmá nyozni az á llapot-á tmeneteit, ezek a Viszaszá mlá ló é s a MikroVezé rlő osztá ly. A többi osztá ly á llapotá tmenetei triviá lisak. A MikroVezé rlő osztá ly á llapotá tmeneti diagramjá t a következő á bra mutatja. MikroVezerlo + +
Tö rö l gom b / rovids íp.lejats zik Perc plus z gom b / rö vids íp.lejats zik
1
2 1 ajtó csukva
+ +
On Entry / ajto.becs uk() On Entry / lam pa.kikapcs ol()
3
+ +
On Entry / vis s zas zam lalo.torol() On Entry / kijelez()
tö rö l gom b
10
perc plus z gom b /vis s zas zam lalo.plus z60perc11
4
műkö dik
9
idoLetelt() /hos s us ip3.lejats zik()
nem műkö dik
+ + + + + + + + +
On Entry / lam pa.bekapcs ol() On Entry / m otor.bekapcs ol() On Entry / vis s zas zam lalo.indit() On Entry / kijelez() perc plus z gom b / vis s zas zam lalo.plus z60m p() m pLetelt() / kijelez() On Exit / m otor.kikapcs ol() On Exit / lam pa.kikapcs ol() On Exit / vis s zas zam lalo.m egallit()
6
7
8 5
5
ajtógom b be [idő = 0]
ajtogom b be [idő > 0]
tö rö l gom b ajtógom b ki
ajtógom b ki ajtó nyitva + +
On Entry / ajto.kinyit() On Entry / lam pa.bekapcs ol()
A legfelső szinten maga a MikroVezé rlő á ll [1], ami azt jelenti, hogy a Mikro mindig ebben az á llapotban van. Ha tehá t bá rmikor megnyomjuk a töröl gombot vagy a perc plusz gombot [2], meghívá sra kerü l a rovidsip.lejatszik(). A mikró nak ké t á llapota lehetsé ges: ajtó nyitva é s ajtó csukva. Az ajtó csukva á llapotnak ké t alá llapota van: motor kikapcsolva é s motor bekapcsolva. A tartalmazá si sorrendet meg lehetett volna cseré lni,
54 ebben az esetben a motor kikapcsolva á llapot tartalmazná az ajtó nyitva é s ajtó csukva á llapotot – motor bekapcsolva á llapotban ugyanis egyé rtelmű, hogy csukva van az ajtó . Bá rhonnan is é rkezü nk az ajtó csukva á llapotba, az ajtó t té nylegesen be kell csukni, é s a lá mpá t ki kell kapcsolni [3]. Az ajtó nyitva á llapotbó l ké tfé leké ppen juthatunk az ajtó csukva á llapotba. Mindké t esetben benyomjuk az ajtó gombot, de ha idő =0 [4], akkor a motor kikapcsolva alá llapotba, ha idő >0 [5], akkor pedig a motor bekapcsolva alá llapotba kerü lü nk (vagyis ha a visszaszá mlá ló fü ggő ben volt, akkor az ajtó csuká sra újra elkezd működni a mikró ). Bá rhonnan is é rkezü nk a motor bekapcsolva á llapotba [6], a lá mpá t é s motort be kell kapcsolni, visszaszá mlá ló t el kell indítani, valamint az idő t ki kell jelezni. Ha a motor bekapcsolva á llapotban megnyomjuk a perc plusz gombot, a visszaszá mlá ló ideje 60 mpcel megnövekszik. Ha egy má sodperc letelt, akkor az idő t ki kell jelezni [7]. Amikor a mikró abbahagyja a működé st, akkor a motort é s a lá mpá t ki kell kapcsolni, a visszaszá mlá ló t pedig le kell á llítani [8]. Ha az idő letelt, akkor a motor bekapcsolva á llapotbó l á tkerü lü nk a motor kikapcsolva á llapotba, amellett, hogy az ajtó csukva van [9]. Ha motor bekapcsolva á llapotban lenyomjá k a töröl gombot [10], akkor motor kikapcsolva á llapotba kerü lü nk, a visszaszá mlá ló nullá zó dik, é s az idő kijelzé sre kerü l. Ha a motor kikapcsolva á llapotban lenyomjá k a perc plusz gombot [11], akkor bejutunk a motor bekapcsolva á llapotba, miközben a visszaszá mlá ló egy percre á ll.
8.6.
Kapcsolat a forráskóddal
Az osztá ly metó dusait fő ké nt a szekvenciadiagramok alapjá n hatá rozzuk meg. Ha az á llapotvá ltozá sok figyelé sé né l kiderü l, hogy hiá nyzik egy metó dus, akkor az osztá lyt termé szetesen bő vítjü k. Az á llapotdiagram nagy segítsé get jelent az osztá ly adattagjainak é s metó dusainak meghatá rozá sá ban, valamint az egyes metó dusok kó dolá sá ban. Á llapotá tmeneti diagramot fő ké nt akkor haszná lunk, ha sok az aszinkron esemé ny. Az esemé nylekezelő metó dusok pé ldá ul aszinkron mó don kerü lnek meghívá sra. Ha tehá t esemé nyek lé trehozá sá val fő ké nt á llapotvá ltozá sokat idé zü nk elő , akkor az objektum viselkedé sé nek meghatá rozá sá hoz az á llapotá tmeneti diagram a leghatá sosabb mó dszer. A kivá ltó esemé ny (trigger) lekezelő jé nek forrá skó djá ban a következő tevé kenysé gek szerepelnek, ebben a sorrendben: ¨ az esemé ny forrá sá llapotá nak On Exit tevé kenysé gei; ¨ a trigger kísé rő esemé nye; ¨ a cé lá llapot On Entry tevé kenysé gei;
55
8. Á llapot-á tmeneti diagram
Ha az adott trigger ké t helyen is elő fordul, akkor a megfelelő tevé kenysé geket integrá lni kell, szü ksé g eseté n az á llapotok felté telé nek megfogalmazá sá val. PÉ LDA idő letelt lekezelő jé nek forráskódja Az időletelt trigger egyetlen helyen szerepel: a motor bekapcsolva → motor kikapcsolva á tmenetné l. A motor bekapcsolva vé gé n van On Exit: motor.kikapcsol() lampa.kikapcsol() visszaszamlalo.megallit()
Kisé rő esemé ny: hosszusip3.lejatszik()
A motor kikapcsolva elejé n van On Entry: visszaszamlalo.torol() kijelez()
Ö sszegezve: motor.kikapcsol() lampa.kikapcsol() visszaszamlalo.megallit() hosszusip3.lejatszik() visszaszamlalo.torol() kijelez()
A kó dot optimalizá sakor a visszaszamlalo.megallit() törölhető . töröl gomb lekezelő jé nek forráskódja A töröl gomb trigger há rom helyen szerepel: legfelső szinten [2], é s az ajtó nyitva → kikapcsolva, valamint a motor bekapcsolva → motor kikapcsolva á tmenetekné l. Legfelső szint: rovidsip.lejatszik()
A motor bekapcsolva eseté ben van On Exit: if (motor.bekapcsolva) { motor.kikapcsol() lampa.kikapcsol() visszaszamlalo.megallit() }
Kísé rő akció k nincsenek. A motor kikapcsolva eseté n van On Entry: visszaszamlalo.torol() kijelez()
Ö sszegezve: rovidsip.lejatszik() if (motor.bekapcsolva) { motor.kikapcsol() lampa.kikapcsol() visszaszamlalo.megallit() } visszaszamlalo.torol() kijelez()
motor
56
ajtógomb lekezelő jé nek forráskódja A sü tő n egyetlen ké tá llá súajtó gomb van – ezt le kell ké rdeznü nk, hogy most milyen á llapotba kerü lt. Ha a gombbal é ppen csukunk, akkor az ajtó nyitva á llapotbó l az ajtó csukva á llapotba; ha é ppen nyitunk, akkor az ajtó csukva á llapotbó l az ajtó nyitva á llapotba kerü lü nk. Az ajtó gomb lekezelé sé nek Java kó dja: /* Ajtógombot lenyomták. */ void btAjto_actionPerformed(ActionEvent e) { if (btAjto.isSelected()) { // ajtócsukás, On Entry: ajto.becsuk(); lampa.kikapcsol();
if (!visszaszamlalo.nulla()) { // idő > 0 // motor bekapcsolva On Entry: lampa.bekapcsol(); motor.bekapcsol(); visszaszamlalo.indit(); kijelez(); } else { // motor kikapcsolva On Entry: visszaszamlalo.torol(); kijelez(); } } else { // ajtónyitás: if (motor.isBekapcsolva()) { // motor bekapcsolva On Exit: motor.kikapcsol(); lampa.kikapcsol(); visszaszamlalo.megallit(); } // ajtó nyitva On Entry: ajto.kinyit(); lampa.bekapcsol(); } }
9. Aktivitá sdiagram
9.
9.1.
Aktivitásdiagram
Az aktivitásdiagram szerepe a modellezé sben
Az aktivitá sdiagram lé nyegé ben egy folyamatá bra, segítsé gé vel a program dinamiká já t á brá zolhatjuk. A diagram megmutatja, hogy az egyes tevé kenysé gek egymá shoz ké pest mikor, é s milyen felté telekkel hajtó dnak vé gre. Az aktivitá sdiagram tevé kenysé gei több osztá ly felelő ssé gi köré hez is tartozhatnak. Az aktivitá sdiagram haszná lható : - ü zleti modellezé sre: ekkor a tevé kenysé g lehet az ember vagy a szá mító gé p á ltal elvé gzendő tetsző leges tevé kenysé g; - programspecifiká lá sra: ekkor a tevé kenysé g á ltalá ban egy operá ció , illetve metó dus. Az aktivitá sdiagram az á llapotdiagram egy speciá lis esete, ahol az á llapot tevé kenysé g (tevé kenysé g-á llapot), a kivá ltó esemé ny (trigger) pedig a tevé kenysé g befejezé se. Az aktivitá sdiagram á ltalá ban a bonyolultabb haszná lati esetek vagy metó dusok implementá ció já hoz kötő dik. Az aktivitá sdiagram a folyamat á llapot-gé pezete.
9.2.
Minta diagramok
A lekerekített té glalapok tevé kenysé geket á brá zolnak. A fekete vízszintes vonal az ún. szinkronizá ció s vonal, amely a hozzá beé rkező tevé kenysé geket „összevá rja”. Az é lé re á llított né gyzet dönté st jelent. Elő ször tekintsü k az UML specifiká ció ban megadott minta aktivitá sdiagramot. Az (ingyen működő ) italautomatá ban ké tfé le ital van: ká vé é s cola. A haszná ló kivá laszt egy italt. Ha ká vé t vá lasztott, akkor beindul pá rhuzamosan há rom tevé kenysé g: 1. ká vé kerü l a szűrő be, majd a szűrő bekerü l a gé pbe; 2. víz kerü l a tartá lyba; 3. egy pohá r kerü l a tartó ba. Ha az első ké t tevé kenysé gnek vé ge van, akkor a gé p bekapcsolá sa, majd a ká vé forrá zá sa következik. Ha ennek vé ge van, é s a pohá r is má r benne van a tartó ban, akkor kitölté sre kerü l a ká vé , é s meg lehet inni az italt. Ha nem a ká vé t vá lasztottá k, akkor ké t eset lehetsé ges: vagy a colá t vá lasztottá k, vagy semmit. Cola eseté ben a gé p kiadja a ké rt colá t, amit má ris lehet inni, egyé bké nt nem törté nik semmi. A folyamatnak vé ge. Má sodik pé ldaké nt né zzü k meg a "Szoftverfejleszté s csapatmunká ban" egy iterá ció já t! Elő ször rögzítik a követelmé nyeket, majd szé tosztjá k a munká t. Ezutá n a csapattagok pá rhuzamosan dolgoznak, összevá rjá k egymá st, majd letesztelik a munká kat. Ha mé g javítani kell, akkor visszamennek a munka szé tosztá sá hoz. Addig gyúrjá k a munká t, míg az iterá ció sikeresen befejező dik.
57
58 Kiválaszt egy italt Kezdet
[nem cola]
[nem ká vé ]
[ká vé ] [cola]
Kávé a szűrő be
Víz a tartályba
Pohár a tartóba
Cola kiadása
Szűrő a gé pbe UML specifiká ció mintaprogram
Gé p bekapcsolása
Kávé forrázása
Megissza az italt
Kávé kitö lté se
Vé ge
Italautomata (UML specifiká ció pé ldá ja)
Iteráció kezdete Kö vetelmé nyek rö gzíté se
Munka szé tosztása , me gbeszé lé se
1. tag dolgozik
2. tag dolgozik
3. tag dolgozik
Ö sszehangolás, teszt
[javítani kell]
[sikeres]
Iteráció vé ge
A "Szoftverfejleszté s csapatmunká ban" egy iterá ció ja
59
9. Aktivitá sdiagram
9.3.
A diagram modellelemei
Kezdet, vé g Egy tevé kenysé gsornak van - pontosan egy kezdete (belé pé si pontja); jele egy tömör kör. - valahá ny vé ge (kilé pé si pontja); jele egy ökörszem.
Tevé kenysé gállapot (action state) A tevé kenysé gállapot (vagy egyszerűen tevé kenysé g) egy olyan á llapot, amely maga a tevé kenysé g vé grehajtá sa. A tevé kenysé g befejező dé se automatikus á llapot-á tmenetet vá lt ki. A tevé kenysé gá llapotnak van egy vagy több bemeneti é s egy vagy több kimeneti á llapot-á tmenete. A bemenetnek van egy belé pé si esemé nye. A kimenet kivá ltó esemé nye a belé pé si esemé ny befejező dé se. Több kimenet esté n minden á tmenetnek tová bbi felté tele van (ő rfelté tel). A tevé kenysé get megadhatjuk termé szetes nyelven, pszeudokó ddal, vagy egy konkré t programnyelvi utasítá ssal. A tevé kenysé gá llapot jele ugyanaz, mint az á llapotdiagramon az á llapoté ; a lekerekített té glalapba itt a tevé kenysé get írjuk: Ö sszehangolás, teszt
A tevé kenysé gá llapot ré szletezhető , melynek több mó dja is lehetsé ges: ¨ A tevé kenysé gbe alá llapotok tehető k; ¨ A tevé kenysé g modellelem alatt szerepelhet egy újabb diagram, amely az adott összetett tevé kenysé get ré szletezi. Automatikus átmenet (tranzakció) Aktivitá sdiagramná l az egyik tevé kenysé gbő l a má sikba való á llapot-á tmenet á ltalá ban automatikus, ekkor a nyílon nincs ő rfelté tel. Több á tmenet eseté n az á tmenet termé szetesen tartalmazhat ő rfelté telt (az á tmenetek ilyenkor dönté scsomó pontbó l indulnak). Az á tmenet jele: [sikeres] Csomópont (elágazási pont, gyűjtő pont) Az á llapotdiagramon egy á llapotbó l több á tmenet is kivezethet; az á llapot-á tmenetekre kivá ltó esemé ny, ő rfelté tel é s akció tehető .
60 A csomópont egy alternatív lehető sé g az elá gazá s jelölé sé re, melyet első sorban az aktivitá sdiagramokon szoktak alkalmazni. A csomó pont ké tfé le lehet: - elágazási pont vagy dönté s: egyetlen bemenete, é s egy vagy több kimenete van. - gyűjtőpont: egy vagy több kimenete, é s egyetlen kimenete van. A gyűjtő pontnak nincs kivá ltó esemé nye. A csomó pont jele egy é lé re á llított rombusz:
Swimlane (ú szósáv) Az aktivitá sdiagram modellelemei felelő ssé gi sá vokba rendszerezhető k. Az egyes sá voknak olyan nevet adunk, amely a sá vba tartozó tevé kenysé gekre jellemző . Az úszó sá v tehá t egy adott kontextust jelöl. Ha az egyes sá vok objektumokat jelölnek, akkor a sá vba tartozó tevé kenysé geket a megadott objektum vé gzi. Ü zleti folyamat modellezé sné l a sá v jelölheti pé ldá ul egy cé g szervezeti egysé gé t. Az úszó sá vok fü ggő legesek, azokat vonalak vá lasztjá k el egymá stó l. A sá vok sorrendjé nek nincs jelentő sé ge. A KissDraw alkalmazá s Ú j rajzlap haszná lati eseté nek aktivitá sdiagramjá t az á bra mutatja. A tevé kenysé geket ké t sá vra osztottuk. Az első sá v a fileManager objektum felelő ssé gi köre, míg a má sodik sá vba sorolt összes tevé kenysé get az elmentendő (savable: elmenthető ) objektum vé gzi. A tevé kenysé gsor fü ggő legesen ké t ré szre oszlik: az elő ző rajzlap menté sé t az új rajzlap lé trehozá sa követi. A kettő t egy jó l lá tható csomó pont (Előzőrajzlap vé ge) vá lasztja el egymá stó l – itt futnak össze az Előző rajzlap szá lai. Az Ú j rajzlap kivá lasztá sa azzal indul, hogy a fileManager megké rdezi az elmentendő (savable) objektumtó l, hogy mó dosítottá k-e. Ha nem, akkor vé ge is van az Előző rajzlap ré sznek. Ha igen (isModified==true), akkor megké rdezzü k a felhaszná ló t: „Az elő ző rajzlapot menti?”. Há rom út lehetsé ges: ¨ igen: Ekkor megvizsgá ljuk: file==null?, vagyis hogy van-e neve az é ppen szerkesztett rajzlapnak (null eseté n a file neve Noname). true eseté n beké rjü k a fá jl nevé t. Ha megadja, mentü nk, ha nem adja, nem mentü nk. Ha má r volt neve a fá jlnak, akkor mindenké ppen mentü nk (writeToFile). ¨ nem: Nincs menté s, é s ezzel vé ge is van az elő ző rajzlap tevé kenysé gsornak. ¨ mé gse: Nem csak az elő ző rajzlap tevé kenysé gsornak van vé ge, hanem az Ú j rajzlap tevé kenysé gsornak is. A felhaszná ló ugyanis meggondolta magá t. Miutá n vé ge van az Előzőrajzlap tevé kenysé gsornak, lé trehozzuk az új rajzlapot. Elő ször a savable objektum törli magá t, é s a modified vá ltozó já t false-ra á llítja. A vezé rlé s visszakerü l a fileManagerhez, aki a file é rté ké t null-ra á llítja (a szerkesztendő rajzlap Noname lesz). Ezzel vé get é r a haszná lati eset.
61
9. Aktivitá sdiagram
fileManager
úszó sá v (swimlane)
savable
Ú j ra jzlap ke zde te
isModified [true]
Ké rdé s: Elő ző ra jzla pot me nti?
Előző rajzlap
Menté s [igen]
[mé gse]
[false] [file==null] [file!=null] File ne vé ne k be ké ré se
[nem]
[megadta]
w rite ToFile
[nem adta meg]
Ö sszetett tevé kenysé g. Ebből mé g mindig kilé phet a Mé gse opcióval. Ha lé tező fá jlnevet ad meg, akkor megké rdezzük, hogy felül akarja-e írni. Ha igen, akkor felülírjuk. Ha nem, akkor újra ké rjük a nevet. A tevé kenysé gnek csak akkor lehet vé ge, ha olyan fá jlnevet ad meg, ami nem lé tezik, vagy felülírható, illetve ha a Mé gse opciót vá lasztjá k.
Előző rajzlap vé ge cle a r Ú j rajzlap
file = null
m odifie d = fa lse
Ú j ra jzlap vé ge
A KissDraw Ú j rajzlap haszná lati eseté nek aktivitá sdiagramja Megjegyzé s: Egy haszná lati eset viselkedé sé nek modellezé sé hez mindig olyan diagramot (szekvencia, együ ttműködé si, aktivitá s vagy á llapot) haszná ljunk, amely arra a legalkalmasabb! Objektum, objektumfolyam (object flow) A tevé kenysé gek objetumokban é s objektumokon tevé kenykednek. Egy tevé kenysé gnek lehetnek objektum bemenetei (input), illetve objektum kimenetei (output). Ezeket az objektumokat az aktivitá sdiagramon objektum modellelemekkel á brá zolhatjuk. Az objektum é s tevé kenysé g között objektumfolyam kapcsolat van.
62 Objektum jele: Autó
Az objektumba tulajdonsá gok (é s metó dusok) tehető k: Autó -
rendszá m: gyá rtmá ny: típus: alvá zszá m: szín:
Az objektumfolyam jele egy szaggatott nyíl, mely kifejezi az á ramlá s irá nyá t. Egy tevé kenysé g output objektuma egy vagy több má sik tevé kenysé g input objektuma lehet: Ü gyfelek nyilvántartása
Autók nyilvántartása
Ü gyfé l Autó -
-
rendszá m: gyá rtmá ny: típus: alvá zszá m: szín:
né v: orszá g: irsz: vá ros: uhsz: telefon:
Javítási adatok -
km: hatá ridő: hatá rö sszeg: javítá si igé nyek:
Munkafelvé tel
Egy objektum többször is rá tehető a diagramra. Az objektumok megkü lönbözteté sé re megadható az objektum á llapota: Autó [ké sz]
9.4.
Autó [sze re lé s_ala tt]
Esemé nyek (kü ldő é s fogadott)
Az aktivitá sdiagramon lehető sé g van esemé nyek (jelek) elhelyezé sé re. Az esemé ny egy törté né s, egy é rtesíté s vagy egy idő pont eljövetele. Az esemé ny elindítja a tevé kenysé get vagy folyamatot. Az esemé nyt a tevé kenysé g (folyamat) felhaszná lhatja, á talakíthatja vagy tová bbíthatja. Az esemé ny lehet kü ldött esemé ny (sending) vagy fogadott esemé ny (receipt). A kü ldött esemé ny jele: Autó ké sz
63
9. Aktivitá sdiagram
A fogadott esemé ny jele: Ü gyfé l jö n
A folyamat á ltal induká lt, kü ldött esemé nyt egy má sik folyamat fogadhatja. Ebben az esetben bá rmelyik szimbó lum haszná lható . Az esemé ny jelölé sé re elvileg nem lenne szü ksé g, mert az á tmenet ki tudja fejezni azt. Az esemé ny jele a fejlesztő i közössé g nyomá sá ra kerü lt az UML specifiká ció ba. Ha haszná ljuk, akkor az á tmenetnek nincs címké je, arra nem tehető tová bbi esemé ny. Egy pé lda az UML specifiká ció bó l, mely az italautomata működé sé nek egy ré szlete: Gé p bekapcsolása
bekapcsolá s
Pohár
Kávé forrázása
lá mpa kikapcsol
Kávé kitö lté se
A Pohá r osztá lyú objektum a „bekapcsolá s” esemé ny fogadó objektuma, é s egyúttal a „lá mpa kikapcsol” esemé ny kü ldő objektuma is.
9.5.
Á llapot- vagy aktivitásdiagram?
Az aktivitá sdiagram egy osztá lyszerű modellelemhez kapcsolható , mint haszná lati eset, csomag vagy operá ció . A diagramot akkor szoká s haszná lni, ha a tevé kenysé geket belső , szinkronizá lt esemé nyek vezé rlik, vagyis a programré szlet eljá rá sorientá lt. A kü lső (aszinkron) esemé nyek á ltal meghatá rozott programré szletet á llapotdiagrammal á brá zoljuk. Má s szó val: az á llapotdiagramot esemé nyvezé relt, az aktivitá sdiagramot pedig algoritmusvezé relt programré szletek á brá zolá sá ra haszná ljuk. Az aktivitá sdiagram é s az á llapotdiagram elemei keverhető k. Vegyes elemek eseté n a diagram neve (aktivitá s- vagy á llapotdiagram) attó l fü gg, hogy mely elemek hatá rozzá k meg a diagram jellegé t.
9.6.
Ü zleti folyamat modellezé s
Az aktivitá sdiagram egyik gyakori alkalmazá i terü lete az ü zleti folyamat modellezé s.
64
10. Komponens diagram
10.1. A komponensdiagram szerepe a modellezé sben A komponensdiagram a rendszert alkotó fizikai komponenseket (szoftverelemeket) é s az azok közti kapcsolatokat á brá zola. A komponensdiagramon megadható a logikai né zet osztá lyainak forrá skomponensekhez való hozzá rendelé se, valamint a forrá skó dok hozzá rendelé se futtatható komponensekhez. A komponensdiagram az implementá ció s né zet jellemző diagramja. A komponensdiagram a komponensmodell diagramja. A komponensdiagram segítsé gé vel rendszerezhetjü k, csoportosíthatjuk a rendszer szoftver elemeit, valamint az egyes komponenseket egymá shoz rendelhetjü k, egymá sba leké pezhetjü k. Pé ldá ul osztá lyhoz forrá skó dot, forrá skó dhoz futtatható fá jlt rendelhetü nk. A komponensdiagramot a következő dolgok modellezé sé re haszná ljá k leggyakrabban: ¨ Forrá skó dok (java, pas, cpp...) ¨ Futtatható szoftverelemek (exe, jar...) ¨ Fizikai adatbá zisok (mdb, jds, myd...)
10.2. A diagram elemei A komponensdiagram modellelemei: ¨ Komponensek ¨ Interfé szek ¨ Kapcsolatok: fü ggő sé g (fordítá s, nyomköveté s), öröklé s, tá rsítá s é s megvaló sítá s. Komponens A komponens (component) egy fizikailag bonthatatlan szoftver egysé g. A komponens lehet egy á llomá ny, pé ldá ul forrá skó d, szerkesztendő vagy futtatható szoftver elem: lefordított tá rgykó d, bá jtkó d, futtatható program vagy dinamikus könyvtá r. Mint má s diagramelemek, a komponensek is csomagokba csoportosítható k. A komponens elő redefiniá lt szereotípusai: executable (futtatható fá jl), library (könyvtá r), document (dokumentum), table (adattá bla), file (fá jl), forrá skó d, ké p stb. A komponens jele: «executable» Mikro.ja r
65
10. Komponens diagram
10.3. Minta diagram A Mikro alkalmazá s osztá lyainak mindegyiké hez egy-egy Java forrá skó d ké szü l. A következő komponensdiagram a forrá skó dokat é s a közöttü k levő fü ggő sé gi kapcsolatokat á brá zolja. A Java forrá skó dokat vé gü l is a Mikro.jar realizá lja (ez tartalmazza a java fá jlokbó l lefordított class fá jlokat). m ikro La mpa.ja va
Motor.java
Ajto.ja va
MikroVeze rlo.ja va
Hang.ja va
Mikro.jar
Vissza sza mla lo.ja va
«realize»
Tim er.java
A Mikro alkalmazá s futtatá sá hoz a szá mító gé pen há rom dolognak kell jelen lennie: ¨ Mikro.jar: Futtatható class fá jlok é s tartozé kok együ ttese. ¨ Mikro.hlp: Help dokumentum. A Mikro.jar haszná lja. ¨ JRE 1.4 futtató környezet é s könyvtá r.
«executable» Mikro.ja r
JRE 1.4 vagy >
«document» Mikro.hlp
66
11. Telepíté si diagram
11.1. A telepíté si diagram szerepe a modellezé sben A telepíté si diagram a telepíté si modell diagramja. Itt adjuk meg a rendszer topoló giá já t. A telepíté si diagram segítsé gé vel a rendszer szoftver elemeit a hardver elemekhez rendeljü k. Megadjuk, hogy mely komponensek (szoftver elemek) milyen szá mító gé pen futnak. A telepíté si diagram az implementá ció s né zet jellemző diagramja.
11.2. A diagram elemei A telepíté si diagram modellelemei: ¨ Csomópont: egy hardver elem, processzor, szá mító gé p vagy egyé b eszköz. A csomó pont szerotípusai pé ldá ul: pc, pc-kliens, pc-szerver, printer, cd-rom, storage (tá roló ) stb. ¨ Kapcsolat: A csomó pontok közötti kapcsolat lehet tá rsítá si, öröklé si, tartalmazá si stb. A kapcsolat sztereotípusa lehet pé ldá ul: loká lis há ló , TCP/IP. ¨ Komponens: A csomó pontokra komponensek tehető k. Ez jelzi, hogy a komponens a hardver elemen van, illetve fut. Csomópont (node) A csomópont egy szá mító gé p vagy hardver eszköz, mely csak a rendszer futá sakor lé tezik, é s á ltalá ban van memó riá ja vagy adatfeldolgozó ké pessé ge. Csomó pont pé ldá ul egy konkré t szá mító gé p (szerver vagy kliens), egy nyomtató vagy egy levilá gító . A csomó pont jele:
Farkas gé pe
11.3. Minta diagramok A Mikrohullá mú sü tő telepíté si diagramja triviá lis. Bá rmely PC-n haszná lható , amelyre telepítik. A Mikro.jar programot kell a gé pre má solni. A futá s felté tele, hogy jelen legyen a JRE é s a help á llomá ny.
67
11. Telepíté si diagram
PC «executable» Mikro.jar
«document» Mikro.hlp
JRE 1.4 vagy >
A mikrohullá músü tő telepíté si diagramja
A HAVER (Hallgató i Vizsgá ztató é s Ellenő rző Rendszer) telepíté si diagramja má r egy fokkal összetettebb. Itt má s dolgok vannak a taná ri gé pen é s a hallgató k gé pé n. A taná ri gé pen jelen van a teljes HAVER szoftver, mely segítsé gé vel feladatok is ké szíthető k. A hallgató i gé pen csak a Vizsga.exe fut, amely azonban elé ri a taná r gé pé n levő feladatokat. A taná ri gé phez egy nyomtató va kötve.
Tanári gé p Fe lada tok.m db
Ha llga tó gé pe Vizsga .e x e
HAVER.e x e
«printer» Nyom tató
Ha llgató gé pe Vizsga .e x e
A HAVER telepíté si diagramja
Irodalomjegyzé k [1] OMG Unified Modeling Language Specification. Version 1.4, 2001 [2]
