ما هي أنواع النماذج الموجودة في uml. الخصائص العامة للغة UML. مخططات نظرة عامة على التفاعل

مخطط UML هو لغة وصف بيانية متخصصة مصممة لنمذجة الكائنات في تطوير البرامج المختلفة. هذه اللغة لها ملف تعريف واسع وهي معيار مفتوح يستخدم رموز بيانية مختلفة لإنشاء نموذج مجردة للنظام. تم إنشاء UML لتمكين تعريف جميع أنواع أنظمة البرامج وتصورها وتوثيقها وتصميمها. تجدر الإشارة إلى أن مخطط UML نفسه ليس لغة برمجة ، ولكنه يوفر إمكانية إنشاء رمز منفصل بناءً عليه.

لماذا هي بحاجة؟

لا ينتهي استخدام UML بنمذجة جميع أنواع البرامج. أيضًا ، تُستخدم هذه اللغة بنشاط اليوم لنمذجة العمليات التجارية المختلفة ، وإجراء تصميم النظام ، فضلاً عن عرض الهياكل التنظيمية.

بمساعدة UML ، يمكن لمطوري البرامج ضمان الاتفاق الكامل في الرموز الرسومية المستخدمة لتمثيل المفاهيم الشائعة مثل: المكون ، والتعميم ، والفئة ، والسلوك ، والتجميع. هذا يحقق درجة أكبر من التركيز على الهندسة المعمارية والتصميم.

من الجدير بالذكر أيضًا أن هناك عدة أنواع من هذه المخططات.

مخطط الفصل

مخطط فئة UML هو مخطط هيكل ثابت مصمم لوصف هيكل النظام ، وكذلك إظهار السمات والطرق والتبعيات بين عدة فئات مختلفة.

تجدر الإشارة إلى حقيقة أن هناك عدة وجهات نظر حول إنشاء مثل هذه المخططات ، اعتمادًا على كيفية استخدامها:

• المفاهيمي. في هذه الحالة ، يصف مخطط فئة UML نموذج مجال موضوع معين ، ويقدم فقط فئات من كائنات التطبيق.
• محدد. يستخدم الرسم التخطيطي في عملية تصميم نظم المعلومات المختلفة.
• تطبيق. يتضمن مخطط الفصل جميع أنواع الفئات المستخدمة مباشرة في كود البرنامج.

مخطط مكون

مخطط مكون UML هو مخطط هيكل ثابت تمامًا. الغرض منه هو توضيح انهيار نظام برمجي معين إلى مكونات هيكلية مختلفة ، بالإضافة إلى العلاقات بينها. يمكن أن يستخدم مخطط مكون UML جميع أنواع النماذج والمكتبات والملفات والحزم والملفات التنفيذية والعديد من العناصر الأخرى على هذا النحو.

مخطط الهيكل المركب / المركب

مخطط الهيكل المركب / المركب UML هو أيضًا مخطط هيكل ثابت ، ولكنه يستخدم لإظهار الهيكل الداخلي للفئات. إذا أمكن ، يمكن أن يوضح هذا الرسم البياني أيضًا تفاعل العناصر الموجودة في الهيكل الداخلي للفصل.

الأنواع الفرعية من هذه هي مخطط تعاون UML ، والذي يستخدم لتوضيح الأدوار والتفاعلات بين الفئات المختلفة ضمن نطاق التعاون. إنها سهلة الاستخدام إذا كنت بحاجة إلى تصميم نماذج لأنماط التصميم.

تجدر الإشارة إلى أنه يمكن استخدام الرسوم البيانية لفئة UML ومخططات الهيكل المركب في نفس الوقت.

مخطط النشر

يستخدم هذا الرسم التخطيطي لنمذجة عقد التشغيل ، بالإضافة إلى جميع أنواع القطع الأثرية التي تم نشرها عليها. في UML 2 ، يتم نشر العناصر الأثرية في عقد مختلفة ، بينما في الإصدار الأول تم نشر المكونات فقط. وبالتالي ، يتم استخدام مخطط نشر UML بشكل أساسي للإصدار الثاني.

تتشكل تبعية المظهر بين الأداة والمكون الذي تنفذه.

مخطط الكائن

يسمح لك هذا العرض بمشاهدة لقطة كاملة أو جزئية للنظام الذي يتم إنشاؤه في وقت معين. يعرض بشكل كامل جميع حالات فئات نظام معين ، مع الإشارة إلى القيم الحالية لمعلماتها ، وكذلك العلاقات بينها.

مخطط الحزمة

هذا المخطط هيكلي بطبيعته ، ومحتواه الأساسي عبارة عن جميع أنواع الحزم ، بالإضافة إلى العلاقات بينها. في هذه الحالة ، لا يوجد فصل صارم بين العديد من المخططات الهيكلية ، ونتيجة لذلك يتم استخدام استخدامها في أغلب الأحيان للراحة فقط ، ولا يحمل أي معنى دلالي. تجدر الإشارة إلى أن العناصر المختلفة قد توفر مخططات UML أخرى (أمثلة: الحزم ومخططات الحزم نفسها).

يتم استخدامها من أجل ضمان تنظيم العديد من العناصر في مجموعات وفقًا لسمة معينة ، من أجل تبسيط الهيكل ، وكذلك لتنظيم العمل مع نموذج هذا النظام.

الرسم النشاط

يعرض مخطط نشاط UML تحلل نشاط معين إلى عدة أجزاء مكونة. في هذه الحالة ، يشير مفهوم "النشاط" إلى تحديد سلوك معين قابل للتنفيذ في شكل تنفيذ متسلسل متوازي ومنسق للعديد من العناصر التابعة - أنواع متداخلة من الأنشطة والإجراءات المختلفة ، متحدًا بالتدفقات القادمة من مخرجات عقدة معينة إلى مدخلات أخرى.

غالبًا ما يستخدم مخطط نشاط UML لنمذجة العمليات التجارية المختلفة ، والحوسبة المتوازية والمتسلسلة. من بين أمور أخرى ، يقومون بنمذجة جميع أنواع الإجراءات التكنولوجية.

مخطط آلي

يسمى هذا العرض وبشكل مختلف إلى حد ما - مخطط حالة UML. لديها آلة حالة مقدمة بحالات بسيطة ومركبة ، بالإضافة إلى التحولات.

آلة الحالة المحدودة هي تحديد لسلسلة من الحالات المختلفة التي يمر من خلالها كائن معين ، أو تفاعل استجابة لبعض الأحداث في حياته ، وكذلك استجابة كائن لمثل هذه الأحداث. يتم إرفاق آلة الحالة التي يستخدمها مخطط حالة UML بالعنصر الأصلي واستخدامها لتحديد سلوك مثيلاتها.

يمكن استخدام مخططات التنين المزعومة كنظائر لمثل هذه الرسوم البيانية.

استخدم مخططات الحالة

يعرض مخطط حالة استخدام UML جميع العلاقات التي تحدث بين الممثلين ، بالإضافة إلى حالات الاستخدام المختلفة. وتتمثل مهمتها الرئيسية في توفير وسيلة كاملة يمكن من خلالها للعميل أو المستخدم النهائي أو بعض المطورين مناقشة سلوك ووظائف نظام معين بشكل مشترك.

إذا تم استخدام مخطط حالة استخدام UML في عملية نمذجة النظام ، فسيقوم المحلل بما يلي:

• افصل بوضوح النظام الذي يتم تصميمه عن بيئته.
• تحديد الجهات الفاعلة وطرق تفاعلها مع هذا النظام ، بالإضافة إلى وظائفه المتوقعة.
• ضع في المسرد كمجال موضوع مفاهيم مختلفة تتعلق بوصف مفصل لوظيفة هذا النظام.

إذا تم تطوير رسم تخطيطي للاستخدام في UML ، يبدأ الإجراء بوصف نصي ، يتم الحصول عليه عند العمل مع العميل. في الوقت نفسه ، تجدر الإشارة إلى حقيقة أن المتطلبات غير الوظيفية المختلفة تم حذفها تمامًا في عملية تجميع نموذج حالة الاستخدام ، وسيتم بالفعل تكوين وثيقة منفصلة لها.

مجال الاتصالات

مخطط الاتصال ، تمامًا مثل مخطط تسلسل UML ، متعدٍ ، أي أنه يعبر عن التفاعل ، لكنه في نفس الوقت يوضحه بطرق مختلفة ، وإذا لزم الأمر ، بالدرجة المطلوبة من الدقة ، يمكن تحويل أحدهما إلى آخر .

يعكس مخطط الاتصال التفاعلات التي تحدث بين العناصر المختلفة للهيكل المركب ، بالإضافة إلى أدوار التعاون. الفرق الرئيسي بينه وبين مخطط التسلسل هو أنه يشير بوضوح إلى العلاقة بين عدة عناصر ، والوقت لا يستخدم كبعد منفصل.

يتميز هذا النوع بتنسيق مجاني تمامًا لترتيب العديد من الكائنات والعلاقات بنفس الطريقة التي يتم بها في مخطط الكائن. إذا كانت هناك حاجة للحفاظ على ترتيب الرسائل في هذا التنسيق الحر ، فسيتم ترقيمها ترتيبًا زمنيًا. تبدأ قراءة هذا الرسم البياني بالرسالة الأولية 1.0 ، وتستمر بعد ذلك على طول الاتجاه الذي يتم فيه تمرير الرسائل من كائن إلى آخر.

بالنسبة للجزء الأكبر ، تُظهر مثل هذه المخططات نفس المعلومات تمامًا التي يوفرها لنا مخطط التسلسل ، ولكن نظرًا لأنه يستخدم طريقة مختلفة لعرض المعلومات ، يصبح تحديد أشياء معينة في مخطط ما أسهل بكثير من تحديد آخر. تجدر الإشارة أيضًا إلى أن مخطط الاتصال يوضح بشكل أكثر وضوحًا العناصر التي يتفاعل معها كل عنصر فردي ، بينما يوضح مخطط التسلسل بشكل أكثر وضوحًا في ترتيب التفاعلات التي يتم تنفيذها.

مخطط تسلسل

يوضح مخطط تسلسل UML التفاعلات بين العديد من الكائنات ، والتي يتم ترتيبها وفقًا لوقت حدوثها. يوضح هذا الرسم البياني تفاعلًا مرتبًا زمنيًا بين عدة كائنات. على وجه الخصوص ، يعرض جميع الكائنات التي تشارك في التفاعل ، بالإضافة إلى التسلسل الكامل للرسائل المتبادلة من قبلهم.

العناصر الرئيسية في هذه الحالة هي تسميات كائنات مختلفة ، وكذلك الخطوط الرأسية التي تعرض مرور الوقت والمستطيلات التي تمثل نشاط كائن معين أو أداء بعض الوظائف بواسطته.

مخطط التعاون

يسمح لك هذا النوع من المخططات بإظهار التفاعلات بين عدة كائنات ، مستخلصًا من تسلسل ترجمة الرسالة. يعرض هذا النوع من الرسوم البيانية في شكل مضغوط تمامًا جميع الرسائل المرسلة والمستلمة لكائن معين ، بالإضافة إلى تنسيقات هذه الرسائل.

نظرًا لأن مخططات التسلسل ومخططات الاتصال هي ببساطة طرق عرض مختلفة لنفس الإجراءات ، فإن Rational Rose توفر القدرة على إنشاء رسم تخطيطي لتسلسل الاتصال من مخطط تسلسل أو العكس ، وكذلك مزامنتها تلقائيًا بشكل كامل.

مخططات نظرة عامة على التفاعل

هذه هي مخططات UML ، والتي تنتمي إلى نوع من الرسوم البيانية للنشاط وتشمل عناصر التسلسل وبنيات تدفق التحكم.

وتجدر الإشارة إلى حقيقة أن هذا التنسيق يجمع بين مخطط التعاون والتسلسل ، والذي يوفر فرصة للنظر في التفاعل بين العديد من الكائنات في النظام الذي يتم تشكيله من وجهات نظر مختلفة.

توقيت الرسم البياني

يمثل نسخة بديلة من مخطط التسلسل ، والذي يوضح بوضوح التغيير في الحالة على شريان الحياة بمقياس زمني معين. يمكن أن يكون مفيدًا جدًا في العديد من تطبيقات الوقت الفعلي.

ما هي المنافع؟

تجدر الإشارة إلى العديد من المزايا التي تميز مخطط استخدام UML وغيرها:

• اللغة موجهة للكائنات ، ونتيجة لذلك فإن تقنيات وصف نتائج التحليل والتصميم المنفذين قريبة من الناحية اللغوية من طرق البرمجة في جميع أنواع اللغات الموجهة للكائنات من النوع الحديث.
• باستخدام هذه اللغة ، يمكن وصف النظام من أي وجهة نظر ممكنة تقريبًا ، ويتم وصف مختلف جوانب سلوكه بنفس الطريقة.
• جميع الرسوم البيانية سهلة القراءة نسبيًا حتى بعد التعرف السريع نسبيًا على تركيبها.
• يسمح لك UML بالتوسع ، بالإضافة إلى تقديم الصور النمطية الخاصة بك للرسم والنص ، مما يساهم في استخدامها ليس فقط في هندسة البرمجيات.
• أصبحت اللغة منتشرة على نطاق واسع ، كما أنها تتطور بنشاط كبير.

سلبيات

على الرغم من حقيقة أن بناء مخططات UML له الكثير من المزايا ، إلا أنه غالبًا ما يتم انتقادهم بسبب أوجه القصور التالية:

• وفرة. في الغالبية العظمى من الحالات ، يقول النقاد أن UML كبيرة جدًا ومعقدة ، وغالبًا ما يكون هذا غير مبرر. وهو يتضمن الكثير من الإنشاءات والمخططات الزائدة عن الحاجة أو شبه عديمة الفائدة ، وغالبًا ما يذهب مثل هذا النقد إلى الإصدار الثاني ، وليس الأول ، لأنه في المراجعات الأحدث هناك المزيد من الحلول الوسط "المصممة من قبل اللجنة".
• أخطاء مختلفة في دلالات الألفاظ. نظرًا لأن UML يتم تعريفه بمزيج من اللغة الإنجليزية و OCL ، فإنه يفتقر إلى الصلابة المتأصلة في اللغات التي يتم تحديدها بدقة من خلال تقنيات الوصف الرسمية. في حالات معينة ، تبدأ الصيغة المجردة لكل من OCL و UML واللغة الإنجليزية في التناقض مع بعضها البعض ، بينما في حالات أخرى تكون غير مكتملة. تؤثر عدم دقة وصف اللغة نفسها على كل من المستخدمين وموفري الأدوات على حد سواء ، مما يؤدي في النهاية إلى عدم توافق الأداة بسبب الطريقة الفريدة التي يتم بها التعامل مع المواصفات المختلفة.
• مشاكل في عملية التنفيذ والدراسة. كل المشاكل المذكورة أعلاه تخلق بعض الصعوبات في عملية التنفيذ والتعلم في UML ، وهذا صحيح بشكل خاص عندما تجبر الإدارة المهندسين على استخدامها عندما يفتقرون إلى المهارات السابقة.
• يعكس الرمز الرمز. رأي آخر هو أنها ليست نماذج جميلة وجذابة هي المهمة ، ولكن أنظمة العمل مباشرة ، أي الكود هو المشروع. وفقًا لوجهة النظر هذه ، هناك حاجة لتطوير طريقة أكثر كفاءة لكتابة البرامج. يتم تقييم UML في الأساليب التي تجمع النماذج لإعادة إنشاء التعليمات البرمجية القابلة للتنفيذ أو التعليمات البرمجية المصدر. لكن في الواقع ، قد لا يكون هذا كافيًا ، لأن اللغة تفتقر إلى خصائص Turing التامة ، وستكون كل شفرة تم إنشاؤها في النهاية محدودة بما يمكن لأداة تفسير UML أن تفترضه أو تحدده.
• عدم تطابق التحميل. يأتي هذا المصطلح من نظرية تحليل الأنظمة لتحديد عدم قدرة مدخلات نظام معين على إدراك مخرجات نظام آخر. كما هو الحال مع أي تدوين قياسي ، يمكن لـ UML تمثيل أنظمة معينة بطريقة أكثر كفاءة وإيجازًا من غيرها. وبالتالي ، يميل المطور أكثر نحو تلك الحلول الأكثر راحة لنسج جميع نقاط القوة في UML ، بالإضافة إلى لغات البرمجة الأخرى. تكون هذه المشكلة أكثر وضوحًا إذا كانت لغة التطوير لا تتوافق مع المبادئ الرئيسية للعقيدة الأرثوذكسية الموجهة للكائنات ، أي لا تحاول العمل وفقًا لمبادئ OOP.
• يحاول أن يكون عالميا. UML هي لغة نمذجة للأغراض العامة تسعى لتكون متوافقة مع أي لغة معالجة موجودة حاليًا. في سياق مشروع معين ، لكي يحقق فريق التصميم الهدف النهائي ، من الضروري اختيار الميزات القابلة للتطبيق لهذه اللغة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الطرق الممكنة للحد من نطاق استخدام UML في منطقة معينة تمر عبر شكليات لم تتم صياغتها بشكل كامل ، ولكنها هي نفسها موضوع النقد.

وبالتالي ، فإن استخدام هذه اللغة ليس مناسبًا في جميع المواقف.

حاشية. ملاحظة: موضوع هذه الدورة هو UML - لغة النمذجة الموحدة. في المحاضرة السابقة ، تحدثنا عن ماهية UML ، وتاريخها ، والغرض منها ، وطرق استخدام اللغة ، وهيكل تعريفها ، ومصطلحاتها وتدوينها. لقد لوحظ أن نموذج UML عبارة عن مجموعة من الرسوم البيانية. في هذه المحاضرة سننظر في مثل هذه الأسئلة: لماذا نحتاج إلى عدة أنواع من الرسوم البيانية؟ أنواع المخططات OOP وتخطيط التسلسل

قبل الانتقال إلى مناقشة المادة الرئيسية لهذه المحاضرة ، دعنا نتحدث عن سبب إنشاء أي مخططات على الإطلاق. دائمًا ما يسبق تطوير نموذج لأي نظام (وليس البرنامج فقط) إنشائه أو تحديثه. هذا ضروري على الأقل من أجل تخيل أكثر وضوحًا للمشكلة التي يتم حلها. تعتبر النماذج المدروسة مهمة جدًا للتفاعل داخل فريق التطوير وللتفاهم المتبادل مع العميل. بعد كل شيء ، يسمح لك بالتأكد من أن المشروع "متسق هندسيًا" قبل تنفيذه في الكود.

نحن نبني نماذج لأنظمة معقدة لأننا لا نستطيع وصفها بالكامل ، "ألقِ نظرة عليها في لمحة". لذلك ، فإننا نفرد فقط خصائص النظام الضرورية لمهمة معينة ونبني نموذجًا يعكس هذه الخصائص. تجعل طريقة التحليل الموجه للكائنات من الممكن وصف الأنظمة المعقدة الحقيقية بأكثر الطرق ملاءمة. ولكن عندما تصبح الأنظمة أكثر تعقيدًا ، هناك حاجة إلى تقنية محاكاة جيدة. كما قلنا في المحاضرة السابقة ، يتم استخدام نظام موحد كتقنية "قياسية". لغة النمذجة(لغة ​​النمذجة الموحدة ، UML) ، وهي لغة رسومية لمواصفات وتصور وتصميم وتوثيق الأنظمة. باستخدام UML ، يمكنك تطوير نموذج مفصل للنظام الذي يتم إنشاؤه ، لا يعكس فقط مفهومه ، ولكن أيضًا ميزات التنفيذ المحددة. في إطار نموذج UML ، يتم إصلاح جميع التمثيلات حول النظام في شكل إنشاءات رسومية خاصة تسمى الرسوم البيانية.

ملحوظة. لن نأخذ في الاعتبار جميع أنواع المخططات ، ولكن فقط بعض أنواع المخططات. على سبيل المثال ، لم يتم تناول مخطط المكونات في هذه المحاضرة ، وهي مجرد نظرة عامة مختصرة على أنواع الرسوم البيانية. لا يقتصر عدد أنواع المخططات الخاصة بنموذج تطبيق معين بأي شكل من الأشكال. بالنسبة للتطبيقات البسيطة ، ليست هناك حاجة لإنشاء مخططات من جميع الأنواع دون استثناء. قد يكون بعضها مفقودًا ببساطة ، ولن يتم اعتبار هذه الحقيقة خطأ. من المهم أن نفهم أن توافر المخططات من نوع معين يعتمد على تفاصيل مشروع معين. يمكن العثور على معلومات حول أنواع الرسوم البيانية الأخرى (التي لم تتم مناقشتها هنا) في معيار UML.

لماذا تحتاج أنواع متعددة من الرسوم البيانية

أولاً ، دعنا نحدد المصطلحات. في مقدمة هذه المحاضرة ، استخدمنا بشكل متكرر مفاهيم النظام والنموذج والرسم التخطيطي. المؤلف على يقين من أن كل واحد منا يفهم بشكل حدسي معنى هذه المفاهيم ، ولكن لتوضيح ذلك تمامًا ، دعنا ننظر مرة أخرى إلى المسرد ونقرأ ما يلي:

نظام- مجموعة من الأنظمة الفرعية المترابطة المتحكم بها والتي يوحدها هدف مشترك يتمثل في الأداء.

نعم ، ليست مفيدة للغاية. ما هو النظام الفرعي إذن؟ لتوضيح الموقف ، دعنا ننتقل إلى الكلاسيكيات:

النظاماستدعاء مجموعة من الأنظمة الفرعية المنظمة لتحقيق هدف محدد ووصفها باستخدام مجموعة من النماذج ، ربما من وجهات نظر مختلفة.

حسنًا ، لا يوجد شيء يمكنك القيام به ، عليك البحث عن تعريف النظام الفرعي. كما يقول هناك ذلك النظام الفرعيهي مجموعة من العناصر ، بعضها يحدد سلوك العناصر الأخرى. يشرح إيان سومرفيل المفهوم بهذه الطريقة:

النظام الفرعيهو نظام لا يعتمد عمله على خدمات الأنظمة الفرعية الأخرى. نظام البرنامج منظم كمجموعة من الأنظمة الفرعية المستقلة نسبيًا. كما يتم تحديد التفاعلات بين الأنظمة الفرعية.

أيضًا ليس واضحًا جدًا ، ولكنه أفضل. عند التحدث بلغة "بشرية" ، يتم تمثيل النظام كمجموعة من الكيانات الأبسط التي تتمتع بالاكتفاء الذاتي نسبيًا. يمكن مقارنة ذلك بكيفية بناء واجهة رسومية من "المكعبات" القياسية - المكونات المرئية ، أو كيف يتم تقسيم نص البرنامج نفسه أيضًا إلى وحدات تحتوي على إجراءات فرعية يتم دمجها وفقًا لوظيفة ويمكن إعادة استخدامها في البرامج التالية.

فهم مفهوم النظام. أثناء عملية التصميم ، يتم النظر في النظام من وجهات نظر مختلفةبمساعدة النماذج ، تظهر تمثيلات مختلفة في شكل رسوم بيانية. مرة أخرى ، قد يكون لدى القارئ أسئلة حول معنى المفاهيم عارضات ازياءو الرسوم البيانية. نعتقد أن تعريفًا جميلًا ، ولكن ليس واضحًا جدًا النماذج كتجريد نظام مغلق لغويًامن غير المرجح أن توضح الموقف ، لذلك دعونا نحاول أن نشرح "بكلماتنا الخاصة".

نموذج- هذا كائن معين (مادي أم لا) يعرض فقط أهم خصائص النظام لهذه المهمة. النماذج مختلفة - ملموسة وغير ملموسة ، مصطنعة وطبيعية ، زخرفية ورياضية ...

دعنا نعطي بعض الأمثلة. سيارات الألعاب البلاستيكية المألوفة لنا جميعًا ، والتي لعبناها بشغف كبير في الطفولة ، ليست أكثر من مادة اصطناعية للديكورطراز السيارة الحقيقي. بالطبع ، في مثل هذه "السيارة" لا يوجد محرك ، نحن لا نملأ خزانها بالبنزين ، وعلبة التروس لا تعمل (علاوة على ذلك ، فهي غير موجودة على الإطلاق) ، ولكن كنموذج ، هذه اللعبة تؤدي وظائفها بالكامل : يعطي الطفل فكرة عن السيارة ، لأنه يعرض ميزاتها المميزة وجود أربع عجلات ، وهيكل ، وأبواب ، ونوافذ ، والقدرة على القيادة ، إلخ.

في الأبحاث الطبية ، غالبًا ما تسبق الاختبارات على الحيوانات التجارب السريرية للعقاقير على البشر. في هذه الحالة ، يتصرف الحيوان كما مادة طبيعيةالنماذج البشرية.

المعادلة الموضحة أعلاه هي أيضًا نموذج ، ولكن هذا نموذج رياضي ، ويصف حركة نقطة مادية تحت تأثير الجاذبية.

يبقى فقط أن نقول ما هو الرسم التخطيطي. رسم بيانيهو تمثيل رسومي لمجموعة من العناصر. عادة ما يتم تصويره على شكل رسم بياني به رؤوس (كيانات) وحواف (علاقات). هناك العديد من الأمثلة على الرسوم البيانية. هذا مخطط كتلة مألوف لنا جميعًا منذ سنوات الدراسة ، ومخططات التثبيت لمختلف المعدات التي يمكننا رؤيتها في أدلة المستخدم ، وشجرة من الملفات والأدلة على القرص ، والتي يمكننا رؤيتها عن طريق تشغيل أمر الشجرة في وحدة تحكم Windows ، وأكثر من ذلك بكثير. في الحياة اليومية ، تحيط بنا الرسوم البيانية من جميع الجوانب ، لأن الصورة أسهل بالنسبة لنا في إدراكها من النص ...

لكن عد إلى تصميم البرامج (وليس فقط). في هذه الصناعة منذ ذلك الحين باستخدام الرسوم البيانية ، يمكنك تصور النظام من وجهات نظر مختلفة. أحد المخططات ، على سبيل المثال ، يمكن أن يصف تفاعل المستخدم مع النظام ، والآخر - التغيير في حالات النظام أثناء تشغيله ، والثالث - التفاعل بين عناصر النظام ، وما إلى ذلك. يمكن ويجب تمثيل النظام كمجموعة من النماذج الصغيرة والمستقلة تقريبًا - الرسوم البيانية ، ولا يكفي أي منها لوصف النظام والحصول على صورة كاملة عنه ، حيث يركز كل منها على جانب معين من أداء النظام و يعبر عن اختلاف مستوى التجريد. بعبارة أخرى ، يتوافق كل نموذج مع وجهة نظر معينة ومحددة حول النظام الجاري تصميمه.

على الرغم من حقيقة أننا في الفقرة السابقة كنا متساهلين للغاية مع مفهوم النموذج ، يجب أن نفهم أنه في سياق التعريفات المذكورة أعلاه لا يوجد مخطط واحد هو نموذج. المخططات ليست سوى وسيلة لتصور النموذج ، ويجب التمييز بين الاثنين. فقط مجموعة من المخططات تشكل نموذج النظامويصفها بشكل كامل ، ولكن لم يتم إخراج رسم تخطيطي واحد من السياق.

أنواع الرسوم البيانية

تعريف UML 1.5 اثني عشر نوعًا من المخططاتمقسمة إلى ثلاث مجموعات:

• أربعة أنواع من الرسوم البيانية تمثل الهيكل الثابت للتطبيق ؛
• خمسة تمثل الجوانب السلوكية للنظام ؛
• ثلاثة تمثل الجوانب المادية لتشغيل النظام (مخططات التنفيذ).

لم يقم الإصدار الحالي من UML 2.1 بإجراء تغييرات كثيرة. تغيرت الرسوم التخطيطية بشكل طفيف في المظهر (ظهرت إطارات وتحسينات بصرية أخرى) ، وتحسن التدوين قليلاً ، وحصلت بعض الرسوم البيانية على أسماء جديدة.

ومع ذلك ، فإن العدد الدقيق المخططات الكنسيةإنه غير مهم على الإطلاق بالنسبة لنا ، نظرًا لأننا لن نأخذ في الاعتبار جميعها ، بل بعضها فقط - لأن عدد أنواع المخططات لنموذج معين لتطبيق معين ليس ثابتًا بشكل صارم. بالنسبة للتطبيقات البسيطة ، ليست هناك حاجة لإنشاء جميع المخططات بدون استثناء. على سبيل المثال ، بالنسبة لتطبيق محلي ، ليس من الضروري إنشاء رسم تخطيطي للنشر. من المهم أن نفهم أن قائمة المخططات تعتمد على تفاصيل المشروع الجاري تطويره ويتم تحديدها من قبل المطور نفسه. إذا كان القارئ الفضولي لا يزال يرغب في معرفة كل مخططات UML ، فسنحيله إلى معيار UML (http://www.omg.org/technology/documents/modeling_spec_catalog.htm#UML). تذكر أن الغرض من هذه الدورة ليس وصف جميع إمكانيات UML تمامًا ، ولكن فقط لتقديم هذه اللغة ، لإعطاء فكرة أولية عن هذه التقنية.

لذلك ، سوف ننظر بإيجاز إلى أنواع الرسوم البيانية مثل:

• استخدم الرسم البياني;
• مخطط الفصل
• مخطط الكائن;
• مخطط تسلسل؛
• مخطط التفاعل
• الرسم التخطيطي للدولة؛
• الرسم النشاط;
• مخطط النشر.

سنتحدث عن بعض هذه المخططات بمزيد من التفصيل في المحاضرات القادمة. في غضون ذلك ، لن نركز على التفاصيل ، بل نضع لأنفسنا هدف تعليم القارئ على الأقل التمييز بصريًا بين أنواع المخططات ، لإعطاء فكرة أولية عن الغرض من الأنواع الرئيسية للرسوم البيانية . لذا ، لنبدأ.

استخدم الرسم البياني

تم تصميم أي أنظمة (بما في ذلك البرامج) مع الأخذ في الاعتبار حقيقة أنه سيتم استخدامها من قبل الأشخاص و / أو التفاعل مع أنظمة أخرى أثناء عملهم. يتم استدعاء الكيانات التي يتفاعل معها النظام في سياق عمله ممثلين، ويتوقع كل فاعل من النظام أن يتصرف بطريقة محددة بدقة ويمكن التنبؤ بها. دعنا نحاول إعطاء تعريف أكثر صرامة لـ ector. للقيام بذلك ، نستخدم مفردات مرئية رائعة لـ UML زيكوم مينتور:

هيكتور (ممثل)- هذه مجموعة من الأدوار ذات الصلة منطقيًا والتي يتم إجراؤها عند التفاعل مع السوابق أو الكيانات (نظام أو نظام فرعي أو فئة). يمكن أن يكون الممثل شخصًا أو نظامًا آخر أو نظامًا فرعيًا أو فئة تمثل شيئًا خارج الكيان.

رسمياً ، يتم تصوير المتجه إما " رجل صغير"، على غرار تلك التي رسمناها في الطفولة ، والتي تصور أفراد عائلتنا ، أو رمز الفئة مع الصورة النمطية المقابلةكما يظهر في الصورة. كلا شكلي العرض لهما نفس المعنى ويمكن استخدامهما في الرسوم البيانية. غالبًا ما يستخدم النموذج "النمطية" لتمثيل الجهات الفاعلة في النظام أو في الحالات التي يكون فيها للممثل خصائص يجب عرضها (الشكل 2.1).

قد يسأل القارئ اليقظ السؤال على الفور: لماذا هيكتور وليس ممثلا؟؟ نحن نتفق ، كلمة "ektor" تقطع أذن شخص روسي قليلاً. السبب في أننا نقول هذا بسيط - يتكون ector من الكلمة عمل، وهو ما يعني في الترجمة عمل. الترجمة الحرفية لكلمة "اكتور" - الممثل- طويل جدًا وغير مريح للاستخدام. لذلك ، سوف نستمر في قول ذلك.

يمكن للقارئ اليقظ نفسه أن يلاحظ وميض كلمة "سابقة" في تعريف ector. ما هذا؟ هذا السؤال سوف يثير اهتمامنا أكثر إذا تذكرنا أننا نتحدث عنه الآن استخدم الرسم البياني. لذا،

سابقة (حالة الاستخدام)- وصف جانب معين من سلوك النظام من وجهة نظر المستخدم (بوتش).

التعريف مفهوم وشامل تمامًا ، ولكن يمكن تحسينه باستخدام نفس التعريف زيكوم مينتور"om:

حالة الاستخدام- وصف مجموعة الأحداث المتتالية (بما في ذلك المتغيرات) التي يؤديها النظام والتي تؤدي إلى النتيجة التي يلاحظها الممثل. تمثل حالة الاستخدام سلوك الكيان من خلال وصف التفاعل بين الجهات الفاعلة والنظام. لا تظهر السابقة "كيف" يتم تحقيق نتيجة معينة ، ولكن فقط "ما هي".

يشار إلى السوابق بطريقة بسيطة للغاية - في شكل قطع ناقص ، يشار إلى اسمه بداخله. حالات الاستخدام والممثلين مرتبطة بالخطوط. غالبًا ما يصور الأرز في أحد طرفي الخط. 2.3

UML هي لغة نمذجة رسومية موحدة لوصف وتصور وتصميم وتوثيق أنظمة OO. تم تصميم UML لدعم عملية نمذجة PS على أساس نهج OO ، لتنظيم العلاقة بين المفاهيم المفاهيمية والبرنامجية ، ولإظهار مشاكل تحجيم الأنظمة المعقدة. تُستخدم نماذج UML في جميع مراحل دورة حياة البرنامج ، من تحليل الأعمال إلى صيانة النظام. يمكن للمؤسسات المختلفة استخدام UML بطريقتها الخاصة ، اعتمادًا على مناطق المشاكل والتقنيات المستخدمة.

نبذة تاريخية عن UML

بحلول منتصف التسعينيات ، تم اقتراح عدة عشرات من طرق نمذجة OO من قبل مؤلفين مختلفين ، استخدم كل منهم تدوينه البياني الخاص. في الوقت نفسه ، كان لأي من هذه الأساليب نقاط قوتها ، لكنها لم تسمح ببناء نموذج PS كامل بما فيه الكفاية ، لإظهاره "من جميع الجوانب" ، أي جميع الإسقاطات الضرورية (انظر المادة 1). بالإضافة إلى ذلك ، فإن عدم وجود معيار نمذجة OO جعل من الصعب على المطورين اختيار الطريقة الأنسب ، مما حال دون الاستخدام الواسع لنهج OO لتطوير البرامج.

بناءً على طلب مجموعة إدارة الكائنات (OMG) - وهي منظمة مسؤولة عن اعتماد المعايير في مجال تقنيات الكائنات وقواعد البيانات ، تم حل المشكلة الملحة المتمثلة في التوحيد والتوحيد القياسي من قبل مؤلفي طرق OO الثلاثة الأكثر شيوعًا - G. Booch Rambo و A. Jacobson ، اللذان قاما بدمج الجهود بإنشاء UML الإصدار 1.1 ، الذي تمت الموافقة عليه من OMG في عام 1997 كمعيار.

UML لغة

تتكون أي لغة من قاموس وقواعد لدمج الكلمات لتكوين تراكيب ذات معنى. لذلك ، على وجه الخصوص ، يتم ترتيب لغات البرمجة ، مثل UML. السمة المميزة لها هي أن مفردات اللغة تتكون من عناصر بيانية. يحتوي كل رمز رسومي على دلالات محددة ، لذلك يمكن فهم النموذج الذي تم إنشاؤه بواسطة أحد المطورين بشكل لا لبس فيه بواسطة مطور آخر ، وكذلك بواسطة أداة تفسر UML. من هذا ، على وجه الخصوص ، يترتب على ذلك أن نموذج PS المقدم في UML يمكن ترجمته تلقائيًا إلى لغة برمجة OO (مثل Java و C ++ و VisualBasic) ، أي باستخدام أداة نمذجة مرئية جيدة تدعم UML ، عن طريق عند بناء نموذج ، سنحصل أيضًا على فراغ من رمز البرنامج المقابل لهذا النموذج.

يجب التأكيد على أن UML لغة وليست طريقة. يشرح العناصر التي يجب إنشاء النماذج منها وكيفية قراءتها ، لكنه لا يذكر شيئًا عن النماذج وفي أي الحالات يجب تطويرها. لإنشاء طريقة تعتمد على UML ، من الضروري استكمالها بوصف لعملية تطوير PS. مثال على هذه العملية هو العملية الموحدة العقلانية ، والتي ستتم مناقشتها في مقالات لاحقة.

مفردات UML

يتم تمثيل النموذج في شكل كيانات وعلاقات فيما بينها ، والتي تظهر في الرسوم البيانية.

الجواهرهي التجريدات التي هي العناصر الرئيسية للنماذج. هناك أربعة أنواع من الكيانات - الهيكلية (الفئة ، الواجهة ، المكون ، حالة الاستخدام ، التعاون ، العقدة) ، السلوكية (التفاعل ، الحالة) ، التجميع (الحزم) والتعليقات التوضيحية (التعليقات). كل نوع كيان له تمثيل رسومي خاص به. ستتم مناقشة الكيانات بالتفصيل عند دراسة الرسوم البيانية.

علاقةتظهر علاقات مختلفة بين الكيانات. الأنواع التالية من العلاقات معرّفة في UML:

• مدمنيُظهر مثل هذه العلاقة بين كيانين ، عندما يمكن للتغيير في أحدهما - مستقل - أن يؤثر على دلالات الآخر - التابع. يتم تمثيل التبعية بواسطة سهم منقط يشير من الكيان التابع إلى الكيان المستقل.
• منظمةهي علاقة هيكلية توضح أن كائنات كيان ما مرتبطة بأشياء من كيان آخر. بيانياً ، يظهر الارتباط كخط يربط بين الكيانات ذات الصلة. تستخدم الجمعيات للتنقل بين الكائنات. على سبيل المثال ، يمكن استخدام الارتباط بين الفئتين "الطلب" و "المنتج" للعثور على جميع المنتجات المحددة في طلب معين - من ناحية ، أو للعثور على جميع الطلبات التي تحتوي على هذا المنتج - من ناحية أخرى. من الواضح أن البرامج المقابلة يجب أن تنفذ آلية توفر مثل هذا التنقل. إذا كان التنقل مطلوبًا في اتجاه واحد فقط ، فسيتم الإشارة إليه بواسطة سهم في نهاية الاقتران. حالة خاصة من الارتباط هي التجميع - علاقة النموذج "الكل" - "الجزء". بيانيا ، يتم تمييزه باستخدام معين في النهاية بالقرب من الكيان بأكمله.
• تعميمهي علاقة بين الكيان الرئيسي والكيان الفرعي. تعكس هذه العلاقة بشكل أساسي خاصية الوراثة للفئات والأشياء. يظهر التعميم على أنه سطر ينتهي بمثلث يشير إلى الكيان الأصلي. يرث الطفل هيكل (سمات) وسلوك (أساليب) الوالد ، ولكن في نفس الوقت يمكن أن يكون له عناصر هيكلية جديدة وطرق جديدة. يسمح UML بالوراثة المتعددة عندما يكون الكيان مرتبطًا بأكثر من كيان رئيسي واحد.
• تطبيق- العلاقة بين الكيان الذي يحدد مواصفات السلوك (الواجهة) مع الكيان الذي يحدد تنفيذ هذا السلوك (الفئة ، المكون). تُستخدم هذه العلاقة بشكل شائع في نمذجة المكونات وسيتم وصفها بمزيد من التفصيل في المقالات اللاحقة.

المخططات.يوفر UML المخططات التالية:

• مخططات تصف سلوك النظام:
• مخططات الدولة (مخططات الحالة) ،
• مخططات النشاط ،
• مخططات الكائن ،
• مخططات التسلسل
• مخططات التعاون ؛
• مخططات تصف التنفيذ المادي للنظام:
• مخططات المكونات
• مخططات النشر.

عرض التحكم في النموذج. الحزم.

لقد قلنا بالفعل أنه لكي يتم فهم النموذج جيدًا من قبل الشخص ، من الضروري تنظيمه بشكل هرمي ، مع ترك عدد صغير من الكيانات في كل مستوى من مستويات التسلسل الهرمي. يتضمن UML وسيلة لتنظيم التمثيل الهرمي للنموذج - الحزم. يتكون أي نموذج من مجموعة من الحزم التي قد تحتوي على فئات وحالات استخدام وكيانات ومخططات أخرى. يمكن أن تتضمن الحزمة حزمًا أخرى ، مما يسمح لك بإنشاء تسلسلات هرمية. لا توفر UML مخططات حزمة منفصلة ، لكنها قد تظهر في رسوم بيانية أخرى. يتم عرض الحزمة على شكل مستطيل مع علامة تبويب.

ما يقدمه UML.

• وصف هرمي لنظام معقد من خلال تمييز الحزم ؛
• إضفاء الطابع الرسمي على المتطلبات الوظيفية للنظام باستخدام حالات جهاز الاستخدام ؛
• تفصيل متطلبات النظام من خلال إنشاء مخططات للأنشطة والسيناريوهات ؛
• اختيار فئات البيانات وبناء نموذج بيانات مفاهيمي في شكل رسوم بيانية للفئات ؛
• اختيار الفئات التي تصف واجهة المستخدم ، وإنشاء مخطط التنقل على الشاشة ؛
• وصف عمليات تفاعل الكائنات في أداء وظائف النظام ؛
• وصف سلوك الأشياء في شكل مخططات للأنشطة والحالات ؛
• وصف مكونات البرامج وتفاعلها من خلال الواجهات ؛
• وصف العمارة المادية للنظام.

وآخر…

على الرغم من كل جاذبية UML ، سيكون من الصعب استخدامها في نماذج PS الحقيقية بدون أدوات النمذجة المرئية. تتيح لك هذه الأدوات تقديم الرسوم التخطيطية بسرعة على شاشة العرض ، وتوثيقها ، وإنشاء فراغات من أكواد البرامج بلغات برمجة OO المختلفة ، وإنشاء مخططات قاعدة البيانات. تشتمل معظمها على إمكانية إعادة هندسة أكواد البرامج - استعادة بعض الإسقاطات لنموذج PS عن طريق التحليل التلقائي لرموز المصدر للبرامج ، وهو أمر مهم للغاية لضمان تطابق النموذج والأكواد وعند تصميم الأنظمة التي ترث وظائف الأنظمة السابقة .

يمكن تقسيم جميع مخططات UML بشكل مشروط إلى مجموعتين ، أولهما مخططات عامة. الرسوم البيانية العامة مستقلة عمليًا عن موضوع النمذجة ويمكن استخدامها في أي مشروع برمجي بغض النظر عن مجال الموضوع ومجال القرار وما إلى ذلك.

1.5.1. مخطط الاستخدام

مخطط الاستخدام(مخطط حالة الاستخدام) هو التمثيل الأكثر عمومية للغرض الوظيفي للنظام.

يهدف مخطط الاستخدام إلى الإجابة على سؤال النمذجة الرئيسي: ماذا يفعل النظام في العالم الخارجي؟

في مخطط الاستخدام ، يتم استخدام نوعين من الكيانات الرئيسية: حالات الاستخدام 1 والجهات الفاعلة 2 ، حيث يتم إنشاء الأنواع الرئيسية التالية من العلاقات:

• الارتباط بين الفاعل وحالة الاستخدام 3 ؛
• التعميم بين الجهات الفاعلة 4 ؛
• التعميم بين حالات الاستخدام 5 ؛
• التبعيات (بأنواعها المختلفة) بين حالات الاستخدام 6.

يمكن أن يكون لمخطط الاستخدام ، مثل أي مخطط آخر ، تعليقات 7. علاوة على ذلك ، يوصى بشدة بإجراء ذلك لتحسين إمكانية قراءة المخططات.

العناصر الرئيسية للترميز المستخدم في مخطط الاستخدام موضحة أدناه. ويرد وصف مفصل في القسم 2.2.

1.5.2. مخطط الفصل

مخطط الفصل(مخطط الفصل) هو الطريقة الرئيسية لوصف هيكل النظام.

هذا ليس مفاجئًا ، لأن UML هي أساسًا لغة موجهة للكائنات ، والفئات هي لبنة البناء الرئيسية (إن لم تكن الوحيدة).

في الرسم التخطيطي للفصل ، يتم استخدام نوع رئيسي واحد من الكيانات: الفئات 1 (بما في ذلك العديد من الحالات الخاصة للفئات: الواجهات ، والأنواع الأولية ، وفئات الارتباط ، والعديد من الأنواع الأخرى) ، والتي يتم من خلالها إنشاء الأنواع الرئيسية التالية من العلاقات:

• الارتباط بين الفئات 2 (مع العديد من التفاصيل الإضافية) ؛
• التعميم بين الفئات 3 ؛
• التبعيات (من أنواع مختلفة) بين الفئات 4 وبين الفئات والواجهات.

بعض عناصر الترميز المستخدمة في الرسم البياني للفئة موضحة أدناه. ويرد وصف مفصل في الفصل 3.

1.5.3. مخطط آلي

مخطط آلي(مخطط آلة الحالة) هي إحدى الطرق لوصف السلوك بالتفصيل في UML بناءً على التخصيص الصريح للحالات ووصف الانتقالات بين الحالات.

في جوهرها ، مخططات التشغيل الآلي ، كما يوحي الاسم ، هي رسم بياني انتقالي للحالة (انظر الفصل 4) ، محملة بالعديد من التفاصيل والتفاصيل الإضافية.

في مخطط التشغيل الآلي ، يتم استخدام نوع رئيسي واحد من الكيانات - الحالات 1 ، ونوع واحد من العلاقات - الانتقالات 2 ، ولكن يتم تحديد الكثير من الأنواع والحالات الخاصة والتعيينات الإضافية لكليهما. إن إدراجهم جميعًا في مراجعة تمهيدية لا معنى له.

ويرد وصف مفصل لجميع الأشكال المختلفة لمخططات التشغيل الآلي في القسم 4.2 ، ويوضح الشكل التالي فقط العناصر الرئيسية للترميز المستخدم في مخطط التشغيل الآلي.

1.5.4. الرسم النشاط

الرسم النشاط(مخطط النشاط) - طريقة لوصف السلوك بناءً على إشارة تدفقات التحكم وتدفقات البيانات.

مخطط النشاط هو طريقة أخرى لوصف السلوك الذي يشبه بصريًا مخطط انسيابي قديم جيد. ومع ذلك ، بسبب التدوين الحديث ، المتوافق مع النهج الموجه للكائنات ، والأهم من ذلك ، بسبب المكون الدلالي الجديد (التفسير المجاني لشبكات Petri) ، يعد مخطط نشاط UML أداة قوية لوصف سلوك النظام.

في مخطط النشاط ، يتم استخدام نوع رئيسي واحد من الكيانات - الإجراء 1 ، ونوع واحد من العلاقات - الانتقالات 2 (عمليات نقل التحكم والبيانات). تُستخدم أيضًا هياكل مثل التشعب والاندماج والوصلات والفروع 3 ، والتي تشبه الكيانات ، لكنها ليست في الواقع ، ولكنها طريقة بيانية لتصوير بعض الحالات الخاصة للعلاقات متعددة الأماكن. تمت مناقشة دلالات عناصر مخطط النشاط بالتفصيل في الفصل 4. العناصر الرئيسية للترميز المستخدم في مخطط النشاط موضحة أدناه.

1.5.5. مخطط تسلسل

مخطط تسلسل(مخطط التسلسل) هو طريقة لوصف سلوك النظام بناءً على الإشارة إلى تسلسل الرسائل المرسلة.

في الواقع ، مخطط التسلسل هو سجل لبروتوكول جلسة معينة للنظام (أو جزء من هذا البروتوكول). في البرمجة الشيئية ، فإن أهم شيء في وقت التشغيل هو تمرير الرسائل بين الكائنات المتعاونة. هو تسلسل إرسال الرسائل المعروض في هذا الرسم البياني ، ومن هنا جاء الاسم.

في مخطط التسلسل ، يتم استخدام نوع رئيسي واحد من الكيانات - حالات تفاعل المصنفات 1 (بشكل أساسي الفئات والمكونات والممثلين) ، ونوع واحد من العلاقات - الاتصالات 2 التي يتم من خلالها تبادل الرسائل 3. هناك عدة طرق لإرسال الرسائل ، والتي تختلف في التدوين الرسومي في شكل سهم يتوافق مع العلاقة.

أحد الجوانب المهمة في مخطط التسلسل هو العرض الصريح لمرور الوقت. على عكس الأنواع الأخرى من المخططات ، ربما باستثناء الرسوم البيانية للتزامن ، في مخطط تسلسل ، ليس فقط وجود روابط رسومية بين العناصر مهمًا ، ولكن أيضًا الموضع النسبي للعناصر في الرسم التخطيطي. وبالتحديد ، يعتبر أن هناك محورًا زمنيًا (غير مرئي) ، يتم توجيهه افتراضيًا من أعلى إلى أسفل ، ويتم رسم الرسالة التي يتم إرسالها لاحقًا أدناه.

يمكن توجيه محور الوقت أفقيًا ، وفي هذه الحالة يعتبر الوقت متدفقًا من اليسار إلى اليمين.

يوضح الشكل التالي العناصر الرئيسية للترميز المستخدم في مخطط التسلسل. لتعيين الكائنات المتفاعلة نفسها ، يتم استخدام الترميز القياسي - مستطيل مع اسم مثيل المصنف. الخط المنقط الخارج منه يسمى خط الحياة (شريان الحياة) 4. هذا ليس تعيينًا لعلاقة في النموذج ، ولكنه تعليق رسومي يهدف إلى توجيه قارئ الرسم التخطيطي في الاتجاه الصحيح. الأشكال على شكل شرائط ضيقة متراكبة على خط الحياة ليست أيضًا صورًا لكيانات محاكية. هذا تعليق رسومي يوضح طول الفترة الزمنية التي يمتلك فيها الكائن حدوث تنفيذ 5 أو بعبارة أخرى ، يتم تنشيط الكائن. تسمح خطوات التفاعل المركب (الجزء المشترك) 6 لمخطط التسلسل بعكس الجوانب الحسابية لبروتوكول التفاعل. انظر الفصل 4 لمزيد من التفاصيل حول تدوين مخطط التسلسل.

1.5.6. مخطط الاتصال

مخطط الاتصال(مخطط الاتصال) - طريقة لوصف السلوك ، مكافئ لغويًا لمخطط التسلسل.

في الواقع ، هذا هو نفس الوصف لتسلسل تبادل الرسائل للحالات التفاعلية للمصنفات ، والتي يتم التعبير عنها فقط بوسائل بيانية أخرى. علاوة على ذلك ، يمكن لمعظم الأدوات تحويل مخططات التسلسل تلقائيًا إلى مخططات اتصال والعكس صحيح.

وبالتالي ، في مخطط الاتصال ، وكذلك في مخطط التسلسل ، يتم استخدام نوع رئيسي واحد من الكيانات - حالات تفاعل المصنفات 1 ونوع واحد من العلاقات - الاتصالات 2. ومع ذلك ، لا ينصب التركيز هنا على الوقت ، بل على هيكل العلاقات بين حالات محددة.

يوضح الشكل العناصر الرئيسية للترميز المستخدم في مخطط الاتصال. لتعيين الكائنات المتفاعلة نفسها ، يتم استخدام الترميز القياسي - مستطيل مع اسم مثيل المصنف. لا يهم الموقف المتبادل للعناصر في مخطط التعاون - فقط الاتصالات (في أغلب الأحيان حالات الارتباط) مهمة ، والتي يتم نقل الرسائل على طولها 3. لعرض ترتيب الرسائل في الوقت المناسب ، يتم استخدام الترقيم العشري الهرمي.

1.5.7. مخطط مكون

مخطط مكون(مخطط المكون) - يوضح العلاقة بين الوحدات (المنطقية أو الفيزيائية) التي تشكل النظام المحاكى.

النوع الرئيسي من الكيانات في مخطط المكون هو المكونات نفسها 1 ، وكذلك واجهات 2 ، والتي من خلالها يتم توضيح العلاقة بين المكونات. تنطبق العلاقات التالية في مخطط المكونات:

• التطبيقات بين المكونات والواجهات (المكون ينفذ الواجهة) ؛
• التبعيات بين المكونات والواجهات (يستخدم المكون واجهة) 3.

يوضح الشكل العناصر الرئيسية للترميز المستخدم في مخطط المكونات. ويرد وصف مفصل في الفصل 3.

1.5.8. مخطط التنسيب

مخطط التنسيب(مخطط النشر) ، إلى جانب عرض تكوين عناصر النظام وعلاقاتها ، يوضح كيف يتم وضعها فعليًا على موارد الحوسبة أثناء التنفيذ.

وهكذا ، في مخطط الموضع ، بالمقارنة مع الرسم التخطيطي للمكون ، يتم إضافة نوعين من الكيانات: الأداة 1 ، وهي تنفيذ المكون 2 والعقدة 3 (يمكن أن تكون إما مصنفًا يصف نوع العقدة أو مثيلًا محددًا) ، بالإضافة إلى علاقة ارتباط بين العقد 4 ، مما يشير إلى أن العقد مرتبطة فعليًا في وقت التشغيل.

يوضح الشكل العناصر الرئيسية للترميز المستخدم في مخطط التنسيب. لتوضيح أن كيانًا ما هو جزء من كيان آخر ، يتم استخدام علاقة تبعية "نشر" 5 ، أو يتم وضع شكل كيان واحد داخل شكل كيان آخر 6. ويرد وصف تفصيلي للرسم التخطيطي في الفصل 3.

UML أو لغة النمذجة الموحدة هي لغة وصف رسومية لنمذجة الكائن في مجال تطوير البرامج. لكن استخدام UML لا يقتصر على تكنولوجيا المعلومات ، هناك مجال كبير آخر للتطبيق العملي لـ UML وهو نمذجة عمليات الأعمال وتصميم النظام ورسم خرائط الهياكل التنظيمية. تمكن UML مطوري البرامج من الاتفاق على اصطلاحات رسومية لتمثيل المفاهيم العامة والتركيز على التصميم والتطوير.

فوائد UML

• يستخدم UML الرموز الرسومية لعناصر النظام الذي يتم نمذجته ، ومخططات UML سهلة الفهم إلى حد ما ؛
• يجعل UML من الممكن وصف الأنظمة من كل وجهة نظر ممكنة تقريبًا ، مع مراعاة الجوانب المختلفة ؛
• UML موجه للكائنات: طرق التحليل والبناء الخاصة به قريبة من الناحية اللغوية من طرق البرمجة المستخدمة في لغات OOP الحديثة ؛
• UML هو معيار مفتوح. يطور المعيار ويتطور من إصدار إلى آخر ، يلبي أحدث المتطلبات لوصف الأنظمة ؛
• يحتوي على آلية امتداد تسمح لك بتقديم نصوص وأنواع رسوم إضافية ، مما يجعل من الممكن استخدام UML ليس فقط في مجال تكنولوجيا المعلومات.

أنواع مخططات UML

يوجد 14 نوعًا من المخططات في UML. يمكن تقسيمها إلى فئتين:

• الهيكلي، التي تمثل هيكل المعلومات ؛
• سلوكي، التي تمثل سلوك النظام والجوانب المختلفة للتفاعلات. وهناك نوع فرعي منفصل من مخططات السلوك مخططات التفاعل.

التسلسل الهرمي لأنواع مخططات UML ،
ممثلة بمخطط الفصل

المخططات الهيكلية

1. مخطط الفصلهو عنصر أساسي في النمذجة الشيئية. بمساعدة هذا الرسم البياني (في الواقع ، من خلال الطبقات، معهم صفات, طُرقوالتبعيات بين الفئات) يصف نموذج المجال وهيكل النظام النموذجي.
2. مخطط مكونيعرض تقسيم رمز البرنامج إلى كتل كبيرة (مكونات هيكلية) ويظهر التبعياتبينهم. يمكن أن تكون المكونات عبارة عن حزم ووحدات نمطية ومكتبات وملفات وما إلى ذلك.
3. مخطط الكائنيعرض قطعًا كاملاً أو جزئيًا للنظام المحاكى في نقطة زمنية معينة. إنه يمثل حالات من الفئات (الكائنات) وحالتها (قيم السمات الحالية) والعلاقات بينها.
4. مخطط الهيكل المركبيوضح الهيكل الداخلي للفئات ، وإذا أمكن ، التفاعلات بين عناصر هذا الهيكل.
5. مخطط الحزمةيظهر الحزم والعلاقات فيما بينها. يعمل هذا النوع من المخططات على تبسيط بنية النموذج (وبالتالي العمل معه) من خلال دمج عناصر النموذج في مجموعات وفقًا لمعايير معينة.
6. مخطط النشرنماذج نشر مكونات البرامج ( الآثار) على موارد الحوسبة / مكونات الأجهزة ( العقد).
7. مخطط الملف الشخصييصف آلية التمدد التي تسمح لـ UML بالتكيف مع مجموعة متنوعة من المجالات ومجالات النشاط.

مثال على الرسم التخطيطي لفئة UML

مخططات السلوك

1. الرسم النشاطيظهر الإجراءات ( أجراءات) منها بعض الأنشطة ( نشاط). تُستخدم مخططات النشاط لنمذجة العمليات التجارية والعمليات التكنولوجية والحوسبة التسلسلية والمتوازية.
2. استخدم الرسم البياني(أو استخدم الرسم البياني) يصف العلاقة بين الجهات الفاعلة (الجهات الفاعلة) وحالات استخدام النظام المحاكى (قدراته). الغرض الرئيسي من الرسم التخطيطي هو أن يكون أداة عالمية للعملاء والمطورين والمستخدمين النهائيين ، والتي يمكن من خلالها مناقشة النظام بشكل مشترك - قدراته وسلوكه.
3. الرسم التخطيطي للدولةيصور السلوك الديناميكي للكيان ، ويوضح كيف يتفاعل هذا الكيان ، اعتمادًا على حالته الحالية ، مع الأحداث المختلفة. في الواقع ، هذا مخطط حالة من نظرية الذرات.
4. مخطط الاتصال(في الإصدارات السابقة مخطط التعاون) يوضح التفاعلات بين أجزاء الهيكل المركب وأدوار التعاون. يشير الرسم البياني بوضوح إلى العلاقة بين العناصر (الكائنات).
5. مخطط تسلسلتستخدم لتصور تسلسل تفاعلات الكائن. يُظهر دورة حياة كائن معين وتفاعل الجهات الفاعلة (الجهات الفاعلة) في بعض حالات الاستخدام ، وتسلسل الرسائل التي يتبادلونها.
6. مخطط نظرة عامة على التفاعليتضمن جزءًا من مخطط التسلسل وبناء تدفق التحكم. يساعد على النظر في تفاعل الكائنات من وجهات نظر مختلفة.
7. توقيت الرسم البياني- نوع فرعي منفصل من مخططات التفاعل ، متخصص في التوقيت. تُستخدم المخططات من هذا النوع لدراسة سلوك الكائنات خلال فترة زمنية معينة.