1

1

Modelowanie

Modelowanie

systemów

systemów

informatycznych

informatycznych

2

2

Plan wykładu

Plan wykładu



Modelowanie a projektowanie

Modelowanie a projektowanie



Model kontekstowy

Model kontekstowy



Model analityczny

Model analityczny



Model logiczny

Model logiczny



Model zachowania

Model zachowania



Model obiektowy

Model obiektowy

Strategie budowy modelu

Strategie budowy modelu

obiektowego

obiektowego

Obiekty, zbiory obiektów i metadane

Obiekty, zbiory obiektów i metadane



Podstawowe rezultaty modelowania

Podstawowe rezultaty modelowania

3

3

Modelowanie systemu

Modelowanie systemu

•

Model systemu jest to graficzna prezentacja

Model systemu jest to graficzna prezentacja

,

,

w której przedstawia się problem do rozwiązania i

w której przedstawia się problem do rozwiązania i

system do zbudowania. Dzięki użyciu graficznych

system do zbudowania. Dzięki użyciu graficznych

środków wyrazu

środków wyrazu

modele są zwykle bardziej

modele są zwykle bardziej

zrozumiałe

zrozumiałe

niż szczegółowy opis wymagań

niż szczegółowy opis wymagań

systemowych w języku naturalnym.

systemowych w języku naturalnym.



Modele mogą być użyte do zobrazowania systemu

Modele mogą być użyte do zobrazowania systemu

z różnych punktów widzenia:

z różnych punktów widzenia:

•

zewnętrznego

zewnętrznego

, przy którym modeluje się

, przy którym modeluje się

kontekst lub środowisko systemu.

kontekst lub środowisko systemu.

•

zachowania

zachowania

, przy którym modeluje się

, przy którym modeluje się

zachowanie systemu.

zachowanie systemu.

•

strukturalnego

strukturalnego

, przy którym modeluje się

, przy którym modeluje się

architekturę systemu lub strukturę

architekturę systemu lub strukturę

przetwarzanych danych.

przetwarzanych danych.

4

4

modelowanie

Modelowanie

Modelowanie



Modelowanie jest elementem zarówno

Modelowanie jest elementem zarówno

analizy

analizy

, jak i

, jak i

projektowania

projektowania



Często mówi się o modelu

Często mówi się o modelu

logicznym

logicznym

(analiza) i

(analiza) i

fizycznym

fizycznym

(projektowanie)

(projektowanie)

analiza

projektowanie

5

5

Modelowanie - typowe

Modelowanie - typowe

zagadnienia

zagadnienia

W większości

przypadków

zalecane jest

wykorzystyw

anie notacji

UML



Budowa statycznego

Budowa statycznego

modelu klas

modelu klas



Analiza

Analiza

funkcjonalności i

funkcjonalności i

przypadków

przypadków

użycia

użycia



Weryfikacja

Weryfikacja

klas i obiektów

klas i obiektów



Identyfikacja i definiowanie

Identyfikacja i definiowanie

metod oraz komunikatów

metod oraz komunikatów



Modelowanie stanów

Modelowanie stanów

i przejść

i przejść

między stanami

między stanami



Modelowanie

Modelowanie

procesów i

procesów i

przepływów

przepływów

danych

danych



Modelowanie

Modelowanie

przepływu

przepływu

sterowania

sterowania



Inne

Inne

6

6

Modelowanie a projektowanie

Modelowanie a projektowanie



Modelowanie

Modelowanie

(analiza)

(analiza)



Pytanie

Pytanie

:

:

Jak system

Jak system

ma działać?

ma działać?



Cel

Cel

: ustalenie

: ustalenie

czynników, które

czynników, które

mogą wpłynąć na

mogą wpłynąć na

decyzje projektowe i

decyzje projektowe i

realizację wymagań

realizację wymagań



Wynik

Wynik

: logiczny

: logiczny

model systemu,

model systemu,

abstrahujący od

abstrahujący od

szczegółów

szczegółów

implementacyjnych

implementacyjnych



Projektowanie

Projektowanie



Pytanie

Pytanie

:

:

Jak system

Jak system

ma być

ma być

zaimplementowany?

zaimplementowany?



Cel

Cel

: struktura

: struktura

projektu zachowująca

projektu zachowująca

ogólną strukturę

ogólną strukturę

modelu stworzonego

modelu stworzonego

podczas analizy

podczas analizy



Wynik

Wynik

:

:

szczegółowy

szczegółowy

opis implementacji

opis implementacji

systemu

systemu

7

7

Modele

Modele

kontekstowe

kontekstowe

8

8

Modele kontekstowe

Modele kontekstowe



We

We

wczesnej fazie

wczesnej fazie

procesu określania

procesu określania

i analizowania wymagań należy

i analizowania wymagań należy

ustalić granice

ustalić granice

systemu.

systemu.



W niektórych wypadkach

W niektórych wypadkach

granica

granica

między systemem, a jego

między systemem, a jego

środowiskiem jest

środowiskiem jest

dość czytelna.

dość czytelna.



Granice między systemem a jego

Granice między systemem a jego

środowiskiem należy ustalić

środowiskiem należy ustalić

w trakcie

w trakcie

procesu inżynierii wymagań.

procesu inżynierii wymagań.

9

9

Kontekst systemu

Kontekst systemu

bankomatu

bankomatu

System

księgowy

oddziału

System

obsługi

oddziału

System

bankomatu

System

zabezpieczeń

System

konserwacji

Baza danych

o użytkowaniu

Baza danych

kont

10

10

Model analityczny

Model analityczny

11

11

Model analityczny:

Model analityczny:

uproszczony opis systemu

uproszczony opis systemu

, zawierający wszystkie

, zawierający wszystkie

istotne cechy oprogramowania

istotne cechy oprogramowania

na wyższym

na wyższym

poziomie abstrakcji

poziomie abstrakcji

opisany przy pomocy

opisany przy pomocy

notacji zgodnej z pewną

notacji zgodnej z pewną

konwencją

konwencją

zbudowany przy użyciu dobrze rozpoznanych metod

zbudowany przy użyciu dobrze rozpoznanych metod

i narzędzi

i narzędzi

może być używany do wnioskowania o

może być używany do wnioskowania o

przyszłym oprogramowaniu

przyszłym oprogramowaniu

nawet b. dobry model nie jest warunkiem

nawet b. dobry model nie jest warunkiem

wystarczającym

wystarczającym

do stworzenia dobrego projektu

do stworzenia dobrego projektu

systemu (np. bez udziału doświadczonych i

systemu (np. bez udziału doświadczonych i

wnikliwych projektantów),

wnikliwych projektantów),

12

12

Model

Model

logiczny

logiczny

13

13

Model logiczny

Model logiczny



Logiczny model oprogramowania:

Logiczny model oprogramowania:

•

pokazuje co system

pokazuje co system

musi robić

musi robić

;

;

•

jest

jest

zorganizowany hierarchicznie

zorganizowany hierarchicznie

, wg

, wg

poziomów abstrakcji;

poziomów abstrakcji;

•

unika terminologii implementacyjnej;

unika terminologii implementacyjnej;

•

pozwala na wnioskowanie

pozwala na wnioskowanie

„od

„od

przyczyny do skutku” i odwrotnie.

przyczyny do skutku” i odwrotnie.

14

14



Model logiczny

Model logiczny

– abstrahuje od

– abstrahuje od

czynników technicznych związanych

czynników technicznych związanych

z realizacją, takich jak:

z realizacją, takich jak:



sposób reprezentacji danych,

sposób reprezentacji danych,



sposób zapisu danych (np. w bazie

sposób zapisu danych (np. w bazie

danych),

danych),



sposób implementacji algorytmów,

sposób implementacji algorytmów,



konfiguracja sprzętowa.

konfiguracja sprzętowa.

15

15

Model

Model

zachowania

zachowania

16

16

Modelowanie zachowania

Modelowanie zachowania



Modelując zachowanie obiektów,

Modelując zachowanie obiektów,

musimy wykazać,

musimy wykazać,

jak korzysta

jak korzysta

się z operacji dostarczonych

się z operacji dostarczonych

przez obiekty

przez obiekty

.

.



W UML

W UML

zachowanie jest

zachowanie jest

modelowane za pomocą

modelowane za pomocą

scenariuszy

scenariuszy

.

.

17

17

Modele zachowania

Modele zachowania



Modele zachowania są używane

Modele zachowania są używane

do

do

ogólnego opisywania zachowania

ogólnego opisywania zachowania

systemu.

systemu.



Dwa typy modeli:

Dwa typy modeli:

•

Modele

Modele

przepływów danych

przepływów danych

, w których

, w których

opisuje się przetwarzanie danych w

opisuje się przetwarzanie danych w

systemie.

systemie.

•

Modele

Modele

maszyn stanowych

maszyn stanowych

, w których

, w których

opisuje się reakcje systemu na zdarzenia.

opisuje się reakcje systemu na zdarzenia.

18

18

Modele przepływu danych

Modele przepływu danych



Są

Są

intuicyjnym sposobem przedstawienia

intuicyjnym sposobem przedstawienia

,

,

jak dane są przetwarzane przez system.

jak dane są przetwarzane przez system.



Na etapie

Na etapie

analizy należy ich użyć do

analizy należy ich użyć do

modelowania

przetwarzania

modelowania

przetwarzania

danych

w

danych

w

istniejącym systemie.

istniejącym systemie.



Notacje używane w tych modelach służą do

Notacje używane w tych modelach służą do

przedstawiania

przetwarzania

przedstawiania

przetwarzania

funkcjonalnego

funkcjonalnego

,

magazynów

danych

i

,

magazynów

danych

i

przekazywania danych

przekazywania danych

między funkcjami.

między funkcjami.



Modele przepływu danych są

Modele przepływu danych są

powszechnie

powszechnie

stosowane w analizie systemów.

stosowane w analizie systemów.

19

19

Diagram przepływu danych dla obsługi

Diagram przepływu danych dla obsługi

zamówień

zamówień

Zaktualizuj

budżet dostępnych

środków

Wyślij

do dostawcy

Wypełnij

blankiet

zamówienia

Zarejestruj

zamówienie

Plik

zamówień

Plik

budżetu

Sprawdź
zamówienie

Szczegół
y
zamówie
nia
+

czysty
blankiet
zamówienia

Wypełniony
blankiet
zamówienia

Podpisany
formularz
zamówienia

Podpisany
formularz
zamówienia

Wartość
Zamówie
nia
+
informacj
e
księgowe

Sprawdzone
i podpisane
zamówienie

+ informacja
o zamówieniu

Owale

Owale

oznaczają kroki

oznaczają kroki

przetwarzania.

przetwarzania.

Strzałki

Strzałki

z nazwami danych to

z nazwami danych to

przepływy.

przepływy.

Prostokąty

Prostokąty

są magazynami danych

są magazynami danych

lub źródłami danych.

lub źródłami danych.

20

20

Modele maszyn stanowych

Modele maszyn stanowych



Służą do opisywania zachowania

Służą do opisywania zachowania

systemu;

systemu;

reagują na wewnętrzne lub

reagują na wewnętrzne lub

zewnętrzne zdarzenia

zewnętrzne zdarzenia

.

.



Zawierają

Zawierają

stany i zdarzenia

stany i zdarzenia

, które

, które

powodują przejścia z jednego stanu do

powodują przejścia z jednego stanu do

innego.

innego.



Nie obejmują przepływu danych

Nie obejmują przepływu danych

w

w

ramach systemu.

ramach systemu.



Modele maszyn stanowych są

Modele maszyn stanowych są

integralną częścią metod

integralną częścią metod

projektowania systemów czasu

projektowania systemów czasu

rzeczywistego.

rzeczywistego.

21

Modelowanie zachowania za pomocą

diagramu sekwencji

:

Ekat:
Katalog

:
Składnik
biblioteki

Lib1:
Serwer
sieciowy

Użytkownik biblioteki

Wyszukaj

Wyświetl

Zamów
Zaakceptuj warunki

Wyślij warunki

Skompresuj

Dostarcz

22

22

Model

Model

obiektowy

obiektowy

23

23

Proces tworzenia modelu

Proces tworzenia modelu

obiektowego

obiektowego

Zadania polegające na identyfikowaniu

Zadania polegające na identyfikowaniu

i definiowaniu:

i definiowaniu:



klas i obiektów

klas i obiektów



związków klas i obiektów

związków klas i obiektów



pól, metod i komunikatów

pól, metod i komunikatów

24

24

Proces tworzenia modelu obiektowego

Proces tworzenia modelu obiektowego



Czynności

Czynności

te są zwykle

te są zwykle

wykonywane iteracyjnie

wykonywane iteracyjnie

; kolejność

; kolejność

ich wykonywania nie jest ściśle ustalona i może zależeć

ich wykonywania nie jest ściśle ustalona i może zależeć

zarówno od stylu pracy, jak i od konkretnego problemu;

zarówno od stylu pracy, jak i od konkretnego problemu;



jednym z typowych podejść

jednym z typowych podejść

jest

jest

rozpoczęcie budowy

rozpoczęcie budowy

statycznego modelu klas

statycznego modelu klas

(

(

klasy => ich związki => pola

klasy => ich związki => pola

)

)

a następnie poszukiwanie metod;

a następnie poszukiwanie metod;



proces budowy modelu obiektowego jest zwykle

proces budowy modelu obiektowego jest zwykle

poprzedzony

poprzedzony

rozpoznaniem funkcjonalności

rozpoznaniem funkcjonalności

, którą system ma oferować

, którą system ma oferować

(służy do tego np.

(służy do tego np.

model przypadków użycia

model przypadków użycia

).

).

25

25

Strategie budowy modelu obiektowego

Strategie budowy modelu obiektowego

26

26



„

„

od ogółu do szczegółu” (

od ogółu do szczegółu” (

top-down

top-down

),

),



„

„

od szczegółu do ogółu” (

od szczegółu do ogółu” (

bottom-up

bottom-up

),

),



„

„

rozpływania” (

rozpływania” (

inside-out

inside-out

).

).

Podstawowe strategie

Podstawowe strategie

konstruowania modelu w

konstruowania modelu w

kontekście obiektowości:

kontekście obiektowości:

27

27

Przykłady zastosowania reguł strategii "od

Przykłady zastosowania reguł strategii "od

ogółu do szczegółu"

ogółu do szczegółu"

28

28

Przykład zastosowania reguły

Przykład zastosowania reguły

„od szczegółu do ogółu"

„od szczegółu do ogółu"

29

29

Strategia „rozpływania”

Strategia „rozpływania”



Jest

Jest

kombinacją dwóch poprzednich

kombinacją dwóch poprzednich



Najpierw należy

Najpierw należy

zdefiniować te pojęcia

zdefiniować te pojęcia

,

,

które wydają się być

które wydają się być

najważniejsze

najważniejsze



W następnym kroku wybrane pojęcia

W następnym kroku wybrane pojęcia

są

są

uszczegółowiane

uszczegółowiane



Po czym proces uszczegółowiania jest

Po czym proces uszczegółowiania jest

powtarzany

powtarzany

dla kolejnych mniej

dla kolejnych mniej

ważnych

ważnych

pojęć ogólnych

pojęć ogólnych

30

30

Obiekty, zbiory obiektów i

Obiekty, zbiory obiektów i

metadane

metadane

31

31

Obiekty, zbiory obiektów i

Obiekty, zbiory obiektów i

metadane

metadane

W wielu przypadkach przy definicji klasy należy

W wielu przypadkach przy definicji klasy należy

dokładnie ustalić,

dokładnie ustalić,

z jakiego rodzaju

z jakiego rodzaju

abstrakcją obiektu

abstrakcją obiektu

mamy do czynienia.

mamy do czynienia.

Należy zwrócić uwagę na następujące aspekty

Należy zwrócić uwagę na następujące aspekty

(czy mamy do czynienia z ... ?):

(czy mamy do czynienia z ... ?):



konkretnym

konkretnym

obiektem w danej chwili

obiektem w danej chwili

czasowej

czasowej



konkretnym

konkretnym

obiektem w pewnym odcinku

obiektem w pewnym odcinku

czasu

czasu



opisem

opisem

tego obiektu (dokument, metadane)

tego obiektu (dokument, metadane)



pewnym

pewnym

zbiorem konkretnych obiektów

zbiorem konkretnych obiektów

32

32

Obiekty, zbiory obiektów i

Obiekty, zbiory obiektów i

metadane

metadane

W przypadku klasy „samochód”

W przypadku klasy „samochód”

obiekt może

obiekt może

reprezentować:

reprezentować:



konkretny egzemplarz

konkretny egzemplarz

samochodu (unikalny

samochodu (unikalny

numer nadwozia i silnika) wyprodukowany

numer nadwozia i silnika) wyprodukowany

przez określoną fabrykę

przez określoną fabrykę



model

model

(rodzaj) samochodu oferowany

(rodzaj) samochodu oferowany

klientom przez znany koncern

klientom przez znany koncern



pozycję w katalogu

pozycję w katalogu

samochodów opisujący

samochodów opisujący

własności modelu

własności modelu



historię stanów

historię stanów

pewnego konkretnego

pewnego konkretnego

samochodu

samochodu

33

33

Podstawowe rezultaty

Podstawowe rezultaty

modelowania

modelowania

34

34

Podstawowe rezultaty

Podstawowe rezultaty

modelowania

modelowania



Poprawny

Poprawny

dokument

dokument

opisujący

opisujący

wymagania (dotyczące

wymagania (dotyczące

oprogramowania)

oprogramowania)



Słownik danych

Słownik danych

zawierający

zawierający

specyfikację modelu

specyfikację modelu



Harmonogram

Harmonogram

projektowania

projektowania



Wstępne

Wstępne

przypisanie ludzi i

przypisanie ludzi i

zespołów

zespołów

do zadań

do zadań

35

35

Dokument opisujący stworzony model może

Dokument opisujący stworzony model może

zawierać:

zawierać:

•

diagram

diagram

klas

klas

(ew. diagramy obiektów)

(ew. diagramy obiektów)

•

diagram

diagram

przypadków użycia

przypadków użycia

•

diagramy

diagramy

interakcji

interakcji

(do pokazania

(do pokazania

sekwencji komunikatów; dla wybranych

sekwencji komunikatów; dla wybranych

sytuacji)

sytuacji)

•

diagramy zmiany

diagramy zmiany

stanów

stanów

(dla

(dla

interesujących obiektów)

interesujących obiektów)

•

raport zawierający

raport zawierający

definicje i opisy klas

definicje i opisy klas

,

,

atrybutów, związków, metod, itd.

atrybutów, związków, metod, itd.

36

36

O czym był wykład?

O czym był wykład?



Modelowanie a projektowanie

Modelowanie a projektowanie



Modele kontekstowe

Modele kontekstowe



Model analityczny

Model analityczny



Model logiczny

Model logiczny



Model zachowania

Model zachowania



Model obiektowy

Model obiektowy

Strategie budowy modelu

Strategie budowy modelu

obiektowego

obiektowego

Obiekty, zbiory obiektów i metadane

Obiekty, zbiory obiektów i metadane



Podstawowe rezultaty modelowania

Podstawowe rezultaty modelowania

37

37

Literatura:

1. Z. Szyjewski, Metodyki

1. Z. Szyjewski, Metodyki

zarządzania projektami

zarządzania projektami

informatycznymi

informatycznymi

,

Wydawnictwo

Placet,

,

Wydawnictwo

Placet,

Warszawa 2004

Warszawa 2004

2. Booch G., Raumbaugh J., Jacobson I.,

2. Booch G., Raumbaugh J., Jacobson I.,

UML:

UML:

Przewodnik

użytkownika,

Przewodnik

użytkownika,

Wydawnictwa

Wydawnictwa

Naukowo- Techniczne

Naukowo- Techniczne

,

,

Warszawa 2001

Warszawa 2001