Systemy informacyjne zarządzania

WPROWADZENIE DO MODELOWANIA

OBIEKTOWEGO

Dr hab. inż. Edward Kołodziński, prof.

WSIiE TWP w Olsztynie

SIZ-2

Olsztyn 2010/2011

WPROWADZENIE DO MODELOWANIA OBIEKTOWEGO

Literatura podstawowa do wykładu:

1. Dąbrowski W., Stasiak A., Wolski M.:

Modelowanie systemów
informatycznych w języku UML 2.1 w
praktyce, PWN 2007

2. Śmiałek M.: Zrozumieć UML 2.0 –

metody modelowania obiektowego,
Helion, Gliwice 2005.

3. Wrycza S. i inni: Język UML 2.0 w

modelowaniu systemów
informatycznych, Helion, Gliwice 2005.

WPROWADZENIE DO MODELOWANIA OBIEKTOWEGO

MODELOWANIE OBIEKTOWE FUNKCJONOWANIA SYSTEMÓW

1.

co to jest?

2.

po co?

3.

jak ?

Ad. 1. MOFS, to proces opracowywania

modelu systemu

-

jakiego?

.

Model obiektowy systemu-



to kopia rzeczywistości wykonana w określonym

celu, a więc z określonej perspektywy;



wykonany w odpowiedniej notacji -

języku

;

 może opisywać różne wybrane aspekty

jego funkcjonowania;



zawiera różne elementy ( klasy, przypadki

użycia, związki itp. ), które uwidaczniane są za

pomocą różnego rodzaju diagramów;

MODELOWANIE OBIEKTOWE FUNKCJONOWANIA

SYSTEMÓW

1.

co to jest?

2. po co?

3.

jak ?

Po co?

czyli

Jaki jest cel opracowywania

modelu?

Doskonalenie jakości funkcjonowania

systemu.

Skuteczności
Efektywności

Bezpieczeństwa

Itp.

MODELOWANIE OBIEKTOWE FUNKCJONOWANIA

SYSTEMÓW

1.

co to jest?

2. po co?

3.

jak ?

Ad. 2.

Modelowanie systemu :



ułatwia komunikację między uczestnikami (udziałowcami)

przedsięwzięcia projektowego systemu ;



skraca czas od powstania potrzeby do faktycznego jej zaspokojenia:

+ eliminując podejmowanie realizacji funkcjonalności nie

wykorzystywanych

przez przyszłego użytkownika wytwarzanego

systemu,

+ podejmując do realizacji funkcjonalności z uwzględnieniem:

wagi, kosztów

i ryzyka;



pozwala zapanować nad złożonością procesów realizowanych w

poszczególnych fazach cyklu

życia systemu – aby ich realizacja była

sterowalna;



maksymalizuje użyteczność artefaktu przy minimalizacji kosztów

ich wytwarzania i eksploatacji.

Model jest wykonywany w celu lepszego zrozumienia

modelowanego systemu.

MODELOWANIE OBIEKTOWE FUNKCJONOWANIA

SYSTEMÓW

1.

co to jest?

2. po co?

3.

jak ?

Ad. 2

.

Modelowanie systemu, np. systemu informacyjnego

organizacji :



ułatwia komunikację między uczestnikami (udziałowcami) przedsięwzięcia projektowego systemu ;



skraca czas od powstania potrzeby do faktycznego jej zaspokojenia:

+ eliminując podejmowanie realizacji funkcjonalności nie wykorzystywanych

przez przyszłego

użytkownika wytwarzanego systemu,

+ podejmując do realizacji funkcjonalności z uwzględnieniem: wagi, kosztów i

ryzyka;



pozwala zapanować nad złożonością procesów realizowanych w poszczególnych fazach cyklu życia

systemu – aby ich realizacja była sterowalna;



maksymalizuje użyteczność artefaktu przy minimalizacji kosztów ich wytwarzania i eksploatacji.

MOFS- stanowi podstawę, przede wszystkim, do :



identyfikacji zadań szczegółowych realizowanych przez

organizację,



identyfikacji potrzeb informacyjnych organizacji,



identyfikacji pożądanego zakresu wsparcia

informatycznego realizacji procesów informacyjno-

decyzyjnych organizacji,



identyfikacji potrzeb informacyjnych realizacji procesów

informacyjno-decyzyjnych organizacji,



……………

MODELOWANIE OBIEKTOWE FUNKCJONOWANIA

SYSTEMÓW

1.

co to jest?

2.

po co?

3.

jak ?

Ad. 2

.

Modelowanie systemu, np. systemu informacyjnego organizacji :



ułatwia komunikację między uczestnikami (udziałowcami) przedsięwzięcia projektowego systemu ;



skraca czas od powstania potrzeby do faktycznego jej zaspokojenia:

+ eliminując podejmowanie realizacji funkcjonalności nie wykorzystywanych

przez przyszłego użytkownika

wytwarzanego systemu,

+ podejmując do realizacji funkcjonalności z uwzględnieniem: wagi, kosztów i

ryzyka;



pozwala zapanować nad złożonością procesów realizowanych w poszczególnych fazach cyklu życia systemu – aby ich

realizacja była sterowalna;



maksymalizuje użyteczność artefaktu przy minimalizacji kosztów ich wytwarzania i eksploatacji.

MOFS- stanowi podstawę do :



identyfikacji zadań szczegółowych realizowanych przez organizację,



identyfikacji potrzeb informacyjnych organizacji,



identyfikacji pożądanego zakresu wsparcia informatycznego realizacji procesów informacyjno-decyzyjnych

organizacji,



identyfikacji potrzeb informacyjnych realizacji procesów informacyjno-decyzyjnych organizacji,



……………

Powyższe umożliwia opracowanie :



wymagań na przedsięwzięcie usprawniające funkcjonowanie

organizacji ,



koncepcji przedsięwzięcia usprawniającego funkcjonowanie

organizacji,



analizy techniczno-ekonomicznej przedsięwzięcia ,

które stanowi podstawę do:



opracowania SIWZ na realizację przedsięwziecia,



realizacji prac nad usprawnieniem.

MODELOWANIE OBIEKTOWE FUNKCJONOWANIA

SYSTEMÓW

1.

co to jest?

2.

po co?

3. jak ?

Ad. 3.

Stosując w poszczególnych fazach cyklu

życia systemu, zweryfikowane w praktyce:

–

podejście

– filozofię modelowania,

–

metody

,

–

notacje zapisu modeli

– język (narzędzia) do

precyzyjnego wyrażania myśli (w zwartej
formie) w postaci modeli – bez zbędnych
naleciałości i eliminujące nieokreśloności dla
wszystkich uczestników (udziałowców)
przedsięwzięcia projektowego.

MODELOWANIE OBIEKTOWE FUNKCJONOWANIA

SYSTEMÓW

Filozofia modelowania

 model systemu powinien być:

+ wykonywany w języku zrozumiałym dla

wszystkich udziałowców (użytkowników,

analityków, projektantów, programistów)

przedsięwzięcia projektowego,

+ na tyle precyzyjny, aby stanowił podstawę do

wytworzenia systemu,;



w takie postulaty i w aktualne tendencje w

projektowaniu systemów wpisuje się

modelowanie

obiektowe

– zbliżania technik wytwarzania

systemów do wyobrażenia i zrozumienia

stosowanych pojęć bliskich wszystkim udziałowcom

tego przedsięwzięcia;



modele obiektowe systemu

składają się z

„obiektów systemowych”, odzwierciedlających

funkcjonalność i właściwości obiektów fizycznych,

stanowiących elementy składowe systemu.

MODELOWANIE OBIEKTOWE FUNKCJONOWANIA

SYSTEMÓW

Filozofia modelowania



model systemu powinien być:

+ wykonywany w języku zrozumiałym dla wszystkich

udziałowców (użytkowników, analityków, projektantów,

programistów) przedsięwzięcia projektowego,

+ na tyle precyzyjny, aby stanowił podstawę do wytworzenia

systemu,;



w takie postulaty i w aktualne tendencje w projektowaniu

systemów wpisuje się

modelowanie obiektowe

– zbliżania

technik wytwarzania systemów do wyobrażenia i zrozumienia

stosowanych pojęć bliskich wszystkim udziałowcom tego

przedsięwzięcia;



modele obiektowe systemu

składają się z „

obiektów

systemowych

”, odzwierciedlających funkcjonalność i właściwości

obiektów fizycznych, stanowiących elementy składowe systemu;



obiekt systemowy

–

to abstrakcja obiektu fizycznego posiadająca:



tożsamość,

 stan,

 zdefiniowany sposób zachowania.

MODELOWANIE OBIEKTOWE FUNKCJONOWANIA

SYSTEMÓW

Filozofia modelowania obiektowego cd.

Modelowanie obiektowe polega na:

 wyodrębnieniu obiektów w środowisku,
 opisaniu struktury obiektów,
 opisaniu dynamiki działania obiektów,

 grupowaniu obiektów o tych samych

właściwościach w

klasy

,

 opisaniu struktury i powiązań klas obiektów,
 opisaniu dynamiki współdziałania obiektów

klas podczas funkcjonowania systemu.

Modelowanie
obiektów

Modelowanie
klas obiektów

Organizacja

Obiekty fizyczne

organizacji

i-ty, obiektowy model organizacji

Obiekty systemowe

modelu organizacji

Filozofia wytwarzania systemu

z zastosowaniem podejścia

obiektowego

…

Proces wytwarzania systemu z zastosowaniem podejścia

obiektowego, to

iteracyjne uszczegóławianie jego kolejnych

modeli

:

od modelu

przypadków użycia

systemu aż do wytworzenia jego

docelowej struktury techniczno – programowej– stąd nazwa

metody

„tworzenie systemu sterowane modelami”

– ang. Model Driven Development (MDD).

MODELOWANIE OBIEKTOWE FUNKCJONOWANIA SYSTEMÓW

Obiektowość

–

–

sposób myślenia i ujmowania

sposób myślenia i ujmowania

rzeczywistości

rzeczywistości

oparty na poniższych zasadach:

oparty na poniższych zasadach:

•

widzenia otaczającej nas rzeczywistości (świata)

widzenia otaczającej nas rzeczywistości (świata)

jako

jako zbioru

obiektów fizycznych

,

wzajemnie

wzajemnie

powiązanych

powiązanych

–

– wszędzie obiekty, obiekty,..., np.

+

Jan Kowalski(J.K.)

- obiekt należący do grupy

człowiek;

+

mój zegarek

- obiekt należący do grupy zegarek

i nadgrupy rzecz;

+ itd.;

• obiekt fizyczny

–

będący wyróżnioną częścią rzeczywistości

–

w obiektowym podejściu do jej modelowania,

reprezentowany jest przez

obiekt systemowy

,

który nazywać będziemy w skrócie

obiektem

;

Zasady i podstawowe pojęcia podejścia obiektowego

w modelowaniu funkcjonowania organizacji -

systemu

Obiekt fizyczny

Obiekt fizyczny

–

–

charakteryzowany jest poprzez:

-

właściwości

– opisywane za pomocą

atrybutów

– np.

obiekt J.K.:

wzrost, waga, wiek,...

-

zachowania

– opisywane za pomocą

metod

realizowanych

przez

niego operacji - obiekt J.K.: je, śpi, pisze, ....

Atrybuty i metody

łącznie nazywamy

składnikami

obiektu

.

Obiekty o tych samych składnikach (lecz nie ich wartościach)

grupowane są w zbiory nazywane

klasami.

Zasady i podstawowe pojęcia podejścia obiektowego w

modelowaniu funkcjonowania organizacji - systemu

Obiektowość i jego aspekty cd

Obiekt fizyczny

–

–

charakteryzowany jest poprzez:

-

właściwości

– opisywane za pomocą atrybutów – np. obiekt J.K.: wzrost, waga,

wiek,...

-

zachowania

– opisywane z pomocą metod (operacji) - obiekt J.K.: je, śpi, pisze, ....

Atrybuty i operacje łącznie nazywamy

składnikami

obiektu.

Obiekty o tych samych składnikach grupowane są w zbiory nazywane

klasami.

Klasa- dwa znaczenia:

–

zbiór obiektów o tych samych, wyróżnionych przez nas,

ich składnikach (atrybutach i metodach);

- pojęcie abstrakcyjne – uogólniona nazwa pewnej

jednorodnej grupy obiektów fizycznych, np. samochód,

zegarek, człowiek, itd.

Klasa – dwa znaczenia:

 dzieli otaczające nas obiekty na kategorie o określonych

składnikach (

grupuje obiekty o określonych składnikach

) : ludzie,

studenci,

zwierzęta, meble,...

 jest szablonem do wyodrębniania ze środowiska

obiektów

o określonych składnikach.

Zasady i podstawowe pojęcia podejścia obiektowego w

modelowaniu funkcjonowania organizacji - systemu

Zasady i podstawowe pojęcia podejścia obiektowego w

modelowaniu funkcjonowania organizacji - systemu

Modele

obiektów
fizycznyc

h

Klasa

Przykład

Pojęcie

abstrakcyj

ne

„samochód Opel” – to obiekt czy klasa?

Zasady i podstawowe pojęcia podejścia obiektowego w

modelowaniu funkcjonowania organizacji - systemu

Paradygmat –

przyjęty sposób widzenia

rzeczywistości w danej dziedzinie, doktrynie itp.

Aspekty obiektowości

Paradygmat obiektowy w modelowaniu
rzeczywistości opiera się na czterech

zasadach:

1. abstrahowaniu;
2. hermetyzacji;
3. generalizacji;
4. polimorfizmie.

Zasady i podstawowe pojęcia podejścia obiektowego w

modelowaniu funkcjonowania organizacji - systemu

Aspekty (paradygmaty) obiektowości

1. Abstrahowanie

–

odfiltrowywanie atrybutów i operacji klasy

nieistotnych z punktu widzenia aktualnie

realizowanego

zadania -

rozwiązywanego problemu.

W wyniku

abstrahowania

w

strukturze klasy uwzględniamy

zatem jedynie

istotne

składniki (atrybuty i operacje).

W projektowaniu „obiektowym”,

w odniesieniu

do SI

celem jest tworzenie oprogramowania użytkowego

będącego

adekwatnym odbiciem potrzeb

wycinka rzeczywistości

(jej modelem).

Im więcej atrybutów i operacji obiektów fizycznych uwzględnimy w

modelu :

•

tym bardziej zbliżymy się do rzeczywistości,

•

niestety większa będzie złożoność jej opisu (modelu),

co może doprowadzić do nieużyteczności

modelu.

Zasady i podstawowe pojęcia podejścia obiektowego w

modelowaniu funkcjonowania organizacji - systemu

2. Hermetyzacja

(kapsułkowanie)

- obiekt

widziany jest jako czarna

skrzynka

połączona z jego otoczeniem wyłącznie
poprzez

interfejs.

Interfejs –

zestaw operacji służący do

komunikowania się obiektu z jego otoczeniem i

otoczenia z nim. Każdy obiekt ma swój interfejs

pozwalający innym obiektom ( w tym ludziom)
komunikować się z nim , a jemu z innymi
obiektami - wymieniać

komunikaty

,

określające sposób wykonywania operacji przez
obiekty.

Interfejsy komunikacji człowieka, to: – podać.

Aspekty obiektowości cd

Zasady i podstawowe pojęcia podejścia obiektowego w

modelowaniu funkcjonowania organizacji - systemu

2.

Hermetyzacja

(kapsułkowanie)

- obiekt widziany jest jako czarna

skrzynka połączona z jego otoczeniem wyłącznie poprzez

interfejs.

• interfejs

–

służy do komunikowania się obiektu z jego otoczeniem i otoczenia z nim.

Każdy obiekt ma swój interfejs pozwalający innym obiektom ( w tym ludziom) komunikować

się z nim , a jemu z innymi obiektami - wymieniać

komunikaty

, określające sposób

wykonywania operacji przez obiekty.

• komunikat

–

to żądanie wykonania operacji.

Komunikat

oprócz

wywołania potrzeby

wykonania określonej metody przez inny

obiekt - do którego jest skierowany

komunikat, niesie on ze sobą dane, które stają

się parametrami wywołanej przez niego

metody obiektu

realizującego zlecenie.

Obiekty współpracując ze sobą wysyłają do

siebie komunikaty.

Przykład podpowiadania - osoby na sali.

Aspekty obiektowości cd

Zasady i podstawowe pojęcia podejścia obiektowego w

modelowaniu funkcjonowania organizacji - systemu

2. Hermetyzacja cd.

Przykład

• telewizor –wszystkie operacje: od odebrania sygnału wizji i fonii do

wytworzenia obrazu na monitorze i dźwięku w głośniku są ukryte przed

telewidzem.

Interfejsem

dla telewidza jest pilot, za pomocą którego przekazuje on

komunikaty

do telewizora za pomocą odbiornika: włącz, wyłącz

wybierz kanał nr XY, głośniej, ciszej itp.

Dla telewizora pilot jest obiektem jego otoczenia .
Obiekt – pilot wysyła komunikaty do obiektu – telewizor i zleca mu

wykonanie określonych zadań.

EKRAN TELEWIZORA ?

• komputer - użytkownik systemu ma kontakt z nim (wysyła

komunikaty) za pomocą interfejsu: klawiatury i myszki zaś „odbiera”

informacje poprzez

monitor.

Następstwa hermetyzacji w projektowaniu SI:

-

możliwość zrównoleglenia prac projektowych;

- błędy w jednym module nie przenoszą się na inne;
- większa łatwość ponownego (wielokrotnego) wykorzystania

fragmentów oprogramowania , na zasadzie komponentów.

Aspekty obiektowości

Zasady i podstawowe pojęcia podejścia obiektowego w

modelowaniu funkcjonowania organizacji - systemu

3. Generalizacja- uogólnienie



Klasa- szablon do tworzenia obiektów, o składnikach

w niej

zdefiniowanych .



Obiekt

Obiekt – egzemplarz danej klasy. Ma składniki określone przez

strukturę swojej klasy. Zatem obiekt, jako jej

egzemplarz

dziedziczy

jej składniki,

jej składniki, (

lecz nie ich wartości

)

tzn.

tzn.

atrybuty i operacje klasy.

Generalizacja (uogólnienie) –

umożliwia stworzenie

hierarchii

dziedziczenia,

co oznacza, że obiekty podklasy

dziedziczą cechy obiektów nadklasy,

Potomek dziedziczy strukturę

i zachowanie przodka, a ponad to ma cechy własne.

symbol graficzny
generalizacji w UML

Przykład 1.

Prostokąt

Kwadrat

Okrąg

Figura

Wielokąt

Uogólnienie

Zasady i podstawowe pojęcia podejścia obiektowego w modelowaniu

funkcjonowania organizacji - systemu

Przod

ek

Przode

k dla

kwadr

atu

potom

ek

Kierunek
uogólniania-
generalizacji

Kierunek
dziedziczenia

grot wskazuje przodka

Generalizacja (uogólnienie)

Przykład 2

Koń

Ssak

Płaz

Gad

Zwierzę

Zasady i podstawowe pojęcia podejścia obiektowego w modelowaniu

funkcjonowania organizacji - systemu

Kierunek
uogólnienia

Zasady i podstawowe pojęcia podejścia obiektowego w

modelowaniu funkcjonowania organizacji - systemu

4. Polimorfizm

4. Polimorfizm

– oznacza, że ta sama nazwa operacji

– oznacza, że ta sama nazwa operacji

w różnych

w różnych

klasach może oznaczać

klasach może oznaczać

różne działania, np. W przychodni - „spadł pan?”

różne działania, np. W przychodni - „spadł pan?”

Polimorfizm jest istotny przy ustalaniu wymagań

Polimorfizm jest istotny przy ustalaniu wymagań

–pozwala

–pozwala

analitykowi-

analitykowi-

tworzącemu modele

tworzącemu modele

przypadków użycia, na zachowanie

przypadków użycia, na zachowanie

naturalnego słownictwa informatyzowanej

naturalnego słownictwa informatyzowanej

branży.

branży.

Stąd analityk powinien umieć rozmawiać

Stąd analityk powinien umieć rozmawiać

językiem klienta.

językiem klienta.

Aspekty obiektowości

Zasady i podstawowe pojęcia podejścia obiektowego w

modelowaniu funkcjonowania organizacji - systemu

W każdym systemie (organizacji) wyróżniamy:

• jego strukturę fizyczną;
• procesy przez nią realizowane.

Istnienie odpowiedniej struktury fizycznej

organizacji jest

warunkiem koniecznym możliwości funkcjonowania

organizacji –

realizacji przez nią procesów

„produkcyjnych” i

zarządczych

–

informacyjno-decyzyjnych.

Zasady i podstawowe pojęcia podejścia obiektowego w

modelowaniu funkcjonowania organizacji - systemu

W każdym systemie (organizacji) wyróżniamy:

• jego strukturę fizyczną;
• procesy przez nią realizowane.

Istnienie odpowiedniej struktury fizycznej organizacji jest warunkiem koniecznym

możliwości funkcjonowania

organizacji – realizacji przez nią procesów

„produkcyjnych” i zarządczych

–

informacyjno-decyzyjnych.

Na

obiektowy model funkcjonowania

organizacji

( systemu ) składają się dwa

modele obiektowe

:

• struktury fizycznej organizacji;
• dynamiki organizacji – procesów przez nią ( w niej

) realizowanych.

<<extend
>>

Model

biznesowy

organizacji

Organizacj
a

Model
systemowy

SI

*

1

Model biznesowy organizacji – opis procesów biznesowych

Model systemowy SI - opis sposobu realizacji procesów zarządzania
organizacją –

informacyjno-decyzyjnych

Zasady i podstawowe pojęcia podejścia obiektowego w

modelowaniu funkcjonowania organizacji - systemu

Ustalanie wymagań na SI, opracowywany

dla organizacji, realizujemy w

dwóch

etapach

:

1.

opracowujemy model biznesowy
organizacji –środowiska
funkcjonowania SI;

2.

opracowujemy model systemowy SI, na
który składają się:

+ model struktury SI,
+ model dynamiki SI.

Zasady i podstawowe pojęcia podejścia obiektowego w

modelowaniu funkcjonowania organizacji - systemu

Ustalanie wymagań na SI, opracowywany dla organizacji, realizujemy w dwóch

etapach:

1.

opracowujemy model biznesowy organizacji –środowiska funkcjonowania SI;

2.

opracowujemy model systemowy SI, na który składają się:

+ model struktury SI,
+ model dynamiki SI.

Warunkiem możliwości opracowywania

modeli obiektowych – modelowania
obiektowego- jest:

1. opanowanie umiejętności praktycznego

posługiwania się językiem
modelowania obiektowego – UML;

2. opanowanie narzędzi programowych

wspomagających tworzenie modeli w
UML.

Podstawowym elementem konstrukcyjnym do
przedstawiania grup obiektów fizycznych o

analogicznych

właściwościach (jednorodnych)w modelu

struktury

projektowanego systemu, z zastosowaniem

języka UML, jest

klasa.

Jednakże

bez określenia związków

między klasami

model jest jedynie listą

nazw prostokątów –

słownikiem terminologicznym.

MODELOWANIE OBIEKTOWE FUNKCJONOWANIA

SYSTEMÓW

Podstawowym elementem konstrukcyjnym do przedstawiania grup obiektów fizycznych

o analogicznych

właściwościach w modelu struktury projektowanego systemu, z zastosowaniem języka

UML, jest

klasa.

Jednakże

bez określenia związków między klasami model jest jedynie listą nazw

prostokątów – słownikiem terminologicznym.

Relacje między klasami

, które „generują” obiekty

systemowe –

reprezentujące obiekty fizyczne modelowanej

rzeczywistości

–

pokazują

związki

między tymi obiektami.

Wyróżnia się pięć rodzajów

związków między

klasami:

1. powiązanie,
2. agregacja,
3. zależność,
4. uogólnienie.

Związki strukturalne klas

1.

Powiązanie klas

–

związek strukturalny między

klasami.

Zawodnik

Drużyna

Gra w

5

1

Związki strukturalne klas

Rodzaj

powiązania

Zwrot

powiązania

Liczba

obiektów w

klasie

Odcinek

łączący

klasy -

symbol

powiązania

między

klasami

Pracownik

Pracodawca

Zatrudn
ia

Przykład
powiązania
dwóch klas
obiektów:
„Zawodnik”
„Drużyna”

Przykład powiązania
dwóch klas
obiektów:
„Pracownik”
„Pracodawca

”

Związki strukturalne klas

2.

Agregacja klas

– rodzaj powiązania miedzy klasami.

Otaczające nas obiekty są w istocie obiektami

złożonymi – składającymi się z obiektów prostszych,
które stanowią również złożenie obiektów.

Przykład:
-

obiekt „

obiekt „

system komputerowy

”

składa się z

takich

obiektów (komponentów) jak:

„komputer”, „monitor”, ”drukarka”...
- „

system komputerowy

”

powstał w wyniku

odpowiedniego połączenia -

agregacji

komponentów

–

–

obiektów składowych określonych klas.

obiektów składowych określonych klas.

Związki strukturalne klas

2.

Agregacja klas

cd

Otaczające nas obiekty są w istocie obiektami złożonymi – składającymi się z

obiektów prostszych, które stanowią również złożenie obiektów.

Przykład:
-

obiekt „

obiekt „

system komputerowy

” składa się z takich obiektów (komponentów)

jak: „komputer”, „monitor”, ”drukarka”...
- „

system komputerowy

” powstał w wyniku odpowiedniego połączenia -

agregacji

komponentów

– obiektów składowych określonych klas.

– obiektów składowych określonych klas.

Agregacja

–

określa zatem związek

między klasą obiektów złożonych -
stanowiących całość - i klasami obiektów
składowych - jej komponentami .

Agregacja –

rodzaj powiązania

„całość –

część”.

Agregacja cd.

Symbol graficzny agregacji na diagramach-
Przykład
Fakt, że w skład

systemu komputerowego

wchodzą

obiekty klas:

jednostka centralna, klawiatura,

monitor, drukarka,

itd.,

stosując notację UML, można przedstawić jak na

poniższym rysunku.

Jednostka

centralna

System komputerowy

Jednostka

centralna

Klawiatura

Monitor

Związki strukturalne klas

Rodzaj

powiązania

między

obiektami

-agregacja

Związki strukturalne klas

Agregacja cd

Szczególny przypadek

agregacji

stanowi agregacja całkowita,

agregacja całkowita,

której

której

elementy składowe (komponenty) nie mogą istnieć samodzielnie,

elementy składowe (komponenty) nie mogą istnieć samodzielnie,

tak jak

tak jak

w przypadku

w przypadku

komplet wypoczynkowy

komplet wypoczynkowy

.

.

Przykłady

Przykłady

agregacji całkowitej

:

•

koszula

-jej komponenty: kołnierz, mankiety, guziki, itd. nie

-jej komponenty: kołnierz, mankiety, guziki, itd. nie

spełniają

spełniają

żadnej roli samodzielnie;

żadnej roli samodzielnie;

•

stół

– jego komponenty: blat i nogi nie spełniają żadnej roli

– jego komponenty: blat i nogi nie spełniają żadnej roli

samodzielnie.

samodzielnie.

Agregacja całkowita

–

określa zatem związek między klasą

złożoną i jej

komponentami (też klasami), które mogą należeć

tylko do jednej klasy – powiązanie „całość – część”.

Agregacja całkowita cd.

Symbol graficzny

agregacji całkowitej

-

Przykład
Stół jako

agregacja całkowita

blatu i nóg.

Blat

Nogi

Stół

Związki strukturalne klas

3. Zależność

–

rodzaj relacji między dwoma

dowolnymi

elementami modelu, która

oznacza , że jeden z elementów wymaga istnienia
innego elementu aby być w pełni opisany .

• symbol graficzny

Przykład

System

wyświetlFormularz

Formularz

firmowy do wypełnienia

przez pracownika

Rodzaj wyświetlanego obiektu klasy

Formularz

zależy od wyboru dokonanego przez pracownika.

Klasa

niezal

eżna

Jedna

z

operac

ji klasy

Syste

m

Grot wskazuje klasę niezależną

Klasa

zależn

a

Związki strukturalne klas

4. uogólnienie –

umożliwia stworzenie hierarchii

dziedziczenia,

co oznacza, że obiekty podklasy dziedziczą cechy obiektów

nadklasy,

Potomek dziedziczy strukturę i zachowanie przodka, a

ponad to ma cechy własne.

symbol graficzny
generalizacji w UML

Przykład 1.

Prostokąt

Kwadrat

Okrąg

Figura

Wielokąt

Uogólnienie

Związki strukturalne klas

Przod

ek

Przode

k dla

kwadr

atu

potom

ek

Kierunek
uogólniania-
generalizacji

Kierunek
dziedziczenia

grot wskazuje przodka

MODELOWANIE OBIEKTOWE FUNKCJONOWANIA

SYSTEMÓW

Klasy obiektów systemowych w UML

Klasa

- zbiór obiektów o analogicznych :

- atrybutach,
- operacjach,

- zobowiązaniach,
- ograniczeniach.
Symbol klasy- prostokąt

Nazwa klasy

Pole atrybutów

Pole metod (operacji)

Pole zobowiązań

ograniczenia

Składowe

klasy

MODELOWANIE OBIEKTOWE FUNKCJONOWANIA

SYSTEMÓW

Klasy obiektów systemowych w UML cd

Przykład:

nazwa

metody

operacje

atrybuty

Okno

• rozmiar

• położenie

• otwórz

• zamknij

Mocować wkrętami

zobowiązanie

Otwór wnęki

większy o1 cm

ograniczenia

Modelowanie struktury SI cd

Modelowanie struktury SI cd

Ważnym i trudnym zagadnieniem w procesie opracowywania modelu SI jest
panowanie nad jego złożonością i wymiarowością, gdy informatyzowany

system posiada setki i więcej obiektów fizycznych.

Język UML daje możliwość

redukcji wymiarowości

modelu poprzez:



grupowanie obiektów w

klasy

(ang. class)

;



grupowanie klas w

pakiety

(ang. package)

;



grupowanie klas o określonej funkcjonalności w

komponenty

(ang. component)

- reprezentujące

podsystemy.

Komponenty komunikują się ze sobą za pomocą

interfejsów

(ang.

interface).

Wprowadzenie pojęcia „interfejs” pozwala na zastosowanie w modelowaniu
struktury SI

hermetyzacji komponentów

, z którymi można komunikować

się tylko poprzez interfejs.

Aby stworzyć możliwość przedstawiania struktury systemu za pomocą
wymienionych składowych (pakietów i komponentów) języka UML

niezbędne

jest wprowadzenie relacji między nimi typu zależności (ang.

dependency).

Modelowanie struktury SI cd

– pojęcie diagramu

Diagram

- schemat- przedstawiany za pomocą

grafu, w którym wierzchołkami są elementy

a krawędziami związki.

Wyróżnia się

diagramy

:

 klas,
 obiektów,

 przypadków użycia,
 czynności,

 interakcji,
 komponentów,
 wdrożenia.

Modelowanie struktury SI cd

– pojęcie diagramu

Diagram klas

Diagram klas

– obrazuje pewien zbiór klas,

interfejsów i kooperacji oraz statyczne
związki między nimi.

Diagram klas

stanowi bazę wyjściową do

diagramów komponentów i wdrożenia.

Modelowanie struktury SI cd

Do modelowania struktury SI za pomocą UML

stosuje się:



diagramy obiektów

(ang. object diagram) – do

przedstawienia obiektów fizycznych

modelowanej rzeczywistości i ich powiązań,



diagramy klas

(ang. class diagram) - do

przedstawienia obiektów i ich powiązań

zgrupowanych w klasę,



diagramy pakietów

(ang. package diagram) -

do przedstawienia obiektów i ich powiązań

zgrupowanych w pakiet,



diagramy komponentów

(ang. component

diagram) - do przedstawienia obiektów i ich

powiązań zgrupowanych w komponent,



diagram wdrożenia

(ang. deployment

diagram) – do reprezentowania fizycznych

centrów obliczeniowych za pomocą węzłów.

Modelowanie struktury SI cd

Komponenty w tworzeniu SI

Komponent-

fizyczna, wymienna część SI, realizująca pewną

zamkniętą grupę

jego funkcjonalności – „czarną

skrzynkę”.

Oznacza to, że:



komponent powinien grupować w sobie elementy systemu

( tworząc podsystem), które są w stanie realizować pewien

(wyodrębniony z całości) podzbiór jego funkcjonalności;

 funkcjonalność systemu, podzielonego na

komponenty, realizowana jest poprzez ich

współpracę;

 komponenty współdziałają ze sobą jedynie na

zasadzie wymiany efektów swojej „pracy” poprzez

interfejs

.

Modelowanie struktury SI cd

Komponenty w tworzeniu SI

Komponent-

fizyczna, wymienna część SI, realizująca pewną zamkniętą grupę

jego funkcjonalności – „czarną skrzynkę”. Oznacza to, że:



komponent powinien grupować w sobie elementy systemu ( tworząc

podsystem), które są w stanie realizować pewien (wyodrębniony z całości)

podzbiór jego funkcjonalności;



funkcjonalność systemu, podzielonego na komponenty, realizowana jest

poprzez ich współpracę;



komponenty współdziałają ze sobą jedynie na zasadzie wymiany efektów

swojej „pracy” poprzez

interfejs

.



Reprezentacje komponentu w UML

W języku UML komponent jest analogiem klasy.

Komponent może mieć:
+ nazwę,
+ atrybuty,
+ operacje.

XXXX

XXXXX

Nazwa

kompone

ntu

Modelowanie struktury SI cd

Komponenty w tworzeniu SI cd.



W SI komponenty odnosi się zazwyczaj do
oprogramowania.



Jeden komponent może być implementacją więcej
niż jednej klasy, np. baza danych i program ją
obsługujący, procesor tekstu itp.



Przykład - prezentacja komponentu z pokazaniem
implementowanych przez niego klas.

procesor Tekstu.exe

Klasy:

ProcesorTekstu

SłownikOrtograficzny

LicznikSłów

Nazwa

komponen

tu

Modelowanie struktury SI cd

Komponenty w tworzeniu SI cd.

Cel modelowania komponentów

programowych SI – aby:

 klienci mogli zobaczyć pełną strukturę

oprogramowania SI;

 projektanci i programiści znali strukturę

funkcjonalną oprogramowania SI, do której
mają dążyć;

 twórcy dokumentacji i „helpów” wiedzieli

do czego dążą;

 możliwe było wielokrotne ich

wykorzystanie.

Modelowanie struktury SI cd

Komponenty w tworzeniu SI cd.

Zalety komponentowego ujęcia SI w projektowaniu

[1]:

1. ułatwia

zrozumienie struktury systemu. Hermetyzacja

grup funkcjonalności systemu umożliwia koncentrację
uwagi na istotnych jego aspektach. Szczegóły ukryte
są w opisie komponentów systemu.

2. ułatwia

dekompozycję zadania projektowego na

cząstkowe, co umożliwia pracę grupową nad
tworzeniem systemu;

3. zwiększa

elastyczność funkcjonalną systemu, dzięki

możliwości niezależnego rozszerzania funkcjonalności
poszczególnych komponentów. Zwiększona odporność
na zmiany konfiguracji sprzętowej.

Komponenty w tworzeniu oprogramowania

SI można traktować jak

klocki lego.

Modelowanie struktury SI cd

Komponenty w tworzeniu SI cd.

Zalety komponentowego ujęcia SI w projektowaniu [3]:

1.

ułatwia

zrozumienie struktury systemu. Hermetyzacja grup funkcjonalności systemu

umożliwia koncentrację uwagi na istotnych jego aspektach. Szczegóły ukryte są w
opisie komponentów systemu.

2.

ułatwia

dekompozycję zadania projektowego na cząstkowe, co umożliwia pracę

grupową nad tworzeniem systemu;

3.

zwiększa

elastyczność funkcjonalną systemu, dzięki możliwości niezależnego

rozszerzania funkcjonalności poszczególnych komponentów. Zwiększona odporność na
zmiany konfiguracji sprzętowej.

4. zapobiega

powstawaniu „makaronizmów” w kodzie

oprogramowania, gdyż do realizacji przetwarzania informacji
przez elementy składowe komponentu można zwracać się
jedynie drogą oficjalną przez interfejs komponentu i
następnie powiązaniami;

5. ułatwia

„czyszczenie” oprogramowania z błędów, gdyż od razu

lokalizuje się z dokładnością do komponentu;

6. ułatwia

ponowne wykorzystanie (ang.reuse) kodu

komponentu.

Komponenty w tworzeniu oprogramowania SI można traktować jak

klocki lego.

Modelowanie struktury SI cd

Interfejsy komponentów w SI

Komponent

realizuje pewne ściśle związane ze sobą przypadki użycia

systemu, w ramach czego

jest informacyjnie zamknięty

. Ze

swoim otoczeniem komunikuje się gdy jest to niezbędne do

wykonania operacji.

Operacje komponentu

, dla jego otoczenia, dostępne są jedynie

poprzez

interfejs.

Interfejs komponentu

( analog interfejsu klasy) – „autonomiczny”

zestaw operacji, za pomocą których komponent komunikuje się ze

swoim otoczeniem.

Interfejs eksportowy

komponentu – interfejs poprzez który

komponent świadczy swoje usługi – eksportuje swoje usługi.

Interfejs importowy

komponentu - interfejs poprzez który

komponent korzysta z usług innych komponentów

– importuje

usługi.

Komponent

z jednego systemu może być użyty w innym systemie

jeżeli będzie w nim

interfejs

umożliwiający dostęp do jego

operacji.

Wniosek dla projektantów SI –

interfejsy komponentów muszą

być opisywane komunikatywnie–

jest to warunek wielokrotnego ich wykorzystania.

Modelowanie w PSI

Modelowanie dynamiki systemu

• W

modelu struktury

pokazujemy aspekty statyczne systemu.

• W

modelu dynamiki

pokazujemy procesy zachodzące w

systemie.

• Oprogramowanie systemu realizuje

dynamiczną

funkcjonalność systemu.

• Spełnienie rzeczywistych potrzeb zamawiającego zależy od

jakości ich odzwierciedlenia w projektowanym SI, tzn.w jego

strukturze technicznej i oprogramowaniu.

• Model dynamiki SI musi mieć ścisły związek z modelem

struktury SI, tzn. musi być zgodność obiektów (klas) obu

modeli.

Modelowanie w PSI

Modelowanie dynamiki systemu cd.

Dynamikę systemu opisujemy za pomocą diagramów [3

pkt.3.5]:

 przypadków użycia

(ang. use case);

 czynności

(ang.activity);

 interakcji

( ang. interaction overview).