INFORMATYKA W
ZARZ
DZANIU
Wykład VI
dr Jan Kazimirski
[e-mail]
http://www.mac.edu.pl/jankazim
MODELOWANIE
SYSTEMÓW
UML
Literatura

Joseph Schmuller  UML dla każdego , Helion
2001

Perdita Stevens  UML. Inżynieria
oprogramowania , Helion 2007

Stanisław Wrycza, Bartosz Marcinkowski,
Krzysztof Wyrzykowski  UML 2.0 w
modelowaniu systemów informatycznych ,
Helion, 2005
UML

UML  Unified Modeling Language 
Zunifikowany język modelowania

Pozwala na graficzne przedstawienie systemów
zorientowanych obiektowo

Język wymiany informacji między
programistami, analitykami i klientami

Połączenie formalizmu i przejrzystości
(diagramy)
UML c.d.

Obejmuje szereg diagramów przedstawiających
różne apekty modelowanego systemu np.

Diagram przypadków użycia

Diagram klas / diagram obiektów

Diagram stanów

Diagram czynności

Diagram przebiegu

Diagram kooperacji

Diagram komponentów
Modelowanie obiektowe

Podejście obiektowe jest aktualnym standardem
tworzenia złozonych systemów komputerowych

Obiektowość to sposób myślenia oparty na kilku
podstawowych zasadach

Poprzedni paradygmat programowania  podejście
strukturalne  dopasowanie sposobu widzenia
rzeczywistości do komputerów

Modelowanie obiektowe  dopasowanie komputerów
do ludzkiego postrzegania rzeczywistości
Klasy i obiekty

Wszystko, co nas otacza: przedmioty, zwierzęta,
ludzie postrzegane mogą być jako obiekty.

Obiekty należą do określonych kategorii  klas

Obiekt jest egzemplarzem klasy.

Relacja obiekt klasa:

Kot  rodzaj ssaka o pewnych, dokładnie określonych
cechach charakterystycznych (klasa)

Kot burek siedzący na dachu  przedstawiciel
gatunku kotów (obiekt)
Struktura obiektu

Każdy obiekt ma określone elementy składowe.

Atrybuty (właściwości)

Operacje (czynności, zachowania)

Kot ma określony kolor, wagę, wzrost, długość
ogona (atrybuty). Kot potrafi biagać mruczeć,
miałczeć, łasić się, drapać itd. (operacje)

Klasa jest szablonem (formą) obiektu  definiuje
jakie atrybuty i operacje będą miały obiekty.
Abstrakcja

Modelowanie ma na celu stworzenie pewnego
uproszczonego modelu rzeczywistości

Model będący kopią rzeczywistości jest
niepraktyczny  zawiera zbyt dużo informacji

Abstrakcja  odfiltrowanie niepotrzebnych
informacji, pozostawienie tylko istotnych dla
danego problemu

Decyzja które informacje pominąć należy do
analityka
Dziedziczenie

Klasy tworzą określone hierarchie  klasy pochodne
dziedziczą składowe po klasach bazowych

Hierarchie dziedziczenia mogą być wielopoziomowe

Kot jest ssakiem, który jest zwierzęciem, które jest
istotą żywą.

Definiując klasę pochodną nie musimy tworzyć jej
 od zera jeżeli możemy powołać się na klasy
bazowe
Polimorfizm

Niektóre operacje mogą mieć takie same nazwy
ale inny sens dla różnych obiektów (np. otwarcie
ksiązki, słoika, rachunku w banku)

Polimorfizm to koncepcja w której każda klasa
 wie jak daną operację wykonać:

 Otwieram drzwi - klasa wykona właściwe działanie

 Otwieram konto - klasa wykona właściwe działanie
Przykład hierarchii klas
Figura kolor k
policz pole=?
Bok a
Boki a,b
Promień r
policz pole = a*a
policz pole = a*b
policz pole = 2*PI*r
Hermetyzacja (kapsułkowanie)

Modelowane obiekty często mają niezwykle
skomplikowaną strukturę wewnętrzną

Często zaniedbujemy tą strukturę koncentrując
się na operacjach (czyli co obiekt robi a nie jak to
robi)  jest to tzw. hermetyzacja

 Jak działa telewizor?

 To nie jest ważne dopóki mam w ręku pilota i wiem
jak nim sterować

Częśc jawna obiektu to interfejs, część ukryta -
implementacja
Współpraca obiektów

Obiekty nie są od siebie odizolowane.
Współpracują wysyłając różnorodne komunikaty

Przykład: obiekt pilot wysyła komunikat do
obiektu telewizor powodując, że zmienia się jego
stan (zmiana programu).

Interfejs obiektu (klasy) można zdefiniować jako
zbiór komunikatów jakie może on wymienić z
otoczeniem.
Powiązania

Obiekty często są ze sobą związane, np. pilot i
telewizor, kierowca i samochód, pracownik i
szef. Są to powiązania

Powiązania możemy klasyfikować ze względu na
różnorodne cechy

Kierunek powiązania

Charakter powiązania (np. agregacja)

Liczebność powiązania
UML i klasy
Klasa bez określonej
Kot
struktury
Klasa z określoną strukturą:
Kot
Atrybuty
kolor
waga
Operacje
mruczy()
miałczy()
UML i powiązania klas  diagram klas
Analiza Przypadków Użycia

Opisując dany system często pytamy jakie
funkcje on realizuje i kto z niego może korzystać

Pytania te są szczególnie ważne w fazie zbierania
wymagań projektów IT

Modelowanie tego aspektu systemu to analiza
przypadków użycia

Przypadek użycia to określenie co z systemem
można zrobić, korzystający z systemu to aktor
Diagram przypadków użycia
Stany obiektu

Obiekty posiadają atrybuty które mogą posiadać
różne wartości  obiekty są w różnych stanach

Telewizor może odbierać na różnych kanałach

Kot może mieć różne kolory

W różnych sytuacjach stan obiektu może ulec
zmianie  następuje przejście między stanami

Zmiana kanału telewizora

Malowanie kota :-(
Diagram stanów
Komunikacja obiektów

Obiekty komunikują się ze sobą wysyłając różne
sygnały.

Jeżeli interesuje nas jakie obiekty wysyłają jakie
sygnały w trakcie gdy system wykonuje jakąś
czynność, możemy wykorzystać diagram
przebiegu (sekwencji)
Diagram przebiegu
Czynności

W trakcie realizacji jakiegoś zadania system
wykonuje określone czynności

W trakcie wykonywania serii czynności system
może wybierać różne ścieżki wykonania zależnie
od określonych warunków  punkty decyzyjne.

Do przedstawienia czynności i kolejności ich
wykonania służy diagram czynności
Diagram czynności
Język UML

Przedstawione diagramy stanowią tylko część
specyfikacji UML-a

UML jest językiem bardzo elastycznym 
pozwala opisać dowolny system

UML jest rozszerzalny  można wprowadzać
dodatkowe elementy uściślające model systemu
UML w biznesie

Język UML został wymyślony przez
programistów dla programistów (projektantów)

Jest to jednak język ogólnego przeznaczenia 
można nim opisać np. model działania
przedsiębiorstwa.

Stworzony model może być obiektem analizy w
celu otymalizacji jego działalności
Business Process Reengineering

Działanie mające na celu zwiększenie wydajności
i efektywności pracy przedsiębiorstwa

Metodologia BPR

Stworzenie modelu przedsiębiorstwa

Analiza modelu w celu znalezioenia możliwości
zmian

Wprowadzenie i weryfikacja zmian w modelu

Implementacja zmian w rzeczywistym systemie
Przykład projektu programistycznego
realizowanego z wykorzystaniem
języka modelowania UML