Рис. 17.1 Диаграмма прецедентов
Диаграммы прецедентов представляют собой один из пяти типов диаграмм, применяемых в UML для моделирования динамических аспектов системы (остальные четыре типа - это диаграммы деятельности, состояний, последовательностей и кооперации, см. главы 19, 24 и 18 соответственно). Диаграммы прецедентов играют основную роль в моделировании поведения системы, подсистемы или класса. Каждая такая диаграмма показывает множество прецедентов, актеров и отношения между ними.
Диаграммы прецедентов применяются для моделировании вида системы с точки зрения прецедентов (или вариантов использования). Чаще всего это предполагает моделирование контекста системы, подсистемы или класса либо моделирование требований, предъявляемых к поведению указанных элементов.
Диаграммы прецедентов имеют большое значение для визуализации, специфицирования и документирования поведения элемента. Они облегчают понимание систем, подсистем или классов, представляя взгляд извне на то, как данные элементы могут быть использованы в соответствующем контексте. Кроме того, такие диаграммы важны для тестирования исполняемых систем в процессе прямого проектирования и для понимания их внутреннего устройства при обратном проектировании.
Предположим, что вы получили по почте загадочное устройство, с одной сто-роны которого находятся несколько кнопок и маленький жидкокристаллический дисплей. Помимо этого в нем нет ничего примечательного, и у вас нет даже наме-' ка на то, как его использовать. Можно, конечно, использовать метод проб и ошибок: произвольно нажимать на кнопки и смотреть, что получится, но таким путем на изучение устройства вам придется потратить огромное количество времени.
Программные системы часто выглядят столь же непривычно. Вам как пользователю могут передать некоторое приложение и посоветовать поработать с ним. Если это приложение следует принятым соглашениям используемой вами операционной системы, то, быть может, после нескольких попыток вы добьетесь каких-то полезных результатов, но понять таким образом более сложные и тонкие аспекты поведения программы вам никогда не удастся. Если вы разработчик, то вам могут передать на сопровождение унаследованное приложение или набор компонентов и сказать, что их надо применить в работе. Вряд ли вы сумеете постичь, как нужно с ними обращаться, пока не сформируете концептуальную модель их работы.
В языке UML диаграммы прецедентов как раз и позволяют визуализировать поведение системы, подсистемы или класса, чтобы пользователи могли понять как их использовать, а разработчики - реализовать соответствующий элемент. На рис. 17.1 приводится диаграмма, описывающая использование устройства, которое упоминалось в начале главы, - обычно его называют сотовым телефоном.
Рис. 17.1 Диаграмма прецедентов
Диаграммой прецедентов, или использования (Use case diagram), называется диаграмма, на которой показана совокупность прецедентов и актеров, а также отношения между ними.
Диаграмма прецедентов обладает стандартными свойствами, присущими любой диаграмме (см. главу 7), - именем и графическим содержанием, которое представляет собой одну из проекций модели. Диаграмма прецедентов отличается от прочих своим конкретным содержанием.
Диаграммы прецедентов обычно включают в себя:
Как и все остальные диаграммы, они могут содержать примечания и ограничения.
Иногда в диаграммы прецедентов помещают пакеты (см. главу 12), применяемые для группирования элементов модели в более крупные блоки, а в ряде случаев и экземпляры (см. главу 13) прецедентов, особенно если надо визуализировать конкретную исполняемую систему.
Диаграммы прецедентов, или использования, применяют для моделирования статического вида системы с точки зрения прецедентов. Этот вид (см. главу 2) охватывает главным образом поведение системы, то есть видимые извне сервисы, предоставляемые системой в контексте ее окружения.
При моделировании статического вида системы с точки зрения прецедентов диаграммы использования обычно применяются двумя способами:
Любая система содержит внутри себя какие-либо сущности, в то время как другие сущности остаются за ее пределами. Например, в системе проверки кредитных карточек имеются счета, транзакции и механизмы проверки подлинности. В то же время обладатели кредитных карточек и торговые предприятия находятся вне системы. Сущности внутри системы отвечают за реализацию поведения, которого ожидают сущности, находящиеся снаружи. Сущности, находящиеся вне системы и взаимодействующие с ней, составляют ее контекст. Таким образом, контекстом называется окружение системы.
UML позволяет моделировать контекст с помощью диаграмм прецедентов, в которых внимание акцентируется на окружающих систему (см. главу 31) актерах. Важно правильно определить актеры, поскольку это позволяет описать класс сущностей, взаимодействующих с системой. Еще важнее определить, что не является актером, так как при этом ограничивается окружение системы: в нем остаются только те элементы, которые участвуют в ее работе.
Моделирование контекста системы состоит из следующих шагов:
Например, на рис. 17.2 показан контекст системы, работающей с кредитными карточками, где основное внимание уделяется окружающим ее актерам. В первую очередь это Клиенты двух типов (Индивидуальный клиент и Корпоративный клиент), соответствующие ролям, которые играют люди при взаимодействии с системой. В этом контексте показаны и актеры, представляющие другие организации, такие как Торговые предприятия (с ними покупатели совершают карточные транзакции, приобретая вещи или услуги) и Субсидирующие финансовые институты (выполняющие роль клиринговой палаты для карточных счетов). В реальном мире последние два актера, скорее всего, сами будут программными системами.
Рис. 17.2 Моделирование контекста системы
Тот же метод позволяет моделировать и контекст подсистемы (см. главу 31). Вообще, элемент, который на одном уровне абстракции выглядит как система, часто становится подсистемой на другом, более высоком уровне абстракции. Моделирование контекста подсистемы может пригодиться при построении системы из нескольких взаимосвязанных частей.
Требование (Requirement) - это особенность проекта, свойство или поведение системы. Приступая к сбору требований, вы как бы описываете условия контракта, заключаемого между системой и сущностями вне нее, в котором декларируется, что система должна делать. При этом, как правило, вас заботит не то, как именно система будет выполнять поставленные задачи, а только то, что она будет делать. Хорошо спроектированная система должна полностью выполнять все требования, причем делать это предсказуемо и надежно. Ее создание начинается с соглашения о том, каково ее назначение, хотя в ходе разработки понимание требований будет постепенно изменяться. Аналогично при работе с готовой системой понимание того, как она себя ведет, имеет принципиальное значение для ее правильного использования.
Требования можно выразить по-разному, от неструктурированного текста до выражений на формальном языке (или, например, с помощью примечаний, см. главу 6). Большая часть функциональных требований к системе - или даже все они - может быть выражена в виде прецедентов использования, в чем помогают диаграммы прецедентов UML.
Моделирование требований к системе производится следующим образом:
Рис. 17.3 расширяет предыдущую диаграмму. Хотя отношения между актерами и прецедентами на ней опущены, но присутствуют дополнительные прецеденты, которые описывают важные, пусть и невидимые для обычного пользователя, элементы поведения системы. Эта диаграмма удобна, поскольку дает возможность пользователям, экспертам и разработчикам совместно визуализировать, специфицировать, конструировать и документировать свои решения относительно функциональных требований к системе. Например, прецедент Обнаружение фальшивых карточек описывает поведение, важное как для Торговых предприятий, так и для Субсидирующих финансовых институтов. Другой прецедент - Отчет о состоянии счета - также описывает поведение, требуемое от системы различными организациями в своих контекстах.
Рис. 17.3 Моделирование требований к системе
Требование, моделируемое прецедентом Управление сбоями в сети, немного отличается от остальных, поскольку представляет вспомогательное поведение системы, необходимое, чтобы гарантировать надежное и непрерывное функционирование (см. главу 23).
Такая же методика применима и при моделировании требований к подсистеме (см. главу 31).
Большинство других диаграмм UML (см. главу 7), включая диаграммы классов, компонентов и состояний, удобно для прямого и обратного проектирования, поскольку у каждой из них имеется аналог в исполняемой системе. С диаграммами прецедентов дело обстоит несколько иначе, поскольку они скорее отражают, чем определяют реализацию системы, подсистемы или класса. Прецеденты (см. главу 16) описывают то, как ведет себя элемент, а не то, как реализуется соответствующее поведение, и поэтому не могут быть непосредственно подвергнуты прямому и обратному проектированию.
Прямое проектирование подразумевает преобразование модели в исполняемый код на каком-либо языке программирования. Прямое проектирование диаграмм прецедентов приводит к получению тестов для соответствующего элемента. Каждый прецедент в диаграмме определяет поток событий (и его варианты), а эти потоки специфицируют ожидаемое поведение элементов - иначе говоря, именно то, что подлежит тестированию. Хорошо структурированный прецедент содержит также пред- и постусловия, с помощью которых можно определить начальное состояние теста и критерии успешности. Для каждого сценария в диаграмме вы можете разработать тест, а затем запускать его при появлении каждой новой версии элемента, подтверждая тем самым, что он работает корректно, и, стало быть, другие элементы могут на него полагаться.
Прямое проектирование диаграммы прецедентов состоит из следующих шагов:
Обратным проектированием называется процесс преобразования кода, написанного на каком-либо языке программирования, в модель. Автоматическое обратное проектирование диаграмм прецедентов на данном этапе развития отрасли практически невыполнимо из-за потери информации при переходе от спецификации поведения элемента к его реализации. Тем не менее можно изучить существующую систему и разобраться в ее поведении самостоятельно, а затем представить результаты анализа в виде диаграммы прецедентов. Фактически это придется делать всякий раз, когда вы столкнетесь с недокументированным программным обеспечением. Диаграммы прецедентов UML в данном случае просто предоставляют в ваше распоряжение стандартный и выразительный язык для описания того, что вы обнаружите.
Обратное проектирование диаграмм прецедентов производится так:
Создавая диаграммы прецедентов в UML, помните, что каждая из них является всего лишь графическим представлением статического вида системы с точки зрения прецедентов. Это означает, что ни одна диаграмма прецедентов, взятая в отдельности, не может, да и не должна охватывать весь этот вид целиком. В совокупности диаграммы прецедентов дают полное представление о виде системы с точки зрения прецедентов, а каждая из них в отдельности - только об одном из его аспектов.
Хорошо структурированная диаграмма прецедентов обладает следующими свойствами:
При изображении диаграммы прецедентов руководствуйтесь следующими принципами:
Дело в том, что в его постановке и выводах произведена подмена, аналогичная подмене в школьной шуточной задачке на сообразительность, в которой спрашивается:
- Cколько яблок на березе, если на одной ветке их 5, на другой ветке - 10 и так далее
При этом внимание учеников намеренно отвлекается от того основополагающего факта, что на березе яблоки не растут, в принципе.
В эксперименте Майкельсона ставится вопрос о движении эфира относительно покоящегося в лабораторной системе интерферометра. Однако, если мы ищем эфир, как базовую материю, из которой состоит всё вещество интерферометра, лаборатории, да и Земли в целом, то, естественно, эфир тоже будет неподвижен, так как земное вещество есть всего навсего определенным образом структурированный эфир, и никак не может двигаться относительно самого себя.
Удивительно, что этот цирковой трюк овладел на 120 лет умами физиков на полном серьезе, хотя его прототипы есть в сказках-небылицах всех народов всех времен, включая барона Мюнхаузена, вытащившего себя за волосы из болота, и призванных показать детям возможные жульничества и тем защитить их во взрослой жизни. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.
|
|
 |
