Предисловие - Язык UML Руководство пользователя

Посвящается моей любимой жене Джен и дочери Элизе, без которых моя жизнь была бы неполной. Грейди Буч

Унифицированный язык моделирования (Unified Modeling Language, UML) является графическим языком для визуализации, специфицирования, конструирования и документирования систем, в которых большая роль принадлежит программному обеспечению. С помощью UML можно разработать детальный план создаваемой системы, отображающий не только ее концептуальные элементы, такие как системные функции и бизнес-процессы, но и конкретные особенности реализации, в том числе классы, написанные на специальных языках программирования, схемы баз данных и программные компоненты многократного использования.

Эта книга научит вас эффективной работе с UML.

Цели

Предлагаемое вашему вниманию руководство пользователя рассказывает о разнообразных свойствах UML, однако не претендует на всеохватность. Возместить этот недостаток призвано другое издание - "Справочник по языку UML" ("The Unified Modeling Language Reference Manual". Rumbaugh, Jacobson, Booch, Addison-Wesley, 1999).

Авторы настоящего руководства описывают важнейшие аспекты процесса разработки с использованием UML. Читателям, которых эта тема интересует более подробно, следует обратиться к изданию "The Unified Software Development Process" (Jacobson, Booch, Rumbaugh, Addison-Wesley, 1999).

В книге содержится множество рекомендаций и советов по использованию UML для решения часто возникающих задач моделирования, но она не учит моделированию как таковому. Подобный подход принят в руководствах по большинству языков программирования, разъясняющих, как применять язык, но не обучающих собственно программированию.

Для кого предназначена эта книга

Язык UML представляет интерес для любого специалиста, участвующего в процессе разработки, установки и поддержки программного обеспечения. Данное руководство пользователя в первую очередь предназначено для разработчиков, создающих модели UML. Тем не менее его полезно будет прочитать всем, кто должен анализировать эти модели, а также осваивать, создавать, тестировать или выпускать в свет программные системы. Хотя под такое описание подходит практически любой сотрудник организации, занимающейся программным обеспечением, эта книга особенно пригодится аналитикам и конечным пользователям, которые специфицируют требуемую структуру и поведение системы, архитекторам, которые проектируют системы в соответствии с этими требованиями, разработчикам, преобразующим проект в исполняемый код, сотрудникам отдела технического контроля, проверяющим и подтверждающим соответствие структуры и поведения системы заданным спецификациям, библиотекарям, которые создают каталоги компонентов, а также руководителям группы разработки и проекта в целом, которые борются с хаосом, осуществляют общее руководство, определяют направление работ и распределяют необходимые ресурсы.

Данная книга рассчитана на читателей, которые имеют хотя бы общее представление об объектно-ориентированных концепциях. Опыт работы с конкретными объектно-ориентированными языками и методиками не требуется, хотя и желателен.

Как работать с этой книгой

Тем, кто только начинает осваивать язык UML, лучше всего читать эту книгу подряд. Особое внимание рекомендуется уделить второй главе, в которой излагается концептуальная модель языка. Изложение в каждой главе опирается на материал предыдущей, что делает книгу удобной для последовательного чтения.

Опытные разработчики, желающие найти решение конкретных проблем, возникающих при моделировании, могут читать это руководство в любой последовательности. Советуем обратить внимание на типичные приемы моделирования, представленные в каждой главе.

Организация книги и особенности изложения материала

Руководство пользователя содержит семь основных разделов.

Кроме этого, книга включает в себя три приложения: обзор применяемой в языке UML нотации, список стандартных элементов UML и обзор Рационального Унифицированного Процесса (Rational Unified Process). Приводится глоссарий наиболее распространенных терминов.

Каждая глава посвящена рассмотрению какой-то одной черты UML и, как правило, состоит из следующих четырех разделов:

В третьем разделе каждой главы содержатся примеры решения проблем, часто возникающих при моделировании.

Краткая история UML

Объектно-ориентированные языки моделирования появились в период с середины 70-х до конца 80-х годов, когда исследователи, поставленные перед необходимостью учитывать новые возможности объектно-ориентированных языков программирования и требования, предъявляемые все более сложными приложениями, вынуждены были начать разработку различных альтернативных подходов к анализу и проектированию. С 1989 по 1994 год число различных объектно-ориентированных методов возросло с десяти более чем до пятидесяти. Тем не менее многие пользователи испытывали затруднения при выборе языка моделирования, который бы полностью соответствовал их потребностям, что послужило причиной так называемой "войны методов". В результате этих войн появилось новое поколение методов, среди которых особое значение приобрели языки Booch, созданный Грейди Бучем (Grady Booch), OOSE (Object-Oriented Software Engineering), разработанный Айваром Джекобсоном (Ivar Jacobson) и ОМТ (Object Modeling Technique), автором которого является Джеймс Рамбо (James Rumbaugh). Кроме того, следует упомянуть языки Fusion, Шлаера-Меллора (Shlaer-Mellor) и Коада-Йордона (Coad-Yourdon). Каждый из этих методов можно считать вполне целостным и законченным, хотя любой из них имеет не только сильные, но и слабые стороны. Выразительные возможности метода Буча особенно важны на этапах проектирования и конструирования модели. OOSE великолепно приспособлен для анализа и формулирования требований, а также для высокоуровневого проектирования. ОМТ-2 оказался особенно полезным для анализа и разработки информационных систем, ориентированных на обработку больших объемов данных.

Критическая масса новых идей начала формироваться к середине 90-х годов, когда Грейди Буч (компания Rational Software Corporation), Айвар Джекобсон (Objectory) и Джеймс Рамбо (General Electric) предприняли попытку объединить свои методы, уже получившие мировое признание как наиболее перспективные в данной области. Являясь основными авторами языков Booch, OOSE и ОМТ, партнеры попытались создать новый, унифицированный язык моделирования и руководствовались при этом тремя соображениями. Во-первых, все три метода, независимо от желания разработчиков, уже развивались во встречном направлении. Разумно было продолжать эту эволюцию вместе, а не по отдельности, что помогло бы в будущем устранить нежелательные различия и, как следствие, неудобства для пользователей. Во-вторых, унифицировав методы, проще было привнести стабильность на рынок инструментов объектно-ориентированного моделирования, что дало бы возможность положить в основу всех проектов единый зрелый язык, а создателям инструментальных средств позволило бы сосредоточиться на более продуктивной деятельности. Наконец, следовало полагать, что подобное сотрудничество приведет к усовершенствованию всех трех методов и обеспечит решение задач, для которых любой из них, взятый в отдельности, был не слишком пригоден.

Начав унификацию, авторы поставили перед собой три главные цели:

Изобретение языка для объектно-ориентированного анализа и проектирования не слишком отличается от разработки языка программирования. Во-первых, требовалось ограничить задачу. Следует ли включать в язык возможность спецификации требований? Должен ли язык позволять визуальное программирование? Во-вторых, было необходимо найти точку равновесия между выразительной мощью и простотой. Слишком простой язык ограничил бы круг решаемых с его помощью задач, а слишком сложный мог ошеломить неискушенного разработчика. Кроме того, при объединении существующих методов приходилось учитывать наличие уже разработанных с их помощью продуктов. Внесение слишком большого числа изменений могло бы оттолкнуть уже имевшихся пользователей, а сопротивляясь развитию языка, авторы потеряли бы возможность привлекать новых пользователей и делать язык более простым и удобным для применения. Создавая UML, разработчики старались найти оптимальное решение этих проблем.

Официально создание UML началось в октябре 1994 года, когда Рамбо перешел в компанию Rational Software, где работал Буч. Первоначальной целью было объединение методов Буча и ОМТ. Первая пробная версия 0.8 Унифицированного Метода (Unified Method), как его тогда называли, появилась в октябре 1995 года. Приблизительно в это же время в компанию Rational перешел Джекобсон, и проект UML был расширен с целью включить в него язык OOSE. В результате совместных усилий в июне 1996 года вышла версия 0.9 языка UML. На протяжении всего года создатели занимались сбором отзывов от основных компаний, работающих в области конструирования программного обеспечения. За это время стало ясно, что большинство таких компаний сочло UML языком, имеющим стратегическое значение для их бизнеса. В результате был основан консорциум UML, в который вошли организации, изъявившие желание предоставить ресурсы для работы, направленной на создание полного определения UML.

Версия 1.0 языка появилась в результате совместных усилий компаний Digital Equipment Corporation, Hewlett Packard, I-Logix, Intellicprp, IBM, ICON Computing, MCI Systemhouse, Microsoft, Oracle, Rational, Texas Instruments и Unisys. UML 1.0 оказался хорошо определенным, выразительным, мощным языком, применимым для решения большого количества разнообразных задач. В январе 1997 года он был представлен Группе по управлению объектами (Object Management Group, OMG) на конкурс по созданию стандартного языка моделирования.

Между январем и июнем 1997 года консорциум UML расширился, в него вошли практически все компании, откликнувшиеся на призыв OMG, а именно: Andersen Consulting, Ericsson, ObjecTime Limited, Platinum Technology, Ptech, Reich Technologies, Softeam, Sterling Software и Taskon. Чтобы формализовать спецификации UML и координировать работу с другими группами, занимающимися стандартизацией, под руководством Криса Кобрина (Cris Kobryn) из компании MCI Systemhouse и Эда Эйкхолта (Ed Eykholt) из Rational была организована семантическая группа. Пересмотренная версия UML (1.1) была снова представлена на рассмотрение OMG в июле 1997 года. В сентябре версия была утверждена на заседаниях Группы по анализу и проектированию и Комитета по архитектуре OMG, a 14 ноября 1997 года принята в качестве стандарта на общем собрании всех членов OMG.

Дальнейшая работа по развитию UML проводилась Группой по усовершенствованию (Revision Task Force, RTF) OMG под руководством Криса Кобрина. В июне 1998 года вышла версия UML 1.2, а осенью 1998 - UML 1.3. Данное руководство пользователя описывает именно эту версию языка.

Благодарности

Грейди Буч, Айвар Джекобсон и Джеймс Рамбо начали работы по созданию UML и являются авторами первоначального проекта, но окончательная версия языка сформировалась в результате объединенных усилий группы разработчиков. Хотя у каждого из них были свои собственные идеи, заботы и интересы, результат только выиграл от разнообразия опыта и точек зрения участников.

Крис Кобрин заслуживает особой благодарности за руководство технической командой UML в ходе создания версий этого языка 1.1, 1.2 и 1.3.

Разработка UML всегда была открытым процессом, и в рамках Группы пользователей по объектным технологиям (OTUG - Object Technology User Group) авторы получили тысячи сообщений по электронной почте со всего мира. Невозможно поименно перечислить всех корреспондентов, но создатели языка благодарят каждого из них за комментарии и предложения. Все письма были прочитаны, и нет сомнения, что UML стал лучше и богаче благодаря такой широкой международной поддержке.

Источники дополнительной информации

Самую свежую информацию, касающуюся UML, включая его формальную спецификацию, можно найти в Internet на сайтах http://www.rational.com и http:// www.omg.org. С результатами работы Группы по усовершенствованию можно ознакомиться по адресу http://uml.shl.com.

В Internet существует несколько форумов, где обсуждаются различные вопросы, связанные с UML. Это группы новостей comp.software-eng и comp.object, а также списки рассылки otug@rational.com и uml-rtf@omg.org.

Принятые в книге обозначения

Для облегчения работы с текстом в книге приняты следующие соглашения:

Диаграммы и примеры, приведенные в книге, оставлены без перевода в том случае, если они иллюстрируют структурные, а не содержательные аспекты UML.

Издательство "ДМК" заинтересовано в получении ваших отзывов об этой книге. Напишите нам, какие еще книги по программированию вы хотели бы прочитать. Свои отклики и пожелания присылайте на наш Web-сайт http://www.dmk.ru.

Знаете ли Вы, что только в 1990-х доплеровские измерения радиотелескопами показали скорость Маринова для CMB (космического микроволнового излучения), которую он открыл в 1974. Естественно, о Маринове никто не хотел вспоминать. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.