Диаграмма прецедентов предназначена не только для выявления действий, выполняемых разрабатываемой системой, но и для упрощения формируемых прецедентов путём выделения общих действий различных прецедентов и выделения их в отдельные прецеденты с добавлением связей между прецедентами. Такое использование диаграммы прецедентов похоже на структурирование алгоритма за счёт разбиения его на подпрограммы.
Для оптимизации прецедентов в языке UML предусмотрены три связи между прецедентами: включение, расширение и наследование (обобщение).
Отношение включения используется в том случае, если один прецедент явно включает в себя ход действий другого прецедента. Это отношение в Microsoft Visio обозначается сплошной линией с треугольной стрелкой и стереотипом <<uses>>. При этом стрелка направляется к включаемому прецеденту от базового прецедента, т.е. прецедента, в который включается включаемый прецедент. Отношение включения предназначено для выделения поведения, наблюдаемого во множестве прецедентов.
Отношение расширения практически аналогично отношению включения, но отличается тем, что базовый прецедент неявно включает в себя поведение другого прецедента в одной или нескольких указанных точках, называемых точками расширения. Это отношение в Microsoft Visio обозначается сплошной линией с треугольной стрелкой и стереотипом <<extends>>. При этом стрелка направляется к включаемому прецеденту от базового прецедента, т.е. прецедента, в который включается включаемый прецедент. Отношения расширения часто используются для описания поведения системы при выполнении или не выполнении какого-либо условия.
Отношение наследования прецедентов полностью аналогично наследованию для классов. При этом прецедент-предок определяет поведение, наследуемое прецедентами-потомками. Графическое представление отношения обобщения прецедентов аналогично графическому представлению отношения обобщения для классов.
Следует отметить, что отношение обобщения (наследования) применимо не только для классов и прецедентов, но и для актёров.
Обозначение границ разрабатываемой системы
Современные информационные системы часто разрабатываются с целью замены существующих систем или тесной интеграции с ними. Поэтому на диаграмме прецедентов часто отображаются прецеденты и актёры, не относящиеся к разрабатываемой системе. При этом нет необходимости отображать все прецеденты и актёров, относящихся к системам, с которыми взаимодействует разрабатываемая система. Достаточно отобразить системы, с которыми осуществляется взаимодействие в минимальном объёме, необходимом для понимания назначения и работы разрабатываемой системы.
Для отделения прецедентов, относящихся к разрабатываемой системе, в UML предусмотрен элемент – система, обозначаемый прямоугольником [1]. Пример обозначения границ системы представлен на рис. 5.4. Здесь в состав разрабатываемой системы входят прецеденты «Сценарий выполнения 1-4», в то время как прецеденты «Сценарий выполнения 5-6» не входят в состав разрабатываемой системы. Кроме того, видно, что Актёр 1 взаимодействует с прецедентами «Сценарий выполнения 1» и «Сценарий выполнения 5».
Рис. 5.4. Обозначение границ разрабатываемой системы на диаграмме прецедентов.
Создание диаграммы прецедентов
Диаграмма прецедентов в среде Microsoft Visio обозначается, как «Схема сценариев выполнения». Для создания такой диаграммы следует использовать пункт «Создать/Схема сценариев выполнения» контекстного меню пакетов и подсистем, отображаемых в окне «Проводник по моделям». В результате выбора этого пункта меню создаётся новая страница документа.
Добавление фигур, предназначенных для создания диаграмм прецедентов допустимо и на страницы структурных схем Microsoft Visio, однако такие страницы предназначены для создания диаграмм классов. Поэтому использование этих страниц для создания диаграмм прецедентов является некорректным.
Используемые фигуры
Фигура «Актёр» представляет одну или несколько обобщённых ролей внешнего по отношению к проектируемой системе объекта. Таким образом, один физический объект может быть представлен несколькими актёрами.
Для присвоения актёру имени следует воспользоваться окном свойств его фигуры или в окне «Проводник по моделям». Для подключения актёра к прецедентам следует использовать фигуру «Сообщение».
| Примечание | Фигура «Актёр» может быть выделена красной пометкой, обозначающей наличие ошибки. Для просмотра причины ошибки щёлкните фигуру «Актёр» правой кнопкой мыши и в выпадающем меню выберите «Отображать семантические ошибки». |
Фигура «Актёр», как и класс, обладает атрибутами и операциями, а также поддерживает наследование. Иными словами, актёры могут наследовать друг друга. Атрибуты и операции актёра задаются в диалоговом окне его свойств или окне «Проводник по моделям».
Фигура «Прецедент» обозначает множество событий, происходящих при использовании той или иной системы актёром для достижения какой-либо цели. Как правило, прецедент представляет совокупность или последовательность выполняемых процедур. В среде Microsoft Visio фигура «Прецедент» обозначается, как фигура «Сценарий выполнения».
Прецеденты, как актёры и классы, обладает атрибутами и операциями, поддерживает наследование. Кроме того, прецедент обладает возможностью задания точек расширения, используемых для указания мест вхождения в данный прецедент других прецедентов, с которыми данный прецедент имеет отношения расширения и включения.
Атрибуты, операции и точки расширения прецедента задаются в диалоговом окне его свойств.
Фигура «Связь ассоциации» предназначена для связывания актёра и прецедента. В среде Microsoft Visio фигура «Связь ассоциации» обозначается, как фигура «Сообщение».
Данная фигура, как линия, имеет два окончания, которые можно именовать и указывать рядом с ними кратность связи. Для настройки названий окончаний фигуры «Связь ассоциации» следует использовать её окно свойств.
Окончания фигуры «Связь ассоциации» можно скрыть, для этого следует в диалоговом окне «Параметры отображения фигуры UML», вызываемом с помощью контекстного меню данной фигуры, установить флажки «Первое окончание» и «Второе окончание» в разделе «Скрыть». В случае если оба окончания фигуры «Связь ассоциации» скрыты, данная фигура отображается в виде обычной линии.
Фигура «Связь включения» предназначена для обозначения связи между двумя прецедентами, при которой один прецедент (базовый) обязательно включает в себя поведение, определенное другим прецедентом. Стрелка фигуры «Связь включения» указывает на базовый прецедент. В среде Microsoft Visio фигура «Связь включения» обозначается, как фигура «Использование».
Фигура «Связь расширения» предназначена для обозначения связи между двумя прецедентами, при которой один прецедент (базовый) может включать в себя поведение, определенное другим прецедентом. Стрелка фигуры «Связь расширения» указывает на базовый прецедент. В среде Microsoft Visio фигура «Связь расширения» обозначается, как фигура «Расширение».
Фигура «Граница системы» обозначает прецеденты, реализуемые в рамках разрабатываемой системы. Данная фигура представляет собой прямоугольник, внутри которого размещены прецеденты, входящие в состав разрабатываемой системы. Для задания названия системы следует использовать двойной клик мыши по данной фигуре или клавишу F2.
| Примечание | Перемещение границы системы не приводит к одновременному перемещению прецедентов, размещённых внутри этой фигуры. |
Фигура «Ограничение» определяет условия и высказывания, необходимые для выполнения для того, чтобы система была признана правильной. При использовании данной фигуры применяются ограничения, выражаемые в виде текста, заключенного в фигурные скобки ({ }). Для оформления ограничений может быть использован стандартный язык, например OCL (Object Constraint Language – объектный язык ограничений), программный код на любом языке программирования, псевдокод или естественный язык.
Ограничение должно быть связано с одним или с несколькими элементами, например, с прецедентами. Для организации связи между ограничением и элементом перетащите мышью управляющий маркер фигуры «Ограничение» и присоедините его к точке соединения на другом элементе.
Для фигуры «Ограничение» в среде Microsoft Visio по умолчанию применимы следующие стереотипы, поясняющие назначение данного ограничения: invariant (инвариантное к началу или завершению выполнения), precondition (ограничение начала выполнения) и postcondition (ограничение завершения выполнения).
Стереотип, имя и тело ограничения задаются в диалоговом окне его свойств. Обозначение стереотипа, имени и внешней границы фигуры «Ограничение» может быть отключено в диалоговом окне «Свойства ограничения UML», вызываемого из контекстного меню данной фигуры.
Задание
1. Создание новой диаграммы прецедентов. Добавьте в основной пакет новую диаграмму прецедентов и обозначьте страницу, соответствующую данной диаграмме «Прецеденты системы».
2. Выделение актёров. Проанализируйте вариант задания и выделите актёров, участвующих в описанных сценариях. Поместите фигуры актёров на диаграмме прецедентов и назначьте им наиболее подходящие имена. При необходимости используйте связи между актёрами.
3. Выделение прецедентов. Проанализируйте вариант задания и выделите прецеденты, участвующих в описанных сценариях. Поместите фигуры прецедентов на диаграмме прецедентов и назначьте им наиболее подходящие имена.
4. Оптимизация прецедентов. Выделите не менее трёх прецедентов, на которые можно разложить прецеденты, выделенные в предыдущем задании. Пометите новые прецеденты на диаграмме прецедентов, назначьте им наиболее подходящие имена и соедините их подходящими связями между собой и ранее размещёнными прецедентами.
5. Определение границ разрабатываемой системы. Поместите на диаграмме прецедентов фигуру границы системы и назначьте для этой границы наиболее подходящее название. Определите прецеденты, относящиеся к разрабатываемой системе и перенесите внутрь границы системы.
6. Добавление примечаний. Добавьте в отчёт примечания, содержащие информацию о назначении основных прецедентов и актёров, использованных на диаграмме.
Варианты заданий
Все варианты данного задания является дополнениями к соответствующим вариантам заданий из предыдущей лабораторной работы.
Вариант 1. Моделирование обзорной радиолокационной станции управления воздушным движением.
С системой взаимодействуют оператор РЛС и диспетчер. Оператор РЛС и диспетчер могут наблюдать изображение на индикаторе РЛС, масштабировать изображение, включать и отключать слежение за целями. При этом диспетчер может обмениваться голосовыми сообщениями с экипажами летательных аппаратов с использованием системы переговоров, в которую РЛС УВД передаёт идентификатор летательного аппарата при нажатии соответствующей клавиши.
Система получает информацию о грозовых фронтах от дополнительного метеорологического радиолокатора, а также позволяет задавать такую информацию согласно сводкам гидрометеорологического центра.
Вариант 2. Генератор периодических низкочастотных сигналов.
С генератором взаимодействуют инженер и техник. И инженер, и техник могут включать прибор, а также переключать форму выходного сигнала. При этом инженер, в отличие от техника, может изменять все параметры сигнала.
Генератор может подключаться к внешнему источнику синхроимпульсов для формирования синфазных сигналов (сброса в 0 фазы генерируемого сигнала при возникновении на входе синхроимпульсов положительного фронта сигнала). При этом генератор может вырабатывать аналогичные синхроимпульсы.
Вариант 3. Внутриофисная охранная сигнализация.
Система взаимодействует с сотрудниками, ответственными за охрану помещения, охранниками и техниками. При этом сотрудники, техники и охранники могут включать и отключать сигнализацию. Однако сотрудники не могут отключать сигнализацию, если она сработала. Техники и охранники могут управлять угловым положением камер наблюдения. Кроме того, техники могут осуществлять проверку работы составных частей системы.
При срабатывании включённой сигнализации автоматически отсылается сигнал тревоги в систему извещения организации, обеспечивающей безопасность здания.
Вопросы для самопроверки
1. Для чего применяются диаграммы прецедентов?
2. Что такое «актёр»?
3. Что такое «прецедент»?
4. Чем связь включения отличается от связи расширения?
5. Как ограничить рамки системы?