Разработка учебного пособия по выполнению практических работ CASE-средством "Rational Rose" в процессе обучения специальностей "АСОИиУ" и "ИС"

По причине того, что диаграммы Sequence и Collaboration являются разными взглядами на одни и те же процессы, Rational Rose позволяет создавать из Sequence диаграммы диаграмму Collaboration и наоборот, а также производит автоматическую синхронизацию этих диаграмм.

Особенности разработки диаграмм кооперации в среде IBM Rational Rose

Активизировать рабочее окно диаграммы кооперации в программе IBM Rational Rose можно несколькими способами:

Щелкнуть на кнопке с изображением диаграммы взаимодействия на стандартной панели инструментов и выбрать для построения новую диаграмму кооперации.

Выполнить операцию главного меню: BrowseInteraction Diagram (БраузерДиаграмма взаимодействия) и выбрать для построения новую диаграмму кооперации.

Выполнить операцию контекстного меню: NewCollaboration Diagram (НоваяДиаграмма кооперации) для логического представления или представления вариантов использования в браузере проекта.

При этом появляется новое окно с чистым рабочим листом диаграммы кооперации и специальная панель инструментов, содержащая кнопки с изображением графических примитивов, необходимых для разработки диаграммы кооперации (таблица 9). Назначение отдельных кнопок панели можно узнать из всплывающих подсказок.

Таблица 9 - Назначение кнопок специальной панели инструментов диаграммы кооперации

Графическое изображение	Всплывающая подсказка	Назначение кнопки
	Selection Tool	Превращает изображение курсора в форму стрелки для последующего выделения элементов на диаграмме
	Text Box	Добавляет на диаграмму текстовую область
	Note	Добавляет на диаграмму примечание
	Anchor Note to Item	Добавляет на диаграмму связь примечания с соответствующим графическим элементом диаграммы
	Object	Добавляет на диаграмму объект
	Class Instance	Добавляет на диаграмму экземпляр класса
	Object Link	Добавляет на диаграмму связь
	Link To Self	Добавляет на диаграмму рефлексивную связь
	Link Message	Добавляет на связь диаграммы прямое сообщение
	Reverse Link Message	Добавляет на связь диаграммы обратное сообщение
	Data Token	Добавляет на связь диаграммы элемент прямого потока данных
	Reverse Data Token	Добавляет на связь диаграммы элемент обратного потока данных

Так же, диаграмму кооперации можно получить из диаграммы последовательности нажатием клавиши F5 (рисунок 8).

Рисунок 8 - Диаграмма кооперации



3.3 Практическая работа 3

Особенности разработки диаграмм классов в среде IBM Rational Rose

Диаграмма классов является основным логическим представлением модели и содержит детальную информацию о внутреннем устройстве объектно-ориентированной программной системы или, используя современную терминологию, об архитектуре программной системы. Активизировать рабочее окно диаграммы классов можно несколькими способами:

окно диаграммы классов появляется по умолчанию в рабочем окне диаграммы после создания нового проекта;

щелкнуть на кнопке с изображением диаграммы классов на стандартной панели инструментов;

раскрыть логическое представление (Logical View) в браузере проекта и дважды щелкнуть на пиктограмме Main (Главная);

выполнить операцию главного меню: BrowseClass Diagram (ОбзорДиаграмма классов).

При этом появляется новое окно с чистым рабочим листом диаграммы классов и специальная панель инструментов, содержащая кнопки с изображением графических примитивов, необходимых для разработки диаграммы классов (таблица 10). Назначение отдельных кнопок панели можно узнать также из всплывающих подсказок.



Таблица 10 - Назначение кнопок специальной панели инструментов для диаграммы классов

Графическое изображение	Всплывающая подсказка	Назначение кнопки
	Selection Tool	Превращает изображение курсора в форму стрелки для последующего выделения элементов на диаграмме
	Text Box	Добавляет на диаграмму текстовую область
	Note	Добавляет на диаграмму примечание
	Anchor Note to Item	Добавляет на диаграмму связь примечания с соответствующим графическим элементом диаграммы
	Class	Добавляет на диаграмму класс
	Interface	Добавляет на диаграмму интерфейс
	Unidirectional Association	Добавляет на диаграмму направленную ассоциацию
	Association Class	Добавляет на диаграмму ассоциацию класс
	Package	Добавляет на диаграмму пакет
	Dependency or Instantiates	Добавляет на диаграмму отношение зависимости
	Generalization	Добавляет на диаграмму отношение обобщения
	Realize	Добавляет на диаграмму отношение реализации

3.3.1 Создание диаграммы классов

1. Щелкните правой кнопкой мыши на логическом представлении браузера. В открывшемся меню выберите New -> Package.

2. Назовите новый пакет «Сущности».

3. Создайте так же пакеты «Границы» и «Контроль».

4. Дважды щелкнув на Main в логическом представлении браузера, перетащите все пакеты из браузера на диаграмму.

5. Щелкните правой кнопкой мыши на логическом представлении браузера, в открывшемся меню выберите New -> Class Diagramm.

6. Назовите новую диаграмму классов «Добавить новый заказ», дважды щелкнув на ней в браузере, откройте ее.

7. Перетащите из браузера все классы: «Выбор Заказа», «Детали заказа», «Заказ», «Мененджер Заказа», «Администратор Транзакций».

8. Щелкните правой кнопкой мыши на классе «Выбор заказа», в открывшемся меню выберите Open Specification.

9. В поле стереотипа введите слово Boundary (граница), нажмите ОК.

10. Таким же образом укажите для классов следующие стереотипы:

«Детали заказа» - Boundary (граница)

«Заказ» - Entity (сущность)

«Мененджер Заказа», «Администратор Транзакций».- Control (контроль)

11. В браузере перетащите соответствующие классы на пакеты согласно стереотипам.

12. Щелкните правой кнопкой мыши на классе «Заказ», в открывшемся меню выберите New Attribute, введите следующие атрибуты: OrderNumber, CustomerName, OrderDate, OrderFillDate.

13. Нажмите Open Specification,и во вкладке Attributes укажите типы атрибутов: Integer, String, Date.

14. Щелкните правой кнопкой мыши на классе «Заказ», в открывшемся меню выберите New Operation, создайте следующие операции: Create, SetInfo,

GetInfo.

15. Отредактируйте операцию Create() таким образом, чтобы она выглядела Create () : Boolean. Это можно сделать во вкладке Operations окна Open Specifications, либо нажатием на изображение операции под классом «Заказ».

Отредактируйте операцию SetInfo () так, чтобы она выглядела как SetInfo(OrderNumber : Integer, CustomerName : String, OrderDate : Date, OrderFillDate : Date) : Boolean.

Отредактируйте операцию GetInfo () так, чтобы она выглядела как GetInfo () : String.

16. Остальным классам добавьте операции в соответствии с рисунком 9.

Рисунок 9 - Конечный вид диаграммы классов

17. Так же в соответствии с рисунком добавьте связи, используя кнопку Unidirectional Association панели инструментов. Щелкнув на каждом конце любой связи, в открывшемся меню выберите пункт Multiplicity и установите одно из соответствующих значений кратности.



3.3.2 Создание диаграммы состояний

Statechart diagram (диаграммы состояний)

Каждый объект системы, обладающий определенным поведением, может находиться в определенных состояниях, переходить из состояния в состояние, совершая определенные действия в процессе реализации сценария поведения объекта. Поведение большинства объектов реальных систем можно представить с точки зрения теории конечных автоматов, то есть поведение объекта отражается в его состояниях, и данный тип диаграмм позволяет отразить это графически. Для этого используется два вида диаграмм: Statechart diagram (дмаграмма состояний) и Activity diagram (диаграмма активности)

Диаграмма состояний (Statechart) предназначена для отображения состояний объектов системы, имеющих сложную модель поведения. Это одна из двух диаграмм State Machine, доступ к которой осуществляется из одного пункта меню.

Особенности разработки диаграммы состояний в среде IBM Rational Rose.

Переходя к рассмотрению диаграммы состояний, следует отметить, что в среде IBM Rational Rose этот тип диаграмм может относиться к отдельному классу, операции класса, варианту использования, пакету или представлению. Для того чтобы построить диаграмму состояний, ее вначале необходимо создать и активизировать.

Начать построение диаграммы состояний для выбранного элемента модели или моделируемой системы в целом можно одним из следующих способов:

Щелкнуть на кнопке с изображением диаграммы состояний на стандартной панели инструментов, после чего следует выбрать представление и тип разрабатываемой диаграммы - новая диаграмма состояний.

Выделить логическое представление (Logical View) или представление вариантов использования (Use Case View) в браузере проекта и выполнить операцию контекстного меню:NewStatechart Diagram (НоваяДиаграмма состояний).

Раскрыть логическое представление (Logical View) в браузере проекта и выделить рассматриваемый класс, операцию класса, пакет, или раскрыть представление вариантов использования (Use Case View) и выбрать вариант использования, после чего выполнить операцию контекстного меню: NewStatechart Diagram (НоваяДиаграмма состояний).

Выполнить операцию главного меню: BrowseState Machine Diagram (ОбзорДиаграмма состояний), после чего следует выбрать представление и тип разрабатываемой диаграммы.

В результате выполнения этих действий появляется новое окно с чистым рабочим листом диаграммы состояний и специальная панель инструментов, содержащая кнопки с изображением графических элементов модели, необходимых для разработки диаграммы состояний (таблица 11). Назначение отдельных кнопок панели можно узнать из всплывающих подсказок.

Таблица 11 - Назначение кнопок специальной панели инструментов диаграммы состояний

Графическое изображение	Всплывающая подсказка	Назначение кнопки
	Selection Tool	Превращает изображение курсора в форму стрелки для последующего выделения элементов на диаграмме
	Selection Tool	Превращает изображение курсора в форму стрелки для последующего выделения элементов на диаграмме
	Text Box	Добавляет на диаграмму текстовую область
	Note	Добавляет на диаграмму примечание
	Anchor Note to Item	Добавляет на диаграмму связь примечания с соответствующим графическим элементом диаграммы
	State	Добавляет на диаграмму состояние
	Start State	Добавляет на диаграмму начальное состояние
	End State	Добавляет на диаграмму конечное состояние
	State Transition	Добавляет на диаграмму переход
	Transition to Self	Добавляет на диаграмму рефлексивный переход
	Horizontal Synchronization	Добавляет на диаграмму горизонтально расположенный символ синхронизации (по умолчанию отсутствует)
	Vertical Synchronization	Добавляет на диаграмму вертикально расположенный символ синхронизации (по умолчанию отсутствует)
	Decision	Добавляет на диаграмму символ принятия решения для альтернативных переходов (по умолчанию отсутствует)

1. Найдите в браузере класс Order. Щелкнув по нему правой кнопкой мыши, выберите New ->Statechart Diagramm.

2. Назовите новую диаграмму StateDiag.

3. Поместите на диаграмму состояния Start State и End State

4. Так же поместите на диаграмму состояние State , оно будет составным состоянием. Составное состояние (composite state) - сложное состояние, которое состоит из других вложенных в него состояний.

Составное состояние называют также состоянием-композитом. Вложенные состояния выступают по отношению к составному состоянию как подсостояния (substate). И хотя между ними имеет место отношение композиции, графически все вершины диаграммы, которые соответствуют вложенным состояниям, изображаются внутри символа составного состояния. В этом случае размеры графического символа составного состояния увеличиваются, так чтобы вместить в себя все подсостояния.

5. Поместите на диаграмму еще два состояния State, назовите из «Отменен» и «Выполнен»

6. Добавьте два состояния State внутрь созданного ранее составного состояния, назовите их «Инициализация» и «Выполнение заказа приостановлено»

7. Дважды щелкните на состоянии «Инициализация» и перейдите во вкладку Actions. В открывшемся окне щелкните правой кнопкой мыши и выберите пункт Insert

8. Дважды щелкните на новом действии, назовите его «Сохранить дату заказа». В окне When выберите пункт On Entry. Входное действие (entry action) - действие, которое выполняется в момент перехода в данное состояние.

Обозначается с помощью ключевого слова - метки действия entry, которое указывает на то, что следующее за ней выражение действия должно быть выполнено в момент входа в данное состояние.

9. Так же добавьте действия «Собрать клиентскую информацию» и «Добавить к заказу новые позиции», в окне When укажите Do. Внутренняя деятельность (do activity) - выполнение объектом операций или процедур, которые требуют определенного времени.

Обозначается с помощью ключевого слова - метки деятельности do, которое специфицирует так называемую "дудеятельность", выполняемую в течение всего времени, пока объект находится в данном состоянии, или до тех пор, пока не будет прервано внешним событием. При нормальном завершении внутренней деятельности генерируется соответствующее событие.

10. Дважды щелкните на состоянии «Отменен», повторив вышеописанные шаги, добавьте действие «Сохранить дату отмены», в окне When укажите On Exit. Действие выхода (exit action) - действие, производимое при выходе из данного состояния.

Обозначается с помощью ключевого слова - метки действия exit, которое указывает на то, что следующее за ней выражение действия должно быть выполнено в момент выхода из данного состояния.

11. Дважды щелкните на состоянии «Выполнен», повторив вышеописанные шаги, добавьте действие «Выписать счет», в окне When укажите Do.

12. При помощи кнопки State Transition панели инструментов, добавьте на диаграмму линии перехода. При помощи кнопки Transition to Self , добавьте рефлексивный переход на состояние «Выполнение заказа приостановлено».

13. Дважды щелкните на переходе от состояния «Инициализация» к состоянию «Выполнение заказа приостановлено», в поле Event открывшегося окна спецификации перехода введите фразу «Выполнить заказ». Таким же образом добавьте событие «Отменить заказ» к переходу между составным состоянием и состоянием «Отменен».

14. Дважды щелкните на переходе от состояния «Выполнение заказа приостановлено» к состоянию «Выполнен», в поле Event введите фразу «Добавить к заказу новую позицию». Перейдите на вкладку Detail, в поле Guard Condition введите «Не осталось незаполненных позиций». Для рефлексивного перехода состояния «Выполнение заказа приостановлено» добавьте событие «Добавить к заказу новую позицию» и Guard Condition

«Остаются незаполненные поля».

Рисунок 10 конечный вид диаграммы состояний

3.4 Практическая работа 4

3.4.1 Создание диаграммы компонентов

Component diagram (диаграммы компонентов)

Этот тип диаграмм предназначен для распределения классов и объектов по компонентам при физическом проектировании системы. Часто данный тип диаграмм называют диаграммами модулей.

При проектировании больших систем может оказаться, что система должна быть разложена на несколько сотен или даже тысяч компонентов, и этот тип диаграмм позволяет не потеряться в обилии модулей и их связей.

Особенности разработки диаграммы компонентов в среде IBM Rational Rose

Диаграмма компонентов служит частью физического представления модели, играет важную роль в процессе ООАП и является необходимой для

генерации программного кода. Для разработки диаграмм компонентов в браузере проекта предназначено отдельное представление компонентов (Component View), в котором уже содержится диаграмма компонентов с пустым содержанием и именем по умолчанию Main (Главная).

Активизация диаграммы компонентов может быть выполнена одним из следующих способов:

Щелкнуть на кнопке с изображением диаграммы компонентов на стандартной панели инструментов.

Раскрыть представление компонентов в браузере (Component View) и дважды щелкнуть на пиктограмме Main (Главная).

Через пункт меню BrowseComponent Diagram (БраузерДиаграмма компонентов).

В результате выполнения этих действий появляется новое окно с чистым рабочим листом диаграммы компонентов и специальная панель инструментов, содержащая кнопки с изображением графических примитивов, необходимых для разработки диаграммы компонентов (таблица 12).

Таблица 12 - Назначение кнопок специальной панели инструментов диаграммы компонентов

Графическое изображение	Всплывающая подсказка	Назначение кнопки
	Selection Tool	Превращает изображение курсора в форму стрелки для последующего выделения элементов на диаграмме
	Text Box	Добавляет на диаграмму текстовую область
	Note	Добавляет на диаграмму примечание
	Anchor Note to Item	Добавляет на диаграмму связь примечания с соответствующим графическим элементом диаграммы
	Component	Добавляет на диаграмму компонент
	Package	Добавляет на диаграмму пакет
	Dependency	Добавляет на диаграмму отношение зависимости
	Subprogram Specification	Добавляет на диаграмму спецификацию подпрограммы
	Subprogram Body	Добавляет на диаграмму тело подпрограммы
	Main Program	Добавляет на диаграмму главную программу
	Package Specification	Добавляет на диаграмму спецификацию пакета
	Package Body	Добавляет на диаграмму тело пакета
	Task Specification	Добавляет на диаграмму спецификацию задачи
	Task Body	Добавляет на диаграмму тело задачи
	Generic Subprogram	Добавляет на диаграмму типовую подпрограммы(по умолчанию отсутствует)
	Generic Package	Добавляет на диаграмму типовой пакет (по умолчанию отсутствует)
	Database	Добавляет на диаграмму базу данных (по умолчанию отсутствует)

1. Откройте диаграмму, содержащую пакеты «Сущности», «Границы», «Контроль» (LogicalView).

Поместите классы из браузера в соответствующие их типам пакеты.

2. Перейдите в браузере в Component View. Нажмите на Component View правой кнопкой мыши, создайте пакеты New -> Packages. Назовите их «Сущности», «Границы», «Контроль».

3. При помощи кнопки Dependency проведите линии зависимостей.

4. Дважды щелкнув на пакете «Сущности», откройте главную диаграмму компонентов этого пакета.

5. Нажмите кнопку Package Specification (Содержит определение класса, его атрибутов и операций) панели инструментов. Поместите спецификацию пакета на диаграмму. Введите имя спецификации пакета «Заказ Предмета». Таким же образом добавьте спецификацию пакета «Заказ».

6. Нажмите кнопку Package Body (Содержит код реализации операций класса.) панели инструментов, поместите на диаграмму тело пакета и введите его имя, «Заказ предмета». Добавьте тело пакета «Заказ». При помощью кнопки Dependancy проведите линии зависимостей.

7. Постройте диаграммы компонентов пакетов «Границы» и «Контроль», как показано на рисунках 10 и 11.

Рисунок 11Диаграмма компонентов «Границы»



Рисунок 12 Диаграмма компонентов «Контроль»

8. Щелкните правой кнопкой на представлении Компонентов в браузере (Component view). В открывшемся меню выберите New -> Component Diagram. Назовите новую диаграмму System. Дважды щелкнув по диаграмме, откройте ее.

9. Разверните в браузере пакеты «Сущности», «Границы» и «Контроль». Переместите все спецификации пакетов на диаграмму классов.

10. Нажмите кнопку Task Specification (Может содержать определение класса, его атрибутов и операций, которые предполагается использовать в независимом потоке управления) панели инструментов и поместите на диаграмму спецификации задач Заказ Клиента и Заказ Сервера. Приведите диаграмму к виду, показанному на рисунке 13.

Рисунок 13 - Диаграмма компонентов системы

3.4.2 Создание диаграммы размещений

Deployment diagram (диаграммы размещения)

Этот вид диаграмм предназначен для анализа аппаратной части системы, то есть «железа», а не программ. В прямом переводе с английского Deployment означает «развертывание», но термин «размещение» точнее отражает сущность этого типа диаграмм.

Для каждой модели создается только одна такая диаграмма, отображающая процессоры (Processor), устройства (Device) и их соединения.

Обычно этот тип диаграмм используется в самом начале проектирования системы для анализа аппаратных средств, на которых она будет эксплуатироваться.

Особенности разработки диаграммы развертывания в среде IBM Rational Rose.

Активизация диаграммы развертывания может быть выполнена одним из следующих способов:

Щелкнуть на кнопке с изображением диаграммы развертывания на стандартной панели инструментов.

Дважды щелкнуть на пиктограмме представления развертывания (Deployment View) в браузере проекта.

Выполнить операцию главного меню: BrowseDeployment Diagram (ОбзорДиаграмма развертывания).

В результате выполнения этих действий появляется новое окно с чистым рабочим листом диаграммы развертывания и специальная панель инструментов, содержащая кнопки с изображением графических примитивов, необходимых для разработки диаграммы развертывания (таблица 13).

Таблица 13 - Назначение кнопок специальной панели инструментов диаграммы развертывания

Графическое изображение	Всплывающая подсказка	Назначение кнопки
	Selection Tool	Превращает изображение курсора в форму стрелки для последующего выделения элементов на диаграмме
	Text Box	Добавляет на диаграмму текстовую область
	Note	Добавляет на диаграмму примечание
	Anchor Note to Item	Добавляет на диаграмму связь примечания с соответствующим графическим элементом диаграммы
	Processor	Добавляет на диаграмму процессор
	Connection	Добавляет на диаграмму отношение соединения
	Device	Добавляет на диаграмму устройство

1. Дважды щелкните мышкой на представлении Размещений в браузере (Deployment View). Добавьте на диаграмму три процессора , назовите их «Сервер банковской БД», «Региональный сервер» и «Беговая Аллея 12», соответственно.

2. Добавьте на диаграмму устройство , назовите его «Принтер».

3. Установите отношения соединений . Так же в соответствии с рисунком задайте имена отношений, нажимая на них правой кнопкой и выбирая Open Specification.

Рисунок 14 - Диаграмма размещений



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В рамках данной работы была поставлена задача разработать лабораторный практикум по освоению процесса проектирования ИС в среде Rational Rose. Для этого был изучен объектно-ориентированный подход проектирования ИС, смоделирована предметная область, на основе которой разрабатывались основные проектные диаграммы. Результатом работы являются методические указания к выполнению лабораторных работ в Rational Rose, а также разработанные диаграммы будущей ИС. В методические указания входит теоретическая часть(описание основных компонентов и элементов), а так же пошаговое руководство к созданию основных диаграмм. В работе использовалось средство проектирования Rational Rose Enterprise Edition. Методические указания могут применяться с образовательных целях при изучении данного средства проектирования.



СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Уэнди Боггс, Майкл Боггс: UML и Rational Rose, 2008 г.

2. Материалы сайта www.interface.ru

3. Материалы сайта www.sql.ru



ГЛОССАРИЙ

UML-Unified Modeling Language

ИС - Информационная Система

ПТС - Программно-технические Средства

CASE - Computer-Aided Software Engineering

ООП - Объектно-ориентированное программирование

ОМТ - одна из нотаций, разработанная Джеймсом Рамбо

MICROSOFT WINDOWS - Операционная система

Rational XDE расширенная среда разработки eXtended Development Environment

Booch - одна из нотаций, разработанная Гради Бучем

ООАП - объектно-ориентированный анализ и проектирование

Размещено на Allbest.ru

...