ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ

Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение

высшего профессионального образования

МОСКОВСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ СВЯЗИ И ИНФОРМАТИКИ

ФАКУЛЬТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Кафедра Мультимедийных Сетей и Услуг Связи

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

по дисциплине «Методы и средства проектирования информационных систем и технологий»

Москва 2014

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ 4

Лабораторная работа №1 5

Выполнение лабораторной работы 5

Контрольные вопросы 7

Содержание отчета 8

Лабораторная работа №2 9

Введение 9

Вариант использования 10

Актеры 10

Интерфейсы 11

Примечания 12

Отношения 12

Типичные примеры применения 15

Контекст системы 16

Требования к системе 17

Ход работы 19

Создание диаграммы прецедентов в Visual Paradigm 19

Обозначение отношения «включает» 22

Пример построения диаграммы прецедентов 22

Контрольные вопросы 26

Содержание отчета 28

Лабораторная работа №3 29

Создание диаграммы классов 29

Создание класса 29

Создание атрибутов 30

Создание отношения 30

Создание отношения агрегация 30

Создание отношения обобщение 32

Создание отношения реализация 33

Контрольные вопросы 34

Содержание отчета 35

Лабораторная работа №4-5 36

Создание диаграммы последовательности 36

Создание актёра 37

Создание сообщений 38

Создание фреймов 40

Контрольные вопросы 44

Содержание отчета 46

Лабораторная работа №7 47

Теоретическая часть 47

Агрегация 48

Ассоциация 49

Компонент 49

Композиция 50

Ограничение 51

Зависимость 51

Обобщение 52

Интерфейс 52

Связь 53

Примечание 54

Реализация 54

Практическая часть 54

Содержание отчета 57

Лабораторная работа №8 58

Теоретическая часть 59

Доступ 59

Импорт 59

Объединение 59

Пакет 60

Подсистема 60

Практическая часть 61

Содержание отчета 64

Приложение 1. Титульный лист 65

Введение Лабораторная работа №1

Цель работы: знакомство с возможностями среды моделирования Visual Paradigm. Приобретение практических знаний в процессе моделирования.

Выполнение лабораторной работы

Для знакомства со средой Visual Paradigm, надо её установить на персональный компьютер (ПК). Для этого необходимо посетить официальный сайт компании разработчика http://www.visual-paradigm.com/

Рисунок 1 - Главная страница официального сайта разработчика

Перейдя на страницу загрузок «Downloads» (ссылка находится в низу сайта), вам надо найти версию Community Edition – для этого необходимо выбрать пункт «Get Community Edition (FREE for non-commercial use)», и нажать на кнопку «Download Visual Paradigm Community Edition» Если у вас другая операционная система, то надо выбрать пункт «More Options», и вам будет предложен полный список поддерживаемых операционных систем, в котором можно выбрать нужную.

Рисунок 2 - Страница загрузок

После того, как дистрибутив был скачан, его требуется установить. Если же был выбран вариант, который не требует установки, то необходимо просто распаковать файлы в любую удобную для пользователя папку. Далее пройдите по следующему пути «\Visual Paradigm for UML 13.0\bin» и запустите файл «Visual Paradigm for UML.exe». Для удобства можно создать ярлык на этот файл. Ярлык будет расположен на «Рабочем столе». После запуска появится окно выбора рабочего пространства. Можно выбрать какую-либо удобную папку, куда будут сохраняться все созданные диаграммы и элементы, или использовать в качестве рабочего пространства, предложенную по умолчанию папку. Также, пользователю предоставлена возможность сохранить его выбор и при следующем запуске не выдавать данный диалог. Для этого требуется установить галочку напротив пункта «Use this as the default and do not ask again». Затем появится главное окно программы.

Рисунок 3 - Диалог выбора рабочего пространства

Рисунок 4 - Главное окно средства моделирования Visual Paradigm

Среда моделирования имеет дружественный интерфейс. Все элементы оформленный в виде панелей, которые можно переносить в удобное для пользователя место на экране, а также прикреплять к той или иной части области экрана.

Слева находится основная панель, которая называется «Навигатор по диаграммам». Все диаграммы делятся на 5 категорий:

1. UML – диаграммы;

2. Моделирование требований;

3. Моделирование баз данных;

4. Моделирование бизнес-процессов;

5. Остальные.

Контрольные вопросы

1. Перечислить основные элементы управления среды разработки Visual Paradigm

2. Перечислить основные виды диаграмм UML;

3. Обозначить возможные области использования языка UML.

Содержание отчета

Отчёт должен содержать:

1. Титульный лист (см. Приложение 1);

2. Цель работы;

3. Ход выполнения работы – скриншоты установки программы;

4. Ответы на контрольные вопросы.

Лабораторная работа №2

Цель работы: знакомство с основными составляющими диаграммы прецедентов, методами построения и обозначениями соответствующих элементов диаграммы.

Введение

Диаграмма прецедентов играет основную роль в моделировании поведения системы, подсистемы или моделировании класса. Каждая диаграмма показывает множество прецедентов, актёров и отношений между ними.

Диаграммы прецедентов применяются для моделирования 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.

В языке UML диаграммы прецедентов позволяют визуализировать поведение системы, подсистемы или класса, чтобы пользователи могли понять, как их использовать, а разработчики – реализовать соответствующий элемент. На рис.1 приводится диаграмма, описывающая использование устройства – сотового телефона.

Рисунок 5 – Диаграмма прецедентов

Диаграмма прецедентов обычно включает в себя:

1. Прецеденты – описание отдельного аспекта поведения системы;

2. Актёры – сущности, взаимодействующие с системой в процессе её работы;

3. Отношения – зависимости, обобщения и ассоциации.

Вариант использования

Отдельный вариант использования (use-case) обозначается на диаграмме эллипсом, внутри которого содержится его краткое название или имя в форме глагола с пояснительными словами.

Цель варианта использования заключается в том, чтобы определить законченный аспект или фрагмент поведения некоторой сущности без раскрытия её внутренней структуры. В качестве такой сущности может выступать система или любой элемент модели, который обладает собственным поведением.

Каждый вариант использования соответствует отдельному сервису, который предоставляет моделируемая сущность по запросу актера, то есть определяет способ применения этой сущности. Сервис, который инициализируется по запросу актера, представляет собой законченную неделимую последовательность действий. Это означает, что после того как система закончит обработку запроса, она должна возвратиться в исходное состояние, чтобы быть готовой к выполнению следующих запросов.

Варианты использования могут применяться как для спецификации внешних требований к проектируемой системе, так и для спецификации функционального поведения уже существующей системы. Множество вариантов использования в целом должно определять все возможные стороны ожидаемого поведения системы. Кроме этого, варианты использования неявно устанавливают требования, определяющие, как актеры должны взаимодействовать с системой, чтобы иметь возможность корректно работать с предоставляемыми сервисами. Для удобства множество вариантов использования может рассматриваться как отдельный пакет.

Примерами вариантов использования могут являться следующие действия: проверка состояния текущего счета клиента, оформление заказа на покупку товара, получение дополнительной информации о кредитоспособности клиента, отображение графической формы на экране монитора и другие действия.

Актеры

Актер (actor) представляет собой любую внешнюю по отношению к моделируемой системе сущность, которая взаимодействует с системой и использует ее функциональные возможности для достижения определенных целей. При этом актеры служат для обозначения согласованного множества ролей, которые могут играть пользователи в процессе взаимодействия с проектируемой системой. Каждый актер может рассматриваться как некая отдельная роль относительно конкретного варианта использования. Стандартным графическим обозначением актера на диаграммах является фигурка человечка, под которой записывается имя актера.

В некоторых случаях актер может обозначаться в виде прямоугольника класса с ключевым словом «актер» и обычными составляющими элементами класса. Имена актеров должны записываться заглавными буквами и следовать рекомендациям использования имен для типов и классов модели.

Примерами актеров могут быть: клиент банка, банковский служащий, продавец магазина, менеджер отдела продаж, пассажир авиарейса, водитель автомобиля, администратор гостиницы, сотовый телефон и другие сущности, имеющие отношение к концептуальной модели соответствующей предметной области.

Так как в общем случае актер всегда находится вне системы, его внутренняя структура никак не определяется. Для актера имеет значение только то, как он воспринимается со стороны системы.

Актеры взаимодействуют с системой посредством обмена сообщениями с вариантами использования. Сообщение представляет собой запрос актером определенного сервиса системы и получение этого сервиса. Это взаимодействие может быть выражено посредством ассоциаций между отдельными актерами и вариантами использования или классами. Кроме этого, с актерами могут быть связаны интерфейсы, которые определяют, каким образом другие элементы модели взаимодействуют с этими актерами.

Два и более актера могут иметь общие свойства, то есть взаимодействовать с одним и тем же множеством вариантов использования одинаковым образом. Такая общность свойств и поведения представляется в виде отношения обобщения с другим, возможно, абстрактным актером, который моделирует соответствующую общность ролей.

Интерфейсы

Интерфейс (interface) служит для спецификации параметров модели, которые видимы извне, без указания их внутренней структуры. В языке UML интерфейс является классификатором и характеризует только ограниченную часть поведения моделируемой сущности. Применительно к диаграммам вариантов использования, интерфейсы определяют совокупность операций, которые обеспечивают необходимый набор сервисов для актеров.

На диаграмме вариантов использования интерфейс изображается в виде маленького круга, рядом с которым записывается его имя. В качестве имени может быть существительное или строка текста. Если имя записывается на английском языке, то оно должно начинаться с заглавной буквы I.

Графический символ отдельного интерфейса соединяется на диаграмме сплошной линией или пунктирной линией со стрелкой с тем вариантом использования, который его поддерживает. Сплошная линия указывает, что связанный с интерфейсом вариант использования должен реализовывать все необходимые для него сервисы. Пунктирная линия со стрелкой означает, что вариант использования предназначен для спецификации только того сервиса, который необходим для реализации данного интерфейса.

Таким образом, интерфейс отделяет спецификацию операций системы от их реализации и определяет общие границы проектируемой системы.

Примечания

Примечания (notes) в языке UML предназначены для включения в модель произвольной текстовой информации, имеющей непосредственное отношение к контексту разрабатываемого проекта. В качестве такой информации могут быть комментарии разработчика (например, дата и версия разработки диаграммы или ее отдельных компонентов), ограничения (например, на значения отдельных связей или экземпляры сущностей) и помеченные значения.

Графически примечания обозначаются прямоугольником с загнутым верхним правым углом. Внутри прямоугольника содержится текст примечания.

Если в примечании указывается ключевое слово «constraint», то оно является ограничением, налагаемым на соответствующий элемент модели.

Отношения

Между элементами диаграммы вариантов использования могут существовать различные отношения (relationship), которые описывают взаимодействие экземпляров актеров и вариантов использования.

В языке UML существует несколько стандартных видов отношений между актерами и вариантами использования:

• ассоциации (association relationship);

• расширения (extend relationship);

• общения (generalization relationship);

• включения (include relationship).

Отношение ассоциации

Применительно к диаграммам вариантов использования ассоциация специфицирует семантические особенности взаимодействия актеров и вариантов использования в графической модели системы, то есть, это отношение устанавливает, какую конкретную роль играет актер при взаимодействии с экземпляром варианта использования. На диаграмме вариантов использования отношение ассоциации обозначается сплошной линией между актером и вариантом использования. Эта линия может иметь условные обозначения, такие как имя и кратность.

Кратность (multiplicity) ассоциации указывается рядом с обозначением компонента диаграммы, который является участником данной ассоциации, и характеризует количество экземпляров данного компонента, которые могут выступать в качестве элементов данной ассоциации. Применительно к диаграммам вариантов использования кратность имеет специальное обозначение в форме одной или нескольких цифр и символа звездочка.

Для диаграмм вариантов использования наиболее распространенными являются четыре основные формы записи кратности отношения ассоциации:

• целое неотрицательное число (включая 0). Предназначено для указания кратности, которая является строго фиксированной для элемента соответствующей ассоциации. В этом случае количество экземпляров актеров или вариантов использования, которые могут выступать в качестве элементов отношения ассоциации, в точности равно указанному числу;

• два целых неотрицательных числа, разделенные двумя точками. Данная запись соответствует нотации для множества или интервала целых чисел, который применяется в некоторых языках программирования для обозначения границ массива элементов. Эту запись следует понимать как множество целых неотрицательных чисел, следующих в последовательно возрастающем порядке;

• два символа, разделенные двумя точками. При этом первый из них является целым неотрицательным числом или 0, а второй - специальным символом «*», который обозначает произвольное конечное целое неотрицательное число, значение которого неизвестно на момент задания соответствующего отношения ассоциации;

• единственный символ «*», который является сокращением записи интервала «0..*».

Если кратность отношения ассоциации не указана, то, по умолчанию, принимается значение равное 1.