Методические указания по дисциплине «Инструментальные средства разработки аппаратно – программных систем» Лабораторная работа №7 «Особенности разработки диаграмм последовательности в среде IBM Rational Rose 2003»


Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение
УФИМСКИЙ КОЛЛЕДЖ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ, ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ И БЕЗОПАСНОСТИ
Методические указания
для студентов по выполнению
Лабораторной работы №7 «Особенности разработки диаграмм последовательности в среде IBM Rational Rose 2003»
для специальности 230115 «Программирование в компьютерных системах»
по дисциплине «Инструментальные средства разработки
аппаратно – программных систем»
Уфа 2016
Методические указания для студентов по выполнению лабораторно-практических работ по дисциплине «Инструментальные средства разработки аппаратно – программных систем»
Составители Туктарова Л.Р. зам.директора УКРТБ
Рецензент Хатымов Р.В. ИФМК УНЦ РАН, к.ф.-м. нПредисловие
Назначение методических указаний
Данные методические указания для студентов по выполнению лабораторных работ согласно программе дисциплины «Инструментальные средства разработки аппаратно-программных систем» предназначены для реализации государственных требований к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников специальности 230115 «Программирование в компьютерных системах» с целью закрепления теоретических знаний и практических умений.
В сборнике содержатся методические указания по выполнению следующих лабораторных работ:
Особенности разработки диаграмм последовательности в среде IBM Rational Rose 2003
Правила выполнения практических работ.
1. Студент должен придти на лабораторное занятие подготовленным к выполнению лабораторной работы.
2. После проведения лабораторной работы студент должен представить отчет о проделанной работе.
Лабораторная работа №7
Особенности разработки диаграмм последовательности в среде IBM Rational Rose 2003
1 Цель работы
1.1 Изучить структуру диаграмм коопераций
1.2 Получить практические навыки работы в диаграмме коопераций
2 Пояснения к работе
2.1 Краткие теоретические сведения
Диаграмма кооперации является разновидностью диаграммы взаимодействия, и в контексте языка UML описывает динамический аспект взаимодействия объектов при реализации отдельных вариантов использования. Особенность работы в среде IBM Rational Rose 2003 заключается в том, что этот вид канонической диаграммы может быть создан автоматически после построения диаграммы кооперации и нажатия клавиши <F5>. С помощью этой же клавиши осуществляется переключение между диаграммами последовательности и кооперации в модели. Однако в отдельных случаях бывает удобно начать построение диаграмм взаимодействия с диаграммы последовательности.
Диаграмма последовательности (sequence diagram) - диаграмма, на которой показаны взаимодействия объектов, упорядоченные по времени их проявления.
На диаграмме последовательности неявно присутствует ось времени, что позволяет визуализировать временные отношения между передаваемыми сообщениями. С помощью диаграммы последовательности можно представить взаимодействие элементов модели как своеобразный временной график "жизни" всей совокупности объектов, связанных между собой для выполнения какой-либо задачи.
На диаграмме последовательности также изображаются объекты, которые непосредственно участвуют во взаимодействии, при этом никакие статические связи с другими объектами не визуализируются. При этом диаграмма последовательности имеет как бы два измерения. Одно - слева направо в виде вертикальных линий, каждая из которых изображает линию жизни отдельного объекта, участвующего во взаимодействии. Второе измерение диаграммы последовательности - вертикальная временная ось, направленная сверху вниз.
Каждый объект графически изображается в форме прямоугольника и располагается в верхней части своей линии жизни. Внутри прямоугольника записываются собственное имя объекта со строчной буквы и имя класса, разделенные двоеточием. При этом вся запись подчеркивается, что является признаком объекта, который, как указывалось ранее, представляет собой экземпляр класса.
Для объектов диаграммы последовательности остаются справедливыми правила именования, рассмотренные ранее применительно к диаграммам кооперации. Если на диаграмме последовательности отсутствует собственное имя объекта, то при этом должно быть указано имя класса. Такой объект считается анонимным. Может отсутствовать и имя класса, но при этом должно быть указано собственное имя объекта. Такой объект считается сиротой. Роль классов в именах объектов на диаграммах последовательности, как правило, не указывается.
Начальному моменту времени соответствует самая верхняя часть диаграммы. При этом процесс взаимодействия объектов реализуется посредством сообщений, которые посылаются одними объектами другим. Сообщения изображаются в виде горизонтальных стрелок с именем сообщения. Сообщения, расположенные на диаграмме последовательности выше, передаются раньше тех, которые расположены ниже. При этом масштаб на оси времени не указывается, поскольку диаграмма последовательности моделирует лишь временную упорядоченность взаимодействий типа "раньше-позже".
Линия жизни объекта (object lifeline) - вертикальная линия на диаграмме последовательности, которая представляет существование объекта в течение определенного периода времени.
Линия жизни объекта изображается пунктирной вертикальной линией, ассоциированной с единственным объектом на диаграмме последовательности. Линия жизни служит для обозначения периода времени, в течение которого объект существует в системе и, следовательно, может потенциально участвовать во всех ее взаимодействиях. Если объект существует в системе постоянно, то и его линия жизни должна продолжаться по всей рабочей области диаграммы последовательности от самой верхней ее части до самой нижней.
Отдельные объекты, закончив выполнение своих операций, могут быть уничтожены, чтобы освободить занимаемые ими ресурсы. Для таких объектов линия жизни обрывается в момент его уничтожения. Для обозначения момента уничтожения объекта в языке UML применяется специальный символ в форме латинской буквы "X".

Рисунок 40 - Графическое изображение линий жизни и фокусов управления объектов
Вовсе не обязательно создавать все объекты в начальный момент времени. В этом случае прямоугольник такого объекта изображается не в верхней части диаграммы последовательности, а в той, которая соответствует моменту создания объекта. При этом прямоугольник объекта вертикально располагается в том месте диаграммы, которое по оси времени совпадает с моментом его возникновения в системе.
Фокус управления (focus of control) - специальный символ на диаграмме последовательности, указывающий период времени, в течение которого объект выполняет некоторое действие, находясь в активном состоянии.
Фокус управления изображается в форме вытянутого узкого прямоугольника, верхняя сторона которого обозначает начало получения фокуса управления объекта (начало активности), а ее нижняя сторона - окончание фокуса управления (окончание активности). Этот прямоугольник располагается ниже обозначения соответствующего объекта и может заменять его линию жизни (объект a на рисунке 40) если на всем ее протяжении он активен.
Периоды активности объекта могут чередоваться с периодами его пассивности или ожидания. В этом случае у такого объекта фокусы управления изменяют свое изображение на линию жизни и наоборот (объект сирота ob2 на рисунке 40). Важно понимать, что получить фокус управления может только объект, у которого в этот момент имеется линия жизни. Если же объект был уничтожен, то вновь возникнуть в системе он уже не может. В отдельных случаях инициатором взаимодействия в системе может быть актер или внешний пользователь. При этом актер изображается на диаграмме последовательности самым первым объектом слева со своим фокусом управления (рисунок 41). В отдельных случаях объект может посылать сообщения самому себе, инициируя так называемые рефлексивные сообщения (сообщение у объекта а на рисунке 41). Такие сообщения изображаются в форме сообщения, начало и конец которого соприкасаются с линией жизни или фокусом управления одного и того же объекта. Если в результате рефлексивного сообщения создается новый подпроцесс или нить управления, то говорят о рекурсивном или вложенном фокусе управления (анонимный объект Класса 2 на рисунке 41).

Рисунок 41 - Графическое изображение актера, рефлексивного сообщения и рекурсии на диаграмме последовательности
На диаграммах последовательности могут присутствовать три разновидности сообщений, каждое из которых имеет свое графическое изображение (рисунок 42).

Рисунок 42 - Графическое изображение различных видов сообщений между объектами на диаграмме последовательности
Первая разновидность сообщения (рисунок 42,а) используется для вызова процедур, выполнения операций или обозначения отдельных вложенных потоков управления. Начало этой стрелки, как правило, соприкасается с фокусом управления того объекта-клиента, который инициирует это сообщение. Конец стрелки соприкасается с линией жизни того объекта, который принимает это сообщение и выполняет в ответ определенные действия. При этом принимающий объект может получить фокус управления, становясь в этом случае активным. Передающий объект может потерять фокус управления или остаться активным.
Вторая разновидность сообщения (рисунок 42,б) используется для обозначения простого асинхронного сообщения, которое передается в произвольный момент времени.
Третья разновидность сообщения (рисунок 42,в) используется для возврата из вызова процедуры.
Обычно сообщения изображаются горизонтальными стрелками, соединяющими линии жизни или фокусы управления двух объектов на диаграмме последовательности.
Каждое сообщение на диаграмме последовательности ассоциируется с определенной операцией, которая должна быть выполнена принявшим его объектом. При этом операция может иметь аргументы или параметры, значения которых влияют на получение различных результатов. Соответствующие параметры операции будет иметь и вызывающее это действие сообщение. Более того, значения параметров отдельных сообщений могут содержать условные выражения, образуя ветвление или альтернативные пути основного потока управления.
Одна из особенностей диаграммы последовательности - возможность визуализировать простое ветвление процесса. Для изображения ветвления используются две или более стрелки, выходящие из одной точки фокуса управления объекта (объект ob1 на рисунке 43). При этом рядом с каждой из них должно быть явно указано соответствующее условие ветви в форме булевского выражения.

Рисунок 43 - Графическое изображение бинарного ветвления потока управления на диаграмме последовательности
На диаграммах последовательности при записи сообщений также могут использоваться стереотипы, рассмотренные ранее при построении диаграммы кооперации.
Построение диаграммы последовательности целесообразно начинать с выделения из всей совокупности классов только тех, объекты которых участвуют в моделируемом взаимодействии. После этого все объекты наносятся на диаграмму, с соблюдением порядка инициализации сообщений. Здесь необходимо установить, какие объекты будут существовать постоянно, а какие временно - только на период выполнения ими требуемых действий.
Когда объекты визуализированы, можно приступать к спецификации сообщений. При этом необходимо учитывать те операции, которые имеют классы соответствующих объектов в модели системы. При необходимости уточнения этих операций следует использовать их стереотипы.
2.2 Перечень используемого оборудования
2.2.1 Персональный компьютер
3 Задание
3.1 Создать диаграмму последовательности для процесса управления автомобильным двигателем
4 Работа в лаборатории
4.1 Ознакомиться с теоретическим материалом по лабораторной работе
4.2 Выполнить предложенные задания
4.3 Продемонстрировать результаты выполнения предложенных заданий
1. Загрузить Rational Rose Enterprise Edition: Пуск -> Программы -> Rational Software -> Rational Rose Enterprise Edition (рисунок 43).

Рисунок 43 – Загрузка Rational Rose2. Активизировать рабочее окно диаграммы последовательности одним из способов:
щелкнуть на кнопке с изображением диаграммы взаимодействия на стандартной панели инструментов и выбрать для построения диаграмму последовательности;
выполнить операцию главного меню: BrowseInteraction Diagram (БраузерДиаграмма взаимодействия) и выбрать для построения новую диаграмму последовательности;
выполнить операцию контекстного меню: NewSequence Diagram (НоваяДиаграмма последовательности) для логического представления или представления вариантов использования в браузере проекта.
При этом появляется новое окно с чистым рабочим листом диаграммы классов и специальная панель инструментов (Таблица 5):
Таблица 5 - окно с чистым рабочим листом диаграммы классов и специальная панель инструментов
Графическое изображение Всплывающая подсказка Назначение кнопки
Selection ToolПревращает изображение курсора в форму стрелки для последующего выделения элементов на диаграмме
Text BoxДобавляет на диаграмму текстовую область
NoteДобавляет на диаграмму примечание
Anchor Note to ItemДобавляет на диаграмму связь примечания с соответствующим графическим элементом диаграммы
ObjectДобавляет на диаграмму объект
Object MessageДобавляет на диаграмму простое сообщение
Message To SelfДобавляет на диаграмму рефлексивное сообщение
Return MessageДобавляет на диаграмму сообщение типа возврата из вызова процедуры
Destruction MarkerДобавляет на диаграмму символ уничтожения объекта
Procedure CallДобавляет на диаграмму сообщение типа вызова процедуры (по умолчанию отсутствует)
Asynchronous Message Добавляет на диаграмму асинхронное сообщение (по умолчанию отсутствует)
3. Добавить объект и отредактировать его свойства. Добавить объект на диаграмму последовательности можно как стандартным образом с помощью соответствующей кнопки на специальной панели инструментов , так и более удобным способом - с помощью перетаскивания изображения пиктограммы класса из браузера на свободное место рабочего листа диаграммы последовательности.
В результате этих действий на диаграмме последовательности появится изображение объекта с именем класса, маркерами изменения его геометрических размеров и вертикальной пунктирной линией, означающей линию жизни этого объекта (рисунок 44).

Рисунок 44 – Добавление объекта и редактирование его свойств
Для диаграммы последовательности каждый добавляемый объект по умолчанию считается анонимным. При необходимости можно задать собственное имя объекта, для чего уже известным способом (например, двойным щелчком на изображении объекта на диаграмме) следует вызвать диалоговое окно свойств объекта, которое аналогично объектам диаграммы кооперации.
4. Добавить сообщения и отредактировать его свойства. С помощью левой кнопки мыши нажать кнопку с изображением сообщения на специальной панели инструментов , отпустить левую кнопку мыши, щелкнуть левой кнопкой мыши на изображении линии жизни одного объекта на диаграмме и отпустить ее на изображении линии жизни второго объекта.
В результате этих действий на диаграмме появится изображение сообщения, передаваемого, например, от экземпляра актера «Тонометр» объекту класса «Показатель работы двигателя». Поскольку кнопка с изображением актера отсутствует на специальной панели инструментов диаграммы последовательности, соответствующий объект следует предварительно поместить на диаграмму способом перетаскивания пиктограммы актера из браузера проекта. При этом изображение линии жизни у соответствующей пары объектов изменится на изображение фокуса управления (рисунок 45).

Рисунок 45 – Добавление сообщений и редактирование его свойств
Для спецификации свойств добавленного сообщения предназначено специальное окно, которое можно открыть двойным щелчком на изображении сообщения на диаграмме последовательности. Имя сообщения можно выбрать на вкладке General (Общие) из выпадающего списка операций соответствующего класса-приемника (рисунок 46).

Рисунок 46 – Присвоение имени сообщению
Имя сообщения выбрать также из контекстного меню сообщения, в котором перечислены все операции класса-приемника данного сообщения. При необходимости в контекстном меню можно задать новую операцию, в этом случае следует выбрать строку <new operation> (рисунок 47).
Рисунок 47 – Создание новой операции
Для рассматриваемой модели управления двигателем автомобиля в качестве имени первого сообщения следует выбрать операцию «структурировать данные с датчиков». После выбора операции для данного сообщения следует нажать кнопку Apply или OK (рисунок 48).

Рисунок 48 – Вид после выбора операции
5. Аналогично добавьте оставшиеся объекты и сообщения. Окончательная диаграмма последовательности имеет вид (рисунок 49):

Рисунок 49 – Добавление оставшихся объектов и сообщений. Конечный вид диаграммы последовательности.
5 Контрольные вопросы
5.1 Как можно активизировать рабочее окно диаграммы последовательности?
5.2 Как можно добавить объект и отредактировать его свойства?
5.3 Каким образом добавляют сообщения и редактируют его свойства на диаграмме последовательности?
5.4 Что изменяется при перемещении объекта способом перетаскивания пиктограммы актера из браузера проекта на диаграмму?
5.5 С помощью чего в контекстном меню можно создать новую операцию?
Список литературы
1. Леоненков А.В. Объектно-ориентированный анализ и проектирование с использованием UML и IBM Rational Rose БИНОМ. Лаборатория знаний, Интернет-университет информационных технологий - ИНТУИТ.ру, 2006
2. Боггс У., Боггс М. UML и Rational Rose - М.: "ЛОРИ", 2004 г. - 582 с.
3. Буч Г. Объектно-ориентированный анализ и проектирование с примерами приложений на С++, 2- ое изд/Пер с англ.- М.: «Издательство БИНОМ», СПб.: «Невский диалект», 2004 г. – 560 с., ил.
4. Буч Г., Рамбо Дж., Джекобсон А. Язык UML. Руководство пользователя - М.: ДМК, 2003 г. - 432 с.

Приложенные файлы

  • docx MetodISRAPS7
    Размер файла: 347 kB Загрузок: 5

Добавить комментарий