Методические указания по дисциплине «Инструментальные средства разработки аппаратно – программных систем» Лабораторная работа №8 «Особенности разработки диаграмм компонентов 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 №8 «Особенности разработки диаграмм компонентов 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 №8
Особенности разработки диаграмм компонентов 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 компонентов служит частью физического представления модели 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).
Для создания конкретной физической системы необходимо реализовать все элементы логического представления в конкретные материальные сущности. Для описания таких реальных сущностей предназначен другой аспект модельного представления, а именно – физическое представление модели. В контексте языка UML это означает совокупность связанных физических сущностей, включая программное и аппаратное обеспечение, а также персонал, которые организованы для выполнения специальных задач.
Полный проект программной системы представляет собой совокупность моделей логического и физического представлений, которые должны быть согласованы между собой. В языке UML для физического представления моделей систем используются так называемые диаграммы реализации, которые включают в себя две отдельные канонические диаграммы: диаграмму компонентов и диаграмму развертывания.
Диаграмма компонентов позволяет определить архитектуру разрабатываемой системы, установив зависимости между программными компонентами, в роли которых может выступать исходный, бинарный и исполняемый код. Во многих средах разработки модуль или компонент соответствует файлу. Пунктирные стрелки, соединяющие модули, показывают отношения взаимозависимости, аналогичные тем, которые имеют место при компиляции исходных текстов программ. Основными графическими элементами диаграммы компонентов являются компоненты, интерфейсы и зависимости между ними.
Для представления физических сущностей в языке UML применяется специальный термин – компонент (component) — физически существующая часть системы, которая обеспечивает реализацию классов и отношений, а также функционального поведения моделируемой программной системы.
Для графического представления компонента используется специальный символ – прямоугольник со вставленными слева двумя более мелкими прямоугольниками (рисунок 50). Внутри объемлющего прямоугольника записывается имя компонента и, возможно, дополнительная информация.

Рисунок 50 - Графическое изображение компонента
Графическое изображение компонента ведет свое происхождение от обозначения модуля программы, применявшегося некоторое время для отображения данных и процедур. Модуль (module) — часть программной системы, требующая памяти для своего хранения и процессора для исполнения.
Имя компонента подчиняется общим правилам именования элементов модели в языке UML и может состоять из любого числа букв, цифр и знаков препинания.
В качестве собственных имен компонентов принято использовать имена исполняемых файлов, динамических библиотек, Web-страниц, текстовых файлов или файлов справки, файлов баз данных или файлов с исходными текстами программ, файлов скриптов и другие.
Для более наглядного изображения компонентов были предложены и стали общепринятыми следующие графические стереотипы:
для компонентов развертывания обеспечивают непосредственное выполнение системой своих функций. Такими компонентами могут быть динамически подключаемые библиотеки (рисунок 51,а). Web-страницы на языке разметки гипертекста (рисунок 51,б) и файлы справки (рисунок 51,в);
для компонентов в форме рабочих продуктов – это файлы с исходными текстами программ (рисунок 51,г).

Рисунок 51 - Варианты графического изображения компонентов на диаграмме компонентов.
Другой способ спецификации различных видов компонентов — указание текстового стереотипа компонента перед его именем:
<<file>> (файл) – определяет наиболее общую разновидность компонента, который представляется в виде произвольного физического файла;
<<executable>> (исполнимый) – определяет разновидность компонента-файла, который является исполнимым файлом и может выполняться на компьютерной платформе;
<<document>> (документ) – определяет разновидность компонента-файла, который представляется в форме документа произвольного содержания, не являющегося исполнимым файлом или файлом с исходным текстом программы;
<<library>> (библиотека) – определяет разновидность компонента-файла, который представляется в форме динамической или статической библиотеки.
<<source>> (источник) – определяет разновидность компонента-файла, представляющего собой файл с исходным текстом программы, который после компиляции может быть преобразован в исполнимый файл;
<<table>> (таблица) – определяет разновидность компонента, который представляется в форме таблицы базы данных.
Следующим графическим элементом диаграммы компонентов являются интерфейсы. В общем случае интерфейс графически изображается окружностью, которая соединяется с компонентом отрезком линии без стрелок (рисунок 52,а). При этом имя интерфейса, которое рекомендуется начинать с заглавной буквы "I", записывается рядом с окружностью.

Рисунок 52 - Графическое изображение интерфейсов на диаграмме компонентов.
Кроме того, интерфейс на диаграмме компонентов может быть изображен в виде прямоугольника класса со стереотипом << interface>> и секцией поддерживаемых операций (рисунок 52,б).
Различают два способа связи интерфейса и компонента. Если компонент реализует некоторый интерфейс, то такой интерфейс называют экспортируемым или поддерживаемым. Если же компонент использует некоторый интерфейс, который реализуется другим компонентом, то такой интерфейс для первого компонента называется импортируемым. Особенность импортируемого интерфейса состоит в том, что на диаграмме компонентов это отношение изображается с помощью зависимости.
Отношение зависимости служит для представления факта наличия специальной формы связи между двумя элементами модели, когда изменение одного элемента модели оказывает влияние или приводит к изменению другого элемента модели. Отношение зависимости на диаграмме компонентов изображается пунктирной линией со стрелкой, направленной от клиента или зависимого элемента к источнику или независимому элементу модели.
На диаграмме компонентов могут быть также представлены отношения зависимости между компонентами и реализованными в них классами. Эта информация имеет значение для обеспечения согласования логического и физического представлений модели системы.
Разработка диаграммы компонентов предполагает использование информации об особенностях физической реализации. В первую очередь, необходимо решить, из каких физических частей или файлов будет состоять программная система. После общей структуризации физического представления системы необходимо дополнить модель интерфейсами и схемами базы данных. Завершающий этап построения диаграммы компонентов связан с установлением и нанесением на диаграмму взаимосвязей между компонентами, а также отношений реализации.
Следует обратить внимание на то, что диаграмма компонентов, как правило, разрабатывается совместно с диаграммой развертывания, на которой представляется информация о физическом размещении компонентов программной системы по ее отдельным узлам. Особенности построения диаграммы развертывания будут рассмотрены в следующей лекции.
2.2 Перечень используемого оборудования
2.2.1 Персональный компьютер
3 Задание
3.1 Создать диаграмму компонентов 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 53).

Рисунок 53 – Загрузка Rational Rose2. Активизировать диаграмму компонентов 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 (Таблица 6):
Таблица 6 - новое окно с чистым рабочим листом диаграммы компонентов 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
ComponentДобавляет на диаграмму компонент
PackageДобавляет на диаграмму пакет
DependencyДобавляет на диаграмму отношение зависимости
Subprogram SpecificationДобавляет на диаграмму спецификацию подпрограммы
Subprogram BodyДобавляет на диаграмму тело подпрограммы
Main ProgramДобавляет на диаграмму главную программу
Package SpecificationДобавляет на диаграмму спецификацию пакета
Package BodyДобавляет на диаграмму тело пакета
Task SpecificationДобавляет на диаграмму спецификацию задачи
Task BodyДобавляет на диаграмму тело задачи
Generic SubprogramДобавляет на диаграмму типовую подпрограммы(по умолчанию отсутствует)
Generic Package Добавляет на диаграмму типовой пакет (по умолчанию отсутствует)
DatabaseДобавляет на диаграмму базу данных (по умолчанию отсутствует)
Программа IBM Rational Rose 2003 предлагает целый ряд собственных стереотипов (Таблица 7):
Таблица 7 - стереотипов
Графическое изображение и имя по умолчанию Название стереотипа Характеристика стереотипа компонента
Subprogram SpecificationСпецификация подпрограммы. Содержит описание переменных, процедур и функций и не содержит определений классов
Subprogram BodyТело подпрограммы. Содержит реализацию процедур и функций, не относящихся к каким-то классам, при этом не содержит определений классов или реализаций операций других классов
Main ProgramГлавная программа. Реализует базовую логику работы программного приложения и содержит ссылки на другие компоненты модели
Package SpecificationСпецификация пакета. Содержит определение класса, его атрибутов и операций. В языке программирования С++ спецификации пакета соответствует отдельный файл с расширением «h»
Package BodyТело пакета. Содержит код реализации операций класса. В языке программирования С++ спецификации пакета соответствует отдельный файл с расширением «cpp»
Task SpecificationСпецификация задачи. Может содержать определение класса, его атрибутов и операций, которые предполагается использовать в независимом потоке управления
Task BodyТело задачи. Может содержать реализацию операций класса, которые имеют независимый поток управления.
Generic SubprogramТиповая подпрограмма. Содержит описание переменных, процедур и функций, которые могут быть использованы в нескольких программных приложениях. При этом типовая подпрограмма не содержит определений классов
Generic PackageТиповой пакет. Содержит определение класса, его атрибутов и операций, которое может быть использовано в нескольких программных приложениях
DatabaseБаза данных. Содержит определение одного или нескольких классов, их атрибутов и, возможно, операций. При этом соответствующие классы могут быть реализованы в форме одной или нескольких таблиц базы данных
3. Добавить компонент и отредактировать его свойства. С помощью левой кнопки мыши нажать кнопку с изображением пиктограммы компонента на специальной панели инструментов , отпустить левую кнопку мыши и щелкнуть левой кнопкой мыши на свободном месте рабочего листа диаграммы. Добавить компонент на диаграмму можно также с помощью операции главного меню: ToolsCreateComponent или с помощью операции контекстного меню: NewComponent, предварительно выделив представление компонентов в браузере проекта.
В результате этих действий на диаграмме появится изображение компонента с маркерами изменения его геометрических размеров и предложенным средой именем по умолчанию, которое разработчику следует изменить.
Продолжить разработку модели системы управления автомобильным двигателем. Для первого добавленного компонента зададим имя main.exe (рисунок 54).

Рисунок 54 – Добавление компонента и редактирование его свойств
Для каждого компонента можно определить различные свойства, такие как стереотип, язык программирования, декларации, реализуемые классы. Редактирование этих свойств для произвольного компонента осуществляется с помощью диалогового окна спецификации свойств (рисунок 55).

Рисунок 55 – Редактирование свойств для произвольного компонента
В частности, для компонента main.exe можно выбрать стереотип <<EXE>> из предлагаемого вложенного списка, поскольку применительно к разрабатываемой модели предполагается реализация этого компонента в форме исполнимого файла. При этом на вкладке Realizes (Реализует) содержатся все классы, включая и актеров, которые на данный момент присутствуют в модели. Следует заметить, что классы будут показаны в этом окне только при выбранном свойстве Show all classes (Показать все классы) (рисунок 56).

Рисунок 56 – Выбираем свойство Show all classes для показания классов в этом окне
4. Добавить отношения зависимости и отредактировать его свойства. Для добавления зависимости между двумя компонентами с помощью левой кнопки мыши нажать кнопку с изображением зависимости на специальной панели инструментов , отпустить левую кнопку мыши, щелкнуть левой кнопкой мыши на изображении исходного компонента на диаграмме и отпустить ее на изображении целевого компонента. В результате этих действий на диаграмме появится изображение отношения зависимости в форме пунктирной линии со стрелкой, соединяющей два выбранных компонента.
Применительно к диаграмме компонентов модели управления двигателем автомобиля рассмотренным способом следует добавить отношение зависимости от компонента с именем main.exe к компоненту с именем MainControl (рисунок 57).

Рисунок 57 – Добавление отношение зависимости от компонента с именем main.exe к компоненту с именем MainControl
5. Аналогично добавьте оставшиеся объекты и сообщения. Окончательная диаграмма последовательности имеет вид (рисунок 58):

Рисунок 58 – Добавление оставшихся объектов и сообщений. Окончательная диаграмма последовательности имеет вид
5 Контрольные вопросы
5.1 Какими способами можно активизировать диаграмму компонентов?
5.2 Каким образом добавляется компонент и редактируются его свойства на диаграмме компонентов?
5.3 При каком свойстве будут показаны классы в окне спецификации?
5.4 Каким образом можно добавить отношение зависимости на диаграмму компонентов?
Список литературы
1. Буч Г., Рамбо Дж., Джекобсон А. Язык UML. Руководство пользователя - М.: ДМК, 2003 г. - 432 с.
2. 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.
3. Боггс У., Боггс М. UML и Rational Rose - М.: "ЛОРИ", 2004 г. - 582 с.
4. 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

Приложенные файлы

  • docx MetodISRAPS8
    Размер файла: 289 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий