Диаграммы реализации

В языке UML для физического представления моделей систем используются диаграммы реализации (implementation diagrams), которые включают в себя:

− диаграмму компонентов;

− диаграмму развертывания.

Диаграмма компонентов показывают организацию наборов компонентов и зависимости между ними.

Диаграмма компонентов разрабатывается для следующих целей:

− визуализации общей структуры исходного кода программной системы.

− спецификации исполнимого варианта программной системы.

− обеспечения многократного использования отдельных фрагментов программного кода.

− представления концептуальной и физической схем баз данных.

Основными графическими элементами диаграммы компонентов являются компоненты, интерфейсы и зависимости между ними.

Компонент реализует некоторый набор интерфейсов и служит для общего обозначения элементов физического представления модели.

Для графического представления компонента использоваться специальный символ - прямоугольник со вставленными слева двумя более мелкими прямоугольниками (рис. 7.21). Внутри объемлющего прямоугольника записывается имя компонента и, возможно, некоторая дополнительная информация. Изображение этого символа может незначительно варьироваться в зависимости от характера ассоциируемой с компонентом информации.

Рисунок 7.21 – Графическое изображение компонента в языке UML

Имя компонента подчиняется общим правилам именования элементов модели в языке UML и может состоять из любого числа букв, цифр и некоторых знаков препинания.

Отдельный компонент может быть представлен на уровне типа или на уровне экземпляра. Хотя его графическое изображение в обоих случаях одинаковое, правила записи имени компонента несколько отличаются. Если компонент представляется на уровне типа, то в качестве его имени записывается только имя типа с заглавной буквы. Если же компонент представляется на уровне экземпляра, то в качестве его имени записывается <имя компонента ':' имя типаХ. При этом вся строка имени подчеркивается.

В языке UML выделяют три вида компонентов рис.7.22:

− развертывания, которые обеспечивают непосредственное выполнение системой своих функций.

Такими компонентами могут быть динамически подключаемые библиотеки с расширением dll, Web-страницы на языке разметки гипертекста с расширением html и файлы справки с расширением hlp;

− рабочие продукты. Как правило, это файлы с исходными текстами программ, например, с расширениями h или срр для языка C++;

− исполнения, представляющие собой исполняемые модули - файлы с расширением ехе.

Рисунок 7.22 – Графическое изображение компонента в языке UML

Для спецификации различных видов компонентов указывают стереотип компонента перед его именем. В языке UML для компонентов определены следующие стереотипы:

− бомпонента, который представляется в форме динамической или статической библиотеки.

− таблица (table) - также определяет первую разновидность компонента, который представляется в форме таблицы базы данных.

− файл (file) - определяет вторую разновидность компонента, который представляется в виде файлов с исходными текстами программ.

− документ (document) - определяет вторую разновидность компонента,. который представляется в форме документа.

− исполнимый (executable) - определяет третий вид компонента, который может исполняться в узле.

Следующим элементом диаграммы компонентов являются интерфейсы.

Графически интерфейс на диаграмме компонентов изображается в виде прямоугольника класса со стереотипом "интерфейс" и возможными секциями атрибутов и операций (рис.7.23). Как правило, этот вариант обозначения используется для представления внутренней структуры интерфейса, которая может быть важна для реализации.

Рисунок 7.23 – Графическое изображение интерфейсов на диаграмме компонентов

При разработке программных систем интерфейсы обеспечивают не только совместимость различных версий, но и возможность вносить существенные изменения в одни части программы, не изменяя другие ее части. Таким образом, назначение интерфейсов существенно шире, чем спецификация взаимодействия с пользователями системы (актерами)

Отношение зависимости на диаграмме компонентов изображается пунктирной линией со стрелкой, направленной от клиента (зависимого элемента) к источнику (независимому элементу).

Применительно к диаграмме компонентов зависимости могут связывать компоненты и импортируемые этим компонентом интерфейсы, а также различные виды компонентов между собой.

В первом случае рисуют стрелку от компонента-клиента к импортируемому интерфейсу (рис. 7.24). Наличие такой стрелки означает, что компонент не реализует соответствующий интерфейс, а использует его в процессе своего выполнения. Причем на этой же диаграмме может присутствовать и другой компонент, который реализует этот интерфейс.

Рисунок 7.23 – Фрагмент диаграммы компонентов с отношением зависимости

Так, например, изображенный ниже фрагмент диаграммы компонентов представляет информацию о том, что компонент с именем "main.exe" зависит от импортируемого интерфейса I Dialog, который, в свою очередь, реализуется компонентом с именем "image.java". Для второго компонента этот же интерфейс является экспортируемым. Второй компонент с именем "image.java" в форме варианта примечания нельзя именно в силу того факта, что этот компонент реализует интерфейс.

Другим случаем отношения зависимости на диаграмме компонентов является отношение между различными видами компонентов (7.24). Наличие подобной зависимости означает, что внесение изменений в исходные тексты программ или динамические библиотеки приводит к изменениям самого компонента. При этом характер изменений может быть отмечен дополнительно.

Рисунок 7.24 – Графическое изображение отношения зависимости между компонентами

В третьем случае, на диаграмме компонентов могут быть представлены отношения зависимости между компонентами и реализованными в них классами. Эта информация имеет важное значение для обеспечения согласования логического и физического представлений модели системы. Разумеется, изменения в структуре описаний классов могут привести к изменению компонента. Ниже приводится фрагмент зависимости подобного рода, когда некоторый компонент зависит от соответствующих классов.

Рисунок 7.25 – Графическое изображение зависимости между компонентом и классами

Если требуется подчеркнуть, что некоторый компонент реализует отдельные классы, то для обозначения компонента используется расширенный символ прямоугольника. При этом прямоугольник компонента делится на две секции горизонтальной линией. Верхняя секция служит для записи имени компонента, а нижняя секция - для указания дополнительной информации (рис.7.26).

Рисунок 7.26 – Графическое изображение компонента с дополнительной информацией о реализуемых им классах

Диаграмма развертывания предназначена для визуализации элементов и компонентов программы, существующих лишь на этапе ее исполнения (runtime). При этом представляются только компоненты-экземпляры программы, являющиеся исполнимыми файлами или динамическими библиотеками. Те компоненты, которые не используются на этапе исполнения, на диаграмме развертывания не показываются. Так, компоненты с исходными текстами программ могут присутствовать только на диаграмме компонентов. На диаграмме развертывания они не указываются.

Диаграмма развертывания содержит графические изображения процессоров, устройств, процессов и связей между ними. В отличие от диаграмм логического представления, диаграмма развертывания является единой для системы в целом, поскольку должна всецело отражать особенности ее реализации. Эта диаграмма, по сути, завершает процесс ООП для конкретной программной системы и ее разработка, как правило, является последним этапом спецификации модели.

Цели, преследуемые при разработке диаграммы развертывания:

− определить распределение компонентов системы по ее физическим узлам.

− показать физические связи между всеми узлами реализации системы на этапе ее исполнения.

− выявить узкие места системы и реконфигурировать ее топологию для достижения требуемой производительности.

Элементы, из которых состоят диаграммы развертывания:

− узлы;

− соединения или отношения.

Узел (node) представляет собой некоторый физически существующий элемент системы, обладающий некоторым вычислительным ресурсом. В качестве вычислительного ресурса узла может рассматриваться наличие по меньшей мере некоторого объема электронной или магнитооптической памяти и/или процессора. В последней версии языка UML понятие узла расширено и может включать в себя не только вычислительные устройства (процессоры), но и другие механические или электронные устройства, такие как датчики, принтеры, модемы, цифровые камеры, сканеры и манипуляторы.

Графически на диаграмме развертывания узел изображается в форме трехмерного куба (строго говоря, псевдотрехмерного прямоугольного параллелепипеда). Узел имеет собственное имя, которое указывается внутри этого графического символа. Сами узлы могут представляться как в качестве типов (рис. 7.27, а), так и в качестве экземпляров (рис. 7.28, б).

Рисунок 7.27 –Графическое изображение узла на диаграмме развертывания

В первом случае имя узла записывается без подчеркивания и начинается с заглавной буквы. Во втором имя узла-экземпляра записывается в виде <имя узла ':' имя типа узла>. Имя типа узла указывает на некоторую разновидность узлов, присутствующих в модели системы.

На представленном выше рисунке (рис. 7.27, а) узел с именем "Сервер" относится к общему типу и никак не конкретизируется. Второй же узел (рис. 7.27б) является анонимным узлом-экземпляром конкретной модели принтера.

Так же, как и на диаграмме компонентов, изображения узлов могут расширяться, чтобы включить некоторую дополнительную информацию о спецификации узла. Если дополнительная информация относится к имени узла, то она записывается под этим именем в форме помеченного значения (рис. 7.28).

Рисунок 7.28 –Графическое изображение узла-экземпляра с дополнительной информацией в форме помеченного значения

В качестве дополнения к имени узла могут использоваться различные стереотипы, которые явно специфицируют назначение этого узла. Хотя в языке UML стереотипы для узлов не определены, в литературе встречаются следующие их варианты: "процессор", "датчик", "модем", "сеть", "консоль" и др., которые самостоятельно могут быть определены разработчиком. Более того, на диаграммах развертывания допускаются специальные обозначения для различных физических устройств, графическое изображение которых проясняет назначение или выполняемые устройством функции

Соединения. Кроме собственно изображений узлов на диаграмме развертывания указываются отношения между ними.

В качестве отношений выступают физические соединения между узлами и зависимости между узлами и компонентами, изображения которых тоже могут присутствовать на диаграммах развертывания.

Соединения являются разновидностью ассоциации и изображаются отрезками линий без стрелок. Наличие такой линии указывает на необходимость организации физического канала для обмена информацией между соответствующими узлами. Характер соединения может быть дополнительно специфицирован примечанием, помеченным значением или ограничением. Так, на представленном ниже фрагменте диаграммы развертывания (рис. 7.29) явно определены не только требования к скорости передачи данных в локальной сети с помощью помеченного значения, но и рекомендации по технологии физической реализации соединений в форме примечания.

Рисунок 7.29 –Фрагмент диаграммы развертывания с соединениями между узлами

Кроме соединений на диаграмме развертывания могут присутствовать отношения зависимости между узлом и развернутыми на нем компонентами. Подобный способ является альтернативой вложенному изображению компонентов внутри символа узла, что не всегда удобно, поскольку делает этот символ излишне объемным. Поэтому при большом количестве развернутых на,узле компонентов соответствующую информацию можно представить в форме отношения зависимости.

Диаграммы развертывания могут иметь сложную структуру, включающую вложенные компоненты, интерфейсы и другие аппаратные устройства.

Дата добавления: 2015-06-04