Введение в UML 2.0, Часть I

Диаграммы активностей (activity diagrams)

С их помощью удобно изображать бизнес-процессы - алгоритмы, по которым работает компания. Именно в эти алгоритмы должна встроиться информационная система, автоматизировав некоторую их часть. В данном случае в компании должен быть создан новый бизнес-процесс по телефонной обработке заявок. Заказчик как-то себе представляет этот будущий процесс. Перед началом разработки системы необходимо уточнить алгоритм работы этой новой службы. На рис. 3.4 показана общая схема работы оператора с клиентом.

Рис. 3.4. Пример диаграммы активностей

Программистам полезно ясно представлять себе все бизнес-процессы компании, которые будут затронуты их новой системой. В данном случае у компании еще есть бизнес-процесс обработки заявок, который уже работает и есть у заказчика, и его также нужно понять. Иначе может оказаться, что упущена какая-то важная деталь, которая не позволяет новой системе полноценно выполнять свои функции. Например, может оказаться, что подсистема обработки заявок, с которой должна интегрироваться создаваемая система, реализована… на макросах к Word/Excel! Очевидно, интегрироваться с такой системой весьма затруднительно. На этот и подобные факты необходимо указать заказчику как можно раньше, так как иначе проект может закончиться неуспешно - заказчик потратит деньги и не получит нужных для своего бизнеса сервисов.

Итак, главной сущностью этого типа диаграмм является активность (activity) - активное состояние системы, в котором она выполняет некоторую работу. После ее завершения происходит переход в другую активность. Возможны и более сложные случаи переходов между активностями. Например, переход по событию.

На диаграмме должны присутствовать символы начала (start) и конца (finish).

Далее, на диаграмме может использоваться параллельный разветвитель (fork), который запускает несколько одновременно работающих веток. Такие ветки могут объединяться (все или только часть) конструкцией под названием параллельный соединитель (join).

Наконец, на диаграмме могут использоваться символы логического ветвления и логического соединения (decision). На ветках, идущих из логического ветвления, обозначаются условия перехода.

Диаграммы развертывания (deployment diagrams)

Теперь настало время в первом приближении определить будущую систему изнутри. Начнем с диаграмм развертывания, которые предназначены для описания аппаратной части системы.

На рис. 3.5, а показано, что телефонная служба приема заявок будет состоять из офисной телефонной станции ( PBX - Public Branch Exchange), сервера, телефонных аппаратов и клиентских компьютеров. На этом рисунке представлена диаграмма развертывания в одном из двух возможных в UML видов - в описательном. На ней определены типы аппаратных узлов системы, а между ними - ассоциации с пометками множественности (см. описание диаграмм классов).

На рис. 3.5, б приведена диаграмма развертывания в экземплярном варианте. Показан тестовый вариант системы, который, кроме сервера и PBX, содержит один пользовательский компьютер для тестирования взаимодействия сервера и клиента и один клиентский компьютер вместе с телефонным аппаратом для тестирования связи клиента с сервером и PBX. Два клиентских компьютера нужны, чтобы тестировать работу ПО в случае более чем одного клиента (при переходе от одного к двум начинают появляться многочисленные ситуации, которые не проявлялись ранее). Большее количество клиентов - три, десять и т. д. - не принципиально на первых стадиях тестирования и отладки.

Описательный и экземплярный виды диаграмм развертывания соотносятся между собой, также, как диаграммы классов и диаграммы объектов.

Таким образом, на диаграммах развертывания показываются узлы (nodes) - элементы аппаратуры, которые также входят в целевую систему, наравне с программным обеспечением. На части этих узлов и развертывается программное обеспечение системы. В рассматриваемом примере такими узлами являются клиентский компьютер и сервер запросов. Кроме того, на диаграммах развертывания могут быть показаны и другие виды узлов - элементы аппаратуры, с которым ПО лишь взаимодействует, например, PBX или телефонный аппарат. Данный тип диаграмм не предназначен для подробного описания аппаратной части системы, а позволяет моделировать только ту часть оборудования, которая прямо или косвенно связана с ПО системы. Например, в данном случае в целевую систему может входить дополнительное сетевое оборудование - переключатели (так называемые "хабы") и т. д. Для подробной спецификации всего этого целесообразно использовать не UML, а средства классического инженерного проектирования.

Рис. 3.5. Примеры диаграммы развертывания

Диаграммы развертывания могут использоваться, например, как приложение к техническому заданию, а также при обсуждении цен на различные офисные АТС, телефонные аппараты и компьютеры. Такую диаграмму может нарисовать менеджер проекта перед тем, как начать обсуждение архитектуры системы с разработчиками. Эта диаграмма может лежать на столе во время первых таких обсуждений, пока не родилось ничего более конкретного, что также можно нарисовать. Такое "начало от аппаратуры" часто является хорошим стартом проекта, поскольку именно в терминах аппаратуры для многих программно-аппаратных систем формируется существенная часть их функциональных требований: ПО должно уметь управлять таким-то оборудованием в таких-то режимах и т. д. Наконец, диаграмма развертывания может давать хороший обзор всей системы, доступный для непрограммистов (особенно в составе Power-Point презентации с устными пояснениями), поскольку содержит минимум программистских деталей.

Диаграммы компонент (component diagrams)

При обсуждении архитектуры системы, в качестве следующего промежуточного результата, может появиться диаграмма, приведенная на рис. 3.6.

Рис. 3.6. Пример диаграммы компонент

Это - диаграмма компонент UML. На этих диаграммах представляются компоненты (components) - независимые модули ПО, скрывающие свою реализацию и взаимодействующие друг с другом через интерфейсы.

Независимость компонент выражается в следующем.

• Они реализуют существенно различную функциональность системы. Например, модуль ClientGUI реализует пользовательский интерфейс рабочего места оператора, модули ClientNetworkSupport и ServerNetworkSupport - поддержку сетевого взаимодействия между клиентом и сервером, модуль ServerBusinessLogic - бизнес-логику сервера, а модуль RequestDB отвечает за взаимодействие с базой данных заявок и синхронизацию с системой обработки заявок.
• Каждый такой модуль независим с точки зрения физической организации - его реализация скрыта от окружения, все его взаимодействие с окружением происходит по строго определенным правилам, а сам он часто оказывается независимым бинарным файлом (например, DLL-файлом).
• Возможна также независимость периода исполнения - каждая из компонент может находиться или на отдельном компьютере, или в отдельном процессе операционной системы, или работать в контексте отдельной нити (thread).
• Наконец, разработку каждого такого модуля можно поручить отдельному разработчику или команде разработчиков, то есть с помощью компонент организовать разделение коллектива программистов.

В силу своей независимости, а также необходимости взаимодействия, компоненты имеют интерфейсы (interfaces), позволяющие компонентам скрыть их внутреннее устройство и предоставить вовне определенный способ обращения к своим функциям.

Предоставляемый интерфейс на диаграммах UML изображается маленьким кружочком, который соединен обычной линией со своей компонентой. Использование интерфейса показывается пустой чашечкой, которая соединена обычной линией с компонентой и пунктирной линией с "потребляемым" интерфейсом.

Информация, представленная на диаграмме с рис. 3.6, может со временем меняться: интерфейсы уточняются, добавляются новые компоненты, существующие разбиваются на более мелкие и т. д. Диаграммы компонент проекта целесообразно поддерживать в актуальном состоянии, (имея в виду итеративность разработки и внесение в проект всяких изменений), поскольку компонентное представление системы часто является ядром ее архитектуры. А иметь корректное и компактное описание архитектуры всегда полезно, с помощью такого описания легче следить за изменениями в проекте и удерживать всю картину целиком.

Но поддержка актуальности каких-либо UML-диаграм, может оказаться непростым делом. Как правило, в начале все просто, концептуально, красиво. Потом - все разваливается на большое число деталей, да и сроки "поджимают" - нужно, чтобы работало. Вследствие этого целостность архитектуры ПО "уходит" из фокуса внимания разработчиков, а поддержка соответствующих UML-диаграмм "забрасывается". Однако есть такое правило - если нельзя ясно и кратко выразить главное в какой-либо сложной деятельности, значит, либо мы делаем что-то не то, либо то, но не так. В данном случае имеет смысл поддерживать актуальность именно этой диаграммы, поскольку она является одной из основных спецификаций архитектуры ПО телефонной службы приема заявок.

Еще один важный аспект системы, изображенный на этой диаграмме - интерфейсы компонент. Их нужно прорабатывать особенно тщательно и вовремя, поскольку если приложение разрабатывается разными рабочими группами, распределенными географически, то запоздалое согласование интерфейсов может потребовать серьезных модификаций в уже написанном коде.

На рис. 3.7 представлена диаграмма, показывающая, каким образом компоненты телефонной службы приема заявок распределяются по аппаратной части системы.

Рис. 3.7. Пример размещения компонент на диаграммах развертывания

Отметим, что описание типов узлов диаграмм развертывания производится на описательном, а не на экземплярном уровне.

Заметим, что именно диаграмма с рис. 3.6 является "кандидатом в долгожители" в процессе разработки, поскольку лаконична и не содержит лишней информации. То, какие именно компоненты располагаются на сервере, а какие на клиенте - не очень важная деталь здесь, поскольку система не очень большая, все это и так помнят. Кроме того, факт распределения компонент по аппаратуре не является здесь предметом изменений, как в более сложной системе, где существует несколько разных серверов, клиенты различных типов и т. д. Диаграмма с рис. 3.7 является, скорее, "разовой" и полезна для какого-либо отчета, для разговоров с заказчиком и т. д.