Skip to content

exam_02

Jump to bottom Edit New page
Maiorov.P edited this page May 17, 2020 · 40 revisions

1. Понятие наследования в объектно-ориентированном подходе, связь с понятием и методами классификации.

Объектно-ориентированный подход использует объектную декомпозицию, то есть поведение системы описывается в терминах взаимодействия объектов. В свою очередь объект - это элемент класса, то есть абстракция определенной сущности. Тогда как класс - это абстракция множества сущностей реального мира, объединенных общностью структуры и поведения.

Объекты активны, у них есть не только внутренняя структура, но и поведение, которое описывается так называемыми методами объекта. Например, может быть определен класс "пользователь", характеризующий "пользователя вообще", то есть ассоциированные с пользователями данные и их поведение ( методы ). После этого может быть создан объект "пользователь Иванов" с соответствующей конкретизацией данных и, возможно, методов.

Несомненным преимуществом данного подхода является концептуальная близость к предметной области произвольной структуры и назначения. Механизм наследования атрибутов и методов позволяет строить производные понятия на основе базовых и таким образом создавать модель сколь угодно сложной предметной области с заданными свойствами.

Наследование - построение новых классов на основе существующих с возможностью добавления или переопределения данных и методов. Наследование является важным инструментом борьбы с размножением сущностей без необходимости. Общая информация не дублируется, указывается только то, что меняется. При этом класс -потомок помнит о своих "корнях". Наследование позволяет развивать созданные ранее компоненты, не нарушая целостность объектной оболочки.

Существуют «абстрактные» классы (объявляемые таковыми произвольно или из-за приписанных им абстрактных методов); их можно описывать имеющими поля и методы. Создание же объектов (экземпляров) означает конкретизацию, применимую лишь к неабстрактным классам (в том числе, к неабстрактным наследникам абстрактных), — представителями которых, по итогу, будут созданные объекты.

Пример: Пусть базовый класс «Сотрудник ВУЗа», — от которого наследуются классы «Аспирант» и «Профессор», — абстрактный. Общие поля и функции классов (например, поле «Год рождения») могут быть описаны в базовом классе. И в программе будут созданы объекты только производных классов: «Аспирант» и «Профессор»; обычно нет смысла создавать объекты базовых классов.

Классификация — это разделение множества объектов на подмножества по сходству или различию в соответствии с принятыми методами. Наследование означает построение новых классов на основе существующих с возможностью добавления или переопределения данных и методов. То есть дочерний класс (узкая категория) полностью включает в себя (наследует) все атрибуты и методы, определенные в родительском классе (общей категории). При этом в дочернем классе могут быть определены дополнительные атрибуты и методы. Например, дочерний класс «круг» будет наследовать от родительского класса «геометрическая фигура» все атрибуты (x, у – координаты центра фигуры, color – цвет фона и т. д.) и все методы (draw() – нарисовать фигуру, move(dx, dy) – переместить фигуру и т. д.), а также иметь дополнительный атрибут (r – радиус).

Наследование является важным инструментом борьбы с размножением сущностей без необходимости. Общая информация не дублируется, указывается только то, что меняется. При этом класс -потомок помнит о своих "корнях".

2. Диаграммы последовательности UML. Основные изобразительные элементы и назначение.

UML – унифицированный язык моделирования (Unified Modeling Language) – это система обозначений, которую можно применять для объектно-ориентированного анализа и проектирования. Его можно использовать для визуализации, спецификации, конструирования и документирования программных систем.

Диаграммы последовательности (sequence diagram) являются видом диаграмм взаимодействия языка UML, которые описывают отношения объектов в различных условиях. Условия взаимодействия задаются сценарием, полученным на этапе разработки диаграмм вариантов использования.

Особенности взаимодействия элементов моделируемой системы могут быть представлены на диаграммах кооперации и последовательности. Диаграммы кооперации используются для спецификации динамики поведения систем, хотя время в явном виде в них отсутствует. Однако временной аспект поведения может иметь существенное значение при моделировании синхронных процессов, описывающих взаимодействие объектов. Именно для этой цели в языке UML используются диаграммы последовательности, которые и станут предметом изучения в настоящей лекции.

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 реализации варианта использования программной системы, достижения бизнес-цели или 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. Для диаграммы последовательности ключевым моментом является именно динамика взаимодействия объектов во времени. 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 (вертикальная линия на диаграмме последовательности, которая представляет существование объекта в течение определенного периода времени.). 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.

Крайним слева на диаграмме изображается объект - инициатор моделируемого процесса взаимодействия. Правее - другой объект, который непосредственно взаимодействует с первым. Таким образом, порядок расположения объектов на диаграмме последовательности определяется исключительно соображениями удобства визуализации их взаимодействия друг с другом.

Данная диаграмма последовательности построена в рамках лабораторной работы №3 дисциплины "Проектирование информационных систем" при помощи онлайн-сервиса PlantUML.

Основные элементы диаграммы последовательности UML

Actor – множество логически связанных ролей в UML, исполняемых при взаимодействии с прецедентами или сущностями (система, подсистема или класс). Актором может быть человек или другая система, подсистема или класс, которые представляют нечто вне сущности. Любые (в том числе и программные) системы проектируются с учётом того, что в процессе своей работы они будут использоваться людьми и/или взаимодействовать с другими системами. Графически актор изображается либо схематическим «человечком», либо символом класса с соответствующим стереотипом. Обе формы представления имеют один и тот же смысл и могут использоваться в диаграммах.

Boundary – Класс-Разграничитель - используется для классов, отделяющих внутреннюю структуру системы от внешней среды (экранная форма, пользовательский интерфейс, устройство ввода-вывода). Объект со стереотипом < отличается от, привычного нам, класса <<Интерфейс>>, который по большей части предназначен для вызова методов класса, с которым он связан. Объект boundary показывает именно экранную форму, которая принимает и передает данные обработчику.

Entity – Класс-сущность - обычно применяется для обозначения классов, которые хранят некую информацию о бизнес-объектах (соответствует таблице или элементу БД).

Control – Класс-контроллер - активный элемент, который используются для выполнения некоторых операций над объектами (программный компонент, модуль, обработчик).

Также одним из основных понятий, связанных с диаграммой последовательности, является Сообщение.

На диаграмме деятельности выделяются сообщения, инициирующие ту или иную деятельность или являющиеся ее следствием. На диаграмме состояний частично показан обмен сообщениями в рамках сообщений инициирующих изменение состояния объекта.

Диаграмма последовательности объединяет диаграмму деятельности, диаграмму состояний и диаграмму классов.

Таким образом, на диаграмме последовательности мы можем увидеть следующие аспекты:

  • Сообщения, побуждающие объект к действию
  • Действия, которые вызываются сообщениями (методы) – зачастую это передача сообщения следующему объекты или возвращение определенных данных объекта
  • Последовательность обмена сообщениями между объектами
    Итак, прием сообщения инициирует выполнение определенных действий, направленных на решение отдельной задачи тем объектом, которому это сообщение отправлено. Сообщение в большинстве случаев (за исключением диаграмм, описывающих концептуальный уровень Системы) это вызов методов отдельных объектов, поэтому для корректного исполнения метода в сообщении необходимо передать какие-то данные и определить, что мы хотим видеть в ответ. При именовании сообщения на уровне проектирования реализации системы в качестве имени сообщения следует использовать имя метода.

В UML различают следующие виды сообщений:

  • синхронное сообщение (synchCall) - соответствует синхронному вызову операции и подразумевает ожидание ответа от объекта получателя. Пока ответ не поступит, никаких действий в Системе не производится.
  • асинхронное сообщение (asynchCall) - которое соответствует асинхронному вызову операции и подразумевает, что объект может продолжать работу, не ожидая ответа.
  • ответное сообщение (reply) – ответное сообщение от вызванного метода. Данный вид сообщения показывается на диаграмме по мере необходимости или, когда возвращаемые им данные несут смысловую нагрузку.
  • потерянное сообщение (lost) – сообщение, не имеющее адресата сообщения, т.е. для него существует событие передачи и отсутствует событие приема
  • найденное сообщение (found) – сообщение, не имеющее инициатора сообщения, т.е. для него существует событие приема и отсутствует событие передачи

Для сообщений также доступен ряд предопределенных стереотипов. Наиболее часто используемые стереотипы это create и destroy.

Сообщение со стереотипом create, вызывает в классе метод, которые создает экземпляр класса. На диаграмме последовательности не обязательно показывать с самого начала все объекты, участвующие во взаимодействии. При использовании сообщения со стереотипом create, создаваемый объект отображается на уровне конца сообщения.

Для уничтожения экземпляра класса используется сообщение со стереотипом destroy, при этом в конце линии жизни объекта отображаются две перекрещенные линии.

При отображении работы с сообщениями иногда возникает необходимость указать некоторые временные ограничения. Например, длительность передачи сообщения или ожидание ответа от объекта не должно превышать определенный временной интервал. Можно указать следующие временные параметры:

  • ограничение продолжительности (Duration Constraint) – минимальное и максимальное значение продолжительности передачи сообщения
  • ограничение продолжительности ожидания между передачей и получением сообщения (Duration Constraint Between Messages)
  • перехват продолжительности сообщения (Duration Observation)
  • временное ограничение (Timing Constraint) – временной интервал, в течение которого сообщение должно прийти к цели (устанавливается на стороне получателя)
  • перехват времени, когда сообщение было отправлено (Timing Observation)


Форма заказа передает данные Менеджеру заказа, при этом передача данных не должна длиться больше 30 сек. – данное ограничение может понадобиться при выявлении требований к быстродействию Системы. Далее получение данных с формы инициирует запуск метода для создания экземпляра класса Заказ. Между получением данных от Формы заказа и инициализацией создания объекта должно пройти не более 30 сек., в противном случае пользователю может быть предоставлено сообщение об ошибке или недоступности сервера. Длительность передачи сообщения о создании объекта может быть зафиксирована в переменной d.

Данное значение может понадобиться при установке временного ограничения на получение ответного сообщения клиентом. В момент передачи сообщения фиксируется временное значение и заносится в переменную t. Таким образом, можно установить ограничение на стороне приемника, указав переменную t в качестве минимального значения и t+<допустимый интервал> в качестве максимального значения.

Вопрос 3. Взаимосвязь вопросов

Наследование является одним из важнейших элементов объектно-ориентированного подхода, позволяющим описывать предметную область проекта с помощью иерархии классов. В такой иерархии классы связаны отношениями наследования, определяющие связи между общими и конкретными классами. В диаграмме последовательностей акторы связаны различного родами отношениями, в том числе и отношениями наследования. Акторы могут наследоваться друг от друга. Это означает, что акторы-наследники наследуют характеристики базовых акторов.

Список использованных источников:

Add a custom footer
Add a custom sidebar
Clone this wiki locally