Prezentacja narzędzi do UML-a

Elżbieta Bajkowska & Adam Warski

Krótki rys historyczny

UML - Unified Modelling Language (www.uml.org)

UML pomaga w specyfikacji, dokumentacji i wizualizacji projektowanych systemów informatycznych. Jego główną część stanowi 12 diagramów:

• Diagramy strukturalne: Klas, Obiektów, Komponentów, Deployment.
• Diagramy zachowania: Przypadków Użycia, Interakcji, Czynności, Współpracy, Statechart.
• Diagramy zarządzania modelami: Pakiety, Podsystemy i Modele.

Jednak poza samymi diagramami z używania UML-a płyną także inne korzyści:

• istnieją narzędzia do automatycznej generacji kodu m.in. w Javie i C++ na podstawie diagramu
• powstało wiele metodologii tworzenia specyfikacji wykorzystujących UML, m.in. RUP
• możliwy jest też reverse-engineering istniejącego kodu - utworzenie na jego podstawie diagramów

Aktualna "oficjalna" specyfikacja UML - 1.5; wkrótce jednak zostanie zastąpione przez poprawioną wersję 2.0.

Pliki do ściągnięcia

Materiały do ćwiczeń i programy (format .tar.gz)
Materiały do ćwiczeń i programy (format .zip)

Dia Diagrams

Strona domowa programu Dia Diagrams

Dołączanie diagramu do pliku tex-owego

• Z menu prawego przycisku na diagramie wybrać "File->Export..."
• Jako "File type" wybrać "Encapsulated Postrscript (.eps)"
• Wybrać katalog i nazwę pliku, zachować

• Dołączyć do dokumentu pakiet graphics, tj. na początku dokumentu wpisać \RequirePackage{graphics}
• W miejscu gdzie ma się pojawić obrazek użyć polecenia: \includegraphics{ścieżka/nazwa.eps}

Diagramy przypadków użycia

	Aktor
	Przypadek użycia
	Powiązania między przypadkami użycia
	Specjalizacja

Ćw.: znajduje się w pliku UseCaseDiagram1.dia. Rozwiązanie można znaleźć tu.

Diagramy czynności

	Stan początkowy/ końcowy
	Czynność
	Rozgałęzienie
	Wykonanie współbieżne
	Powiązanie między czynnościami

Ćw.: znajduje się w pliku ActivityDiagram1.dia. Rozwiązanie można znaleźć tu.

Diagramy klas i dia2code

	Klasa
	Agregacja
	Asocjacja
	Zależność
	Dziedziczenie

Strona domowa programu dia2code: http://dia2code.sourceforge.net/

Program "Dia2code" jest wygodnym narzędziem do automatycznego generowania kodu w Javie, lub innych językach, takich jak C++, na podstawie diagramów klas stworzonych w Dia Diagrams. Zależności między graficznym zobrazowaniem klas, a ich tłumaczeniem na kod są w większości przypadków intuicyjne, najlepiej jednak przyjrzeć się im z bliska i dla kilku eksperymentalnych diagramów wygenerować kod (na naszych zajęciach będzie to kod w języku Java).

./dia2code -h (uzyskanie krótkiej informacji o programie)

Dla poniższych przykładów najwygodniej wywołać ./dia2code -t java -cl < lista aktualnie omawianych klas >

Tworzenie klasy i jej atrybutów

Dla takiego określenia klasy Point został wygenerowany następujący kod:

public class Point {
/** Attributes */
private Float x;
private Float y;
}

Ćw.: spróbuj zmienić nazwy, typ, widoczność, domyślną wartość atrybutów i sprawdź co wygeneruje Dia2code.

Uwaga! Dia pozwala nadać dwum atrybutom identyczne nazwy, a Dia2code wygeneruje nieprawidłowy kod.

2. Klasa złozona z obiektu innej klasy i jej metody

Przedstawiony na rysunku związek oznacza, że klasa Circle składa się (między innymi) z itsCentre (trzeba wpisać odpowiednią rolę w okienku edycji strzałki), które jest obiektem klasy Point. Klasa Circle zawiera również kilka metod.

Obejrzyj wygenerowany kod.

Ćw.: dodaj do Circle metodę publiczną Circumference(): Float.

3. Dziedziczenie

Klasy Circle i Rectangle dziedziczą po abstrakcyjnej klasie Shape (sprawdź jej parametry w Dia). Dodaj klasę Square dziedziczącą po Rectangle.

4. Zależność

Jednym z atrybutów obiektów klasy Window jest obiekt rozbudowanej klasy DrawingContext (zauważ, że kod generowany przy zwykłym związku jest identyczny jak przy agregacji, a co będzie atrybutem czego, jest mniej jasne). Klasa ta składa się również z zera, lub wielu obiektów klasy Shape (krotność nie wpływa na kod, Dia2code nie wie w jaki sposób będziemy przechowywać obiekty Shape).

Argument metody Draw w klasie Shape jest elementem klasy DrawingContext, więc klasa ta powinna coś wiedzieć o klasie DrawingContext. Obrazujemy to przerywaną strzałką (zwróć uwage na kierunek), a Dia2code zrealizuje to przez
import DrawingContext;
w kodzie klasy Shape.

Jak widać korzystanie z programu Dia2code jest rodzajem kompromisu między tym, co chcemy powiedzieć, a tym, co chcielibyśmy wygenerować. Wydaje się jednak, że wygodniej, na przykład używać agregacji zamiast prostych zwiazków, gdyż diagram staje się bardziej czytelny, gdy wiemy jaki kod zostanie dla niego wygenerowany.

Diagramy ERD i program tedia2sql

W dii diagramy ERD można wykonać używając komponentów UML, a następnie za pomocą programu tedia2sql wygenerować z diagramu skrypt zakładający bazę m.in. dla mysqla, oracla i postresql-a.

Interpretacja komponentów UML-owych w kontekście ERD:

		Encje reprezentujemy za pomocą komponentu "Class". Atrybutami encji to atrybuty klasy. Atrybuty tworzące klucz główny to atrybuty klasy z widocznością ustawioną na "protected". Typy pól muszą odpowiadać typom w bazie danych, np. VARCHAR, NUMBER. Jako wartość można podać NOT NULL (wtedy pole nie będzie mogło przechowywać wartości NULL), albo NULL. Można ukryć część klasy odpowiadającą za metody, w opcjach enji odznaczając pole "Operations Visible".
		Relację jeden-do-wielu reprezentujemy za pomocą komponentu agregacji. Jeżeli romb po jednej stronie relacji zamienimy (w wyobraźni oczywiście) na "miotłę", to wszystko stanie się jasne. W właściwościach relacji w pola "Role" należy wpisać które pole z obu encji sobie odpowiadają, czyli które mają się "zgadzać". Pola te muszą mieć te same typy. Opcjonalnie można też nazwać relację - będzie to nazwa wygnereowanego klucza obcego. W pole "Multiplicity" można wpisać krotność: np. 1, 0..*, 1..*.
		Relację jeden-do-jednego reprezentuje się za pomocą komponentu asocjacji. Jedyną zmianą w stosunku do poprzedniego punktu jest to, że dodatkowo trzeba określić kierunek relacji: która encja jest ojcem, a która dzieckiem - pole "Direction" w własnościach relacji.

Główne opcje programu tedia2sql:

• -o plik - plik do którego ma być zapisany wynik
• -t nazwa_bd - nazwa bazy danych, dla której ma być wygenerowany skrypt: oracle, mysql, postgres
• plik.dia - plik z diagramem

Ćw.: w pliku erd.dia jest już gotowy diagram encji. Dodaj do niego encję "Koło" i stwórz odpowiednią relację z samochodem, po czym wygeneruj skrypt do tworzenia bazy danych dla postgresql-a.

Więcej informacji o używaniu programu tedia2sql i wykorzystaniu innych komponentów UML można znaleźć tutaj.

Diagramy interakcji

		Linie życia obiektów tworzymy za pomocą komponentów "Lifeline", co nie wydaje się być bardzo zaskakujące. W jej opcjach możemy dodatkowo dodać znak zniszczenia obiektu.
		Komunikaty reprezentowane są przez komponent "Message". W opcjach można określić jakiego typu jest wysyłany komunikat: może byc to wywołanie metody ("Call"), w tym przypadku należy wpisać jej nazwę. Może to być też powrót rekurencyjny ("Recursive"), albo zwykły ("Return"). Dostępne są też inne opcje.

Przykład diagramu interakcji znajduje się w pliku InteractionDiagram.dia.

Inne informacje o Dia Diagrams

• istnieją narzędzia do generowania diagramu z kodu, jednak ich uruchomienie nie jest łatwe, np. AutoDia
• nie istnieje natomiast (w każdym razie nie udało mi się żadnego znaleźć) narzędzie do weryfikacji diagramów - np. stanów.

Niebezpieczeństwa

Mogłoby się wydawać że UML jest pozbawiony wad, ale oczywiście tak nie jest. Jak każde narzędzie, trzeba je wykorzystywać umiejętnie. Główne zagrożenia:

• Nie można zakładać, że wszyscy zrozumieją nasz diagram tak jak my. Interpreteacji może być tyle ile oglądających do osób.
• To tylko rysunki. Nie zastąpią opisu słownego, ani ustnych konsultacji - nie można na nich za bardzo polegać
• Trzeba uważać, aby za bardzo nie skupić się na dopracowywaniu rysunków, zapominając o istocie projektu. Diagramów jest dużo i wydaje się kuszące żeby je wszystkie wykorzystać - ale czy na pewno są one zawsze potrzebne?

Poseidon

Strona domowa programu Poseidon

• Napisany w Javie, przez co działa na każdej platformie sprzętowej
• Generowanie kodu w Javie (i w wielu innych językach, ale to w wersji professional)
• Eksport diagramów do najbardziej popularnych formatów graficznych
• Możliwość stworzenia 9 diagramów

Bezpłatną wersję "community" można ściągnąć ze strony producenta. Można też uruchomić ją bezpośrednio z przeglądarki.

Rational Rose

Strona programu Rational Rose