Тема 4. Технология создания представлений управляющих информационных систем МЕЖДУНАРОДНЫЙ БАНКОВСКИЙ ИНСТИТУТ

МЕЖДУНАРОДНЫЙ БАНКОВСКИЙ ИНСТИТУТ
INTERNATIONAL BANKING INSTITUTE
Тема 4. Технология создания
представлений управляющих
информационных систем
Рассматриваются
вопросы
моделирования
управляющих
информационных систем на основе стандартного языка моделирования
UML (Unified Modeling Language). Приводится технология моделирования с
помощью CASE-средства Rational Rose.
Цель темы – познакомить студентов со стандартным языком UML для
моделирования бизнес-процессов и структур данных.
Задачи темы:
изучить методику моделирования бизнес-процессов на UML;
изучить методику моделирования структур данных на UML;
научиться применять CASE-средство Rational Rose для построения
моделей бизнес-процессов;
 научиться применять CASE-средство Rational Rose для построения
моделей данных;



Оглавление
1. Изобразительные средства графического языка моделирования UML ................. 1
2. Представление назначения информационной системы ...................................... 4
2.1. Диаграммы представления назначения ...................................................... 5
2.2. Методика создания диаграмм представления назначения с помощью
CASE-средства Rational Rose ........................................................................... 7
3. Логическое представление информационной системы..................................... 13
3.1. Диаграммы логического представления ................................................... 13
3.2. Методика создания диаграмм логического представления с помощью
CASE-средства Rational Rose ......................................................................... 14
Выводы .......................................................................................................... 18
Вопросы для самопроверки .............................................................................. 18
1. Изобразительные средства графического
языка моделирования UML
RUP-технология
предполагает
построение
пяти
представлений
информационной системы. Все вместе они позволяют легко и просто выполнить
реализацию и внедрение системы. Использование пакета Rational Rose и здесь
помогает решить эти задачи автоматизированным методом, вплоть до генерации
кодов программ.
Краткая характеристика представлений системы на языке UML:
Представление назначения – основная часть модели описания системы,
с помощью которой дается характеристика объектов системы (аспектов
использования) с точки зрения пользователей (субъектов).
1
МЕЖДУНАРОДНЫЙ БАНКОВСКИЙ ИНСТИТУТ
INTERNATIONAL BANKING INSTITUTE
Логическое представление – статическая часть модели описания системы,
с помощью которой дается характеристика данных с точки зрения распределения
их между связанными системными объектами.
Компонентное представление – описание структуры и взаимосвязей модулей
реализации системы.
Представление взаимодействия процессов – описание согласованных действий,
относящихся
к взаимодействию
и синхронизации
отдельных
компонентов
системы.
Представление распределения – описание физической архитектуры системы,
распределения ее компонентов в вычислительной сети.
Все представления RUP-технологии основаны на графическом языке
моделирования UML. У него имеется большое число разнообразных условных
графических обозначений (нотаций языка). Все вместе они образуют алфавит
UML.
Из условных обозначений строятся тексты языка – диаграммы UML. Они
собираются в представления так, что каждая диаграмма относится к своему
представлению.
Создание
диаграмм
определяет
процесс
визуального
моделирования
исследуемой системы. Каждая диаграмма позволяет все детальнее описать
систему с самых различных точек зрения.
Диаграммы первых двух представлений системы должны быть построены
менеджером, который непосредственно связан с моделируемым бизнеспроцессом. Он хорошо понимает все тонкости выполняемых действий, понимает,
какие данные должны быть обработаны и т. д.
На рис. 1 показана схема связей между представлениями назначения и
логическим представлением с используемыми в них диаграммами.
Рис. 1. Схема связи диаграмм представлений на UML
ИД – исходные данные,
ПН – представление назначение,
ДП – диаграмма прецедентов,
ДПД – диаграмма последовательности действий,
ДА – диаграмма активности,
ДС – диаграмма состояний,
2
МЕЖДУНАРОДНЫЙ БАНКОВСКИЙ ИНСТИТУТ
INTERNATIONAL BANKING INSTITUTE
ДПР – диаграмма переходов,
ЛП – логическое представление,
ДК – диаграмма классов,
ДТ – диаграмма таблиц,
ПР – программа генерации базы данных
Два использованных на рисунке представления составляют основу моделей
бизнес-процессов. Моделирование начинается с исходных данных для
исследуемых процессов. Затем оно проходит этапы создания представления
назначения и логического представления в виде соответствующих диаграмм.
Заканчивается моделирование программой, с помощью которой создается база
данных в выбранной при этом системе управления базой данных.
Среди нескольких десятков нотаций UML отметим те, которые используются в
представлении назначения и логическом представлении. С их помощью затем
будут построены самые различные диаграммы этих представлений.
Вид графического элемента
Наименование
Назначение
Субъект,
актер,
внешняя сущность
Описывает пользователей,
входные и выходные элементы
Аспект,
действие
Описывает
выполняемые
субъектом действия
прецедент,
Ассоциация, связь
Указывает
участие
субъектов
или
результатов
предыдущих
действий
в
выполнении данного действия
Обобщение
Показывает,
как
ряд
субъектов
или
аспектов
обобщаются в новый субъект
или аспект
Объект
Описывает объект, который
может
выполнять
разнообразные операции
3
МЕЖДУНАРОДНЫЙ БАНКОВСКИЙ ИНСТИТУТ
INTERNATIONAL BANKING INSTITUTE
Операция
между
двумя
объектами
с
длительностью
этой
операции
Указывает операцию между
объектами и время выполнения
операции объектами
Класс
Определяет
совокупность
атрибутов и операций
Класс субъекта
Класс
перенесенный в
классов
из
прецедентов
Класс данных
Класс данных, созданный в
диаграмме классов
субъекта,
диаграмму
диаграммы
Связь
между
классами с указателями
один-ко-многим
Показывает связь
двумя классами
Ассоциативная связь
между классами
Показывает связь между
двумя классами, когда один
класс семантически связан с
другим классом
Агрегативная
между классами
Показывает связь между
двумя классами, когда один
класс является частью другого
класса
связь
между
2. Представление назначения
информационной системы
Представление назначения, или использования (Use case view) предназначено
для описания аспектов, или действий, выполняемых субъектами при сборе, вводе
в компьютеры и обработке данных. Отсюда сразу видно, что речь пойдет о
моделировании бизнес-процессов информационных технологий.
4
МЕЖДУНАРОДНЫЙ БАНКОВСКИЙ ИНСТИТУТ
INTERNATIONAL BANKING INSTITUTE
2.1. Диаграммы представления назначения
В представлении назначения могут быть построены следующие диаграммы:
 диаграмма прецедентов;
 диаграмма последовательности действий;
 диаграмма переходов и другие.
Каждое представление строится из диаграмм, которые используют свои
нотации (обозначения). Для диаграммы прецедентов применяются следующие
нотации:
субъект;
аспект;
ассоциация;
обобщение.
Примеры обобщения показаны на рис. 2. Это сильный инструмент построения
диаграмм.




Рис. 2. Обобщения аспектов и субъектов
С помощью указанных нотаций RUP-технологии строятся различные
диаграммы, в частности диаграмма прецедентов. Известно, что прецедент – это
случай, имевший раньше место и служащий примером для последующих случаев
подобного рода. В UML под прецедентом следует понимать вариант
использования. Имеется в виду вариант использования как сценарий,
описывающий взаимодействие пользователей и системы.
Диаграмма прецедентов дает самое первое и достаточно общее описание
системы. На рис. 3 показан пример диаграммы прецедентов системы розничной
торговли. Видно, как происходит обобщение
 покупателей в магазине и у телефона дома,
 продавцов в торговом зале и развозящих товар по домам,
 учета товаров в магазине и купленных товаров.
Диаграмма имеет общий вид, так как в ней использованы очень крупные
аспекты
 покупает товар,
 учитывает товары,
 развозит товар.
Поэтому целесообразно строить сначала диаграмму общего вида, а затем
детализировать каждый аспект своей диаграммой прецедентов. Получится
5
МЕЖДУНАРОДНЫЙ БАНКОВСКИЙ ИНСТИТУТ
INTERNATIONAL BANKING INSTITUTE
совокупность диаграмм, которые вместе дают требуемое подробное описание
системы.
Рис. 3. Диаграмма прецедентов системы розничной торговли
Таким образом, диаграммы прецедентов – это первый шаг в описании системы
в представлении использования. Следующие шаги здесь связаны с построением
диаграммы последовательности действий. Ее внешний вид уже не так прост, как
диаграммы прецедентов. Используемые нотации не совсем наглядны. Зато
диаграммы последовательности действий показывают порядок работ в системе,
приводящих
к
изменению
ее
состояний.
Подробно
с
диаграммами
последовательности действий можно познакомиться в одной из известных в RUPтехнологии работ.
Диаграмма последовательности действий использует следующие нотации:
 объект, выполняющий различные операции;
 операции между объектами.
Если для построения диаграммы последовательности действий использовать
субъекты Продавец и Чек из диаграммы прецедентов, изображенной на рис. 3, то
можно получить диаграмму вида, показанного на рис. 4.
6
МЕЖДУНАРОДНЫЙ БАНКОВСКИЙ ИНСТИТУТ
INTERNATIONAL BANKING INSTITUTE
Рис. 4. Диаграмма последовательности переходов
Диаграмма переходов использует те же нотации, что и диаграмма
последовательности действий. Она строится автоматически, и для рассмотренного
примера диаграммы последовательности действий будет иметь вид, показанный
на рис. 5.
Рис. 5. Диаграмма переходов
2.2. Методика создания диаграмм представления
назначения с помощью CASE-средства Rational Rose
CASE-средство Rational Rose позволяет создавать все диаграммы всех
представлений системы на языке UML. Методика построения диаграмм
представления назначения системы определяет следующие операции.
Подготовка моделирования

Запуск Rational Rose происходит с помощью Главного меню Windows.
7
МЕЖДУНАРОДНЫЙ БАНКОВСКИЙ ИНСТИТУТ
INTERNATIONAL BANKING INSTITUTE
 Определение имени модели как mdl-файла осуществляется с помощью
контекстного меню для имени модели. Сохранение файла должно быть выполнено
там, где будет храниться модель системы.
 Определение имени представления назначения моделируемой системы
осуществляется с помощью контекстного меню для представления Main.
8
МЕЖДУНАРОДНЫЙ БАНКОВСКИЙ ИНСТИТУТ
INTERNATIONAL BANKING INSTITUTE
Создание диаграммы прецедентов
 Построение субъектов с помощью кнопки Actor.
 Обобщение с помощью кнопки Generalization.
 Построение аспектов с помощью кнопки Use Case View.
9
МЕЖДУНАРОДНЫЙ БАНКОВСКИЙ ИНСТИТУТ
INTERNATIONAL BANKING INSTITUTE
Создание диаграммы последовательности действий
1.
Определение имени диаграммы последовательности действий с помощью
контекстного меню для Use Case View.
10
МЕЖДУНАРОДНЫЙ БАНКОВСКИЙ ИНСТИТУТ
INTERNATIONAL BANKING INSTITUTE
2.
Перенос из диаграммы прецедентов в диаграмму
действий требуемых субъектов.
3.
Создание новых объектов.
4.
Определение операций между объектами диаграммы.
11
последовательности
МЕЖДУНАРОДНЫЙ БАНКОВСКИЙ ИНСТИТУТ
INTERNATIONAL BANKING INSTITUTE
Создание диаграммы переходов с помощью клавиши F5
12
МЕЖДУНАРОДНЫЙ БАНКОВСКИЙ ИНСТИТУТ
INTERNATIONAL BANKING INSTITUTE
3. Логическое представление
информационной системы
Логическое
представление
системы
дает
представление
о
статике
взаимосвязанных данных. Существует большое количество специальных понятий
для построения разнообразных диаграмм логического представления.
3.1. Диаграммы логического представления
В логическом представлении могут быть построены следующие диаграммы:
 диаграмма классов;
 диаграмма таблиц.
Для диаграммы классов применяются следующие нотации:
класс,
субъектов из диаграммы прецедентов,
данных для этих субъектов,
ассоциативная связь,
агрегативная связь.
Ограничимся понятием класса как совокупности определенных данных,
организованных по атрибутам. Пример класса субъекта Продавец и класса его
данных показан на рис. 6.





Рис. 6. Классы субъекта Продавец
Между классами данных задаются связи или отношения. К статическим
отношениям между классами относятся ассоциации:





1 – обязательная, однозначная связь;
n – обязательная определенная связь;
0..1 – необязательная, однозначная связь;
0..* – необязательная, многозначная связь;
1..* – обязательная, многозначная связь.
Например, между классами Сведения о продавце и Сведения о покупателе
может быть установлена связь обязательная, определенная связь с двух сторон
или связь многие-ко-многим. На рис. 7 показана получающаяся при этом
диаграмма классов. Из рисунка следует, что один продавец может обслуживать
многих покупателей, а один покупатель может обратиться ко многим продавцам с
просьбой обслуживания его заявок в разные даты.
В результате возникает необходимость разрешения связи многие-ко-многим.
Решить эту задачу можно автоматически с помощью CASE-средства Rational Rose.
13
МЕЖДУНАРОДНЫЙ БАНКОВСКИЙ ИНСТИТУТ
INTERNATIONAL BANKING INSTITUTE
Рис. 7. Пример диаграммы классов
3.2. Методика создания диаграмм логического
представления с помощью CASE-средства Rational
Rose
Методика
построения
диаграмм
определяет следующие операции:
логического
представления
системы
Создание диаграммы классов
1.
Определение имени логического представления моделируемой системы.
2.
Перенос из Проводника модели субъектов, которые будут рассматриваться
как классы субъектов.
14
МЕЖДУНАРОДНЫЙ БАНКОВСКИЙ ИНСТИТУТ
INTERNATIONAL BANKING INSTITUTE
3.
Построение классов с новыми сущностями (entity). Сведения о субъекте и
Документ, которые в окне спецификаций, во вкладке Detail сделаны устойчивыми
классами данных (Persistent).
4.
Определение связи между классами сущностями.
Создание схемы данных
1.
С помощью контекстного меню в логическом представлении (Logical View)
создать новый пакет (Package) База данных.
2.
Перенести в него сущности диаграммы классов.
3.
Для кодов каждой сущности с помощью контекстного меню командой Data
Modeler / Par of Object Identity определить ключевой атрибут сущности.
4.
С помощью контекстного меню в компонентном представлении (Component
View) командой Data Modeler / New / Database создать базу данных DB_0.
5.
В окне спецификаций для DB_0, в поле Target задать ANSI SQL.
6.
С помощью контекстного меню в пакете База данных командой Data Modeler
/ Trasform to Data Model вызвать диалоговое окно и установить в поле Target
Database значение DB_0.
7.
С помощью контекстного меню в пакете Schemas S_0 командой Data Modeler
/ New / Data Model Diagram создать новую диаграмму.
8.
Перенести в новую диаграмму созданные таблицы базы данных.
9.
С помощью контекстного меню в пакете Schemas S_0 командой Data Modeler
/Forward Engineer вызвать Мастера генерации программы и выполнить его
указания.
15
МЕЖДУНАРОДНЫЙ БАНКОВСКИЙ ИНСТИТУТ
INTERNATIONAL BANKING INSTITUTE
Получение диаграммы таблиц схемы данных
В результате выполнения действий предыдущей операции автоматически будет
получена диаграмма таблиц, которая описывает схему данных соответствующей
базы данных.
Построение программы генерации базы данных
В результате действий Мастера генерации программ будет создан текстовый
файл:
16
МЕЖДУНАРОДНЫЙ БАНКОВСКИЙ ИНСТИТУТ
INTERNATIONAL BANKING INSTITUTE
Реализация схемы данных в стандарте MS Access
Схему данных в СУБД MS Access можно реализовать с помощью запросов, в
которых последовательно друг за другом выполняются SQL-операторы
приведенной программы.
17
МЕЖДУНАРОДНЫЙ БАНКОВСКИЙ ИНСТИТУТ
INTERNATIONAL BANKING INSTITUTE
Выводы
1.
Язык моделирования UML является графическим языком с большим набором
изобразительных средств.
2.
Представление назначения моделируемой системы позволяет получить
полное описание бизнес-процесса в виде соответствующих диаграмм.
3.
Диаграммы представления назначения включают описание субъектов
системы, выполняющих определенные действия во времени и пространстве.
4.
Диаграммы представления просто и наглядно строятся в CASE-средстве
Rational Rose.
5.
Логическое представление моделируемой системы позволяет получить
полное описание обрабатываемых данных.
6.
Диаграммы логического представления моделируют структуры данных с
различных точек зрения.
7.
CASE-средство Rational Rose позволяет на основе диаграмм логического
представления получить программу генерации базы данных в выбранной СУБД.
Вопросы для самопроверки
1.
Зачем нужны модели информационных систем?
2.
Какие задачи решает язык моделирования UML?
3.
Какие задачи решают представления исследуемой системы?
4.
Что такое представление назначения системы?
5.
Зачем нужно представление назначения системы?
6.
Зачем нужна диаграмма прецедентов?
7.
Что такое субъект в диаграмме прецедентов?
8.
Что такое аспект в диаграмме прецедентов?
9.
Что такое обобщение в диаграмме прецедентов?
10.
Что такое ассоциация в диаграмме прецедентов?
11.
Зачем нужна диаграмма последовательности действий?
12.
Что такое операция в диаграмме последовательности действий?
13.
Зачем нужна диаграмма переходов?
14.
Как строятся диаграммы представления назначения в CASE-средстве
Rational Rose?
15.
Что такое логическое представление системы?
16.
Что такое диаграмма классов?
17.
Какие нотации используются в диаграмме классов?
18.
Что такое класс?
19.
Какие классы используются в диаграмме классов?
20.
Какие связи возможны между классами?
21.
Как строятся диаграммы логического представления в CASE-средстве
Rational Rose?
18