Введение
ациональный унифицированный процесс (Rational Unified Process, RUP) - одна из спиральных методологий разработки программного обеспечения. Методология поддерживается компанией Rational Software, обновление продукта происходит примерно дважды в год. В качестве языка моделирования в общей базе знаний используется язык Unified Modelling Language (UML).
Итерационная разработка программного обеспечения в RUP предполагает разделение проекта на несколько мелких проектов, которые выполняются последовательно, и каждая итерация разработки четко определена набором целей, которые должны быть достигнуты в конце итерации. Конечная итерация предполагает, что набор целей итерации должен в точности совпадать с набором целей, указанных заказчиком продукта, то есть все требования должны быть выполнены.
RUP достаточно хорошо формализован, и наибольшее внимание уделяется начальным стадиям разработки проекта - анализу и моделированию. Таким образом, эта методология направлена на снижение коммерческих рисков (risk mitigating) посредством обнаружения ошибок на ранних стадиях разработки. Технические риски (assesses) оцениваются и «расставляются» согласно приоритетам на ранних стадиях цикла разработки, а затем пересматриваются с течением времени и с развитием проекта в течение последующих итераций. Новые цели появляются в зависимости от приоритетов данных рисков. Релизы версий распределяются таким образом, что наиболее приоритетные риски устраняются первыми.
Процесс предполагает эволюционирование моделей; итерация цикла разработки однозначно соответствует определенной версии модели программного обеспечения. Каждая из итераций (workflow) содержит элементы управления жизненным циклом программного обеспечения: анализ и дизайн (моделирование), реализация, интегрирование, тестирование, внедрение. В этом смысле RUP является реализацией спиральной модели, хотя довольно часто изображается в виде графика-таблицы. Ниже мы приведем основные компоненты процесса.
Для успешного процесса разработки необходимы три составляющие (рис. 1): процесс (process), нотация (notation) и набор утилит (tools). Процесс описывает, что мы делаем, в каком порядке и каким образом; нотация является средством общения; набор утилит помогает автоматизировать процесс и управлять им.
Рис. 1. Треугольник успеха
В RUP представлены все три компонента. Сначала рассмотрим функции нотации, которые производят следующие действия:
Осуществляет «склеивание» процесса в единое целое;
Является языковым средством принятия решений, которые не очевидны из исходного кода;
Предоставляет семантику для отображения важных стратегических и тактических решений;
Предлагает форму, достаточную для того, чтобы размышлять, а потом принимать решения и средства автоматизации процесса для того, чтобы манипулировать формализованными данными.
Фактически нотация охватывает разработку программного обеспечения, начиная с анализа и заканчивая внедрением продукта. Нотация в случае RUP–UML - формальное языковое средство описания процесса (об UML речь пойдет ниже). Далее рассмотрим структуру процесса, а также приведем набор утилит, используемых в процессе управления разработкой проекта согласно RUP.
Структура RUP
UP предоставляет структурированный подход к итерационной разработке программного обеспечения, подразделяя процесс на четыре основные фазы во времени (milestones): Inception (исследование, начало), Elaboration (уточнение плана), Construction (конструирование, построение) и Transition (переход, развертывание). К сожалению, в русском языке нет установившейся терминологии, поэтому в дальнейшем мы будем использовать английские термины, сопровождая их переводом на русский язык. На рис. 2 представлено широко распространенное изображение фаз RUP. Целями каждой из данных фаз являются:
Inception понимание, что мы создаем. Фаза сбора информации и анализа требований, определение образа проекта в целом;
Elaboration понимание, как мы это создаем. Фаза анализа требований и проектирования системы, планирование необходимых действий и ресурсов, спецификация функций и особенностей дизайна;
Construction создание бета-версии продукта. Основная фаза разработки и кодирования, построение продукта как восходящей последовательности итераций (версий кода);
Transition создание конечной версии продукта. Фаза внедрения продукта, поставка продукта конкретному пользователю.
Рис. 2. Фазы RUP
Это фазы управления эволюцией продукта - итерациями жизненного цикла. RUP предполагает приближение к конечной цели, но, в отличие от классического стандарта ISO (методология «водопад»), где transition является конечной фазой, каждая из фаз может повторяться несколько раз, отражая изменение требований заказчика продукта.
Методология RUP основана на девяти основных потоках (workflow), являющихся элементами итерации жизненного цикла ПО:
Business modeling (бизнес-анализ) - предполагает анализ требований на данной итерации жизненного цикла, определение желаемых параметров системы и нужд пользователей;
Requirements (требования) формализация образа системы. Предполагает сбор требований и управление требованиями, перевод требований в функциональные спецификации. Здесь начинается анализ прецедентов и построение use cases (пользовательских историй) формальное отображение требований пользователя в UML. Результатом являются документы уровня менеджмента;
Analysis and design (анализ и моделирование) - предполагает перевод собранных требований в формализованную программную модель. Результатом является описание системы на фазе реализации (технический проект) - это документы уровня разработчиков системы. Язык формализации - Unified Modelling Language (UML), о котором речь пойдет ниже. В процессе итеративной разработки эволюционировать будет продукт именно этого потока - модель проекта. Все изменения привязываются в RUP непосредственно к моделям, а средства автоматизации и довольно гибкий язык моделирования позволяют управлять данным процессом более или менее безболезненно в плане затрат времени и ресурсов. Здесь имеется в виду тот факт, что результатом разработки является не модель, а исполняемый код, поэтому заказчик обычно не очень любит платить за моделирование, так как модели не являются продуктом, который ему нужен);
Implementation (реализация, кодирование) - предполагает собственно написание кода. Элементы кода в RUP уже созданы на этапе анализа и дизайна, так как средство реализации UML - Rational Rose - позволяет создавать элементы кода на нескольких языках программирования. Методология - объектно-ориентированное программирование;
Test (тестирование) предполагает тестирование продукта на данной итерации. Стоит специально отметить, что regression testing (возвратное тестирование, тестирование «неухудшения» продукта) в данном случае должно содержать все актуальные тесты от предыдущей итерации и приемосдаточные тесты от предыдущей transition-фазы;
Deployment (внедрение) предполагает установку продукта на полигоне заказчика, подготовку персонала, запуск системы плюс приемо-сдаточные испытания, подготовка стандартов упаковки и распространения продукта, передача материалов отделу продаж (действия опциональны в зависимости от специфики продукта).
Приведенные выше элементы не являются новыми в плане жизненного цикла разработки ПО, поскольку имеют место практически в любой методологии - возможно, за исключением XP (где они, тем не менее, представлены в весьма оригинальном виде). Особенностью реализации RUP являются временные акценты, а именно - на каких итерациях будут доминировать те или иные потоки, а также наличие универсального языка и набора утилит, позволяющего описывать процесс разработки. Как мы видим на рис. 2, на начальных этапах эволюции продукта основное внимание уделяется формализации проекта (анализ, моделирование), что направлено на сокращение коммерческих рисков и снижение стоимости ошибок дизайна. Когда картина более или менее ясна, начинаются собственно разработка, тестирование и, наконец, внедрение продукта.
Preliminary interna это фактически документы, выпускаемые техническим советом для менеджеров предприятия. Основная цель начальных этапов заключение контракта или соглашения о намерениях. Дальнейшие итерации собственно начало работы коллектива разработчиков, который имеет время и ресурсы для построения формальных моделей. UML в данном случае имеет средства, позволяющие отображать модель на элементы кода. Например, дерево объектов отображается непосредственно, вариации зависят от мощности реализации выбранного разработчиками языка программирования, а также от совпадения взглядов Г.Буча и разработчиков данного языка на объектную модель. То же самое относится к методам.
Теперь рассмотрим элементы, касающиеся поддержки продукта, - core supporting workflows:
Configuration management (управление конфигурацией и изменениями) - мощный слой административных действий, направленных на управление версиями продукта, что предполагает контроль исходного кода (модели, исполняемых модулей, тестов, документации), контроль версий продукта, корпоративные стандарты разработки кода и документации, отслеживание изменений и ошибок (bug tracking); тесно связан с тестированием и поддержкой пользователей (customers support);
Management (управление проектом) - предполагает набор административных действий управления проектом согласно идеологии RUP, используются средства управления проектом (см. ниже список продуктов Rational);
Environment (окружение) предполагает создание и поддержку средств анализа, проектирования, разработки, тестирования (как программное, так и аппаратное обеспечение).
Итеративная разработка;
Управление требованиями;
Использование модульных архитектур;
Визуальное моделирование;
Проверка качества;
Отслеживание изменений.
Практики не являются непосредственно частью процесса RUP, но настоятельно рекомендованы к использованию. Часть практик прямо вытекает из идеологии RUP. Так, итеративная разработка заложена в структуру RUP, поскольку этот процесс является одной из реализаций «спирали». Управление требованиями в RUP появляется на самых ранних стадиях анализа. Теоретически модульная архитектура позволяет повторно использовать код, и система получается более гибкой. В силу того что UML является объектным языком, игнорировать модульность можно, но… несколько затруднительно. Визуальное моделирование позволяет эффективно бороться с возрастающей сложностью систем. Кроме того, модели являются средствами коммуникации между разработчиками, но для этого разработчики должны говорить на UML, что предполагает определенный тренинг. Визуальное моделирование часто осуществляется с помощью инструмента Rational Rose, что позволяет получать набор весьма полезных документов для менеджеров, системных администраторов, разработчиков, тестировщики, генерировать элементы кода. Данное средство не является единственной реализацией UML - доступны как коммерческие альтернативы (например, Microsoft Visio), так и бесплатные. Следует отметить, что диалекты UML, реализованные в средствах моделирования, не всегда совпадают: диалект Rational имеет некоторые серьезные различия, описанные как в документации, так и в книгах по UML.
Продукты, поддерживающие RUP
иже перечислены самые известные продукты, поддерживающие Rational Unified Process:
Rational Rose CASE-средство визуального моделирования информационных систем, имеющее возможности генерирования элементов кода. Специальная редакция продукта Rational Rose RealTime позволяет на выходе получить исполняемый модуль;
Rational Requisite Pro средство управления требованиями, позволяющее создавать, структурировать, устанавливать приоритеты, отслеживать, контролировать изменения требований, возникающие на любом этапе разработки компонентов приложения;
Rational ClearQuest продукт для управления изменениями и отслеживания дефектов в проекте (bug tracking), тесно интегрирующийся со средствами тестирования и управления требованиями и представляющий собой единую среду для связывания всех ошибок и документов между собой;
Rational SoDA продукт для автоматического генерирования проектной документации, позволяющий установить корпоративный стандарт на внутрифирменные документы. Возможно также приведение документации к уже существующим стандартам (ISO, CMM);
Rational Purify, Rational Quantify Rational PureCoverage, - средства тестирования и отладки:
Rational Purify весьма мощное средство поиска ошибок на run-time для разработчиков приложений и компонентов, программирующих на C/C++,
Rational Visual Quantify средство измерения характеристик для разработчиков приложений и компонентов, программирующих на C/C++, Visual Basic и Java; помогает определять и устранять узкие места в производительности ПО,
Rational Visual PureCoverage - автоматически определяет области кода, которые не подвергаются тестированию;
Rational ClearCase продукт для управления конфигурацией программ (Rational’s Software Configuration Management, SCM), позволяющий производить версионный контроль всех документов проекта. С его помощью можно поддерживать несколько версий проектов одновременно, быстро переключаясь между ними. Rational Requisite Pro поддерживает обновления и отслеживает изменения в требованиях для группы разработчиков;
SQA TeamTest средство автоматизации тестирования;
Rational TestManager система управления тестированием, которая объединяет все связанные с тестированием инструментальные средства, артефакты, сценарии и данные;
Rational Robot инструмент для создания, модификации и автоматического запуска тестов;
SiteLoad, SiteCheck средства тестирования Web-сайтов на производительность и наличие неработающих ссылок;
Rational PerformanceStudio - измерение и предсказание характеристик производительности систем.
Артефакты и роли
еотъемлемую часть RUP составляют артефакты (artefact), прецеденты (precedent) и роли (role). Артефакты - это некоторые продукты проекта, порождаемые или используемые в нем при работе над окончательным продуктом. Прецеденты - это последовательности действий, выполняемых системой для получения наблюдаемого результата. Фактически любой результат работы индивидуума или группы является артефактом, будь то документ анализа, элемент модели, файл кода, тестовый скрипт, описание ошибки и т.п. За создание того или иного вида артефактов отвечают определенные специалисты. Таким образом, RUP четко определяет обязанности каждого члена группы разработки на том или ином этапе, то есть когда и кто должен создать тот или иной артефакт. Весь процесс разработки программной системы рассматривается в RUP как процесс создания артефактов - начиная с первоначальных документов анализа и заканчивая исполняемыми модулями, руководствами пользователя и т.п. Ниже приведен набор артефактов (моделей, документов и т.п.) для каждого из потоков.
Business modeling
Модель бизнес-процессов определение бизнес-требований к разрабатываемой системе;
Модель структуры предприятия - артефакт для разработки функциональной модели системы;
Модели документов, бизнес-сущностей, модели сценариев бизнес-функций, модели состояний бизнес-сущностей - для проектирования пользовательского интерфейса, БД системы; представляют собой описание статического и динамического состояний системы с различных точек зрения;
Модели бизнес-правил артефакт используется для моделирования правил в ПО.
Артефакты-документы используются RequisitePro, SoDA, текстовые процессоры, Microsoft Project:
Оценка организации заказчика, структура бизнеса;
Словарь терминов предметной области;
Набор бизнес-правил;
Коммерческое предложение;
Спецификации бизнес-функций;
План работ на этапе бизнес-моделирования;
Запросы на изменение.
Requirements
Артефакты-модели используется Rational Rose:
Модель функции системы;
Модель сценариев функций системы;
Модель интерфейсов пользователя;
Модель сценариев работы пользователя системы;
Модель выходных форм;
Модель правил системы.
План управления требованиями;
Словарь терминов системы;
Спецификация на программную систему;
Спецификация на функции системы;
Правила системы;
Запросы заинтересованных лиц;
План работ на этапе определения требований к системе;
Запросы на изменение.
Analysis and design
Артефакты-модели используется Rational Rose:
Логическая модель данных;
Физическая модель данных;
Модель спецификаций компонентов системы;
Сценарии взаимодействия классов, реализующих компоненты системы.
Артефакты-документы используются RequisitePro, SoDA, текстовые процессоры, MS Project:
Архитектура программного обеспечения;
Спецификации программных компонентов;
План работ на этапе анализа и проектирования;
Запросы на изменение.
Implementation
Артефакты-модели используется Rational Rose:
Компонентная модель приложения.
Артефакты-код используются Rational Rose, средства программирования, текстовые процессоры:
Элементы генерации кода, полученные в Rational Rose;
Собственно код приложения;
Документация.
Артефакты-документы используются RequisitePro, SoDA, текстовые процессоры, MS Project:
План сборки приложения;
План работ на этапе реализации.
Test
Артефакты-модели используется Rational Rose:
Модель тестовых примеров;
Функциональная модель тестовой программы;
Модель спецификации компонентов тестовой программы;
Сценарии взаимодействия классов, реализующих взаимодействие компонентов тестовой программы.
Описание тестовых примеров;
План тестирования;
План работ на этапе тестирования;
Запросы на изменение.
Реализация тестирования Quantify, Purify, PureCoverage, Robot, SiteLoad, SiteCheck.
Deployment
Артефакты-модели используется Rational Rose:
Модель размещения описание размещения компонентов по узлам обработки.
Артефакты-документы используются SoDA, текстовые процессоры, MS Project:
Обучающие материалы;
Документы по инсталляции;
Описание версий системы;
План внедрения.
Следующая статья данного цикла будет посвящена языку Unified Modelling Language (UML).
Документирование Тестирование Agile ( , Lean , Scrum , FDD и др.) Cleanroom OpenUP RAD RUP MSF DSDM TDD BDD Конфигурационное управление Управление проектами Управление требованиями Обеспечение качестваUnified Process активно использует унифицированный язык моделирования (UML ). В ядре UML лежит модель, которая позволяет команде разработке в упрощённом виде понять многообразие сложных процессов, необходимых для разработки программного обеспечения. Различные модели, используемые в Unified Process , позволяют визуализировать систему, описать её структуру и поведение, задокументировать принимаемые в процессе разработки решения .
История возникновения
Истоки фреймворка лежат в работах сотрудника Ericsson Ивара Якобсона , опубликованных в конце 1960-х годов. Якобсон и его коллеги моделировали огромные телекоммуникационные системы с использованием слоёв «блоков» (того, что позднее стало называться «компонентами»): нижние слои служили основанием для подсистем из верхних слоёв. Команда строила нижние блоки путём рассмотрения «дорожных происшествий» (англ. traffic cases ), которые могли произойти с пользователями системы. Именно эти «происшествия» стали прообразом сценариев использования (англ. use cases ), вошедших позднее в состав UML . Работы Якобсона также послужили толчком для создания диаграмм, используемых в UML , включая диаграммы деятельности и последовательности .
В 1987 году Якобсон основал собственную компанию Objectory AB и совместно с партнёрами провёл несколько лет, разрабатывая проект и продукт под названием Objectory . В 1995 году Якобсон публикует книгу «Object-Oriented Software Engineering », описывающую процесс разработки, движущей силой которого являются требования клиента, трансформируемые в конечный продукт с помощью сценариев использования. Выход книги совпал с первой публикацией онлайн-версии ядра Unified Process .
В 1995 году компанию Objectory AB поглощает корпорация Rational . С помощью значительно возросшего количества коллег, Якобсон приступает к расширению процесса Objectory , дополняя его инструментами для управления проектами и разработки. Наряду с Гради Бучем и Джеймсом Рамбо , работавшими в Rational ранее, Якобсон становится участником группы «трёх амиго» , возглавивших работы по созданию процесса, получившего название Rational Objectory Process (ROP ), а также распространению Unified Process , ставшего основой для Unified Modelling Language .
В процессе работы над ROP и UML , корпорация Rational продолжала слияния и поглощения компаний, занимающихся созданием инструментов для разработки программного обеспечения. Эти инструменты обеспечили возможность управления требованиями («RequisitePro»), общего тестирования («SQA»), тестирования производительности, управления конфигурациями и управления изменениями. В 1998 году Rational изменяет название продукта на RUP , концептуальным ядром которого остаётся Unified Process .
Характеристики
Unified Process основан на сценариях использования , описывающих одно или несколько действующих лиц, взаимодействующих с системой и получающих результаты, представляющие ценность для участников процесса. Именно сценарии использования являются основной движущей силой, управляющей всем процессом разработки, начиная со сбора и обсуждения требований, и заканчивая анализом, дизайном и имплементацией. Сценарии использования описываются простым и понятным языком, так, чтобы быть понятным стороннему читателю.
Согласно Unified Process , в центре процесса разработки лежит архитектура - фундаментальная организация всей системы. Она может включать в себя статические и динамические элементы, их взаимодействие, и позволяет решать вопросы эффективности работы продукта, расширяемости, возможности переиспользования элементов, помогать преодолеть экономические и технические ограничения. Проектная команда начинает работу над описанием архитектуры как можно раньше, и в процессе разработки постоянно расширяет и улучшает его. Архитектура считается важным аспектом Unified Process по ряду причин, ключевыми из которых являются возможность увидеть полную картину происходящего, правильное приложение усилий разработчиков, фасилитация возможностей по переиспользованию компонентов, развитие системы, правильный подбор сценариев использования.
Третьим фундаментальным принципом Unified Process является использование итеративного и инкрементного подхода . Итерациями называются миниатюрные проекты, которые позволяют запустить более новую версию системы. Результат итерации, изменения, внесённые в систему, называются инкрементом. В частности, итеративный подход позволяет последовательно улучшать архитектуру системы, обрабатывать постоянные изменения требований, гибко подстраивать план всего проекта. Приверженность принципу непрерывной интеграции позволяет выявлять возможные проблемы на ранней стадии. Помимо этого, итеративность помогает минимизировать риски, связанные с техническими ограничениями, архитектурой и изменяющимися требованиями .
Фазы разработки
Относительный размер фаз разработки для типичного проекта
Каждый цикл разработки, согласно Unified Process , состоит из четырёх фаз, представляющих собой промежуток времени между важными вехами проекта, позволяющими руководителям принять важные решения относительно продолжения процесса разработки, объёма работ, бюджета и расписания.
Разновидности рабочего процесса
Внутри Unified Process в каждой из фаз разработки выделяются пять разновидностей рабочих процессов: требования, анализ, дизайн, имплементация и тестирование.
Каждый процесс представляет собой набор работ, выполняемых различными членами проектной команды. Так, целью процессов по сбору требований является создание модели сценариев использования, позволяющих выявить основные функциональные требования к системе. Процессы анализа и соответствующая модель позволяет разработчикам структурировать функциональные требования; процесс дизайна описывает физическую реализацию сценариев использования, и является абстракцией для следующей модели. Процесс и модель имплементации описывают, как элементы дизайна соотносятся с компонентами программного обеспечения, включающими исходный код, динамические библиотеки и пр. Последняя из моделей, описывающая тестирование, поясняет, какие системные тесты и юнит-тесты и как должна выполнять команда разработки .
Итерации и инкременты
Каждая из фаз, описанных в Unified Process, состоит из итераций , представляющих собой миниатюрные под-проекты ограниченной длительности. Как правило, каждая итерация включает в себя все пять элементов рабочего процесса в той или иной степени. Результатом итерации является инкремент , релиз, содержащий в себе улучшения по сравнению с предыдущей версией продукта.
Rational Unified Process (RUP ) – одна из лучших методологий разработки программного обеспечения, созданная в компании Rational Software . Основываясь на опыте многих успешных программных проектов, Унифицированный процесс позволяет создавать сложные программные системы, основываясь на индустриальных методах разработки. Одним из основных столпов, на которые опирается RUP , является процесс создания моделей при помощи унифицированного языка моделирования (UML ). Эта статья о применении диаграмм UML в рабочем процессе разработки программных систем по методологии Rational Software .
Ни для кого не секрет, что создание программного обеспечения – это сложный процесс, который, с одной стороны, имеет много общего с творчеством, а с другой, – хотя и высокодоходный, но и высокозатратный бизнес. Жестокая конкуренция на рынке вынуждает разработчиков к поискуболее эффективных методов работы. Путей создания программных систем в еще более короткие сроки, с меньшими затратами и лучшим качеством. Сложность программ постоянно увеличивается. Еще недавно программные продукты могли быть созданы в обозримые сроки одиночками или, например, в IT -отделе автоматизируемого предприятия.
Сейчас же одиночкам, создающим программы «на коленке» остается область небольших утилит и различных модулей расширения «тяжелых» программных продуктов. Будущее за индустриальным подходом к созданию ПО. В 1913 году Генри Форд запустил первый автомобильный конвейер, а в 90-х аналогичный конвейер стал применяться в сфере IT -технологий. Командная разработка требует совсем другого подхода и другой методологии, которая рано или поздно должна была быть создана.
Корпорация Rational Software (http ://www .rational .com ) выпустила на рынок структурированную базу знаний под названием Rational Unified Process (RUP ), которая представляет собойнабор исчерпывающих рекомендаций для создания практически любых программных продуктов. Вобрав в себя опыт лучших разработок, RUP подробно рассказывает когда, кто и что должен делать в проекте, чтобы в результате получить программную систему с установленные сроки, с определенной функциональностью и в рамках отведенного бюджета.
Унифицированный процесс можно представить как сумму различных видов деятельности компании-разработчика, необходимых для перевода требований заказчика в программную систему. Систему, которая давала бы «значимый результат» пользователям и выполняла бы именно то, что они от системы ожидают. Поэтому процесс управляется вариантами использования (Use Case ) системы, или иначе –прецедентами.
Для реализации требований заказчика в установленные сроки, Унифицированный процесс разделяется на фазы, которые состоят из итераций, поэтому процесс еще называют итеративным и инкрементным. Каждая итерация проходит цикл основных работ и подводит разработчиков к конечной цели: созданию программной системы. В ходе итераций создаются промежуточные артефакты, которые требуются для успешного завершения проекта и вариант программной системы, который реализует некоторый набор функций, увеличивающийся от итерации к итерации. Фазы и основные потоки работ процесса показаны на рис. 1, там же даны примерные трудозатраты работ по фазам.
рис. 1 Фазы и потоки работ RUP
Нужно отметить, что на рис. 1 показаны только основные работы Унифицированного процесса. Например, работы по управлению деятельностью здесь не показаны, чтобы не загромождать диаграмму.
Вся разработка ПО рассматривается в RUP как процесс создания артефактов. Любой результат работы проекта, будь то исходные тексты, объектные модули, документы, передаваемые пользователю, модели – это подклассы всех артефактов проекта. Каждый член проектной группы создает свои артефакты и несет за них ответственность. Программист создает программу, руководитель - проектный план, а аналитик - модели системы. RUP позволяет определить когда, кому и какой артефакт необходимо создать, доработать или использовать.
Одним из интереснейших классов артефактов проекта являются модели, которые позволяют разработчикам определять, визуализировать, конструировать и документировать артефакты программных систем. Каждая модель является самодостаточным взглядом на разрабатываемую систему и предназначена как для очерчивания проблем, так и для предложения решения. Самодостаточность моделей означает, что аналитик или разработчик может изконкретной модели почерпнуть всю необходимую ему информацию, не обращаясь к другим источникам.
Модели позволяют рассмотреть будущую систему, ее объекты и их взаимодействие еще до вкладывания значительных средств в разработку, позволяют увидеть ее глазами будущих пользователей снаружи и разработчиков изнутри еще до создания первой строки исходного кода. Большинство моделей представляются UML диаграммами, подробнее об UML можно прочитать, например в .
Унифицированный язык моделирования (Unified Modeling Language ) появился в конце 80-х в начале 90-х годов в основном благодаряусилиям «трех друзей» Гради Буча, Джима Рамбо и Ивара Якобсона. В настоящее время консорциум OMG принял этот язык как стандартный язык моделирования, который предоставляет разработчикам четкую нотацию, позволяющую отображать модели общепринятымии понятными каждому члену проекта графическими элементами.
Однако не следует забывать, что язык моделирования дает только нотацию – инструмент описания и моделирования системы, а унифицированный процесс определяет методику использования этого инструмента, как впрочем, и других инструментов поддержки методологии от компании Rational . UML можно использовать и без конкретнойметодологии, поскольку он не зависит от процесса и какой бы вариант процесса не был бы применен, вы можете использовать диаграммы для документирования принятых в ходе разработки решений и отображения создаваемых моделей.
Программная система создается для решения определенных проблем пользователя, а не для опробования новых технологийпрограммистами и получения опыта руководителем проекта. По большому счету, пользователю не важно используете ли вы в процессе разработки объектно-ориентированный подход, UML , RUP или создаете систему по методу XP (экстремального программирования) . Применение тех или иных методик, технологий, создание оптимальной внутренней структуры проекта остается на совести разработчиков, которые принимают решения исходя из предыдущего опыта и собственных предпочтений. Однако пользователь не простит вам игнорирование его требований. Будь программная система хоть десять раз разработана при помощи суперсовременных методов и технологий, если пользователь не получит от нее то, что называется «значимым результатом», ваш программный проект с треском провалится.
Из этого следует, что бездумное применение UML , просто потому что это модно, не только не приведет разработку к успеху, но и может вызвать недовольство сотрудников, которым необходимо изучать большое количество дополнительной литературы и руководителей проекта, когда окажется, что трудозатраты на проекте возрастают, а отдача не повышается. Нужно четко представлять себе, что вы хотите получить от внедрения этой технологии и следовать этой цели. Применение UML экономит ресурсы разработки, поскольку позволяет получить представление о системе быстрее, чем при создании макетов и прототипов, затратив на это несравнимо меньше ресурсов.
Диаграммы позволяет легче общаться членам проекта между собой, и, что особенноценно, вовлекают в процесс конечных пользователей системы. Моделирование позволяет уменьшить риски проекта, поскольку программистам всегда легче делать то, что ясно и понятно, чем идти к неопределенному результату. Создание диаграмм аналогично созданию проекта в строительстве – можно обойтись и без него, например, при строительстве сарая на дачном участке, однако, чем больше здание (в нашем случае программный продукт), тем труднее это делать и неопределеннее конечный результат.
Однажды я проводил семинар по RUP в компании-разработчике программного обеспечения, которая уже десять лет довольно успешно работает на рынке, но не использует в своем рабочем процессе моделирования вовсе, а основывается на прототипах. В зале собралось около двадцати молодых и умудренных опытом программистов, которые внимательно прослушали все, что я им рассказал о RUP и UML . И вот один из них, посмотрев на доску, испещренную примерами диаграмм, заметил: «Это все интересно и, наверное, хорошо подходит для других проектов», – сказал он, «но мы работаем довольно давно без всего этого,раз мы до сих пор обходились без UML , он, наверное, нам это просто не нужен».
Этот вопрос заставил меня задуматься о том, что изменение бизнес-процессов, которое неизбежно должно произойти в компании-разработчике программного обеспечения при внедрении RUP и UML может проходить также тяжело, как внедрение информационной системы на промышленном предприятии.Любое внедрение – это ломка стереотипов. Поскольку квалификация сотрудников в компании-разработчике ПО довольно высока, то и отказаться от своих взглядов таким людям труднее, чем «простым смертным», а возникающие трудности и неприятие можно сравнить с переходом от процедурного к объектно-ориентированному мышлению.
1.Определение требований
Унифицированный процесс – это процесс, управляемый прецедентами, которые отражают сценарии взаимодействия пользователей. Фактически, это взгляд пользователей на программную систему снаружи. Таким образом, одним из важнейших этапов разработки, согласно RUP , будет этап определения требований, который заключается в сборе всех возможных пожеланий к работе системы, которые только могут прийти в голову пользователям и аналитикам. Позднее эти данные должны будут систематизированы и структурированы, но на данном этапе в ходе интервью с пользователями и изучения документов, аналитики должны собрать как можно больше требований к будущей системе, что не так просто, как кажется на первый взгляд. Пользователи часто сами не представляют, что они должны получить в конечном итоге. Для облегчения этого процесса аналитики используют диаграммы прецедентов (рис. 2)
рис 2. Пример диаграммы Прецедентов
Диаграмма представляет собой отражение действующих лиц (актантов), которые взаимодействуют с системой, и реакцию программных объектов на их действия. Актантами могут быть как пользователи, так и внешние агенты, которым необходимо передать или получить информацию. Значок варианта использования отражает реакцию системы на внешнее воздействие и показывает, что должно быть сделано для актанта.
Для детализации конкретного прецедента используется диаграмма Активности (Activity Diagram ), пример которой дан на рис 3.
рис. 3 Пример диаграммы Активности
Простота диаграммы прецедентов позволяет аналитикам легко общаться с заказчиками в процессе определения требований, выявлять ограничения, налагаемые на систему и на выполнение отдельных требований, такие, например, как время реакции системы, которые в дальнейшем попадают в раздел нефункциональных требований.
Также диаграмма прецедентов может использоваться для создания сценариев тестирования, поскольку все взаимодействие пользователей и системы уже определено.
Для того чтобы верно определить требования, разработчикидолжны понимать контекст (часть предметной области) в котором будет работать будущая система. Для этого создаются модель предметной области и бизнес-модель, что является различными подходами к одному и тому же вопросу. Часто создается что-то одно: модель предметной области или бизнес-модель.
Отличия этих моделей в том, что модель предметной области описывает важные понятия, с которыми будет работать система и связи их между собой. Тогда как бизнес-модель описывает бизнес-процессы (существующие или будущие), которые должна поддерживать система. Поэтому кроме определения бизнес-объектов, вовлеченных в процесс, эта модель определяет работников, их обязанности и действия, которые они должны выполнять.
Для создания модели предметной области используется обычная диаграмма классов (рис 6), однако для создания бизнес-модели ее уже явно недостаточно. В этом случае применяется диаграмма прецедентов с использованием дополнительных значков, которые отражающие сущность бизнес-процессов – это бизнес-актант, бизнес-прецедент, бизнес-сущность и бизнес-управление. Эта модель намного ближе к следующей модели, создаваемой в процессе разработки – модели анализа.
2.Анализ
После определения требований и контекста, в котором будет работать система, наступает черед анализа полученных данных. В процессе анализа создается аналитическая модель, которая подводит разработчиков к архитектуре будущей системы. Аналитическая модель – это взгляд на систему изнутри, в отличие от модели прецедентов, которая показывает, как система будет выглядеть снаружи.
Эта модель позволяет понять, как система должна быть спроектирована, какие в ней должны быть классы и как они должны взаимодействовать между собой. Основное ее назначение - определить направление реализации функциональности, выявленной на этапе сбора требований и сделать набросок архитектуры системы.
В отличие от создаваемой в дальнейшем модели проектирования, модель анализа является в большей степени концептуальной моделью и только приближает разработчиков к классам реализации. Эта модель не должна иметь возможных противоречий, которые могут встретиться в модели прецедентов.
Для отображения модели анализа при помощи UML используется диаграмма классов со стереотипами (образцами поведения) «граничный класс», «сущность», «управление», а для детализации используются диаграммы сотрудничества (Collaboration ) (рис 4). Стереотип «граничный класс» отображает класс, который взаимодействует с внешними актантами, «сущность» – отображает классы, которые являются хранилищами данных, а «управление» – классы, управляющие запросами к сущностям.
рис 4. Пример диаграммы сотрудничества
Нумерация сообщений показывает их порядок, однако назначение диаграммы не в том, чтобы рассмотреть порядок обмена сообщениями, а в том, чтобы наглядно показать связи классов друг с другом.
Если акцентировать внимание на порядке взаимодействия, то другим его представлением будет диаграмма последовательности (Sequence ), показанная на рис 5. Эта диаграмма позволяет взглянуть на обмен сообщениями во времени, наглядно отобразить последовательность процесса. При использовании такого инструмента для создания моделей как Rational Rose , эти два вида диаграмм могут быть созданы друг из друга автоматически (подробнее о Rational Rose можно прочитать, например, в ).
Рис. 5 Пример диаграммы последовательности действий
Решение о том, какую из двух диаграмм нужно создавать первой, зависит от предпочтений конкретного разработчика. Поскольку эти диаграммы являются отображением одного и того же процесса, то и та и другая позволяют отразить взаимодействие между объектами.
3.Проектирование
Следующим этапом в процессе создания системы будет проектирование, в ходе которого на основании моделей, созданных ранее, создаетсямодель проектирования. Эта модель отражает физическую реализации системы и описывает создаваемый продукт на уровне классов и компонентов. В отличие от модели анализа, модель проектирования имеет явно выраженную зависимость от условий реализации, применяемых языков программирования и компонентов. Для максимально точного понимания архитектуры системы, эта модель должна быть максимально формализована, и поддерживаться в актуальном состоянии на протяжении всего жизненного цикла разработки системы.
Для создания модели проектирования используются целый набор UML диаграмм: диаграммы классов (рис. 5), диаграммы кооперации, диаграммы взаимодействия, диаграммы активности.
рис 6. Пример диаграммы классов
Дополнительно в этом рабочем процессе может создаваться модель развертывания, которая реализуется на основе диаграммы развертывания (Deployment Diagram ). Это самый простой тип диаграмм, предназначенный для моделирования распределения устройств в сети. Для отображения используется всего два варианта значков процессор и устройство вместе со связями между ними.
4.Реализация
Основная задача процесса реализации – создание системы в виде компонентов – исходных текстов программ, сценариев, двоичных файлов, исполняемых модулей и т.д. На этом этапе создается модель реализации, которая описывает то, как реализуются элементы модели проектирования, какие классы будут включены в конкретные компоненты. Данная модель описывает способ организации этих компонентов в соответствии с механизмами структурирования и разбиения на модули, принятыми в выбранной среде программирования и представляется диаграммой компонентов (рис. 7).
рис. 7 Пример диаграммы компонентов
5.Тестирование
В процессе тестирования проверяются результаты реализации. Для данного процесса создается модель тестирования, которая состоит из тестовых примеров, процедур тестирования, тестовых компонентов, однако не имеет отображения на UML диаграммы, поэтомуне будем на ней останавливаться.
6.Заключ ение
Здесь были рассмотрены только основные процессы методологии Rational . RUP довольно обширен, и содержит рекомендации по ведению различныхпрограммных проектов, от создания программ группой разработчиков в несколько человек, до распределенных программных проектов, объединяющих тысячи человек на разных континентах. Однако, несмотря их колоссальную разницу, методы применения моделей, создаваемых при помощи UML будут одни и те же. Диаграммы UML , создаваемые на различных этапах разработки, неотделимы от остальных артефактов программного проекта и часто являются связующим звеном между отдельными процессами RUP .
Решение о применении конкретных диаграмм зависит от поставленного в компании процесса разработки, который, хотя и называется унифицированным, однако не есть нечто застывшее. Компания Rational не только предлагает его улучшать и дорабатывать, но и предоставляет специальные средства внесения изменений в базу данных RUP .
Но в любом случае, применение UML вместе с унифицированным процессом позволит получить предсказуемый результат, уложиться в отведенный бюджет, повысить отдачу от участников проекта и качество создаваемого программного продукта.
Крачтен. Ф. Введениев Rational Unified Process. Изд. 2- е.- М.: Издательский дом "Вильямс", 2002. - 240 с.: ил.
Якобсон А., Буч Г., Рамбо Дж. Унифицированный процесс разработки программного обеспечения- Спб.: Питер, 2002. - 496 с.: ил.
Фаулер М., Скотт К. UML в кратком изложении. Применение стандартного языка объектного моделирования: Пер. с англ. – М.:Мир, 1999. – 191 с., ил.
Бек. Е. Экстремальное программирование. – Спб.: Питер, 2002. – 224 с.: ил.
ТрофимовС. CASE-технологии: Практическая работа в Rational Rose.
Изд. 2-е.- М.: Бином-Пресс, 2002 г. - 288 с.
В соответствии с ГОСТ 34.601-90 «АС. Стадии создания» устанавливаются следующие стадии создания АИС, которые, в свою очередь, могут подразделяться на этапы:
· формирование требований к АИС;
· разработка концепции АИС;
· техническое задание;
· эскизный проект;
· технический проект;
· рабочая документация;
· ввод в действие.
Каждой стадии соответствует свой набор проектной документации и реализации технических и программных модулей системы. Практика показывает, что процесс создания системы носит итеративный и инкрементный характер. Это же подчеркивают авторы UML, определяя понятие унифицированного процесса разработки программного и информационного обеспечения . Хотя на первой стадии формируется набор требований к АС в целом, на самом деле он всегда в начале неполон и уточняется на последующих стадиях. Приходится делать итерации , то есть повторять отдельные этапы и стадии, либо целиком, либо частично. Кроме того, реальная система многофункциональна и сложна, поэтому обычно ее разбивают на подсистемы и отдельные комплексы задач, выделяя в них подсистемы и задачи первой очереди, второй и т.д. Система создается инкрементно , путем постепенных приращений функциональности с заменой предварительных проектных решений на более проработанные и лучше отвечающие требованиям пользователей. Это снижает финансовые риски и экономит время и расход ресурсов на последних стадиях создания.
При использовании методологии UML для создания программного и информационного обеспечения АИС предлагается построить набор взаимосвязанных моделей, отражающих статические и динамические свойства будущей системы:
· модель вариантов использования;
· модель анализа;
· модель проектирования;
· модель развертывания;
· модель реализации;
· модель тестирования.
Модель вариантов использования включает диаграммы вариантов использования и соответствующие сценарии, описывает функциональные требования к системе и ее поведение при взаимодействии с пользователями.
Модель анализа включает диаграммы обобщенных классов реализации вариантов использования на логическом уровне, соответствующие диаграммы последовательностей и/или диаграммы кооперации и является эскизной проработкой того, как будут реализованы варианты использования на логическом уровне.
Модель проектирования является детальным представлением физической реализации модели анализа и включает диаграммы пакетов (подсистем), детальные диаграммы классов, диаграммы последовательности и/или диаграммы кооперации, диаграммы состояний, диаграммы деятельности различной степени детализации.
Модель развёртывания включает предварительные диаграммы развёртывания, определяющие все конфигурации сетей, на которых может выполняться система. На диаграммах развёртывания указываются узлы сети, типы соединений, распределение активных классов системы по узлам.
Модель реализации описывает, как реализуются в виде компонентов классы проектирования. Соответственно она включает диаграммы компонентов, трассировки (реализации) классов, детальные диаграммы развёртывания, описание архитектуры системы.
Модель тестирования содержит набор тестовых примеров, процедур тестирования и описания тестовых компонент. Она задаёт способы тестирования исполняемых компонентов системы.
Сопоставим процессы построения моделей со стандартизованными стадиями создания АС. Модель вариантов использования строится на стадии формирования требований к АС; модель анализа – на стадии разработки концепции АС. На стадии технического задания и эскизного проектирования строится модель проектирования. Она уточняется на стадии технического проектирования и дополняется моделью развёртывания. На стадии рабочей документации создаются модели реализации и тестирования. Наконец, на стадии ввода в действие модель тестирования уточняется и становится в процессе эксплуатации эталонной, предназначенной для периодических проверок правильности функционирования и диагностики системы.
1.5 Компоненты языка UML
Унифицированный язык моделирования UML (Unified Modeling Language) – это язык визуального моделирования, используемый для спецификации, визуализации, конфигурирования, и документирования сложных систем (в том числе программного обеспечения) по объектно-ориентированной технологии.
При создании АС в методологии UML используются известные по методологиям Гейна/Сарсона и SADT принципы структурного системного анализа :
· нисходящая поэтапная разработка;
· диаграммная техника;
· иерархичность описаний;
· строгая формализация описания проектных решений;
· первоначальная проработка проекта на логическом уровне без деталей технической реализации;
· концептуальное моделирование в терминах предметной области для понимания проекта системы заказчиком;
· технологическая поддержка инструментальными средствами (CASE-системами).
Модель сложной системы на UML может быть исследована для получения оценочных характеристик эффективности протекания процессов в системе.
Модели развёртывания, реализации и тестирования программного и информационного обеспечения АС на UML могут быть использованы как проект приложения с последующей автоматизированной генерацией кода приложения в одной из выбранных сред программирования.
Достаточно полная модель сложной системы должна отражать два аспекта:
-статический (структурный) – состав, структура компонент и их взаимосвязи;
-динамический (поведенческий) – описание логики процессов, протекающих в системе или подлежащих реализации.
Основной способ представления моделей, принятый в UML - диаграммы, снабженные текстовой информацией, включая выражения на встроенном языке ограничений OCL, а также на языках программирования и информационных запросов, используемых для реализации системы.
Основной принцип моделирования: система моделируется как группа дискретных объектов, которые взаимодействуют друг с другом таким образом, чтобы удовлетворить требования пользователя.
В статической модели задается структура, типы объектов и отношения между объектами. В динамической модели определяется поведение объектов во времени (история объектов) и их взаимодействие.
Принципиально UML является языком дискретного моделирования, то есть в него заложена концепция дискретных событий и смены состояния. Непрерывные процессы моделируются приближенно, путем дискретизации.
Модель имеет два аспекта: семантическую информацию (семантику) и визуальное представление (нотацию).
Полный состав представлений моделей на языке UML приведён в таблице 1
Таблица 1 – Представление моделей системы на языке UML.
| МОДЕЛЬ | ДИАГРАММА | КОМПОНЕНТЫ | ||
| Концептуальный уровень Модель вариантов использования (use case model) Логический уровень Модель анализа (analysis model) Модель проектирования (design model) Физический уровень Модель развёртывания (deployment model) | Диаграмма вариантов использования (use case diagram) Диаграмма пакетов анализа (analysis package diagram) Диаграмма пакетов проектирования (design package diagram) Диаграмма классов анализа (analysis class diagram) Диаграмма классов проектирования (design class diagram) Диаграмма состояний (state chart diagram) Диаграмма деятельности (activity diagram) Диаграмма последовательности (sequence diagram) Диаграмма кооперации (collaboration diagram) Диаграмма развертывания (deployment diagram) | Вариант использования (use case) Актант (актер, actor) Ассоциация (связь, отношение, association) Роль (роль в ассоциации, role) Сценарий (scenario) Пакет (package) Пакет (package) Модель (model) Система (system) Подсистема (subsystem) Отношение зависимости (зависимость, dependency relationship) Трассировка (trace) Класс (class) Объект (object) Атрибут (свойство, attribute) Операция (operation) Отношение зависимости (зависимость, dependency relationship) Ассоциация (association) Агрегация (aggregation) Композиция (composition) Обобщение (generalization) Трассировка (trace) Реализация (realization) Состояние (state) Событие (event) Переход (transition) Действие (action) Состояние деятельности (activity state) Событие (event) Переход (transition) Деятельность (activity) Действие (action) Развилка (fork) Слияние (merge) Объект (object) Сообщение (message) Активация (выполнение операции, activation) Линия жизни (lifeline) Плавательная дорожка (swim lane) Объект (object) Роль (роль в кооперации, collaboration role) Сообщение (message) Узел (узел реализации, node) Компонент (component) Объект (object) Зависимость (dependency relationship) | ||
| Модель реализации (implementation model) Модель тестирования (test model) | Диаграмма классов реализации (implementation class diagram) Диаграмма компонентов (component diagram) | Ассоциация (association) Расположение (месторасположение, location) Пакет (package) Система (system) Подсистема (subsystem) Класс (class) Объект (object) Атрибут (свойство, attribute) Метод (method) Отношение зависимости (зависимость, dependency) Ассоциация (association) Агрегация (aggregation) Композиция (composition) Обобщение (generalization) Реализация (realization) Компонент (component) Тестовый компонент (test component) Интерфейс (interface) Зависимость (dependency relationship) Реализация (realization relationship) | ||
Наиболее общей концептуальной моделью системы является диаграмма вариантов использования, она является исходной для построения остальных диаграмм.
Все диаграммы языка являются графами специального вида, содержат вершины (геометрические фигуры), связанные ребрами (дугами). Обычно масштаб изображения и расположение вершин особого значения не имеют, однако, в диаграмме последовательности вводится ось времени и там это существенно.
Связи обозначаются различными линиями на плоскости, внутри фигур пишется текст, около вершин и связей могут изображаться некоторые графические символы. В расширениях UML допускаются пространственные диаграммы.
В языке имеется 4 вида графических конструкций:
· значки (пиктограммы);
· графические символы на плоскости;
· пути (линии);
· строки текста.
1.6 Концептуальный уровень. Модель вариантов использования
В целом процесс объектно-ориентированного проектирования происходит в соответствии с основными принципами структурного системного анализа: нисходящее проектирование с построением иерархии диаграмм, постепенно переводящих нас с уровня на уровень: концептуальный – логический – физический (реализация)
Диаграммой самого верхнего уровня считается предложенная А. Якобсоном в OOSE диаграмма вариантов использования системы в целом. Именно она является исходным концептуальным представлением системы и строится с целью:
· определить общие границы и контекст моделируемой предметной области;
· сформировать общие требования к функциональному поведению и интерфейсу системы;
· подготовить исходную документацию для взаимодействия разработчиков и заказчиков - пользователей системы.
Точка зрения модели: внешний пользователь системы. В диаграмму вариантов использования входят актанты (actors), варианты использования (use case) и ассоциации (association).
Актант (актер, внешняя сущность, actor) - абстрактное описание класса источников/приемников сообщений, которые напрямую взаимодействует с системой, подсистемой или классом. Это-описание роли , которую играет пользователь (человек или другая система, подсистема, класс) во время взаимодействия с системой. По существу, это обобщение имеющих сходство между собой информационных запросов к системе, требующих определенного сервиса (обслуживания).
Актант не обязательно должен отождествляться с конкретным физическим лицом или устройством, хотя это в принципе иногда возможно, если они выполняют только одну роль. Чаще всего – физически – это разные люди и устройства, обращающиеся к системе с целью получения одного и того же сервиса. На самом верхнем уровне, например, актантами могут являться оператор, системный администратор, администратор базы данных, обычный пользователь, какой-либо класс устройств.
Все возможные актанты исчерпывают все возможные пути взаимодействия пользователя с системой (подсистемой, классом). При реализации системы актанты воплощаются в людях и физических объектах. Один человек или физический объект в зависимости от режима взаимодействия может представлять собой несколько актантов (разные роли). Например, один и тот же человек может быть оператором и администратором базы данных, продавцом и покупателем и т.п.
Во многих АС нет никаких других актантов, кроме людей. Однако, актантами могут быть внешняя система, устройство ввода/вывода или таймер (обычно это встречается во встроенных системах реального времени). Среди актантов в варианте использования выделяется главный актант (primary actor), который инициирует работу с системой. Остальные – второстепенные (secondary), они также участвуют в варианте использования, получая результаты и вводя некоторые промежуточные данные.
На логическом и физическом уровнях актанты представляются классами и объектами-экземплярами классов. Возможно построение иерархии актантов с наследованием всех ролей и отношений, атрибутов и операций, которые есть у актанта-предка. Экземпляр актанта-потомка всегда можно использовать в том месте системы, где объявлено использование актанта-предка (принцип подстановки).
Актант может изображаться на диаграммах двумя способами:
3. Символ класса (прямоугольник) с внутренним указанием стереотипа
|
4. Более стандартно: “человек” с надписью (символ человека)
Актант находится вне системы и его внутренняя структура не определяется. Он является источником/приемником сообщений.
Заказчик
Вариант использования (прецедент, use case) – абстрактное описание класса сервиса (сервисных функций), предоставляемого актанту в ответ на его запросы.
Сервис могут предоставлять система в целом, подсистема или класс. Таким образом, вариант использования означает моделирование некоторой части функциональности или поведения системы. Вариант использования имеет имя и означает некоторую последовательность действий, видимых внешнему источнику/приемнику (актанту). Внутренний способ реализации варианта при этом скрывается и на более низких уровнях детализации раскрывается диаграммой кооперации . Как и всякий класс, вариант использования имеет атрибуты и операции, реализация которых раскрывается на физическом уровне.
Вариант использования включает всю последовательность сообщений, которую начинает актант и заканчивает система (подсистема, класс). Поэтому любой экземпляр реализации варианта использования всегда имеет начало во времени и окончание, когда уже никакой актант не посылает сообщений по этому варианту. Сюда же относятся сообщения об ошибках, варианты выполнения функции обслуживания при различных параметрах настройки (альтернативы).
Экземпляр варианта использования – это выполнение варианта использования, которое начинается после первого получения сообщения от экземпляра актанта. В качестве реакции на данное сообщение вариант использования выполняет определенную последовательность действий, например, отправляет сообщение другим экземплярам актанта (а не только тому, кто инициировал). В свою очередь, эти актанты отправляют сообщения данному экземпляру варианта использования, и взаимодействие продолжается до тех пор, пока больше таких сообщений не поступает. Это означает окончание варианта использования.
Связь между актантом и вариантом использования показывается ассоциацией.
На диаграмме вариант использования изображается двумя способами:
1) эллипсом, внутри ставится имя
 |  |
||||||||||
 |
|||||||||||
 |
|||||||||||
 |
|||||||||||
 |
|||||||||||
2) прямоугольником - как и любой класс
Заказчик
 |
|||
Датчик
Между актантами и вариантами использования ассоциация – единственный вид связи. При этом он имеет семантику коммутативной связи , то есть передачи сообщений, поэтому обычно не помечается, так как контекст ясен из обозначений актанта и варианта использования. Но можно ее пометить, а также указать кратность связи:
 |
|||||
 |
|||||
Клиент банка
Кратность (multiplicity) характеризует количество конкретных экземпляров класса, участвующих в данной связи (один клиент может оформить неограниченное число кредитов).
В общем случае ассоциация – это отношение между двумя или несколькими компонентами модели. Так как в большинстве случаев компоненты – это некоторые классы объектов, то экземпляр ассоциации – это просто упорядоченный список ссылок на конкретные экземпляры, возможно, снабженный атрибутами ассоциации (свойствами).
Имя ассоциации, если оно есть, должно быть уникальным. Его формируют по смыслу отношений между классами - участниками ассоциации. Например, «Сотрудник работает_в Отделе», «Менеджер комплектует Компьютер» и т.п.
Ассоциации сами являются классами (класс-ассоциация , association class), у нее есть как свойства класса, так и свойства ассоциации. Экземпляры этого класса - связи, у которых есть не только ссылки на объекты, но и значения атрибутов (свойств).
Участники ассоциации называются ее полюсами . Все полюса – это роли классов, участвующих в связи, они различаются и могут быть перечислены в некотором упорядоченном списке. В большинстве случаев ассоциации бинарны (две роли в ассоциации с определенной семантикой), но могут быть и n -арными . Один и тот же класс может выступать в различных ролях, то есть быть одновременно в двух полюсах ассоциации.
Множественность связи проставляется у полюсов.
Связи могут появляться и исчезать в процессе работы системы, ограничения и соответствующие предикаты могут указываться у полюсов ассоциации.
Иногда связь меняется только у одного из полюсов. Если связь имеет атрибуты, то они могут быть изменены операциями, однако, при этом ссылки на участников связей не меняются.
Ассоциация изображается непрерывной линией, соединяющей границы 2-х классов, если ассоциация n -арная, то рисуется ромб (признак агрегации):
|
|||||||
|
|||||||
 |
|||||||
 |
|||||||
Между собой варианты использования не обмениваются сообщениями и могут находиться только в отношениях (связях) расширения (extend), включения (include) и обобщения (generalization).
В отношении расширения
вариант использования – клиент вносит дополнительную последовательность действий, начиная с некоторой точки основной последовательности, при этом таких “вставок” может быть несколько. Все эти точки называются точками расширения.
Унифицированный процесс – это обобщённый каркас процесса создания ПП, который м.б. специализирован для широкого круга программных систем. Для разработки модели программной системы унифицированный процесс использует унифицированный язык моделирования.
начинайте вести наступлении на главные риски, ведите его непрерывно, иначе риски пойдут в наступления на вас.
обеспечьте выполнение требований заказчика: документируйте требования в виде понятном заказчику, и в ходе проектировании и реализации строго придерживайтесь этих требований
сконцентрируйтесь на выполняемой программе: работающий программный продукт, проходящий тесты лучше, чем всеобъемлющая документация
приспосабливайтесь к изменениям с самого начала проекта: современные приложения достаточно сложны, чтобы мы смогли получить конкретные требования в самом начале разработки. Поэтому необходимо закладывать архитектуру ПП таким образом, чтобы она была восприимчива к изменениям.
закладывайте основу исполняемой архитектуры как можно раньше. Исполняемая архитектура – ключевые варианты использования. Ключевой ВИ это та функциональность системы, без реализации которой ПП не имеет смысла. Ключ. ВИ составляют 7-10% от всех вариантов
стройте систему из компонентов. Приложения на основе компонентов создаются быстрее, более гибкие с точки зрении изменений, относительно низкая стоимость.
работайте как 1 команда
сделайте качество образом жизни, а не запоздалой идеей
6 Жизненный цикл унифицированного процесса. Цели каждого из этапов.
Унифицированный процесс циклически повторяется. Эта последовательность повторений Унифицированного процесса представляет собой жизненный цикл системы. Каждый цикл завершается поставкой выпуска продукта заказчикам.
Каждый цикл состоит из четырех фаз - анализа и планирования требований, проектирования, построения и внедрения. Каждая фаза, как будет рассмотрено ниже, далее подразделяется на итерации.
В ходе фазы анализа и планирования требований хорошая идея превращается в концепцию готового продукта и создается бизнесплан разработки этого продукта. В частности, на этой фазе должны быть получены ответы на вопросы:
Что система должна делать в первую очередь для ее основных пользователей?
Как должна выглядеть архитектура системы?
Каков план и во что обойдется разработка продукта?
На этом этапе создается пробный вариант архитектуры. Обычно он представляет собой набросок, содержащий наиболее важные подсистемы. На этой фазе выявляются и расставляются по приоритетности наиболее важные риски, детально планируется фаза проектирования и грубо оценивается весь проект.
В ходе фазы проектирования детально описываются большинство вариантов использования и разрабатывается архитектура системы.
В конце фазы проектирования менеджер проекта занимается планированием действий и подсчетом ресурсов, необходимых для завершения проекта. Ключевым вопросом в этот момент будет следующий: достаточно ли проработаны варианты использования, архитектура и план и взяты ли риски под контроль настолько, чтобы можно было давать контрактные обязательства выполнить всю работу по разработке?
В ходе фазы построения происходит создание продукта - к скелету (архитектуре) добавляются мышцы (законченные программы). На этой фазе базовый уровень архитектуры разрастается до полной развитой системы. Концепции развиваются до продукта, готового к передаче пользователям. В ходе фазы объем требуемых ресурсов вырастает. В конце этой фазы продукт включает в себя все варианты использования, которые руководство и заказчик договорились включить в текущий выпуск. Правда, они могут содержать ошибки. Большинство дефектов будут обнаружены и исправлены в ходе фазы внедрения. Ключевой вопрос окончания фазы: удовлетворяет ли продукт требованиям пользователей настолько, что некоторым заказчикам можно делать предварительную поставку?
Фаза внедрения охватывает период, в ходе которого продукт существует в виде бета-выпуска или бета-версии. Небольшое число квалифицированных пользователей, работая с бета-выпуском продукта, сообщает об обнаруженных дефектах и недостатках. После этого разработчики исправляют обнаруженные ошибки и вносят некоторые из предложенных улучшений в главный выпуск, подготавливаемый для широкого распространения. Фаза внедрения включает в себя такие действия, как производство тиража, тренинг сотрудников заказчика, организацию поддержки по горячей линии и исправление дефектов, обнаруженных после поставки.