Главная > Методическое пособие


ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

«МАТИ»- РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

им. К.Э.ЦИОЛКОВСКОГО

Методическое пособие по по дисциплине

«Теоретические основы автоматизированного управления»

и указания к выполнению лабораторных работ

Номер специальности – 230102 «Автоматизированные системы обработки информации и управления»

Факультет: ИСТ (№3)

Кафедра: «Информационные технологии»

Форма обучения: очная

Москва – 2006 г.

Тема Использование Rational Rose для проектирования информационных систем.

Цель

Научиться проектировать информационные системы с использованием объектно-ориентированной методологии - UML (унифицированный язык моделирования) и овладеть навыками работы с CASE средством Rational Rose 2000.

Требования к содержанию отчета:

  • Введение

    • задание к выполнению лабораторной работы.

  • Описание предметной области.

    • описание на естественном языке.

  • Формализация технологического процесса. Представление вариантов использования.

    • диаграмма вариантов использования;

    • описание базового сценария;

    • диаграмма последовательности.

  • Проектирование программного обеспечения. Логическое представление.

    • диаграмма классов.

  • Проектирование архитектуры системы и ее размещения. Представление компонентов и размещения.

    • диаграмма представления;

    • диаграмма размещения.

  • Заключение

    • собственный сравнительный анализ методологий структурного анализа и объектно-ориенторованного.

  • Приложение 1. Исходный код программы.

Порядок проведения и сроки сдачи: Лабораторная работа проводится в компьютерном классе со следующими контрольными точками:

  1. - Описание предметной области.

  2. – Диаграмма вариантов использования.

  3. – Описание базовых сценариев.

  4. – Диаграммы последовательности.

  5. – Диаграмма деятельности .

  6. – Базовая диаграмма классов + ассоциации.

  7. – Диаграмма классов (окончательная).

  8. – Диаграмма компонентов.

  9. – Диаграмма развертывания.

  10. – Защита отчета.

  11. – Защита отчета.

СОДЕРЖАНИЕ

1. УНИФИЦИРОВАННЫЙ ЯЗЫК МОДЕЛИРОВАНИЯ UML 7

2. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ CASE-СРЕДСТВА RATIONAL ROSE ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ 9

2.1. Описание CASE-средства Rational Rose 9

2.2. Общие принципы работы в среде Rational Rose 11

2.3. Представления Rational Rose 12

2.3.1. Представление Вариантов использования 12

2.3.2. Логическое представление 13

2.3.3. Представление Компонентов 15

2.3.4. Представление Размещения 16

2.4. Диаграммы представления вариантов использования 17

2.4.1. Диаграммы Вариантов Использования 17

2.4.1.1. Работа с вариантами использования 17

2.4.1.2. Документирование потока событий 19

2.4.1.3. Работа с действующими лицами 20

2.4.1.4. Работа со связями 20

2.4.1.5. Работа с пакетами 22

2.4.1.6. Работа с примечаниями 23

2.4.2. Диаграммы Взаимодействия 23

2.4.2.1. Идентификация объектов 24

2.4.2.2. Использование диаграмм Взаимодействия 25

2.4.2.3. Диаграммы Последовательности 26

2.4.2.4. Кооперативные диаграммы 26

2.4.2.5. Работа с действующими лицами на диаграмме 27

Взаимодействия 27

2.4.2.6. Работа с объектами 27

2.4.2.7. Работа с сообщениями 29

2.4.2.8. Работа с примечаниями и скриптами 31

2.4.3. Диаграммы деятельности. 31

2.4.3.1. Состояние действия 33

2.4.3.2. Переходы 34

2.4.3.3. Дорожки 36

2.4.3.4. Рекомендации по построению диаграмм деятельности 38

2.5. Диаграммы Логического представления 39

2.5.1. Диаграммы Классов 39

2.5.1.1. Выявление классов 39

2.5.1.2. Создание диаграмм Классов 41

2.5.1.3. Работа с классами 41

2.5.1.4. Работа с пакетами 45

2.5.1.5. Работа с атрибутами 46

2.5.1.6. Спецификации атрибута 47

2.5.1.7. Работа с операциями 50

2.5.1.8. Спецификации операции 53

2.5.1.9. Соотнесение операций с сообщениями 54

2.5.1.10. Связи 55

2.5.2. Диаграммы Состояний 64

2.5.2.1. Создание диаграмм Состояний 65

2.5.2.2. Задание специальных состояний 68

2.6. Диаграммы Представления Компонентов 69

2.6.1. Представление Компонентов 69

2.6.2.Типы компонентов 69

2.6.3. Диаграмма Компонентов 70

2.6.3.1. Добавление компонентов 71

2.6.3.2. Определение деталей компонентов 72

2.6.3.3. Добавление зависимостей между компонентами 72

2.7. Диаграммы Представления Размещений 73

2.7.1. Узел 74

2.7.2. Соединения 76

2.7.3. Рекомендации по построению диаграммы Размещения 78

2.8. Дополнительные возможности Rational Rose 79

2.8.1. Генерация программного кода 79

2.8.1.1. Подготовка к генерации программного кода 79

2.8.1.2. Этап первый: проверка модели 80

2.8.1.3. Этап второй: создание компонентов 81

2.8.1.4. Этап третий: отображение классов на компоненты 81

2.8.1.5. Этап четвертый: установка свойств генерации программного кода 82

2.8.1.6. Этап пятый: выбор класса, компонента или пакета 82

2.8.1.7. Этап шестой: генерация программного кода 83

2.8.1.8. Результаты генерации 83

2.8.2. Обратное проектирование 84

2.8.3. Проектирование БД с использованием Rational Rose 85

2.8.3.1. Использование стереотипов для представления схем БД 85

2.8.3.2. Прямая и обратная генерация схем БД 91

3. ЗАДАНИЯ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ «ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ CASE-СРЕДСТВА RATIONAL ROSE » 113

3.1. Цель лабораторной работы 113

3.2. Требования к выполнению лабораторной работы 113

3.3. Варианты заданий 114

4. ПРИМЕР ПРОЕКТИРОВАНИЯ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ «СТОЛ ЗАКАЗОВ» 115

4.1. Представление Вариантов Использования 115

4.1.1. Диаграмма Вариантов Использования 115

4.1.2. Диаграммы Взаимодействия 117

4.1.2.1. Диаграммы Последовательности 117

4.1.2.2. Кооперативные диаграммы 117

4.2. Логическое представление 119

4.2.1. Диаграммы Классов 119

4.2.1.1. Выявление классов 119

4.2.1.2. Определение атрибутов и операций классов 119

4.2.1.3. Объединение классов в пакеты 120

4.2.2. Диаграммы Состояний 121

4.2.3. Диаграммы Деятельности 122

4.3. Представление Компонентов 124

4.4. Представление Размещения 124

125

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 126

ПРИЛОЖЕНИЕ А. 127

«БАЗОВЫЕ СЦЕНАРИИ ВАРИАНТОВ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ» 127

ПРИЛОЖЕНИЕ Б. «ДИАГРАММЫ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ» 128

ПРИЛОЖЕНИЕ В. «ПАКЕТЫ» 142

1. УНИФИЦИРОВАННЫЙ ЯЗЫК МОДЕЛИРОВАНИЯ UML

Большинство существующих методов объектно-ориентированного анализа и проектирования (ООАП) включают как язык моделирования, так и описание процесса моделирования. Язык моделирования – это нотация (в основном графическая), которая используется методом для описания проектов. Нотация представляет собой совокупность графических объектов, которые используются в моделях; она является синтаксисом языка моделирования. Например, нотация диаграммы классов определяет, каким образом представляются такие элементы и понятия, как класс, ассоциация и множественность. Процесс – это описание шагов, которые необходимо выполнить при разработке проекта.

Унифицированный язык моделирования UML (Unified Modeling Language) – это преемник того поколения методов ООАП, которые появились в конце 80-х и начале 90-х гг. Создание UML фактически началось в конце 1994 г., когда Гради Буч и Джеймс Рамбо начали работу по объединению методов Booch и OMT (Object Modeling Technique) под эгидой компании Rational Software. К концу 1995 г. они создали первую спецификацию объединённого метода, названного ими Unified Method, версия 0.8. Тогда же в 1995г., к ним присоединился создатель метода OOSE (Object-Oriented Software Engineering) Ивар Якобсон. Таким образом, UML является прямым объединением и унификацией методов Буча, Рамбо и Якобсона, однако дополняет их новыми возможностями. Главными в разработке UML были следующие цели:

- предоставить пользователям готовый к использованию выразительный язык визуального моделирования, позволяющий разрабатывать осмысленные модели и обмениваться ими;

- предусмотреть механизмы расширяемости и специализации для расширения базовых концепций;

  • обеспечивать независимость от конкретных языков программирования и процессов разработки;

  • обеспечить формальную основу для понимания этого языка моделирования (язык должен быть одновременно точным и доступным для понимания, без лишнего формализма);

  • стимулировать рост рынка объектно-ориентированных инструментальных средств;

  • интегрировать лучший практический опыт.

Язык UML находится в процессе стандартизации, проводимом OMG (Object Management Group) – организацией по стандартизации в области объектно-ориентированных методов и технологий, в настоящее время принят в качестве стандартного языка моделирования и получил широкую поддержку в индустрии ПО. Язык UML принят на вооружение практически всеми крупнейшими компаниями – производителями ПО (Microsoft, IBM, Oracle, Sybase и др.). Кроме того, практически все мировые производители CASE-средств, помимо Rational Software (Rational Rose), поддерживают UML в своих продуктах (Paradigm Plus 3.6, System Architec, Microsoft Visual Modeler for Visual Basic, Delphi и др.). Полное описание UML можно найти на сайтах , и . Описание UML на русском языке содержится в книге М. Фаулера и К. Скотта, в дальнейшем изложении терминология языка соответствует данному переводу.

Создатели UML представляют его как язык для определения, представления, проектирования и документирования программных систем, организационно-экономических, технических и др. UML содержит стандартный набор диаграмм и нотаций самых разнообразных видов. Стандарт UML версии 1.1 принятый OMG в 1997г., предлагает следующий набор диаграмм для моделирования:

- диаграммы вариантов использования (use case diagram) – для моделирования бизнес-процессов организации (требований к системе);

- диаграммы классов (class diagram) – для моделирования статической структуры классов системы и связей между ними;

- диаграммы поведения (behavior diagrams):

- диаграммы состояний (statechart diagram);

- диаграммы деятельности (activity diagram) – для моделирования поведения системы в рамках различны вариантов использования или моделирования деятельности;

- диаграммы взаимодействия (interaction diagrams) – для моделирования процесса обмена сообщениями между объектами. Существует два вида диаграмм взаимодействия:

- диаграммы последовательности (sequence diagram);

- кооперативные диаграммы (collaboration diagram) – для моделирования поведения объектов системы при переходе из одного состояния в другое;

- диаграммы реализации (implementation diagrams):

- диаграммы компонентов (component diagram) – для моделирования иерархии компонентов (подсистем системы);

- диаграммы размещения (deployment diagram) – для моделирования физической архитектуры системы.

2. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ CASE-СРЕДСТВА RATIONAL ROSE ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ

2.1. Описание CASE-средства Rational Rose

Rational Rose – мощный инструмент анализа и проектирования объектно-ориентированных программных систем. Он позволяет проектировать системы до написания кода, так что вы можете с самого начала быть уверены в адекватности их архитектуры. С помощью готовой модели недостатки проекта легко обнаружить на стадии, когда их исправление не требует ещё значительных затрат.

Среда Rational Rose позволяет проектировать варианты использования и их диаграммы для визуализации функциональных возможностей системы. Диаграммы взаимодействия показывают, как объекты работают совместно, обеспечивая требуемые функциональные возможности. Для отображения объектов системы и их отношений используются диаграммы Классов. Диаграммы Компонентов иллюстрируют, как классы соотносятся с готовыми физическими компонентами системы. Наконец диаграммы Размещения применяются для визуализации проекта распределённых систем.

Модель Rose – это картина системы. Она содержит все диаграммы UML, действующих лиц, варианты использования, объекты, классы, компоненты и узлы системы. Она детально описывает, что система содержит и как функционирует, поэтому разработчики могут использовать её в качестве эскиза или чертежа создаваемой системы.

Такой чертёж помогает решить старую проблему. Допустим, команда разработчиков обсудила с пользователями и документировала требования к приложению. Программисты готовы написать код. Один из них берёт часть требований, принимает определённые решения и пишет некоторый фрагмент кода. Другой тоже берёт часть требований, принимает свои, совершенно отличающиеся от первого, решения и пишет другой код.

Естественно ожидать различие в стилях программирования; получив одинаковый набор требований, 20 разработчиков создадут 20 различных систем. Таким образом, без подробного обсуждения работы с каждым участником проекта будет трудно понять, какие решения по проекту приняты, из каких элементов состоит система и что представляет собой её общая структура. Не имея документированного проекта, трудно даже быть уверенным, что созданное приложение – это именно то, чего хотели пользователи.

Традиционно процесс, которому мы следуем, выглядит следующим образом:

Х
отя требования и были документированы, весь проект находится в голове программиста, и никто, кроме него, не понимает достаточно хорошо архитектуру системы. Когда этот программист оставляет команду, информация уходит вместе с ним.

Модель Rose предлагает совершенно другой подход:

В
этом случае проект уже документирован. Разработчики могут собраться вместе и обсудить принимаемые по проекту решения до фактического написания кода. Не нужно больше беспокоиться, что каждый из них пойдёт своим путём в проектировании частей одного и того же приложения.

Однако модели UML используют не только разработчики:

- С помощью диаграмм Вариантов Использования потребители и менеджеры проекта получат общее представление о системе и смогут принять решение о сфере её применения.

- С помощью диаграмм Вариантов Использования и документации менеджеры проекта смогут разделить проект на отдельные управляемые задачи.

- Из документации по вариантам использования аналитики и потребители смогут понять, что будет делать готовая система.

- Изучив ту же документацию, технические писатели смогут приступить к написанию руководства для пользователей и к подготовке планов по их обучению.

- Из диаграмм Последовательности и Кооперативных диаграмм аналитики и разработчики уяснят, насколько логично работает система, поймут её объекты и сообщения между ними.

- С помощью документации по вариантам использования, а также диаграмм Последовательности и Кооперативных диаграмм специалисты по контролю качества смогут получить информацию, требуемую им для написания тестовых сценариев.

- С помощью диаграмм Классов и Состояний разработчики получат представление о фрагментах системы и их взаимодействии друг с другом.

- Из диаграмм Компонентов и Размещения эксплуатационный персонал сможет узнать, какие .EXE и .DLL файлы и другие компоненты будут созданы, а также где в сети они должны быть размещены.

- С помощью модели в целом команда участников проекта сможет отслеживать реализацию исходных требований до кода, а также из любого фрагмента кода выводить исходные требования, которые он реализует.

Итак, Rose - это средство, которое может быть использовано всеми участниками проекта. Это фактически, хранилище информации о контексте и проекте системы, из которого каждый участник проекта извлекает то, что ему нужно.

Помимо всего вышесказанного, Rational Rose позволяет генерировать «скелетный код» на большом количестве различных языков, включая C++, Java, Visual Basic и PowerBuilder. Более того, можно выполнять обратное проектирование кода и создавать таким образом модели уже существующих систем. Весьма выгодно иметь модели Rose для уже существующих приложений. Если сделано изменение в модели, Rose позволяет модифицировать код для его реализации. Если же был изменён код, можно автоматически обновить соответствующим образом и модель. Благодаря этому удаётся поддерживать соответствие между моделью и кодом, уменьшая риск «устаревания» первой.

Среду Rose можно расширить с помощью RoseScript, языка программирования, поставляемого вместе с ней. На RoseScript можно написать код для автоматического внесения изменений в модель, для создания отчётов и выполнения других задач.



Скачать документ

Похожие документы:

  1. Рабочая программа дисциплины теоретические основы автоматизированного управления

    Программа
    ... ПРОГРАММА дисциплины ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ индекс по учебному плану – СД.01 Рекомендовано Методическим Советом ... ERP 2005 и QPR7. Наименования лабораторных работ с указанием разделов дисциплины, к которым они относятся, ...
  2. Методическое пособие по дисциплине «операционные системы» и указания по выполнению лабораторных работ

    Методическое пособие
    ... технологии» Методическое пособие по дисциплине «Операционные системы» и указания по выполнению лабораторных работ Направление 230100 «Информатика и вычислительная техника» Специальность 230102 «Автоматизированные ...
  3. Методические указания по выполнению лабораторных работ по дисциплине «метрология стандартизация и сертификация»

    Методические указания
    ... технологии» Методические указания по выполнению лабораторных работ по дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация» Специальность 230102 «Автоматизированные системы обработки информации и управления» Составитель ...
  4. Методические указания к выполнению контрольной работы по всс и тк

    Методические указания
    ... , Учебники, Лабораторные работы =>файл Методические указания для выполнения лабораторных работ). 2. Выбрать вариант по последней цифре номера ... пособия Е.В. Молнина. Основы построения и функционирования вычислительных машин» для изучения дисциплины ...
  5. Методические указания по выполнению лабораторных работ по дисциплине «компьютерная графика»

    Методические указания
    ... технологии» Методические указания по выполнению лабораторных работ по дисциплине «Компьютерная графика» Направление 230100 «Информатика и вычислительная техника» Специальность 230102 «Автоматизированные ...

Другие похожие документы..