10. Динамічні моделі об‘єктно-орієнтованих систем

Динамічні моделі забезпечують подання поводження систем, яке полягає в зміні станів у часі у процесі роботи системи. Мова UML для цього має різноманітні засоби, що орієнтовані не лише на програмні системи, але і на відображення вимог замовника до поводження таких систем.

Для моделювання поводження системи використовують: автомати і взаємодії. Автомат описує поводження в термінах послідовності станів, через які проходить об’єкт протягом життя. Взаємодія описує поводження в термінах обміну повідомленнями між об’єктами.

Автомати відображають за допомогою діаграм схем станів та діаграм діяльності, а взаємодії – за допомогою діаграм співпраці (кооперації) і діаграм послідовності.

Діаграма схем станів відображає кінцевий автомат, виділяючи потік керування від стану до стану. Кінцевий автомат – поводження, що визначає послідовність станів у ході існування об’єкта. Їх послідовність розглядається як відповідь на події і включає реакції на ці події. Діаграма схем станів показує: 1) набір станів системи; 2) події, які викликають перехід з одного стану в інший; 3) дії, які відбуваються в результаті зміни стану.

Діаграма діяльності є особливою формою кінцевого автомата, у якому показується процес обчислень і потоки робіт. У ній виділяються не звичайні стани об’єкта, а стани виконуваних обчислень. При цьому процес обчислень не переривається зовнішніми подіями. Діаграми діяльності схожі на блок-схеми алгоритмів.

Діаграми взаємодії призначені для моделювання динаміки системи. Вони показують взаємодію, що включає набір об’єктів і їх відношень, а також повідомлення, що пересилаються між об’єктами. Існують два різновиди діаграми взаємодії – послідовності і співпраці. Діаграма послідовності виділяє впорядкування повідомлень за часом. Діаграма кооперації – виділяє структурну організацію об’єктів, що надсилають і приймають повідомлення. Елементами діаграм взаємодії є об’єкти, зв’язки, повідомлення.

Діаграми кооперації відображають взаємодію об’єктів у процесі функціонування системи. Такі діаграми моделюють сценарії поводження системи. Ім’я об’єкта підкреслюється і вказується завжди, властивості вказуються вибірково. Синтаксис подання імені має вигляд: «Ім’я об’єкта : Ім’я класу».

Діаграма послідовності. Це різновид діаграм взаємодії. Відображаючи сценарій поводження в системі, ця діаграма забезпечує наочну послідовність передавання повідомлень, але вона не дозволяє показати такі деталі, які видно на діаграмі кооперації (структурні характеристики об’єктів і зв’язків). Графічно діаграма послідовності являє собою таблицю, що показує об’єкти, розміщені горизонтально, і повідомлення, упорядковані за часом, – вертикально (рис. 10.14). Об’єкти, що беруть участь у взаємодії, містяться на вершині діаграми. Ліворуч розміщується об’єкт, що ініціює взаємодію, а праворуч – за підпорядкованістю.

Діаграма Use Case (прецедентів, варіантів використання) визначає поводження системи з погляду користувача і розглядається як головний засіб для первинного моделювання динаміки системи. Її основне застосування визначається з’ясуванням вимог до розроблюваної системи, фіксацією цих вимог у формі, що дозволить її розробляти надалі. До складу діаграм Use Case входять прецеденти, актори, а також відношення залежності, узагальнення і асоціації.