Wprowadzenie
Język modelowania unifikowany (UML) stanowi język uniwersalny do wizualizacji, specyfikacji, budowania i dokumentowania artefaktów systemów oprogramowania. W obszernej dziedzinie UML diagram sekwencji wyrasta jako potężne narzędzie do przedstawiania dynamicznych interakcji między różnymi komponentami w systemie.
W tym artykule przeanalizujemy notację diagramu sekwencji, odsłaniając symbole i zasady stosowane do przedstawienia złożonej tancerki jednostek, komunikatów i linii życia. Zrozumienie tej notacji jest kluczowe dla każdego uczestniczącego w projektowaniu, analizie lub implementacji złożonych systemów, ponieważ zapewnia standardowy język wizualny przekraczający granice techniczne.
Diagramy sekwencji w UML
W języku modelowania unifikowanego (UML) diagram sekwencji to graficzne przedstawienie ilustrujące interakcje i zachowania dynamiczne między różnymi komponentami lub obiektami w systemie w określonym czasie. Udostępnia uporządkowaną chronologicznie sekwencję zdarzeń, pokazującą przepływ komunikatów i linię życia każdego uczestnika.
Oto kluczowe elementy i koncepcje w diagramie sekwencji UML:
1. Uczestnicy
Opis notacji: Uczestnik reprezentuje rodzaj roli odgrywanej przez jednostkę zewnętrzną wobec tematu. Uczestnicy współdziałają z tematem wymieniając sygnały i dane. Mogą to być użytkownicy ludzie, zewnętrzne urządzenia sprzętowe lub inne tematy.
Wizualne przedstawienie:
Uwaga: Uczestnicy nie muszą koniecznie reprezentować konkretnych jednostek fizycznych, lecz konkretne role jednostek.
2. Linia życia
Opis notacji: Linia życia reprezentuje indywidualnego uczestnika interakcji. Zasadniczo przedstawia istnienie jednostki w czasie trwania interakcji.
Wizualne przedstawienie:
3. Aktywacje
Opis notacji:Cienki prostokąt na linii życia reprezentuje okres, w którym element wykonuje operację. Góra i dół prostokąta są zgodne odpowiednio z czasem rozpoczęcia i zakończenia.
Wizualne przedstawienie:
4. Komunikat wywołania
Opis notacji: Komunikat wywołania to rodzaj komunikatu reprezentujący wywołanie operacji na docelowej linii życia.
Wizualne przedstawienie:
5. Komunikat zwracania
Opis notacji: Komunikat zwracania reprezentuje przekazanie informacji z powrotem do nadawcy odpowiedniego poprzedniego komunikatu
Wizualne przedstawienie:
6. Komunikat samodzielny
Opis notacji: Komunikat samodzielny reprezentuje wywołanie komunikatu na tej samej linii życia.
Wyświetlanie wizualne:
7. Komunikat rekurencyjny
Opis notacji:Komunikat rekurencyjny reprezentuje wywołanie komunikatu na tej samej linii życia. Cel wskazuje na aktywację na szczycie aktywacji, z której został wywołany komunikat.
Wyświetlanie wizualne:
8. Komunikat tworzenia
Opis notacji:Komunikat tworzenia reprezentuje instancjonowanie linii życia celu.
Wyświetlanie wizualne:
9. Komunikat niszczenia
Opis notacji:Komunikat niszczenia reprezentuje żądanie usunięcia cyklu życia linii życia celu.
Wyświetlanie wizualne:
10. Komunikat trwania
Opis notacji:Komunikat trwania pokazuje odległość między dwoma momentami czasu dla wywołania komunikatu.
Wyświetlanie wizualne:
11. Uwaga
Opis notacji:Uwaga lub komentarz umożliwia przypisanie różnych uwag do elementów, nie mających siły semantycznej, ale zawierających użyteczne informacje dla modelistów.
Wyświetlanie wizualne:
12. Komunikat i skupienie kontroli
Opis notacji:Zdarzenie to dowolny punkt w interakcji, w którym coś się dzieje. Skupienie kontroli, nazywane również wystąpieniem wykonania, przedstawia się jako wysoki, cienki prostokąt na linii życia.
Wyświetlanie wizualne:
13. Fragmenty sekwencji
Opis notacji:Fragmenty sekwencji, przedstawiane jako fragmenty połączone, ułatwiają tworzenie i utrzymanie dokładnych diagramów sekwencji.
Wyświetlanie wizualne:
Typy fragmentów i operatory:
alt: Fragment alternatywy wielokrotnej, wykona się tylko ten, dla którego warunek jest prawdziwy.opt: Fragment opcjonalny, wykonywany tylko wtedy, gdy podany warunek jest prawdziwy.par: Fragment równoległy, każdy fragment działa równolegle.loop: Fragment pętli, może się wykonywać wielokrotnie.region: Fragment obszaru krytycznego, tylko jeden wątek może go wykonywać jednocześnie.neg: Fragment negatywny, pokazuje nieprawidłową interakcję.ref: Fragment odniesienia, odnosi się do interakcji zdefiniowanej na innym diagramie.sd: Fragment diagramu sekwencji, używany do otoczenia całego diagramu sekwencji.
Uwaga: Fragmenty połączone mogą być łączone w celu zapisania pętli lub gałęzi.
Typowym zastosowaniem diagramów sekwencji jest zapisywanie i wizualizowanie interakcji między obiektami lub aktorami podczas współpracy w celu osiągnięcia określonej funkcjonalności lub przypadku użycia. Są one szczególnie przydatne w projektowaniu systemu, analizie i komunikacji między zaangażowanymi stronami, zapewniając przegląd poziomu wysokiego aspektów dynamicznych systemu.
W esencji diagram sekwencji UML to potężne narzędzie wspomagające zrozumienie kolejności chronologicznej interakcji między składnikami, pomagające programistom i zaangażowanym stronom wizualizować dynamiczne zachowanie systemu i wspomagające skuteczną komunikację w trakcie procesu tworzenia oprogramowania.
14. Diagram sekwencji do modelowania scenariuszy przypadków użycia
Opis notacji:Wymagania użytkownika są zapisywane jako przypadki użycia, które są dopasowywane do scenariuszy. Przypadek użycia to zbiór interakcji między zewnętrznymi aktorami i systemem.
Wizualna reprezentacja:
15. Diagram sekwencji – model przed kodem
Opis notacji:Diagramy sekwencji pełnią rolę mostu między wymaganiami użytkownika a implementacją systemu. Są dość blisko poziomu kodu, ale oferują reprezentacje niezależne od języka, które mogą zrozumieć osoby niezwiązane z programowaniem.
Wizualna reprezentacja:
Wnioski
Diagram sekwencji UML pełni kluczową rolę jako narzędzie wizualne w języku modelowania jednolitego (UML), służące do przedstawienia dynamicznych interakcji i zachowań składników w systemie. Zapisuje kolejność chronologiczną zdarzeń i przesłanych wiadomości między liniami życia, które reprezentują poszczególnych uczestników interakcji, niezależnie od tego, czy są to obiekty czy aktory. Diagram zawiera różne typy wiadomości, takie jak wywołanie, zwracanie, samo-wywołanie, rekurencyjne, tworzenie, niszczenie i wiadomości czasowe, każda z nich przekazuje konkretne działania i interakcje.
Elementy notacji, w tym aktywacje, fragmenty połączone i notatki, zapewniają kompleksowy język do wyrażania złożonych zachowań systemu. Aktywacje reprezentują okresy, w których elementy wykonują operacje, podczas gdy fragmenty połączone wprowadzają zachowania warunkowe i iteracyjne.
Zalety diagramu sekwencji rozciągają się na modelowanie scenariuszy przypadków użycia, zapisywanie wymagań użytkownika oraz zapewnianie mostu między wysokopoziomowym projektem systemu a jego realizacją. Zapewnia standardową i niezależną od języka reprezentację, ułatwiającą komunikację między programistami, projektantami i innymi zaangażowanymi. Zróżnicowanie diagramu czyni go cennym narzędziem dla zespołów, umożliwiając wspólne modelowanie, testowanie i tworzenie szkiców UX, nawet dla osób, które nie posiadają zaawansowanych umiejętności programowania. W istocie diagram sekwencji UML działa jak wizualny opowiadacz historii, odsłaniając skomplikowaną grę istot i wiadomości, które definiują dynamiczny charakter systemu oprogramowania.