Введение
Единый язык моделирования (UML) является универсальным языком для визуализации, спецификации, построения и документирования артефактов программных систем. В обширной области UML диаграмма последовательности выступает мощным инструментом для отображения динамических взаимодействий между различными компонентами внутри системы.
В этой статье мы проанализируем нотацию диаграммы последовательности, раскроем символы и правила, используемые для отображения сложного взаимодействия между сущностями, сообщениями и линиями жизни. Понимание этой нотации имеет решающее значение для всех, кто участвует в проектировании, анализе или реализации сложных систем, поскольку она предоставляет стандартизированный визуальный язык, преодолевающий технические границы.
Диаграммы последовательности в UML
В языке унифицированного моделирования (UML) диаграмма последовательности — это графическое представление, иллюстрирующее взаимодействия и динамическое поведение между различными компонентами или объектами внутри системы в течение определенного периода времени. Она предоставляет упорядоченную по времени последовательность событий, демонстрируя поток сообщений и линию жизни каждого участника.
Вот основные элементы и понятия, используемые в диаграмме последовательности UML:
1. Актеры
Описание нотации: Актер представляет собой тип роли, которую играет сущность, находящаяся вне предмета. Актеры взаимодействуют с предметом, обмениваясь сигналами и данными. Ими могут быть пользователи, внешнее оборудование или другие предметы.
Визуальное представление:
Примечание: Актеры не обязательно представляют конкретные физические сущности, а скорее определенные роли сущностей.
2. Линия жизни
Описание нотации: Линия жизни представляет отдельного участника взаимодействия. По сути, она отображает существование сущности во времени в процессе взаимодействия.
Визуальное представление:
3. Активации
Описание нотации: Тонкий прямоугольник на линии жизни представляет период, в течение которого элемент выполняет операцию. Верхняя и нижняя части прямоугольника соответствуют времени начала и завершения операции соответственно.
Визуальное представление:
4. Вызов сообщения
Описание нотации: Сообщение вызова — это тип сообщения, которое представляет собой вызов операции на целевой линии жизни.
Визуальное представление:
5. Сообщение возврата
Описание нотации: Сообщение возврата представляет передачу информации обратно вызвавшему сообщение ранее
Визуальное представление:
6. Сообщение самому себе
Описание нотации: Сообщение самому себе представляет вызов сообщения на том же жизненном цикле.
Визуальное представление:
7. Рекурсивное сообщение
Описание обозначения: Рекурсивное сообщение представляет вызов сообщения на том же жизненном цикле. Цель указывает на активацию, расположенную над активацией, с которой было вызвано сообщение.
Визуальное представление:
8. Сообщение создания
Описание обозначения: Сообщение создания представляет инициализацию жизненного цикла цели.
Визуальное представление:
9. Сообщение уничтожения
Описание обозначения: Сообщение уничтожения представляет запрос на уничтожение жизненного цикла цели.
Визуальное представление:
10. Сообщение продолжительности
Описание обозначения: Сообщение продолжительности показывает расстояние между двумя моментами времени для вызова сообщения.
Визуальное представление:
11. Примечание
Описание обозначения: Примечание или комментарий предоставляет возможность прикрепить различные замечания к элементам, не неся семантической нагрузки, но содержащие полезную информацию для моделировщиков.
Визуальное представление:
12. Сообщение и фокус управления
Описание обозначения: Событие — это любая точка в взаимодействии, в которой что-либо происходит. Фокус управления, также называемый событием выполнения, изображается в виде высокого узкого прямоугольника на жизненном цикле.
Визуальное представление:
13. Фрагменты последовательности
Описание обозначения: Фрагменты последовательности, представленные в виде комбинированных фрагментов, облегчают создание и поддержание точных диаграмм последовательности.
Визуальное представление:
Типы фрагментов и операторы:
alt: Альтернативные фрагменты, выполняется только тот, условие которого истинно.opt: Опциональный фрагмент, выполняется только если условие истинно.par: Параллельный фрагмент, каждый фрагмент выполняется параллельно.loop: Циклический фрагмент, может выполняться несколько раз.region: Критический фрагмент области, только один поток может его выполнить одновременно.neg: Отрицательный фрагмент, показывает недопустимое взаимодействие.ref: Фрагмент ссылки, ссылается на взаимодействие, определённое на другом диаграмме.sd: Фрагмент диаграммы последовательности, используется для обрамления всей диаграммы последовательности.
Примечание: Комбинированные фрагменты могут быть объединены для отображения циклов или ветвлений.
Типичное применение диаграмм последовательностей — это фиксация и визуализация взаимодействий между объектами или участниками, когда они сотрудничают для достижения определённой функциональности или сценария использования. Они особенно полезны при проектировании системы, анализе и коммуникации между заинтересованными сторонами, предоставляя высокий уровень обзора динамических аспектов системы.
По сути, диаграмма последовательности UML — это мощный инструмент, который помогает понять хронологический порядок взаимодействий между компонентами, помогая разработчикам и заинтересованным сторонам визуализировать динамическое поведение системы и способствовать эффективной коммуникации на этапе разработки программного обеспечения.
14. Диаграмма последовательности для моделирования сценариев использования
Описание нотации:Требования пользователей фиксируются как сценарии использования, которые уточняются до конкретных сценариев. Сценарий использования — это совокупность взаимодействий между внешними участниками и системой.
Визуальное представление:
15. Диаграмма последовательности — модель до кода
Описание нотации:Диаграммы последовательностей служат мостом между требованиями пользователей и реализацией системы. Они находятся ближе к уровню кода, но предлагают независимые от языка представления, понятные не программистам.
Визуальное представление:
Заключение
Диаграмма последовательности UML служит важным визуальным инструментом в рамках унифицированного языка моделирования (UML) для отображения динамических взаимодействий и поведения компонентов в системе. Она фиксирует хронологический порядок событий и сообщений, обмениваемых между жизненными линиями, которые представляют отдельных участников взаимодействия — будь то объекты или участники. Диаграмма включает различные типы сообщений, такие как вызов, возврат, самовызов, рекурсивный вызов, создание, уничтожение и сообщения длительности, каждый из которых передаёт определённые действия и взаимодействия.
Нотационные элементы, включая активации, комбинированные фрагменты и заметки, обеспечивают всесторонний язык для выражения сложного поведения системы. Активации представляют периоды, в течение которых элементы выполняют операции, а комбинированные фрагменты вводят условное и итеративное поведение.
Полезность диаграммы последовательности распространяется на моделирование сценариев использования, фиксацию требований пользователей и создание моста между высоким уровнем проектирования системы и ее реализацией. Она обеспечивает стандартизированное и независимое от языка представление, способствующее коммуникации между разработчиками, дизайнерами и другими заинтересованными сторонами. Многогранность диаграммы делает ее ценным инструментом для команд, позволяя совместно моделировать, тестировать и создавать прототипы пользовательского интерфейса, даже для тех, кто не является профессиональным программистом. По сути, диаграмма последовательности UML служит визуальным рассказчиком, раскрывающим сложный танец сущностей и сообщений, определяющих динамическую сущность программной системы.