Примітка. Назва "фізична модель" у термінології ООАП і мови UML відрізняється від загальноприйнятого трактування цього терміну в загальній класифікації

Назва "фізична модель" у термінології ООАП і мови UML відрізняється від загальноприйнятого трактування цього терміну в загальній класифікації моделей систем. В останньому випадку під фізичною моделлю системи розуміють деяку матеріальну конструкцію, що володіє властивостями подібними з формою оригіналу. Прикладами таких моделей можуть служити моделі технічних систем (літаків, кораблів), архітектурних споруджень (будинків, мікрорайонів). Що стосується використання цього терміну в ООАП і мові UML, тут фізична модель відбиває компонентний склад проектованої системи з погляду її реалізації на деякій технічній базі й обчислювальних платформах конкретних виробників.

17.1. Призначення мови UML

Мова UML призначена для вирішення наступних завдань:

1. Надати в розпорядження користувачів легко сприйману й виразну мову візуального моделювання, спеціально призначену для розроблення й документування моделей складних систем різного цільового призначення.

Мова йде про те, що важливим фактором подальшого розвитку й використання методології ООАП є інтуїтивна зрозумілість основних конструкцій відповідної мови моделювання. Мова UML містить у собі не тільки абстрактні конструкції для подання метамоделей систем, але й цілий ряд конкретних понять, що мають цілком певну семантику. Це дозволяє мові UML одночасно досягти не тільки універсальності подання моделей для всіляких програмних додатків, але й можливості опису досить тонких деталей реалізації цих моделей стосовно конкретних систем.

Практика системного моделювання показала, що абстрактного опису мови на деякому метарівні недостатньо для розробників, які ставлять своєю метою реалізацію проекту системи в конкретний термін. У цей час має місце деякий концептуальний розрив між загальною методологією моделювання складних систем і конкретних інструментальних засобів швидкого розроблення програмних додатків. Саме цей розрив за задумом OMG і покликана заповнити мова UML.

Звідси випливає важливий наслідок для адекватного розуміння базових конструкцій мови UML важливо не тільки володіти деякими навичками об’єктно-орієнтованого програмування, але й добре уявляти собі загальну проблематику процесу розроблення моделей систем. Саме інтеграція цих подань утворить нову парадигму ООАП, практичним наслідком і центральною ланкою якої є мова UML.

2. Постачати вихідні поняття мови UML можливістю розширення й спеціалізації для точнішого подання моделей систем у конкретній предметній області.

Хоча мова UML є формальною мовою – специфікацій, формальність її опису відрізняється від синтаксису як в традиційних формально-логічних мовах, так і у відомих мов програмування. Розробники з OMG припускають, що мова UML як ніяка інша може бути пристосована для конкретних предметних областей. Це стає можливим з тієї причини, що в самому описі мови UML закладений механізм розширення базових понять, що є самостійним елементом мови й має власний опис у формі правил розширення.

У той же час розробники з OMG вважають вкрай небажаним перевизначення базових понять мови через будь яку причину. Це може привести до неоднозначної інтерпретації і можливої плутанини. Базові поняття мови UML не слід змінювати більше, ніж це необхідно для їхнього розширення. Всі користувачі повинні бути здатні будувати моделі систем для більшості звичайних програмних додатків з використанням тільки базових конструкцій мови UML без застосування механізму розширення. При цьому нові поняття й нотації доцільно застосовувати тільки в тих ситуаціях, коли наявних базових понять явно недостатньо для побудови моделей системи.

Мова UML допускає також спеціалізацію базових понять. Мова йде про те, що в конкретних програмних додатках користувачі повинні вміти доповнювати наявні базові поняття новими характеристиками або властивостями, які не суперечать семантиці цих понять у мові UML.

3. Опис мови UML повинен підтримувати таку специфікацію моделей, щоб не залежати від конкретних мов програмування й інструментальних засобів проектування програмних систем.

Мова йде про те, що жодна з конструкцій мови UML не повинна залежати від особливостей її реалізації у відомих мовах програмування. Тобто, хоча окремі поняття мови UML і пов'язані з останніми дуже тісно, їхня інтерпретація у формі яких би не було конструкцій програмування не може бути визнана коректною. Інакше кажучи, розробники з OMG вважають необхідною властивістю мови UML її контекстно-програмну незалежність.

З іншої сторони, мова UML повинна мати потенційну можливість реалізації своїх конструкцій на тій або іншій мові програмування. Звичайно, у першу чергу маються на увазі мови, що підтримують концепцію ООП, такі як C++, Java, Object Pascal. Саме ця властивість мови UML робить її сучасним засобом рішення завдань моделювання складних систем. У той же час, передбачається, що для програмної підтримки конструкцій мови UML можуть бути розроблені спеціальні інструментальні CASE- засоби. Наявність останніх має принципове значення для широкого поширення й використання мови UML.

4. Опис мови UML повинен містити в собі семантичний базис для розуміння загальних особливостей ООАП.

Говорячи про цю особливість, мають на увазі самодостатність мови UML для розуміння не тільки її базових конструкцій, але що не менш важливо – розуміння загальних принципів ООАП. У цьому зв'язку необхідно відзначити, що оскільки мова UML не є мовою програмування, а служить засобом для рішення завдань об’єктно-орієнтованого моделювання систем, опис мови UML повинен містити в собі всі необхідні поняття для ООАП. Без цієї властивості мова UML може виявитися марною й непотрібною більшістю користувачів, які не знайомі із проблематикою ООАП складних систем.

З іншого боку, які б не були посилання на додаткові джерела, що містять важливу для розуміння мови UML інформацію, на думку розробників з OMG, повинні бути виключені. Це дозволить уникнути неоднозначного тлумачення принципових особливостей процесу ООАП і їхньої реалізації у формі базових конструкцій мови UML.

5. Заохочувати розвиток ринку об'єктних інструментальних засобів.

Більше 800 провідних виробників програмних і апаратних засобів, зусилля яких зосереджені в рамках OMG, бачать перспективи розвитку сучасних інформаційних технологій і основу свого комерційного успіху в широкому просуванні на ринок інструментальних засобів, що підтримують об'єктні технології. Говорячи ж про об'єктні технології, розробники з OMG мають на увазі, насамперед, сукупність технологічних рішень CORBA і UML. Із цього погляду мові UML приділяється роль базового засобу для опису й документування різних об'єктних компонентів CORBA.

6. Сприяти розширенню об'єктних технологій і відповідних понять ООАП.

Це завдання тісно пов'язане з попереднім й має з ним багато спільного. Якщо виключити з розгляду рекламні заяви розробників про виняткову гнучкість і потужність мови UML, а спробувати скласти об'єктивну картину можливостей цієї мови, то можна прийти до наступного висновку. Варто визнати, що зусилля досить великої групи розробників були спрямовані на інтеграцію в рамках мови UML багатьох відомих технік візуального моделювання, які успішно зарекомендували себе на практиці (див. розділ 4). Хоча це привело до ускладнення мови UML у порівнянні з відомими нотаціями структурного системного аналізу, розплатою за складність є дійсно висока гнучкість і візуальні можливості вже перших версій мови UML. У свою чергу, використання мови UML для рішення різних практичних завдань буде тільки сприяти її подальшому вдосконалюванню, а значить і подальшому розвитку об'єктних технологій і практики ООАП.

7. Інтегрувати в себе новітні й найкращі досягнення практики ООАП.

Мова UML безупинно вдосконалюється розробниками, і основою цієї роботи є її подальша інтеграція із сучасними модельними технологіями. При цьому різні методи системного моделювання одержують своє прикладне осмислення в рамках ООАП. Надалі ці методи можуть бути включені до складу мови UML у формі додаткових базових понять, які найадекватніше відображають найкращі досягнення практик ООАП.

Щоб вирішити зазначені вище завдання, за свою недовгу історію мова UML перетерпіла певну еволюцію. У результаті опис самої мови UML став нетривіальним, оскільки семантика базових понять містить у собі цілий ряд перехресних зв'язків з іншими поняттями й конструкціями мови. У зв'язку із цим так званий лінійний або послідовний розгляд основних конструкцій мови UML став практично неможливим, тому що ті самі поняття можуть використовуватися під час побудови різних діаграм або подань. У той же час кожне з подань моделі має власні семантичні особливості, які накладають відбиток на семантику базових понять мови в цілому.

Примітка

Відзначаючи складність опису мови UML, слід відзначити наявну всім формальним мовам складність їхнього строгого подання, що випливає з необхідності в тому або іншому ступені використовувати природну мову для специфікації базових примітивів. У цьому випадку природна мова виступає в ролі метамови, тобто мови для опису формальної мови. Оскільки природна мова не є формальною, то і її застосування для опису формальних мов у тій чи іншій ступені страждає неточністю. Хоча в завдання мови UML не входить аналіз відповідних логіко-лінгвістичних конструкцій, однак ці особливості відбилися на структурі опису мови UML, зокрема, роблячи стиль опису всіх його основних понять напівформальним.

З огляду на ці особливості, прийнята послідовність вивчення мови UML ґрунтується на розгляді основних графічних засобів моделювання, а саме – канонічних діаграм. Всі потрібні для побудови діаграм поняття вводяться в міру необхідності. Проте в цьому розділі варто зупинитися на загальних особливостях мови UML, які впливають на розуміння її базових конструкцій.

17.2. Загальна структура мови UML

Із самої загальної точки зору опис мови UML складається із двох взаємодіючих частин, таких як:

· Семантика мови UML. Являє собою деяку мета-модель, що визначає абстрактний синтаксис і семантику понять об'єктного моделювання мовою UML.

· Нотація мови UML. Являє собою графічну нотацію для візуального подання семантики мови UML.

Абстрактний синтаксис і семантика мови UML описується з використанням деякої підмножини нотацій UML. Крім того, нотація UML описує відповідність або відображає графічну нотацію в базові поняття семантики. Таким чином, з функціональної точки зору ці дві частини доповнюють одна одну. При цьому семантика мови UML описується на основі деякої мета-моделі, що має три окремих подання: абстрактний синтаксис, правила коректної побудови виразів і семантику. Розгляд семантики мови UML припускає деякий "напівформальний" стиль викладу, що поєднує природну і формальну мови для подання базових понять і правил їхнього розширення.

Семантика визначається для двох видів об'єктних моделей: структурних моделей і моделей поведінки. Структурні моделі, відомі також як статичні моделі, описують структуру сутностей або компонентів деякої системи, включаючи їхні класи, інтерфейси, атрибути й відношення. Моделі поведінки, які називаються інколи динамічними моделями, описують поведінку або функціонування об'єктів системи, включаючи їхні методи, взаємодію й співпрацю між ними, а також процес зміни станів окремих компонентів і системи в цілому.

Для рішення настільки широкого діапазону завдань моделювання розроблена досить повна семантика для всіх компонентів графічної нотації. Вимоги семантики мови UML конкретизуються під час побудови окремих видів діаграм, послідовний розгляд яких служить темою наступних розділів. Нотація мови UML містить в собі опис окремих семантичних елементів, які можуть застосовуватися під час побудови діаграм.

Формальний опис самої мови UML ґрунтується на деякій загальній ієрархічній структурі модельних подань, що складається із чотирьох рівнів:

¨ Мета-Мета-модель

¨ Мета-модель

¨ Модель

¨ Об'єкти користувача

Рівень мета-мета-модель утворює вихідну основу для всіх мета-модельних подань. Головне призначення цього рівня полягає в тому, щоб визначити мову для специфікації мета-моделі. Мета-Мета-модель визначає модель мови UML на найвищому рівні абстракції і є найкомпактнішим її описом. З іншого боку, мета-мета-модель може специфікувати декілька мета-моделей, чим досягається потенційна гнучкість включення додаткових понять. Хоча у цьому навчальному посібнику цей рівень не розглядається, він найбільше тісно пов'язаний з теорією формальних мов. Прикладами понять цього рівня служать мета-клас, мета-атрибут, мета-операція.

Поиск по сайту: