Ujednolicony język modelowania (UML) to język modelowania w dziedzinie inżynierii oprogramowania, którego celem jest ustalenie standardowych sposobów wizualizacji projektu systemu. UML pomaga w tworzeniu wielu typów diagramów, takich jak diagramy interakcji, struktury i zachowania. A diagram sekwencyjny jest najczęściej używany interakcja diagram.

Schemat interakcji

Diagram interakcji służy do przedstawienia zachowanie interaktywne systemu. Ponieważ wizualizacja interakcji w systemie może być trudna, używamy różnych typów diagramów interakcji, aby uchwycić różne cechy i aspekty interakcji w systemie.

• Diagram sekwencji po prostu przedstawia interakcję między obiektami w kolejności sekwencyjnej, tj. Kolejności, w jakiej te interakcje zachodzą.
• W odniesieniu do diagramu sekwencji możemy również użyć terminów diagramy zdarzeń lub scenariusze zdarzeń.
• Diagramy sekwencji opisują, jak i w jakiej kolejności funkcjonują obiekty w systemie.
• Diagramy te są szeroko stosowane przez przedsiębiorców i twórców oprogramowania do dokumentowania i zrozumienia wymagań dla nowych i istniejących systemów.

Ważne tematy dotyczące diagramów sekwencji

• Notacja diagramu sekwencji
• Aktorzy
  • Liny ratunkowe
  • Wiadomości
  • Stwórz wiadomość
  • Usuń wiadomość
  • Wiadomość własna
  • Odpowiedz na wiadomość
  • Znaleziono wiadomość
  • Utracona wiadomość
  • Gwardia
• Jak tworzyć diagramy sekwencji?
• Przypadki użycia diagramów sekwencji
• Wyzwania związane z używaniem diagramów sekwencji

1. Notacja diagramu sekwencji

1.1. Aktorzy

Aktor na diagramie UML reprezentuje typ roli, w której wchodzi w interakcję z systemem i jego obiektami. Należy tutaj zauważyć, że aktor zawsze znajduje się poza zakresem systemu, który chcemy modelować za pomocą diagramu UML.

Używamy aktorów, aby przedstawić różne role, w tym użytkowników i inne podmioty zewnętrzne. Reprezentujemy aktora na diagramie UML za pomocą notacji stick person. Na diagramie sekwencji możemy mieć wielu aktorów.

Na przykład:

Tutaj użytkownik systemu rezerwacji miejsc jest pokazany jako aktor, jeśli istnieje poza systemem i nie jest częścią systemu.

1.2. Liny ratunkowe

Linia życia to nazwany element, który przedstawia indywidualnego uczestnika na diagramie sekwencji. Zatem w zasadzie każde wystąpienie na diagramie sekwencji jest reprezentowane przez linię życia. Elementy linii życia znajdują się na górze diagramu sekwencji. Standard w języku UML dotyczący nazewnictwa linii życia ma następujący format:

Nazwa instancji: Nazwa klasy

przekonwertuj obiekt Java na json

Linię życia wyświetlamy w prostokącie zwanym głowa z jego nazwą i rodzajem. Głowa znajduje się na górze pionowej linii przerywanej (zwanej trzonem), jak pokazano powyżej.

• Jeśli chcemy modelować instancję bez nazwy, postępujemy zgodnie z tym samym wzorcem, z tą różnicą, że teraz część nazwy linii życia pozostaje pusta.
• Różnica między liną ratunkową a aktorem
  • Linia życia zawsze przedstawia obiekt znajdujący się wewnątrz systemu, podczas gdy aktorzy służą do przedstawiania obiektów znajdujących się na zewnątrz systemu.

Poniżej znajduje się przykład diagramu sekwencji:

1.3. Wiadomości

Komunikacja między obiektami jest przedstawiana za pomocą komunikatów. Wiadomości pojawiają się w kolejności sekwencyjnej na linii życia.

• Komunikaty reprezentujemy za pomocą strzałek.
• Linie życia i wiadomości stanowią rdzeń diagramu sekwencji.

Wiadomości można ogólnie podzielić na następujące kategorie:

Wiadomości synchroniczne

Komunikat synchroniczny czeka na odpowiedź, zanim interakcja będzie mogła ruszyć dalej. Nadawca czeka, aż odbiorca zakończy przetwarzanie wiadomości. Osoba dzwoniąca kontynuuje połączenie tylko wtedy, gdy wie, że odbiorca przetworzył poprzednią wiadomość, tj. otrzyma wiadomość zwrotną.

• Duża liczba wywołań w programowaniu obiektowym jest synchronicznych.
• Używamy A solidny grot strzały do reprezentowania wiadomości synchronicznej.

zawiera Pythona

Wiadomości asynchroniczne

Wiadomość asynchroniczna nie czeka na odpowiedź od odbiorcy. Interakcja postępuje niezależnie od tego, czy odbiorca przetworzył poprzedni komunikat, czy nie. Używamy A wyściełany grot strzałki do reprezentowania wiadomości asynchronicznej.

1.4. Stwórz wiadomość

Używamy komunikatu Create, aby utworzyć instancję nowego obiektu na diagramie sekwencji. Zdarzają się sytuacje, gdy określone wywołanie wiadomości wymaga utworzenia obiektu. Jest on reprezentowany przez kropkowaną strzałkę i oznaczone na nim słowo tworzenia, aby określić, że jest to symbol tworzenia wiadomości.

Na przykład:

Utworzenie nowego zamówienia w serwisie e-commerce wymagałoby utworzenia nowego obiektu klasy Order.

1,5. Usuń wiadomość

Do usunięcia obiektu używamy polecenia Usuń wiadomość. Kiedy obiektowi zostanie zwolniona pamięć lub zostanie zniszczony w systemie, używamy symbolu Usuń wiadomość. Niszczy wystąpienie obiektu w systemie. Jest reprezentowane przez strzałkę zakończoną znakiem x.

Na przykład:

W poniższym scenariuszu, gdy zamówienie zostanie odebrane przez użytkownika, obiekt klasy zamówienia może zostać zniszczony.

1.6. Wiadomość własna

Mogą wystąpić pewne scenariusze, w których obiekt musi wysłać wiadomość do siebie. Takie wiadomości nazywane są Wiadomościami Własnymi i są reprezentowane przez Strzałka w kształcie litery U .

Inny przykład:

Rozważmy scenariusz, w którym urządzenie chce uzyskać dostęp do swojej kamery internetowej. Taki scenariusz jest reprezentowany za pomocą komunikatu własnego.

1.7. Odpowiedz na wiadomość

Komunikaty odpowiedzi służą do pokazania wiadomości wysyłanej od odbiorcy do nadawcy. Reprezentujemy wiadomość zwrotną/odpowiedzi za pomocą otwarty grot strzałki z linią przerywaną . Interakcja postępuje dalej dopiero wtedy, gdy odbiorca wysyła wiadomość zwrotną.

Na przykład:

Rozważmy scenariusz, w którym urządzenie żąda od użytkownika zdjęcia. Tutaj wiadomość pokazująca wysyłanie zdjęcia jest wiadomością zwrotną.

1.8. Znaleziono wiadomość

Wiadomość Znaleziono jest używana do reprezentowania scenariusza, w którym nieznane źródło wysyła wiadomość. Jest reprezentowany za pomocą strzałka skierowana w stronę liny ratunkowej od punktu końcowego.

Na przykład:

Rozważ scenariusz awarii sprzętu.

Może to wynikać z wielu przyczyn i nie jesteśmy pewni, co spowodowało awarię sprzętu.

1.9. Utracona wiadomość

Komunikat Utracona jest używany do przedstawienia scenariusza, w którym odbiorca nie jest znany systemowi. Jest reprezentowany za pomocą strzałki skierowanej w stronę punktu końcowego linii życia.

Na przykład:

Rozważmy scenariusz, w którym generowane jest ostrzeżenie.

Ostrzeżenie może zostać wygenerowane dla użytkownika lub innego oprogramowania/obiektu, z którym linia życia wchodzi w interakcję. Ponieważ miejsce docelowe nie jest wcześniej znane, używamy symbolu utraconej wiadomości.

instalacja palnika

1.10. Gwardia

Do modelowania warunków używamy strażników w UML. Stosuje się je, gdy musimy ograniczyć przepływ komunikatów pod pretekstem spełnienia warunku. Strażnicy odgrywają ważną rolę w informowaniu twórców oprogramowania o ograniczeniach związanych z systemem lub konkretnym procesem.

Na przykład:

Aby móc wypłacić gotówkę, posiadanie salda większego od zera jest warunkiem, który należy spełnić, jak pokazano poniżej.

Powyższy diagram sekwencji przedstawia diagram sekwencji dla odtwarzacza muzyki opartego na emocjach:

1. Najpierw aplikacja jest otwierana przez użytkownika.
2. Urządzenie uzyskuje wówczas dostęp do kamery internetowej.
3. Kamera internetowa przechwytuje obraz użytkownika.
4. Urządzenie wykorzystuje algorytmy do wykrywania twarzy i przewidywania nastroju.
5. Następnie żąda od bazy danych słownika możliwych nastrojów.
6. Nastrój pobierany jest z bazy danych.
7. Nastrój jest wyświetlany użytkownikowi.
8. Muzykę pobiera się z bazy danych.
9. Lista odtwarzania jest generowana i ostatecznie pokazywana użytkownikowi.

2. Jak tworzyć diagramy sekwencji?

Tworzenie diagramu sekwencji obejmuje kilka etapów i zwykle odbywa się na etapie projektowania tworzenia oprogramowania, aby zilustrować interakcję różnych komponentów lub obiektów w czasie. Oto przewodnik krok po kroku dotyczący tworzenia diagramów sekwencji:

1. Zidentyfikuj scenariusz:
   • Zapoznaj się z konkretnym scenariuszem lub przypadkiem użycia, który chcesz przedstawić na diagramie sekwencji. Może to być specyficzna interakcja pomiędzy obiektami lub przepływ komunikatów w konkretnym procesie.
2. Lista uczestników:
   • Zidentyfikuj uczestników (obiekty lub aktorów) zaangażowanych w scenariusz. Uczestnikami mogą być użytkownicy, systemy lub podmioty zewnętrzne.
3. Zdefiniuj linie życia:
   • Narysuj pionową linię przerywaną dla każdego uczestnika, przedstawiającą linię życia każdego obiektu w czasie. Linia życia reprezentuje istnienie obiektu podczas interakcji.
4. Ułóż linie ratunkowe:
   • Ułóż liny ratunkowe poziomo w kolejności ich zaangażowania w interakcję. Pomaga to w wizualizacji przepływu wiadomości pomiędzy uczestnikami.
5. Dodaj paski aktywacji:
   • Dla każdej wiadomości narysuj pasek aktywacji na linii życia uczestnika wysyłającego. Pasek aktywacji reprezentuje czas, w którym uczestnik aktywnie przetwarza wiadomość.
6. Rysuj wiadomości:
   • Użyj strzałek, aby przedstawić wiadomości między uczestnikami. Wiadomości przepływają poziomo pomiędzy liniami życia, wskazując komunikację pomiędzy obiektami. Różne typy wiadomości obejmują wiadomości synchroniczne (ciągła strzałka), asynchroniczne (strzałka przerywana) i wiadomości własne.
7. Uwzględnij wiadomości zwrotne:
   • Jeśli uczestnik wysyła wiadomość zwrotną, narysuj przerywaną strzałkę powracającą do pierwotnego nadawcy, który będzie reprezentował wiadomość zwrotną.
8. Podaj termin i kolejność:
   • Użyj liczb, aby wskazać kolejność komunikatów w sekwencji. Możesz także użyć pionowych linii przerywanych, aby przedstawić występowanie zdarzeń lub upływ czasu.
9. Uwzględnij warunki i pętle:
   • Użyj połączonych fragmentów do przedstawienia warunków (takich jak instrukcje if) i pętli w interakcji. Zwiększa to złożoność diagramu sekwencji i pomaga w uszczegółowieniu przepływu sterowania.
10. Rozważ wykonanie równoległe:
    • Jeśli mają miejsce równoległe działania, przedstaw je, rysując równoległe pionowe linie przerywane i odpowiednio umieszczając komunikaty.
11. Przejrzyj i udoskonal:
    • Przejrzyj diagram sekwencji pod kątem przejrzystości i poprawności. Upewnij się, że dokładnie odzwierciedla zamierzoną interakcję. Dopracuj według potrzeb.
12. Dodaj adnotacje i komentarze:
    • Dołącz wszelkie dodatkowe informacje, adnotacje lub komentarze, które dostarczają kontekstu lub wyjaśniają elementy diagramu.
13. Założenia i ograniczenia dokumentu:
    • Jeśli istnieją jakieś założenia lub ograniczenia związane z interakcją, udokumentuj je obok diagramu.
14. Narzędzia:
    • Użyj narzędzia do modelowania UML lub oprogramowania do tworzenia diagramów, aby utworzyć schludny i profesjonalnie wyglądający diagram sekwencji. Narzędzia te często udostępniają funkcje ułatwiające edycję, współpracę i dokumentację.

3. Przypadki użycia diagramów sekwencji

• Wizualizacja zachowania systemu:
  • Diagramy sekwencji służą do zilustrowania dynamicznego zachowania systemu poprzez pokazanie interakcji między różnymi komponentami, obiektami lub aktorami w czasie.
  • Zapewniają jasną i wizualną reprezentację przepływu komunikatów i zdarzeń w określonym scenariuszu.
• Projektowanie i architektura oprogramowania:
  • Na etapie projektowania oprogramowania diagramy sekwencji pomagają programistom i architektom planować i rozumieć, w jaki sposób różne komponenty i obiekty będą współdziałać w celu osiągnięcia określonych funkcjonalności.
  • Stanowią plan zachowania systemu.
• Komunikacja i współpraca:
  • Diagramy sekwencji służą jako narzędzie komunikacji między zainteresowanymi stronami, w tym programistami, projektantami, kierownikami projektów i klientami.
  • Pomagają w przekazywaniu złożonych interakcji w łatwym do zrozumienia formacie wizualnym, wspierając współpracę i wspólne zrozumienie.
• Wyjaśnienie wymagań:
  • Podczas udoskonalania wymagań systemowych diagramy sekwencji można wykorzystać do wyjaśnienia i określenia oczekiwanych interakcji pomiędzy komponentami systemu lub pomiędzy systemem a podmiotami zewnętrznymi.
  • Pomagają zapewnić wspólne zrozumienie zachowania systemu wśród wszystkich interesariuszy.
• Debugowanie i rozwiązywanie problemów:
  • Programiści używają diagramów sekwencji jako narzędzia debugowania do identyfikowania i analizowania problemów związanych z kolejnością i czasem komunikatów podczas interakcji systemowych.
  • Zapewnia wizualną reprezentację przepływu kontroli i pomaga w lokalizowaniu i rozwiązywaniu problemów.

4. Wyzwania związane ze stosowaniem diagramów sekwencji

• Złożoność i rozmiar:
  • W miarę wzrostu złożoności systemów diagramy sekwencji mogą stać się duże i skomplikowane. Zarządzanie rozmiarem diagramu przy jednoczesnym dokładnym przedstawianiu interakcji może być wyzwaniem, a zbyt złożone diagramy mogą stać się trudne do zrozumienia.
• Poziom abstrakcji:
  • Znalezienie właściwej równowagi pod względem abstrakcji może być trudne. Diagramy sekwencji muszą być wystarczająco szczegółowe, aby przekazać niezbędne informacje, ale zbyt duża ilość szczegółów może przytłoczyć czytelników. Ważne jest, aby skupić się na najważniejszych interakcjach, nie zagłębiając się w szczegóły.
• Dynamiczna natura:
  • Diagramy sekwencji reprezentują dynamiczne aspekty systemu, w wyniku czego mogą się często zmieniać w trakcie procesu rozwoju. Utrzymywanie aktualności diagramów sekwencji w związku z ewoluującym systemem może stanowić wyzwanie, szczególnie w szybko zmieniających się lub zwinnych środowiskach programistycznych.
• Niejednoznaczność w wiadomościach:
  • Czasami określenie dokładnego charakteru komunikatów między obiektami może być trudne. Niejednoznaczność treści lub znaczenia komunikatu może prowadzić do nieporozumień wśród interesariuszy i wpływać na dokładność diagramu sekwencji.
• Współbieżność i równoległość:
  • Reprezentowanie procesów współbieżnych i równoległych może być złożone. Chociaż diagramy sekwencji mają mechanizmy wskazujące wykonanie równoległe, wizualizacja wielu interakcji zachodzących jednocześnie może być wyzwaniem i może wymagać dodatkowych elementów schematycznych.
• Ograniczenia czasu rzeczywistego:
  • Reprezentowanie ograniczeń w czasie rzeczywistym i precyzyjnych wymagań czasowych może być wyzwaniem. Chociaż diagramy sekwencji zapewniają reprezentację sekwencyjną, dokładne uchwycenie i przekazywanie aspektów w czasie rzeczywistym może wymagać dodatkowej dokumentacji lub diagramów uzupełniających.