10_uml

Objektno orijentisano

programiranje: UML

Objektno orijentisano programiranje

ta je UML?

Unified Modeling Language (UML) je metodologija za razvoj i specifikaciju softvera

UML standard su 1995. razvili Booch i Rumbaugh Standard je iroko prihvaen i od proizvoaa

i od programera

Postoje brojni programi koji podravaju UML dijagrame

o Rational Rose (IBM, komercijalan)

o ArgoUML (besplatan, open-source) i Poseidon

(komercijalna verzija)

2


UML metamodel

UML metamodel, tj. skup definicija, preciznom sintaksom opisuje znaenje svih elemenata koji se koriste za vizuelno modeliranje, kao i relacije izmeu elemenata

o Na primer, UML metamodel precizno definie ta je klasa, koji su njeni atributi i operacije, i kakva je veza izmeu njih

UML specifikacija definie dijagrame i elemente koji se koriste za njihovo konstruisanje

i nain kako se oni proiruju

UML podrava devet tipova dijagrama

3


UML dijagrami

Use case(dijagram korienja) Activity (dijagram aktivnosti) Class (dijagram klasa) Component (dijagram komponenti) Package (dijagram paketa) Object (dijagram objekata) Statechart (dijagram stanja) Sequence (dijagram sekvenci) Collaboration (dijagram saradnje)

4


Use case diagrami

Use Case je skup dijagrama i tekstualnih opisa koji dokumentuju kako se oekuje da e korisnik saraivati sa sistemom

Model korienja usredsreen je na kritine faktore za uspean rad sistema, u smislu funkcija koje su korisnicima potrebne da bi radili sa njim

Korisnici kojima je potrebna odreena funkcija postaju tipini sluajevi za modeliranje naina njenog funkcionisanja

5


Use case dijagrami

Dijagram sluajeva korienja sastoji se od pet veoma jednostavnih grafikih komponenata:

o Sistem (system)

o Uesnici (actor)

o Sluajevi korienja (use case)

o Veze (associations)

o Zavisnosti (dependencies)

Cilj dijagrama jeste da obezbedi uopteno objanjenje veza izmeu sistema i spoljanjeg sveta

Dijagram korienja je veoma generalizovan (tj. daje samo povrnu sliku sistema, kao crne kutije)

6


Use case dijagrami

7


Uesnik (actor)

Korienje uloga pomae pri usredsreivanju na nain korienja sistema, a ne na trenutnu organizaciju kompanije u funkcije i odgovornosti

Da bi se prepoznali uesnici, treba prepoznati koje uloge imaju ljudi tokom korienja sistema

8


Kada treba koristiti use case?

Use case opisuje zahteve koji se predstavljaju pred sistem, a ne opisuje kako oni treba da se koriste

Dijagram korienja treba da modelira samo funkcije sistema koje uesnik (actor) treba da vidi

o Na primer, ako sistem treba da snimi podatke u bazu,

korisnik to ne treba da vidi

o Use case eventualno treba da prikae poruku da je funkcija snimanja podataka uspeno izvrena, a ne i da prikazuje detalje o samom smetanju podataka u bazu

9


Asocijacije

Asocijacija predstavlja nain kako uesnik komunicira sa sluajem korienja

Veina asocijacija su dvosmerne (tj. uesnik pristupa sluaju korienja, a on mu daje uslugu)

10


Zavisnosti

Kada jedan Use case poziva drugi, takva zavisnost se crta kao isprekidana linija od using ka used sluaju i oznaava stereotipom

Zavisnost znai da bi jedan use case mogao da trai pomo od drugog, i smer strelice zavisnosti je obrnut od

11


Generalizacija

Modelira oo koncept nasleivanja izmeu sluajeva korienja i uesnika

Predstavlja se punom linijom od izvedenog pojma ka osnovnom, sa strelicom na kraju (strelica je uvek

kod osnovnog objekta)

12


Use Case opisi

Dijagram korienja je suvie koncizan da bi opisao oekivanja od sistema, pa se dopunjuje tekstualnim opisima, koji bi trebalo da objasne ta korisnik oekuje od sistema

Elementi koji se koriste u opisima nisu standardizovani, ali obino sadre:

o Kako poinje sluaj korienja

o Neophodne preduslove

o Opis interakcije sa sistemom

o Opis mehanizama koji prouzrokuju prestanak izvravanja sluaja korienja

13


Dijagram klasa

Dijagram klasa (class diagram) je najpoznatiji i najee korien UML dijagram

Slui kao najvanija referenca tokom projektovanja softvera, a moe se generisati i na osnovu postojeeg koda, tehnikom reverse engineering

Svi ostali UML dijagrami zapravo su pomono sredstvo za otkrivanje informacija o tome kako treba

da izgleda dijagram klasa

14


Objektni model

Objektni model (object model) se ponekad koristi kao sinonim za dijagram klasa, a zapravo je re o skupu dijagrama na kojima su opisani objekti klasa

UML ne definie dijagram objekata, ve se u tom sluaju zapravo radi o dijagramu klasa koje su predstavljene svojim objektima

15


Dijagram klasa

Dijagram klasa predstavlja klase, njihove komponente i veze izmeu objekata razliitih klasa

Informacije o tome na dijagramu predstavljaju se pomou:

o Atributa (attributes)

o Operacija (operations)

o Stereotipova (stereotypes)

o Svojstava (properties)

o Asocijacija (associations)

o Nasleivanja (inheritance)

16


Dijagram klasa

Dijagram klasa je statiki prikaz elemenata aplikacije, kao tehniki crte ureaja

Ne omoguuje da se vidi kako e se program izvravati; ponaanje programa i interakcija izmeu delova prikazuje se drugaijim dijagramima

17


Dijagram klasa

Simbol klase sastoji se iz tri odeljka: o ime

o atributi (podaci-lanovi)

o operacije (funkcije lanice)

Odeljci klase prikazuju se prethodno navedenim redosledom, a redosled atributa i operacija nije

vaan

UML dozvoljava i definisanje dodatnih odeljaka

18


Modeliranje atributa klase

Za svaki atribut u dijagramu klase mora da bude zadata vidljivost

o Public (+)

o Private (-)

o Protected (#)

o Package (~)

Atribut se obino definie na sledei nain: vidljivost ime_atributa : tip_podataka = default_vrednost {ogranienja}

19


Modeliranje atributa klase Vidljivost, ime atributa i tip podataka su obavezni

20

Opis elementa atributa Primer elementa atributa

Dodelite naziv atributu kompanija

Dodajte tip podataka atributa kompanija:char*

Dodajte default vrednost za atribut, ako je ima kompanija:char* =

Uvedite ogranienja za tip atributa kompanija:char* = {od 1 do 30 znakova}

Dodajte informacije o tipu podataka koji se moe koristiti unutar zagrada

kompanija:char* = {od 1 do 30 znakova ukljuujui slova, razmake i znakove interpukcije; ne smeju se koristiti specijalni

znaci}

Podesite vidljivost atributa (ovde je dodeljena

vidljivost private stavljanjem znaka ispred atributa)

- kompanija:char* = {od 1 do 30 znakova ukljuujui slova, razmake i znakove interpukcije; ne smeju se koristiti specijalni znaci}


Modeliranje operacija klase

Operacije se modeliraju sintaksom vidljivost ime_operacije ( ime_argumenta : tip_podataka

{ogranienja}, ...) : return tip_podataka {ogranienja}

Ime operacije, vidljivost, imena i tipovi argumenata (ako ih ima) i povratni tip (ako postoji) su obavezni

21


Modeliranje operacija klase

22

Opis elementa operacije Primer elementa operacije

Dodelite naziv operaciji ukupanIznosNarudzbine

Definiite parametre; tip podataka za argument u ovom sluaju je klasa Narudzbina

ukupanIznosNarudzbine (narudzbina:Narudzbina)

Definiite povratni tip podataka (ovde je to klasa Valuta, navedena iza dvotake)

ukupanIznosNarudzbine (narudzbina:Narudzbina) :

Valuta

Prepoznajte i opiite sva ogranienja ukupanIznosNarudzbine (narudzbina:Narudzbina) : Valuta {ukupan iznos je zbir pojedinacnih stavki

umanjen za popust. Svaka stavka je proizvod

jedinicne cene i kolicine.}

Podesite vidljivost operacije (UML oznaava public vidljivost znakom +)

+ ukupanIznosNarudzbine (narudzbina:Narudzbina)

: Valuta {ukupan iznos je zbir pojedinacnih stavki

umanjen za popust. Svaka stavka je proizvod

jedinicne cene i kolicine.}


Kompletna specifikacija klase

23


Asocijacije (veze) izmeu klasa

Asocijacije definiu kako objekti razliitih klasa sarauju

Dodeljuju im se imena da bi se opisalo emu veza slui (imena su obino glagoli)

Mada nije uvek obavezno, preporuljivo je strelicama oznaiti smer veze

24


Kardinalnost asocijacije

Kardinalnost (multiplicity) definie broj objekata koji uestvuju u asocijaciji

Kardinalna vrednost mora biti dodeljena svim klasama u asocijaciji

25


Kardinalnost asocijacije

Izraava se kao opseg celobrojnih vrednosti minimum...maksimum

Vrednosti razdvojene sa .. znae opseg o 1..3 znai od jedan do 3 (ukljuujui 1 i 3)

Kada se koristi samostalno, zvezdica (*) znai 0 ili vie (tj. bez donjeg i gornjeg ogranienja)

Kada se koristi u opsegu, znai nepostojanje gornje granice

o 1..* znai jedan ili vie

Vrednosti razdvojene zarezima znae nabrajanje

26


Ogranienja asocijacije

Ako postoji vie ogranienja, sva se dodaju unutar istih zagrada

27


Uloge u asocijaciji

Postoje sluajevi kada je ime asocijacije teko odrediti

o npr. kojim glagolom se moe opisati veza izmeu deteta i roditelja?

Umesto imena asocijacije moe se navesti uloga (role), koja opisuje kako objekat uestvuje u asocijaciji

Uloge generiu kod, za razliku od naziva asocijacija

28


Uloge u asocijaciji

Uloge se mogu navoditi na jednom, oba ili ni na jednom kraju asocijacije

29


Refleksivne asocijacije

Refleksivna asocijacija je sluaj kada su objekti iste klase u meusobnoj vezi

Koriste uobiajenu notaciju za asocijaciju, jedino to oba kraja linije asocijacije pokazuju na istu klasu

30


Klasa asocijacije

Klasa asocijacije kapsulira informacije o asocijaciji, a sa njom se povezuje isprekidanom linijom

31


Agregacija i kompozicija

32

Agregacija i kompozicija su specijalni tipovi asocijacije


Agregacija

Objekti koji uestvuju u agregaciji su grupisani zajedno da bi se napravio sloeniji objekat

Agregacija se oznaava linijom sa rombom na strani agregatne klase (tj. sloenije klase)

33


Kompozicija

Kompozicija se koristi za agregacije u kojima postojanje delova zavisi od postojanja agregata

Agregat kontrolie nastajanje i unitavanje svojih delova

Ovaj jai oblik agregacije oznaava se crvim rombom

34


Generalizacija (nasleivanje)

Generalizacija nije asocijacija U UML modelu generalizacija i asocijacija tretiraju

se razliito

o Asocijacija definie pravila veza izmeu objekata

o Nasleivanje povezuje klase

Poto nije asocijacija, nema potrebe da se navode kardinalnost, uloge i sl.

35


Nasleivanje

Oznaava se linijom usmerenom od izvedene ka osnovnoj klasi (tj. strelica je na strani osnovne klase)

Diskriminatori se koriste za opis razlike izmeu osnovne i izvedene klase; stavljaju se na liniju

izmeu osnovne i izvedenih klasa

36


Dijagram objekata

Dijagram objekata modelira podatke o specifinim entitetima, za razliku od dijagrama klasa koji

modelira pravila za tipove entiteta

Sastoji se od objekata i veza (prave se na osnovu asocijacija)

Definie se kao ime_objekta: ime_klase Ako se navede samo :ime_klase, radi se o

anonimnom objektu

37


Dijagram objekata

Svim atributima konkretnog objekta u dijagramu dodeljuju se vrednosti

Poto su operacije (metode) klase zajednike za sve objekte te klase (za razliku od atributa), one se

izostavljaju u dijagramu objekata jer ne bi uvele

nikakve nove informacije

Za razliku od asocijacija u dijagramu klasa koje imaju kardinalnost, objekti se povezuju vezama koje

nemaju kardinalnost jer se radi o pojedinanim entitetima

38


Dijagram objekata

39


Dijagram aktivnosti

Opisuje logike procese, tj. funkcije implementirane u kodu

Svaki proces opisuje redosled koraka i odluka o tome kada se ti koraci izvravaju

Dijagram aktivnosti je zapravo poboljana verzija dijagrama toka (flowchart)

Dijagram aktivnosti sadri sve logike konstrukcije podrane u veini programskih jezika i na osnovu njega se moe generisati programski kod

40


Dijagram aktivnosti

Dijagram aktivnosti sadri niz aktivnosti povezanih pomou prelaza (transitions) koji se obeleavaju linijama sa strelicama

Prelaz se obino deava kada se neka aktivnost zavri

41


Odluke Oznaka za odluku je romb, ako donoenje odluke

ne zahteva nikakvu obradu, odnosno zaobljeni

pravougaonik ako su tek po zavretku aktivnosti dostupne informacije potrebne za odluku

42


Spajanje, konkurentnost

43


Dijagram aktivnosti

44


Dinamiki UML prikazi Za razliku od dijagrama klasa i objekata koji su

statiki, dijagram sekvenci je dinamiki, a modelira saradnju izmeu objekata

Dinamiki prikazi ne koriste se tako esto kao dijagrami klasa, zato to nisu sva ponaanja dovoljno sloena da bi zahtevala predstavljanje pomou dijagrama

UML podrava tri tipa dinamikih dijagrama: o Dijagram sekvenci

o Dijagram kolaboracije

o Dijagram stanja

45


Dijagrami sekvenci i kolaboracije

Dijagrami sekvenci i kolaboracije ilustruju interakcije izmeu objekata

Ove dve vrste dijagrama su veoma sline, nude samo razliite perspektive

Pravljenje dijagrama sekvenci je lake ako su prethodno napravljeni dijagrami sluajeva korienja i klasa

46


Dijagrami sekvenci

Svi dijagrami sekvenci modeliraju se na nivou objekata, a ne sa klasama da bi mogli da prikazuju

scenarije u kojima se koristi nekoliko instanci iste

klase

Dijagram sekvenci koristi tri osnovna elementa: o objekte

o poruke (predstavljaju se strelicama)

o trajanje objekata (predstavljaju se vertikalnim isprekidanim

linijama pored svakog objekta)

47


Dijagrami sekvenci

Poruka predstavljena punom linijom i punom strelicom zahteva odgovor (sinhrona poruka)

Poruka predstavljena isprekidanom linijom je odgovor (asinhrona poruka)

Poruke se postavljaju horizontalno na linije trajanja objekata, a njihov relativni poloaj odgovara trenucima u kojima se pozivaju

Dijagram sekvenci se ita od vrha ka dnu

48


Dijagrami sekvenci

49


Dijagrami sekvenci

Dijagrami sekvenci mogu se poboljati tako da ilustruju aktivaciju i unitavanje objekata i tako da se poruke prilagode

Notacija koja prikazuje da je objekat aktivan je proirenje vertikalne linije trajanja objekta u uski pravougaonik

Uski pravougaonik zove se linija aktivacije ili fokus kontrole

Kada se objekat obrie ili uniti, zavrava se trajanje, a unitavanje se oznaava znakom X

50


Dijagrami sekvenci

51


Dijagram kolaboracije

Dijagram kolaboracije je zamena za dijagram sekvenci, ali umesto prikaza poruka tokom vremena

prikazuje poruke na dijagramu objekata

Ove dve vrste dijagrama su toliko sline da neke UML alatke omoguuju automatski prelaz iz jednog u drugi

Dijagram kolaboracije istie razmenjivanje poruka, ali poto ne prikazuje vreme, nema naina da prikae nastajanje i unitavanje objekata

52


Dijagrami kolaboracije

53


Dijagram stanja

Dijagram stanja (statechart) opisuje ivotni vek jednog objekta povezan sa dogaajima koji mu menjaju stanje

Stanje objekta mogu da izmene i spoljanji i unutranji dogaaji, ine ga trenutni uslovi u kojima se nalazi, a memorie se u atributima objekta

Dijagram stanja modelira dogaaje koji prouzrokuju prelaze (transitions) iz jednog stanja u drugo

Sa svakim dogaajem povezana je akcija koja menja stanje objekta

54


Dijagram stanja Crta se na sledei nain:

o Stanje u kome se objekat nalazi kada se kreira oznaava se kao poetno stanje

o Prepozna se dogaaj (ili dogaaji) koji prevode objekat iz poetnog u neko drugo stanje

o Novom stanju se dodeli naziv

o Prelaz iz jednog stanja u drugo povezuje se strelicom koja

se oznaava dogaajem koji prouzrokuje prelaz. Iza naziva prelaza dodaju se kosa crta i ime akcije koja menja

atribute objekta

o Kada se zavri unoenje stanja, ono stanje iz kojeg objekat ne moe da izae oznaava se kao zavrno stanje.

55


Dijagram stanja

56


Dijagram stanja

Odeljak internih prelaza stanja sadri informacije o akcijama i aktivnostima specifinim za to stanje

Aktivnosti su procesi koji se odvijaju unutar stanja, ali ne menjaju stanje objekta

Unutar stanja, aktivnosti se modeliraju korienjem rei Do: iza koje se navodi jedna aktivnost ili vie njih

57


Dijagram paketa

Paketi su UML metod za organizovanje dijagrama projekta

Paket se modelira ikonom direktorijuma UML paketi koriste se za tri namene, a prva je

organizovanje svih dijagrama koji se prave tokom

projektovanja softvera

o Dijagrami se mogu smetati u pakete na isti nain kao to se fajlovi smetaju u razliite direktorijume

58


Dijagram paketa

Notacija paketa moe se koristiti i za podelu sistema u podsisteme, odnosno dijagrame koji predstavljaju

te podsisteme

Ovaj nain korienja paketa je i najei u alatima za modeliranje

Paket se modelira ikonom direktorijuma, imenom i stereotipom koji ukazuje na nain korienja paketa

Standardizovani UML stereotipi su i

59


Dijagram paketa

Podsistem () je UML stereotip kojim se oznaava deo sistema

Elementi koji se nalaze u podsistemu paketa standardno su vidljivi samo unutar tog paketa

Model () je UML stereotip slian podsistemu, ali koncentrisan na odreen tip ponaanja u sistemu

60


Dijagram paketa

Svi tipovi paketa odreuju posebni imenski prostor (namespace) za elemente modela koji se u njima

nalaze

Elementi unutar paketa odreeni su tipom i imenom o Na primer, paket moe da sadri neto to se zove

Proizvod tipa klase i neto to se zove Proizvod a tipa je dijagram stanja

Potpuna kvalifikacija imena elementa je notacija paket :: element, na primer Isporuka::Proizvod

61


Dijagram paketa

Zavisnost izmeu paketa oznaava se isprekidanom linijom, a znai da bar jedna klasa iz prvog paketa mora da komunicira sa barem jednom klasom iz

drugog paketa

Za blie definisanje zavisnosti koriste se stereotipi, npr.

62


Dijagram paketa

Jedno od najeih korienja paketa jeste da sadre dijagrame, npr. dijagram klasa

63


Dijagram komponenti

Dijagram komponenti modelira fiziku implementaciju softvera, odnosno distribuciju

aplikacije kroz hardver

Svrha dijagrama komponenti jeste da definie softverske module i njihove meusobne veze

Ikona komponente je pravougaonik sa dva manja pravougaonika sa leve strane i nazivom

64


Stereotipi komponenti

Stereotipi komponenti vizuelno olakavaju razumevanje uloge komponente u implementaciji

softvera

Neki esto korieni stereotipi su: o (komponeta koja se izvrava u procesoru)

o (biblioteka koju poziva izvrni fajl)

o (baza podataka kojoj pristupa izvrni fajl)

o (podaci ili izvorni kod)

o (dokument, npr. Web strana)

65


Dijagram komponenti

Zavisnosti izmeu komponenata crtaju se isprekidanom linijom od zavisne komponente prema

onoj od koje zavisi

UML stereotip znai da neki fajl tokom izvravanja postaje neki exe fajl

66


Dijagram komponenti

67


UML

Tekua verzija standarda je 2.4 (2011) Detaljnije informacije mogu se nai na adresi

http://www.uml.org/

Knjiga: The Unified Modeling Language User Guide, Grady Booch, James Rumbaugh, Ivar Jacobson, Addison-Wesley, 1999.

68

10_uml

Documents