Моделирование предметной области «Учет товаров» с помощью UML (Характеристика предметной области)

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ

При конкуренции между фирмами розничной торговли выиграет тот, кто сможет минимизировать материальные потери в технологическом процессе предоставления услуг. За счет этого увеличить товарооборот магазина примерно на 5%, исходя из статистики. Усиление конкуренции вынуждает даже небольшие торговые предприятия обратить пристальное внимание автоматизацию бизнес-процессов и учета товара в целом.

Сегодня склад должен исполнять роль структурного звена системы, для которого определяются задачи, направленные на достижение общих целей развития всей компании. Реализация этих целей (удовлетворение спроса клиентов и получение максимальной прибыли) подразумевает совершенствование работы всех подразделений фирмы. В связи с этим перед складом ставятся следующие основные задачи:

• повышение скорости обработки товарных потоков для организации ускоренного сбыта;
• минимизация потерь;
• снижение издержек;
• организация эффективного управления всеми бизнес-процессами.

1. Характеристика предметной области

1.1. Описание предметной области. Постановка задачи

В курсовой работе в качестве предметной области используется склад фирмы. Список действий, производимых на складе достаточно большой, но основной задачей является учет товара.

Основные функции выполняют заведующий складом и кладовщик. Заведующий складом проводит ревизии и составление документ-оборота за период. Кладовщик осуществляет инвентаризацию и прием/выдачу товара.

Задачей курсового проекта является разработка объектно-ориентированной модели информационной подсистемы для учета движения товаров на складе фирмы с использованием языка UML.

1.2. Выбор средства для моделирования предметной области решаемой задачи

Для Моделирования информационной подсистемы учета движения товаров на складе был выбран язык UML (Unified Modeling Language).

Унифицированный язык моделирования одновременно является простым и мощным средством моделирования, который может быть эффективно применен для построения концептуальных, логических и графических моделей систем различного назначения.

Язык UML основан на некотором числе базовых понятий, которые могут комбинироваться и расширяться. При этом одним из основных принципов построения моделей сложных систем является принцип абстрагирования, который предписывает включать только те аспекты разрабатываемой системы, которые имеют непосредственное отношение к выполнению функций или целевого предназначения. Что бы предотвратить чрезмерное усложнение процесса анализа и исследования, все второстепенные детали упускаются.

В качестве среды разработки информационной подсистемы был использован программный продукт Online Diagrame Editor.

2. Моделирование предметной области учет товара на складе с использованием языка UML

В данной главе будет представлена объектно-ориентированная модель информационной подсистемы для учета движения товаров на складе. Модель будет включать в себя:

• диаграмму вариантов использования (диаграмма прецедентов);
• диаграмму последовательности;
• кооперативная диаграмма;
• диаграмма классов и диаграмма пакетов;
• диаграмму состояний:
• диаграмму компонентов;
• диаграмму размещения;

1)       Диаграмма вариантов использования (диаграмма прецедентов) по решаемой задаче.

Диаграммой прецедентов, или использования (use case diagram) называется диаграмма, на которой показана совокупность прецедентов и актеров, а также отношения (зависимости, обобщения и ассоциации) между ними.

Она позволяет выделить внешние системы, контактирующие с системой, основные процессы и их взаимосвязь. Диаграммы прецедентов дают возможность выделить функциональную структуру системы, не вдаваясь в детали ее реализации. Кроме того, производится предварительное выделение объектов системы и их классификация. На основании построенной модели составляется план разработки системы.

Элементы диаграммы:

Вариант использования — это логическое описание определенной части деятельности системы. Он не представляет собой четкую конструкцию, которую можно напрямую реализовать в программном коде. Каждый вариант использования определяет последовательность действий, которые должны быть выполнены проектируемой системой при взаимодействии ее с соответствующим актером.

Действующее лицо (актер) — это роль, которую пользователь играет по отношению к системе. Действующие лица представляют собой роли, а не конкретных людей или наименования работ. Несмотря на то, что на диаграммах вариантов использования они изображаются в виде стилизованных человеческих фигурок, действующее лицо может также быть внешней системой, которой необходима некоторая информация от данной системы. Действующие лица делятся на три основных типа — пользователи системы, другие системы, взаимодействующие с данной, и время. Время становится действующим лицом, если от него зависит запуск каких-либо событий в системе.

Отношения ассоциации устанавливают, какую конкретную роль играет актер при взаимодействии с экземпляром варианта использования.

Рисунок 1.1 – Диаграмма прецедентов

В качестве актеров на диаграмме (рисунок 1.1) используются объекты:

• «warehouse_manager» (заведующий складом), который управляет вариантами использования:
• «monthly_turnover» (оборот за месяц);
• «audit» (ревизия);
• «storekeeper» (кладовщик), управляющий следующими вариантами использования:
• «get_product» (принять товар);
• «send_product» (отправить товар);
• «inventory» (инвентаризация).

Между вариантами использования и действующими лицами используется вязь коммуникации (communication). Направление стрелки позволяет понять, кто инициирует коммуникацию.

Для построения остальных диаграмм, выбран прецедент «get_product» (принять товар), который описывает получение нового товара от поставщика и создание карточки складского учета.

2)       Диаграмма последовательности

Диаграмма последовательности (sequence diagram) – это диаграмма взаимодействий, акцентирующая внимание на временной упорядоченности сообщений. Она отражают поток событий, происходящих в рамках варианта использования. Конкретный экземпляр потока событий называется сценарием.

В диаграммах последовательности действий взаимодействие объектов в системе происходит посредством приема и передачи сообщений объектами-клиентами и обработки этих сообщений объектами-серверами. При этом в разных ситуациях одни и те же объекты могут выступать и в качестве клиентов, и в качестве серверов.

На диаграмме последовательности объект изображается в виде прямоугольника на вершине пунктирной вертикальной линии. Эта вертикальная линия называется линией жизни (lifeline) объекта. Она представляет собой фрагмент жизненного цикла объекта в процессе взаимодействия.

Каждое сообщение изображается в виде стрелки между линиями жизни двух объектов. Сообщения появляются в том порядке, как они показаны на странице, сверху вниз. Каждое сообщение помечается как минимум именем сообщения; при желании можно добавить также аргументы и некоторую управляющую информацию и, кроме того, показать самоделегирование (self-delegation) -сообщение, которое объект посылает самому себе, при этом стрелка сообщения указывает на ту же самую линию жизни.

В данной модели для создания диаграммы последовательности был использован вариант использования «get_product» (принять товар), взятый из предыдущей диаграммы прецедентов (рисунок 2.1).

Рисунок 2.1 – Диаграмма последовательности «get_product» (принять товар)

На данную диаграмму помещены следующие объекты:

• «storekeeper» (кладовщик) – действующее лицо;
• «Add/Select prouct – содержит форму ввода или выбора товара;
• «Add/Select delivery from» – содержит форму ввода или выбора поставщика товара;
• «Card warehouse accounting» – форма карты складского учета, которая создается после ввода всех данных и является итоговым документом;

«DataBase» – содержит информацию о поставщиках и товарах, на основании информации этого объекта формируется карта складского учета

Сообщения между объектами на диаграмме:

• «Open» – открыть форму;
• «Cancel» – отмена действия;
• «Query to DataBase» – запрос к базе данных на выбор товара;
• «Answer from DataBase» - наименование товара;
• «Query to DataBase on generation warehouse accounting card» - запрос к базе данных на выбор поставщика и генерацию карты складского учета;
• «Generate» - карта складского учета.

После создания объектов и сообщений между ними было выполнено соотнесение объектов с классами, а сообщений с операциями. Все названия объектов и сообщений совпадают с названиями классов и операций соответственно.

3)       Кооперативная диаграмма

Вторым видом диаграммы взаимодействия является кооперативная диаграмма (collaboration diagram).

Подобно диаграммам последовательности, кооперативные диаграммы отображают поток событий через конкретный сценарий варианта использования. Кооперативные диаграммы заостряют внимание на взаимосвязях вообще, то есть на них отражается наличие сообщений от клиентов к серверам.

Диаграмма показывает взаимодействие между объектами, а не классами, то есть является мгновенным снимком объектов системы в некотором состоянии. Ведь объекты, в отличие от созданных на этапе проектирования классов, создаются и уничтожаются на всем протяжении работы программы. И в каждый момент имеется конкретная группа объектов, с которыми осуществляется работа.

При создании диаграммы сотрудничества располагают участвующие во взаимодействии объекты в виде вершин графа. Связи между этими объектами, отраженные на диаграмме последовательности, дополняются сообщениями, которые объекты принимают и посылают. Это дает аналитику ясное визуальное преставление о потоке управления в контексте структурной организации кооперирующихся объектов.

Согласно созданной выше диаграмме «get_product» (принять товар), была создана диаграмма сотрудничества (рисунок 3.1).

На диаграмме расположены объекты:

• «storekeeper»;
• «Add/Select product»;
• «Add/Select delivery form»;
• «Card warehouse accounting»;
• «DataBase».

Назначение данных объектов аналогично соответствующим объектам диаграммы последовательности (рисунок 2.1).

Рисунок 3.1 – Диаграмма сотрудничества для варианта использования «get_product» (принять товар)

Была создана диаграмма сотрудничества «get_product», на которой представлена информация, которая была и на диаграмме последовательности, но кооперативная диаграмма по-другому описывает поток событий. Из нее легче понять связи между объектами, однако труднее разобраться в последовательности событий.

4)       Диаграмма классов и диаграмма пакетов.

Диаграммы классов (class diagram) позволяет создавать логическое представление системы, на основе которого создается исходный код описанных классов. Значки диаграммы позволяют отображать сложную иерархию систем, взаимосвязи классов (сlasses) и интерфейсов (interfaces). На диаграммах классов изображаются также атрибуты классов, операции классов и ограничения, которые накладываются на связи между классами Данный тип диаграмм противоположен по содержанию диаграмме сотрудничества, на которой отображаются объекты системы.

Каждый класс на диаграмме выглядит в виде прямоугольника, разделенного на три части. В первой содержится имя класса, во второй – его атрибуты. В последней части содержатся операции класса, отражающие его поведение (действия, выполняемые классом).

Обычно для описания системы создают несколько диаграмм классов. На одних показывают некоторое подмножество классов и отношения между классами подмножества. На других отображают то же подмножество, но вместе с атрибутами и операциями классов. Третьи соответствуют только пакетам классов и отношениям между ними. По умолчанию существует одна диаграмма классов, называемая Главной (Main), на которой показывают пакеты классов модели (рисунок 4.1).

Рисунок 4.1 – Главная диаграмма классов информационной подсистемы

Внутри каждого пакета также имеется «главная диаграмма», включающая в себя все классы этого пакета (рисунок 4.2, 4.3).

Рисунок 4.2 – Диаграмма классов «form»

Рисунок 4.3 – Диаграмма классов «DataBase»

После создания главой диаграммы классов создается диаграмма классов для сценария «get_product» (принять товар), на которой отражаются все классы, атрибуты и связи между ними (рисунок 4.4).

Рисунок 4.4 – Диаграмма классов «get_product»

Указанная множественность (multiplicity) показывает, сколько экземпляров одного класса взаимодействуют с помощью этой связи с одним экземпляром другого класса в данный момент времени. Так же были добавлены атрибуты и методы в некоторые классы.

5)       Диаграммы состояний.

Диаграммы состояний определяют все возможные состояния, в которых может находиться конкретный объект, а также процесс смены состояний объекта в результате наступления некоторых событий.

На диаграмме имеются два специальных состояния – начальное (start) и конечное (stop). Процессы, происходящие в тот момент, когда объект находится в определенном состоянии, называются действиями (actions).

С состоянием можно связывать следующие данные: деятельность, входное действие, выходное действие и событие.

Входное действие (entry action) – это поведение, которое выполняется, когда объект переходит в данное состояние. Входное действие также показывают внутри состояния, его обозначению предшествуют слово entry (вход) и двоеточие.

Выходное действие (exit action) подобно входному действию. Однако оно осуществляется как составная часть процесса выхода из данного состояния. Как и входное, выходное действие является непрерываемым.

Переходом (transition) называется перемещение объекта из одного состояния в другое. На диаграмме все переходы изображают в виде стрелки, начинающейся на первоначальном состоянии и заканчивающейся последующим.

У перехода существует несколько спецификаций. Они включают события, аргументы, ограждающие условия, действия и посылаемые события.

Событие (event) - это то, что вызывает переход из одного состояния в другое. Событие размещают на диаграмме вдоль линии перехода.

Большинство переходов должны иметь события, так как именно они, прежде всего, заставляют переход осуществиться.

Действие (action) является непрерываемым поведением, осуществляющимся как часть перехода. Входные и выходные действия показывают внутри состояний, поскольку они определяют, что происходит, когда объект входит или выходит из состояния. Диаграммы состояний не надо создавать для каждого класса, они применяются только в сложных случаях. Если объект класса может существовать в нескольких состояниях и в каждом из них ведет себя по-разному, для него может потребоваться диаграмма состояний.

В данном курсовом проекте диаграмма состояний создается для варианта использования «get_product» (принять товар). Она представлена на рисунке 5.1.

Рисунок 5.1 – Диаграмма состояний для варианта использования «get_product»

На диаграмме состояний расположены следующие состояния:

• начальное состояние «Start»;
• конечное «exit» состояние;
• «Initialization» (инициализация);
• «SomeStop» (выполнение приостановлено);
• «Cancel» (отменен);
• «Get» (выполнен).

Для каждого из состояний созданы следующие действия:

• «StoreDate» (сохранить дату) на входе для состояния «Initialization»;
• «Info Product» (собрать информацию о товаре и поставщиках);
• «Add» (добавить к набору товаров);
• «StoreData» (сохранить дату отмены) на выходе;
• «Card accounting» (карта учета) – на выходе формируется складская карта учета.

6)       Диаграммы компонентов.

Диаграммы компонентов (component diagram) предназначены для распределения классов и объектов по компонентам при физическом проектировании системы. На них изображены компоненты программного обеспечения и связи между ними. При этом на такой диаграмме выделяют два типа компонентов: исполняемые компоненты и библиотеки кода. Часто данный тип диаграмм называют диаграммами модулей.

При проектировании больших систем может оказаться, что система должна быть разложена на несколько сотен или даже тысяч компонентов, и этот тип диаграмм позволяет не потеряться в обилии модулей и их связей.

Каждый класс модели (или подсистема) преобразуется в компонент исходного кода. После создания они сразу добавляются к диаграмме компонентов.

У системы может быть несколько диаграмм компонентов в зависимости от числа подсистем или исполняемых файлов. Каждая подсистема является пакетом компонентов. В общем случае пакеты – это совокупности компонентов.

Диаграммы компонентов применяются теми участниками проекта, кто отвечает за компиляцию системы. Из нее видно, в каком порядке надо компилировать компоненты, а также какие исполняемые компоненты будут созданы системой. На такой диаграмме показано соответствие классов реализованным компонентам. Она нужна там, где начинается генерация кода.

На рисунке 6.1 показаны компоненты пакета «Form». Они содержат классы пакета «Form» логического представления системы.

Рисунок 6.1 – Диаграмма компонентов пакета «Form»

На рисунке 6.2 показаны компоненты пакета «DataBase». Они содержат классы пакета «DataBase» логического представления системы.

Рисунок 6.2 – Диаграмма компонентов пакета «DataBase»

Общая диаграмма компонентов для рассматриваемого варианта использования «get_product» (принять товар) на рисунке 6.3.

Рисунок 6.3– Диаграмма компонентов для варианта использования

7)       Диаграммы размещений.

Диаграмма размещения отражает физические взаимосвязи между программными и аппаратными компонентами системы. Она является хорошим средством для того, чтобы показать размещение объектов и компонентов в распределенной системе. Каждый узел на диаграмме размещения представляет собой некоторый тип вычислительного устройства — в большинстве случаев, часть аппаратуры. Эта аппаратура может быть простым устройством или датчиком, а может быть и мэйнфреймом.

Диаграмма размещения показывает физическое расположение сети и местонахождение в ней различных компонентов. Ее основные элементы:

• узел (node) — вычислительный ресурс — процессор или другое устройство (дисковая память, контроллеры различных устройств и тд.). Для узла можно задать выполняющиеся на нем процессы;
• соединение (connection) — канал взаимодействия узлов (сеть).

Построенная диаграмма размещения показана на рисунке 7.1.

Рисунок 8.1 – Диаграмма размещения

Как видно из диаграммы, клиентская и серверная программы будут работать на разных местах. Через закрытую сеть будет осуществляться их сообщение. С клиентской частью соединен принтер, так как именно клиентская программа печатает каты складского учета.

На созданной диаграмме размещения расположены процессоры «Server» и «Client»,а также устройство «Printer».

Между этими элементами проведены следующие связи:

• От «Server» к «Client»;
• От «Client» к «Printer».

Кроме этого, созданы процессы «Get_tovarServerExe» на процессоре «Server» и « Get_tovarClientExe» на процессоре «Client».

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В процессе выполнения данного курсового проекта была разработана объектно-ориентированная модель информационной подсистемы для учета движения товаров на складе фирмы с использованием языка UML.

В ходе моделирования предметной области были изучены основы языка моделирования UML и построены следующие диаграммы:

• диаграмму вариантов использования (диаграмма прецедентов);
• диаграмму последовательности;
• кооперативная диаграмма;
• диаграмма классов и диаграмма пакетов;
• диаграмму состояний:
• диаграмму компонентов;
• диаграмму размещения;

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Буч Г., Рамбо Д., Джекобсон А. Язык UML для пользователя: Пер. с англ. – М.: ДМК, 2000.- 432 с., ил.
2. Боггс У., Боггс М.. UML и Rational Rose: Пер. с англ. – М.: Издательство «Лори», 2000.- 581 с., ил.
3. Буч Г., Рамбо Д., Джекобсон А. UML: специальный справочник. – СПб.: Питер, 2002.- 432 с., ил.
4. Ларман К. применение UML и шаблонов проектирования: Пер. с англ. – М.: Издательский дом «Вильямс», 2001. – 496 с., ил.
5. Леоненков А. Самоучитель UML.– СПб.: БХВ–Петербург, 2001
6. Шмуллер Д. Освой самостоятельно UML за 24 часа.[Текст]: М.: Издательский дом «Вильямс», 2005г. - 416 с.
7. Вендров А.М. Проектирование программного обеспечения экономических информационных систем. [Текст]: М: «Финансы и статистика», 2005 г. - 524 с.