UML. Unified Modeling Language (linguaggio di modellazione unificato) prof. Antonio Gervasi IIS «A.Meucci» Casarano

Transcript

1 UML Unified Modeling Language (linguaggio di modellazione unificato) 1

2 Cos è UML L UML nasce negli anni 90 come unificazione di diverse metodologie di analisi. Si propone come strumento per facilitare la comunicazione all interno dei gruppi di analisi e sviluppo. 2

3 Cos è UML E un linguaggio di progettazione, da non confondere con i linguaggi di programmazione (C, C++, Java, ) Fornisce una serie di diagrammi per rappresentare ogni tipo di modellazione Alcuni ambienti di programmazione sono in grado di convertire diagrammi UML in codice e viceversa 3

4 Cos è un modello? Un modello è la rappresentazione semplificata di una realtà complessa. Si usa per visualizzare graficamente il sistema e facilitare la comunicazione e la comprensione di requisiti e specifiche. 4

5 Standard in evoluzione 5

6 Diagrammi UML Use Case (casi d uso) Class (delle classi) Sequence (di sequenza ) Collaboration (di collaborazione ) Statechart (di stato ) Activity (delle attività ) Component (dei componenti ) Deployment (di distribuzione ) 6

7 Modelli e Diagrammi I diagrammi non sono il modello, ma solo una sua vista. Un modello può utilizzare più tipi di diagrammi diversi. 7

8 Quali usare? Tanti diagrammi per dare la possibilità di rappresentare qualsiasi realtà Non devono necessariamente essere usati tutti, anzi vanno scelti quelli adatti alle nostre esigenze di progetto (ovvero cosa dobbiamo rappresentare) 8

9 Use Case Diagram 9

10 Use case diagram Il diagramma UML rappresenta con simboli grafici, in modo semiformale, le funzionalità di un sistema complesso. Si usa nella programmazione a oggetti ma è adatto anche nello sviluppo della programmazione procedurale. E rivolto sia al cliente che agli sviluppatori. Rappresenta, quindi, il sistema più semplice per discutere con gli utenti o committenti al fine di scoprire tutte le loro esigenze. 10

11 A cosa serve? Serve a rappresentare graficamente le relazioni tra gli attori (persona, gruppo o hardware/software) e i casi d uso (funzionalità del sistema). L insieme degli attori (actors) e dei casi d uso (use case) formano uno scenario. Il diagramma può comprendere uno o più scenari. funzione 1 cliente funzione 2 manager funzione 3 webserver 11

12 Le Relazioni Associazioni (association): indica che l attore interagisce con il caso d uso Generalizzazione (generalization): indica che uno use case o un attore è un caso particolare di un altro. Inclusione (include): rappresenta un caso d uso, eseguito sempre, collegato non all attore ma ad uno o più use case. Estensione (extend): casi d uso eseguiti (non sempre) in situazioni particolari (errori, stampa, ecc.) 12

13 Gli errori da evitare o Bisogna fare un uso moderato delle relazioni fra use case e delle generalizzazioni fra attori o La modellazione deve avvenire ad un grado di astrazione sufficientemente elevato; non è questo il diagramma da usare per esprimere tutti i dettagli contenuti nelle specifiche in linguaggio naturale o Occorre essere ordinati (evitare linee che si intersecano, ecc...) 13

14 Use case (esempio completo) Attore Generalizzazione Caso d uso 14

15 Come costruire uno Use Case 1. Definire il contesto del sistema: a) Identificare gli attori e i loro ruoli b) Identificare gli use case, in termini di goal e/o risultati che devono essere prodotti 2. Valutare gli attori e gli use case per trovare eventuali raffinamenti, in termini di divisione o accorpamento. 3. Trovare le relazioni di inclusione 4. Trovare le relazioni di estensione 5. Valutare attori e use case per trovare eventuali generalizzazioni 6. Disegnare le restanti associazioni 15

16 Esempio: biglietteria automatica Il viaggiatore può: consultare l orario ferroviario acquistare un biglietto 16

17 Esempio: biglietteria automatica (include) Per poter consultare l orario o acquistare un biglietto, il viaggiatore deve scegliere la stazione da un elenco. 17

18 Esempio: biglietteria automatica (extend) Al momento dell acquisto di un biglietto il viaggiatore può, opzionalmente, prenotare i posti a sedere pagando un prezzo aggiuntivo. 18

19 Esempio: biglietteria automatica (generalization) E possibile acquistare diversi tipi di biglietto (il flusso base dell acquisto è sempre lo stesso): Biglietto ordinario Biglietto under-26 Biglietto over-65 Consulta Orario <<include>> Viaggiatore <<extend>> Acquista Biglietto <<include>> Seleziona Stazione Prenota posti a sedere Acquista Biglietto Ordinario Acquista Biglietto Under 26 Acquista Biglietto Over 65 19

20 Esercizio: Sportello Bancomat Il Sistema sarà eseguito su uno sportello bancomat automatico previa verifica utente L'utente deve essere in grado di depositare assegni sul suo conto L'utente deve essere in grado di prelevare i soldi dal suo conto L'utente deve poter interrogare il Sistema sul saldo del suo conto Se lo richiede, l'utente deve poter ottenere la ricevuta per la transazione (deposito e prelievo). 20

21 Esercizio: Sportello Bancomat (soluzione) 21

22 Esercizio: prenotazione visita medica Consideriamo il problema di un utente che deve prenotare on-line una visita medica a pagamento 1. Individuare attori 2. Individuare use case 3. Disegnare le relazioni 22

23 Soluzione: prenotazione visita medica 23

24 Class Diagram 24

25 Diagramma delle classi Il diagramma delle classi è una delle viste più importanti ed usate. Rappresenta le classi che compongono il sistema, cioè le collezioni di oggetti, ciascuno con il proprio stato e comportamento (attributi ed operazioni) Specifica, mediante associazioni, le relazioni fra le classi. 25

26 Un esempio Automobile marca modello colore targa cambiatarga cambiacolore Nome Attributi (proprietà) Operazioni (metodi) 26

27 Class diagram Nome: inizia con una lettera maiuscola e non contiene underscore (esempio: Prezzi, ControlloPeso, GestioneProdotto) Attributi: rappresentano le caratteristiche comuni degli oggetti della classe; iniziano con una lettera minuscola e il nome è seguito dal tipo. (esempio: pesoveicolo:integer, nome:string) Metodi: insieme di funzionalità che esprimono il comportamento di un oggetto; iniziano con una lettera minuscola, il nome è seguito dal tipo e dal valore di ritorno. esempio: muoviauto(marcia: int):float Il costruttore deve avere lo stesso nome della classe, ma senza valore di ritorno. esempio: GestVoti (nome: String, p:int) 27

28 Visibilità privata indicata con il simbolo per gli attributi e per i metodi (solo all interno della classe) pubblica indicata con il simbolo + per la classe e per i metodi (visibile all esterno) protetta indicata con il simbolo # (visibile dalle sottoclassi) 28

29 Esempio public class GestVoti { private int voti; } public void GestVoti(int n, int p) { } public void carmanuale(int n, int p) { } public void carautomatico() { } public void visvoti() { } public int ricvoto(int p) { } public void ordvoti() { } public void insvoto(int n, int p) { } public void modvoto(int p) { } public void cancvoto(int p) { } public int contpromossi() { } attributi costruttore -voti: int GestVoti +GestVoti(n: int, p: int) +carmanuale(n: int, p: int): void +carautomatico(): void +visvoti(): void +ricvoto(p: int): int +ordvoti(): void +insvoto(n: int, p: int): void +modvoto(p: int): void +cancvoto(p: int): void +contpromossi(): int 29

30 Relazioni delle classi Indicano il modo in cui le classi comunicano tra loro. Relazioni principali: Generalizzazioni o Ereditarietà Associazioni, Aggregazione e Composizione Dipendenze 30

31 Ereditarietà (generalizzazione) Permette ad una classe derivata (o sottoclasse) di possedere elementi (attributi e metodi) in comune con una classe di base (superclasse). Java implementa il meccanismo dell ereditarietà (inheritance) singola. 31

32 Ereditarietà (esempio 1) Veicolo CODICE Public class Veicolo { // dichiarazione del corpo della classe } Automobile Public class Automobile extends Veicolo { // dichiarazione del corpo della classe } 32

33 Ereditarietà (esempio 2) Persone nome cognome indirizzo cambiaindirizzo superclasse simbolo di ereditarietà Clienti codicecliente clientedal PotenzialiClienti numvisite contaordini sottoclassi 33

34 Associazione Indicano le relazioni fra classi. Nel diagramma è rappresentato da una linea continua. Unidirezionale: se un oggetto fa riferimento ad un altro ma non avviene il contrario A B Bidirezionale: se il riferimento tra gli oggetti è reciproco. A B 34

35 Molteplicità Indica quanti oggetti di una classe possono far riferimento ad ogni oggetto di un altra. 1 Esattamente una istanza 0..* Nessun limite al numero di istanze 1..* Almeno una istanza n..m Da n a m istanze 35

36 Associazione bidirezionale uno-a-uno 1 a 1 (@OneToOne) l'oggetto della classe A contiene un puntatore che fa riferimento all'oggetto della classe B. A B public class A { private B b; } public class B { private A a; } 36

37 Associazione bidirezionale uno-a-molti 1 a * (@OneToMany) l'oggetto della classe A contiene un array (se conosco il numero massimo di relazioni) oppure una lista (se non conosco il numero di relazioni). La classe B, invece, contiene solamente un puntatore che fa riferimento ad A. A B public class A { private B[] b; //o private List<B> b; } 1 1..* public class B { private A a; } 37

38 Associazione bidirezionale molti-a-molti * a * (@OneToMany) In questo caso anche l 'oggetto della classe B contiene un array (se conosco il numero massimo di relazioni) oppure una lista (se non conosco il numero di relazioni) che fa riferimento alla classe A. A 1..* 1..* B public class A { private B[] b; } public class B { private A[] a; } 38

39 Associazione unidirezionale l'oggetto della classe A contiene un puntatore che fa riferimento all'oggetto della classe B. A uno-a-uno B public class A { private B b; } A uno-a-molti 1 1..* B public class A { private B[] b; //o private List<B> b; } 39

40 Esempio 40

41 Aggregazione e Composizione Aggregazione: relazione poco forte (le parti esistono anche senza il tutto) Composizione: relazione molto forte (le parti dipendono dal tutto, es. i muri e la stanza) 0..* 0..* 41

42 Aggregazione //facciamo finta di aver definito le classi B,C,D... public class A { //attributi private B oggettob; private C oggettoc; private D oggettod; A //metodi public void setb(b ob); public void setc(c oc); public void setd(d od); B C D public static void main(string[] args) { B b = new B(); C c = new C(); D d = new D(); } } A a = new A(); a.setb(b); a.setc(c); a.setd(d); 42

43 Composizione //facciamo finta di aver definito le classi B,C,D... public class A { public void usob() { B b = new B(); b.metododib(); } public void usoc() { C c = new C(); c.metododic(); } public void usod() { D d = new D(); d.metododid(); } A B C D } public static void main(string[] args) { A a = new A(); a.usob(); a.usoc(); a.usod(); } 43

44 Dipendenza Nella Dipendenza un cambiamento nella classe principale modificherà temporaneamente la classe collegata. Esempio: pagina web compilata con i risultati di una ricerca In UML la dipendenza viene rappresentata con una freccia tratteggiata. Si usa nelle interfacce. 44

45 Classi Astratte Una Classe Astratta contiene metodi privi di implementazione. Quest ultima è demandata alle sottoclassi. Grazie a questa tecnica oggetti di classi differenti hanno metodi con lo stesso nome, ma con funzioni diverse (polimorfismo, overriding). Il corsivo permette di distinguere le parti astratte da quelle concrete 45

46 Classe astratta (esempio) abstract class nomeclasse { //definizione attributi //definizione costruttori e metodi //definizione metodi astratti } 46

47 Interfacce Insieme di operazioni che una classe offre ad altre classi È rappresentata come una classe con lo stereotipo <<interface>> Non ha attributi ma soltanto metodi dichiarati. L'implementazione dell'interfaccia può essere indicata con un piccolo cerchio vuoto Utile per raggruppare operazioni comuni a più classi, quando le classi non sono tutte correlate ad una particolare classe padre. 47

48 Interfacce (esempio) 48

49 Esempio finale 49

50 Sequence Diagram 50

51 Esempio 51

52 Diagramma delle sequenze rappresenta il comportamento dinamico di un sistema software mostra una i più interazioni tra due o più oggetti mediante una sequenza temporale di azioni ad ogni caso d uso, in genere, corrisponde un singolo diagramma di sequenza 52

53 Elementi di un Diagramma Oggetti (object) Periodo di vita degli oggetti (lifeline) o costruzione e distruzione Messaggi o da un oggetto ad un altro (stimulus) o da un oggetto verso se stesso (chiamata interna o self stimulus) Valore di ritorno (return) Iterazione (loop) 53

54 Periodo di vita (Lifeline) di un Oggetto 54

55 Messaggi 55

56 Chiamata interna 56

57 Valore di ritorno 57

58 Distruzione di un oggetto 58

59 Iterazione (loop) 59

60 Esercizio: vendita PC In un azienda che costruisce PC, i clienti devono essere in grado di chiedere preventivi riguardanti prodotti di loro interesse. Devono, quindi, cercare e visualizzare i prodotti stessi. Ai prodotti base i clienti devono poter aggiungere o togliere componenti fino ad ottenere un prodotto finale su misura per le proprie esigenze. 60

61 Esercizio: vendita PC 61

62 Es.: avvio auto(class diagram) 62

63 Es.: avvio auto(sequence d.) 63

64 bibliografia Dispense universitarie Materiale libero in rete 64