Università di Bergamo Dip. di Ingegneria gestionale, dell'informazione e della produzione INGEGNERIA DEL SOFTWARE. Paolo Salvaneschi D1_3 V3.

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1 Università di Bergamo Dip. di Ingegneria gestionale, dell'informazione e della produzione INGEGNERIA DEL SOFTWARE Paolo Salvaneschi D1_3 V3.4 UML Il contenuto del documento è liberamente utilizzabile dagli studenti, per studio personale e per supporto a lezioni universitarie. Ogni altro uso è riservato, e deve essere preventivamente autorizzato dall autore. Sono graditi commenti o suggerimenti per il miglioramento del materiale

2 INDICE UML Tipi di modellazione Architettura: Componenti Architettura: Deployment, Package Struttura - Diagramma delle classi Comportamento Diagrammi di sequenza Comportamento Diagrammi di comunicazione Comportamento Diagrammi di attività Comportamento Diagrammi di stato Casi d uso B1 - Linguaggi Paolo Salvaneschi 2

3 UML Unified Modelling Language Booch (Rational), Jacobson (Objectory) OOSE, Rumbaugh (General Electric) OMT OMG standard UML1 UML2 Collezione di tecniche di modellazione Coprono con tecniche multiple le viste di un architettura Livello di architettura e progettazione di dettaglio Funzione e struttura, comportamento, implementazione Riferimento: Martin Fowler, UML Distilled, Addison Wesley, 2004 D1 - Linguaggi Paolo Salvaneschi 3

4 Tipi di modellazione Modi di utilizzo Schema di progetto Aspetti fondamentali Interfacce Progetto Completezza Linguaggio di programmazione D1 - Linguaggi Paolo Salvaneschi 4

5 Tipi di modellazione Viste Le viste sono modellate utilizzando diagrammi che descrivono (parti del) sistema in accordo con le viste I diagrammi devono essere consistenti tra loro Non necessariamente l insieme dei diagrammi fornisce un modello esaustivo del sistema in accordo con tutte le viste D1 - Linguaggi Paolo Salvaneschi 5

6 Tipi di modellazione Tipi di modellazione Concettuale Concetti del dominio applicativo Specifica Es.: classi a livello di interfaccia e non di implementazione Implementazione Es.: classi con gli aspetti di implementazione Progettazione: Concettuale => Specifica => Implementazione D1 - Linguaggi Paolo Salvaneschi 6

7 Architettura: Componenti Componenti a livello architetturale Un componente software è un entità architetturale che incapsula: Un servizio applicativo: sottoinsieme delle funzionalità applicative e/o dei dati del sistema Un servizio di infrastruttura software D1 - Linguaggi Paolo Salvaneschi 7

8 Architettura: Componenti Componenti oppure <<component>> Componente Transazioni ( DataBase Interfaccia richiesta (utilizza l implementazione) -socket Interfaccia fornita (implementata) -lollipop D1 - Linguaggi Paolo Salvaneschi 8

9 Architettura: Componenti Componenti D1 - Linguaggi Paolo Salvaneschi 9

10 Architettura: Componenti Esempio D1 - Linguaggi Paolo Salvaneschi 10

11 Architettura: Componenti UML 2.x by Scott W. Ambler D1 - Linguaggi Paolo Salvaneschi 11

12 Architettura: Componenti UML 1.x by Scott W. Ambler B1 - Linguaggi Paolo Salvaneschi 12

13 Struttura composta Architettura: Componenti Porta D1 - Linguaggi Paolo Salvaneschi 13

14 Struttura composta Nome della porta Architettura: Componenti D1 - Linguaggi Paolo Salvaneschi 14

15 Architettura: Componenti Componenti Funzione applicativa Struttura dati applicativa Infrastruttura tecnica D1 - Linguaggi Paolo Salvaneschi 15

16 Architettura: Deployment, Package Diagrammi di deployment Implementazione nell hardware / software Nodo Elaborato (artifact) Ambiente di esecuzione Connessione D1 - Linguaggi Paolo Salvaneschi 16

17 Architettura: Deployment, Package Diagrammi di deployment D1 - Linguaggi Paolo Salvaneschi 17

18 Architettura: Deployment, Package Package I package rappresentano il raggruppamento di elementi UML. In generale sono applicati alle classi. I package possono essere una struttura gerarchica Ogni package è un namespace java::util::date Meccanismo per tenere sotto controllo la complessità del codice D1 - Linguaggi Paolo Salvaneschi 18

19 Architettura: Deployment, Package Package Applicazione memorizza ordine cliente Applicazione mailing list fornitore Dipendenza Una modifica a fornitore può causare la modifica di cliente D1 - Linguaggi Paolo Salvaneschi 19

20 Struttura - Diagramma delle classi Diagramma delle classi Classe Nome della classe Attributi nome indirizzo Cliente Operazioni (Metodi) livellocredito(): String D1 - Linguaggi Paolo Salvaneschi 20

21 Struttura - Diagramma delle classi Attributi visibilità nome: tipo molteplicità = valoredefault {stringadiproprietà} Visibilità + Public (tra classi) # Protected (all interno delle classi derivate) ~ Package (all interno del package) Private (nella classe) B1 - Linguaggi Paolo Salvaneschi 21

22 Struttura - Diagramma delle classi molteplicità Quanti oggetti possono entrare a far parte della proprietà [1] esattamente uno [n m] da n a m [0 n] da zero a n [*] da zero a un limite superiore non definito D1 - Linguaggi Paolo Salvaneschi 22

23 Struttura - Diagramma delle classi valoredefault Valore dell attributo in un oggetto appena creato, se non specificato diversamente durante la creazione {stringadiproprietà} Caratteristiche aggiuntive di un attributo Es. {readonly} {ordered} insieme ordinato {nonunique} insieme con elementi duplicati. D1 - Linguaggi Paolo Salvaneschi 23

24 Struttura - Diagramma delle classi Esempi indirizzo + codiceordine: String = "ORD0000/06" data: Data [0..1] + elementilineaordine: LineaOrdine [*] {ordered} visibilità nome: tipo molteplicità {stringadiproprietà} D1 - Linguaggi Paolo Salvaneschi 24

25 Struttura - Diagramma delle classi Implementazione UML Attributo privato Attributo pubblico Il modello UML è un astrazione di una (o più) implementazione (i) Java Campo private Campo public Campo private e metodi public di accesso (set, get) Attributo multiplo Creazione di una Collezione private + metodi public di gestione D1 - Linguaggi Paolo Salvaneschi 25

26 Struttura - Diagramma delle classi Operazioni visibilità nome (listaparametri): tipodiritorno {stringadiproprietà} listaparametri lista di parametri separata da virgole Parametro: direzione nome:tipo=valoredefault Direzione: in out inout (parametro usato in input, output, entrambi, default in) tipodiritorno tipo del valore restituito, se esiste B1 - Linguaggi Paolo Salvaneschi 26

27 Struttura - Diagramma delle classi Esempi sollecito() contomensile (integer) + saldo (data: Date) : Denaro D1 - Linguaggi Paolo Salvaneschi 27

28 Struttura - Diagramma delle classi Relazione Rappresenta un legame tra oggetti appartenenti a due o più classi Tipi di Relazioni Associazione Generalizzazione (is a) Composizione (part of) B1 - Linguaggi Paolo Salvaneschi 28

29 Struttura - Diagramma delle classi A Nome dell associazione Molteplicità A Molteplicità B B Ruolo A Ruolo B Relazione:Associazione La molteplicità indica il numero di oggetti della classe che possono partecipare all associazione 1 un solo oggetto 0..2 nessun oggetto, un oggetto o 2 oggetti * da 0 a molti oggetti B1 - Linguaggi Paolo Salvaneschi 29

30 Struttura - Diagramma delle classi Relazione Ordine data prepagato numero: String [1] prezzo: Denaro spedisci() chiudi() * 1 Associazione Cliente nome indirizzo livellocredito(): String D1 - Linguaggi Paolo Salvaneschi 30

31 Struttura - Diagramma delle classi Navigabilità Ordine data prepagato numero: String prezzo: Denaro spedisci() chiudi() * 1 nome indirizzo Cliente livellocredito(): String Da un Ordine si può raggiungere il relativo Cliente Ma un Cliente non ha riferimento ai suoi ordini D1 - Linguaggi Paolo Salvaneschi 31

32 Struttura - Diagramma delle classi Navigabilità Navigabilità non definita Unidirezionale Bidirezionale (i due sensi di navigazione devono essere uno l inverso dell altro) B1 - Linguaggi Paolo Salvaneschi 32

33 Struttura - Diagramma delle classi Ordine data prepagato + elementilineaordine: LineaOrdine [*] {ordered} Proprietà Attributi Associazioni Proprietà di un ordine espresse come attributi Ordine 1 * LineaOrdine elementilineaordine {ordered} Strutture semplici Classi importanti Criterio di scelta Proprietà di un ordine espresse come associazioni D1 - Linguaggi Paolo Salvaneschi 33

34 Struttura - Diagramma delle classi Implementazione delle associazioni Una associazione implica che esistano (in fase di implementazione) dei meccanismi (metodi e attributi) che permettono di gestire la relazione Metodo leggicliente nella classe Ordine per sapere quale Cliente ha generato l ordine Aggiornamento della relazione: metodo aggiungiordine nella classe Cliente. D1 - Linguaggi Paolo Salvaneschi 34

35 Struttura - Diagramma delle classi Relazione: Generalizzazione (is a) nome indirizzo Cliente livellocredito(): String Cliente Azienda nomecontatto livellocredito limitecredito Cliente Privato numcartacredito Sollecito() D1 - Linguaggi Paolo Salvaneschi 35

36 Struttura - Diagramma delle classi Generalizzazione Dato un codice che utilizza un oggetto Cliente, si può sostituire Cliente con ClienteAzienda e funziona tutto come prima Eventualmente ClienteAzienda risponderà ad alcuni comandi in modo diverso da Cliente (polimorfismo) D1 - Linguaggi Paolo Salvaneschi 36

37 Struttura - Diagramma delle classi data prepagato : Boolean [1] numero: String [1] prezzo: Denaro spedisci() chiudi() Ordine * 1 nome indirizzo Cliente livellocredito(): String Commenti Se il livello di credito del Cliente associato è basso, allora prepagato deve essere true D1 - Linguaggi Paolo Salvaneschi 37

38 Struttura - Diagramma delle classi Dipendenza La modifica della definizione del fornitore può causare la necessità di un cambiamento del cliente Cliente Fornitore Ordine elementidellalinea[*] > List Attributo implementato con una lista Dipendenza D1 - Linguaggi Paolo Salvaneschi 38

39 Struttura - Diagramma delle classi Vincoli nome indirizzo Cliente livellocredito(): string Cliente Azienda nomecontatto livellocredito limitecredito Sollecito() Vincolo Cliente Privato numcartacredito {livellocredito() = = basso } D1 - Linguaggi Paolo Salvaneschi 39

40 Struttura - Diagramma delle classi Vincoli Vincoli ulteriori rispetto a quelli già descritti nel diagramma (es. molteplicità di associazione) Tra {} Espressi in Linguaggio naturale OCL (Object Constraint Language) D1 - Linguaggi Paolo Salvaneschi 40

41 Struttura - Diagramma delle classi Relazione: Composizione Edificio 1 * Muro Composizione D1 - Linguaggi Paolo Salvaneschi 41

42 Struttura - Diagramma delle classi Composizione (part of) L oggetto che è parte appartiene ad un solo tutto Ci si aspetta che le parti abbiano lo stesso ciclo di vita del tutto (la cancellazione dell oggetto composto si propaga a tutte le sue parti) D1 - Linguaggi Paolo Salvaneschi 42

43 Struttura - Diagramma delle classi Classe astratta In corsivo o con etichetta { abstract} Finestra Windows Metodo con implementazione Finestra Metodo astratto (senza implementazione) inprimopiano() inbackground() Finestra Mac chiudi() inprimopiano() inbackground() inprimopiano() inbackground() D1 - Linguaggi Paolo Salvaneschi 43

44 Struttura - Diagramma delle classi Interfaccia con <<interface>> <<interface>> Collection equals add interfaccia Classe astratta Ordine elementidellalinea[*] Dipendenza (richiede un interfaccia) La classe Ordine contiene una lista di elementidellalinea get private List elementidellalinea = new ArrayList(); > <<interface>> List Implementazione (fornisce un interfaccia) Equals get add get add List ArrayList Metodo astratto Overriding D1 - Linguaggi Paolo Salvaneschi 44

45 Struttura - Diagramma delle classi Interfaccia Notazione più compatta Socket Lollipop ( Ordine elementidellalinea[*] ( List ArrayList Richiede l interfaccia Fornisce l interfaccia In UML1 > Collection D1 - Linguaggi Paolo Salvaneschi 45

46 Struttura - Diagramma delle classi Oggetti e diagrammi di oggetti fotografia degli oggetti (istanze di classi) che compongono un sistema software in un dato momento ingegneria: Facoltà Località = Dalmine mariorossi: Docente Oggetto (sottolineato) nome istanza: nome della classe entrambi opzionali mariorossi: Docente Località = Dalmine D1 - Linguaggi Paolo Salvaneschi 46

47 Comportamento Diagrammi di sequenza Diagrammi di sequenza Collaborazione di un gruppo di oggetti che implementano un comportamento (es. comportamento di un singolo caso d uso) Una finestra inserisci ordine Un ordine Una linea d ordine Un articolo preparazione() * preparazione() Messaggio Oggetto Cancellazione Ritorno Oggetto attivo Linea di vita dell oggetto D1 - Linguaggi Paolo Salvaneschi 47

48 Comportamento Diagrammi di sequenza *[per tutte le linee d ordine] preparazione() Iterazione [ha disponib] remove() Condizione [ha disponib] new Chiamata interna Un prodotto Creazione Messaggio asincrono (non blocca l esecuzione del chiamante) D1 - Linguaggi Paolo Salvaneschi 48

49 Comportamento Diagrammi di comunicazione Diagrammi di comunicazione Una finestra inserisci ordine 1: preparazione() La sequenza è indicata dalla numerazione Un ordine 2: *[per tutte le linee d ordine] preparazione() Una linea d ordine Diagrammi di collaborazione in UML 1 D1 - Linguaggi Paolo Salvaneschi 49

50 Comportamento Diagrammi di comunicazione Diagrammi di sequenza e di comunicazione Viste parziali della dinamica tra oggetti Diagrammi semplici Adeguati a rappresentare processi non complessi (pochi cicli, poche condizioni) D1 - Linguaggi Paolo Salvaneschi 50

51 Comportamento Diagrammi di attività Diagrammi di attività Descrivono sequenze di attività che possono coinvolgere più oggetti Modellano condizioni (branch) E processi concorrenti (fork e join) Possono servire a modellare processi di business Parenti delle Reti di Petri D1 - Linguaggi Paolo Salvaneschi 51

52 Comportamento Diagrammi di attività Ricevi ordine Fork Attività Soddisfa ordine Branch Invia conto [ordine rapido] [else] Spedizione 24h Spediz standard Join Ricevi pagam Merge D1 - Linguaggi Paolo Salvaneschi 52

53 Comportamento Diagrammi di stato Diagrammi di stato Descrivono il comportamento dei singoli oggetti di una classe durante la loro vita Basati sulle Statechart di David Harel Derivati da automi a stati finiti D1 - Linguaggi Paolo Salvaneschi 53

54 [non tutti art controllati] /prendi articolo success Comportamento Diagrammi di stato evento [predicato] / azione trigger [guardia] / attività Azione /prendi primo articolo Controllo do/controlla articolo Diagramma di stato degli oggetti della classe Ordine [tutti art controllati&& tutti disponibili] Spedizione Stato Azione interna [tutti art controllati&& non tutti disponibili] Articolo ricevuto [tutti gli art disp] Articoli consegnati Attesa Predicato Consegnato Evento Articolo ricevuto [non tutti art disponibili] D1 - Linguaggi Paolo Salvaneschi 54

55 Casi d uso Casi d uso Indipendenti dalla modellazione ad oggetti Strumento di analisi dei requisiti D1 - Linguaggi Paolo Salvaneschi 55

56 Casi d uso Utente della biblioteca Actor1 Prendi a prestito la copia di un libro Estendi il prestito Restituisci la copia di un libro CASO D USO Estendi il prestito Breve descrizione Un utente desidera prolungare il periodo di prestito Attori Utente della biblioteca Precondizioni Il libro è già assegnato all utente Passi principali Controllare che nessuno l abbia prenotato Controllare lo stato dell utente Estendere il prestito Situazioni eccezionali Il libro è già prenotato Postcondizioni Prestito esteso, stato utente aggiornato D1 - Linguaggi Paolo Salvaneschi 56

57 Casi d uso A B Inclusione (A include B) A1 Generalizzazione D1 - Linguaggi Paolo Salvaneschi 57

58 Casi d uso Negozio on-line su Web Storia di utilizzo del sistema Scopo: acquistare un prodotto Da M.Fowler, UML Distilled, Pearson, 2004 D1 - Linguaggi Paolo Salvaneschi 58

59 Casi d uso Caso d uso corrispondente Caso d uso incluso Scenario principale Scenari di varianti D1 - Linguaggi Da M.Fowler, UML Distilled, Pearson, 2004 Paolo Salvaneschi 59