Построение концептуальной модели предметной области

Диаграммы классов – центральное звено объектно-ориентированных методов разработки ПО, поэтому все существующие методы используют диаграммы классов в одной из известных нотаций. Однако в основном диаграммы классов в этих методах применяют на этапе проектирования для того, чтобы показать особенности построения конкретных классов. В отличие от ранее существующих нотаций UML предлагает использовать три уровня диаграмм классов в зависимости от степени их детализации:

· концептуальный уровень, на котором диаграммы классов, называемые в этом случае контекстными, демонстрируют связи между основными понятиями предметной области;

· уровень спецификаций, на котором диаграммы классов отображают интерфейсы классов предметной области, т. е. связи объектов этих классов;

· уровень реализации, на котором диаграммы классов непосредственно показывают поля и методы конкретных классов.

Практически это три разных модели, связь между которыми неоднозначна. Так, если концептуальная модель определяет некоторое понятие предметной области как класс, то это не означает, что для реализации этого понятия будет использован отдельный класс. Однако во всех трех моделях нас интересуют типы объектов (классы) и их статические отношения, что позволяет использовать единую нотацию.

Каждая из перечисленных моделей используется на конкретном этапе разработки ПО:

· концептуальную модель – на этапе анализа;

· диаграммы классов уровня спецификации – на этапе проектирования;

· диаграммы классов уровня реализации – на этапе реализации.

Концептуальные модели в соответствии с определением оперируют: понятиями предметной области, атрибутами этих понятий и отношениями между ними. Понятию в предметной области разрабатываемого ПО могут соответствовать как материальные предметы, так и абстракции, которые применяют специалисты предметной области.

Основным понятиям в модели ставится в соответствие класс. Класс при этом традиционно понимают как совокупность общих признаков некоторой группы объектов предметной области.

В качестве атрибутов представляют некоторые, существенные с точки зрения решаемой задачи характеристики объектов, например, идентифицирующие значения (имя, номер). Для конкретного объекта атрибут всегда имеет конкретное значение для конкретного объекта. На диаграмме классов атрибуты обычно показывают в секции атрибутов.

Под отношением классов понимают статическую, т. е. не зависящую от времени, связь между классами. Различают два основных вида отношений: ассоциация и обобщение.

Отношение ассоциации означает наличие связи между экземплярами классов или объектами, например, класс «студент» ассоциирован с классом «институт». Ассоциация может иметь имя, например, «Обучается». Рядом с именем ассоциации обычно ставят стрелку, указывающую направление чтения имени («Студент обучается в институте», а не наоборот).

Связь между экземплярами классов подразумевает некоторые роли, которые соответствующие объекты играют по отношению друг к другу. Роль связана с направлением ассоциации. Так по отношению к студентам институт – организация, осуществляющая их обучение, т. е. роль института можно назвать «Место учебы». Студент для института – объект обучающей деятельности института, т. е. «Обучаемый». Если роль собственного имени не имеет, то можно считать, что ее имя совпадает с именем класса, по отношению к которому определяется эта роль.

Роль также обладает характеристикой множественности, которая показывает, сколько объектов может участвовать в одной связи с каждой стороны. Допускается указывать множественность:

* – от 0 до бесконечности;

< целое>.. * – от заданного числа до бесконечности;

< целое> – точно определенное количество объектов;

< целое1>, < целое2> – несколько вариантов точного количества объектов;

< целое1>..< целое2> – диапазон объектов.

Обобщением называют такое отношении между классами, при котором любой объект одного класса (подтипа) обязательно является также и объектом другого класса, называемого в данном контексте супертипом.

На практике определение основных понятий предметной области, которые должны представляться на контекстной диаграмме в виде классов, является не тривиальной задачей. Обычно используют следующий способ:

· формируют множество понятий-кандидатов из существительных, характеризующих предметную область в описании вариантов использования;

· исключают понятия, не существенные для данного варианта использования.