Установка набора UML-разработчика IBM Rational Rose и технология синхронизации модели с языком Java. Определение значений Rational Rose по умолчанию. Интеграция с системой управления конфигурацией

12.6. Разработка диаграммы состояний в среде Rational Rose Переходя к рассмотрению диаграммы состояний, следует отметить, что в среде Rational Rose этот тип диаграмм относится только к отдельному классу. Для того чтобы построить диаграмму состояний для класса, его вначале необходимо

12.7. Разработка диаграммы последовательности в среде Rational Rose Диаграмма последовательности может быть активизирована одним из следующих способов: Щелкнуть на кнопке с изображением диаграммы последовательности на стандартной панели инструментов. Через пункт меню

12.8. Разработка диаграммы кооперации в среде Rational Rose Диаграмма кооперации является другим способом визуализации взаимодействия в модели и, как и диаграмма последовательности, оперирует объектами и сообщениями. Особенность работы в среде Rational Rose заключается в том, что

12.9. Разработка диаграммы компонентов в среде Rational Rose Диаграмма компонентов является частью физического представления модели и играет важную роль в процессе ООАП. Активизация диаграммы компонентов может быть выполнена одним из следующих способов: Щелкнуть на кнопке с

12.10. Разработка диаграммы развертывания в среде Rational Rose Диаграмма развертывания является второй составной частью физического представления модели. Активизация диаграммы развертывания может быть выполнена одним из следующих способов: Щелкнуть на кнопке с

Просмотр результатов работы над проектом Посмотрим, как выглядит каменный островок в трехмерном виде, чтобы оценить достоинства и недостатки проделанной работы, и при необходимости откорректируем проект.Нажмите кнопку View Tools (Просмотр инструментов) в верхней части окна

ГЛАВА 8 Работа с проектом базы данных среде Visual Studio .NET Проект базы данных - это особый тип проекта Visual Studio .NET, предназначенный для создания и управления SQL-сценариями баз данных.Чтобы разработка приложений для работы с базами данных была проще и удобнее, в последнюю

10.3. ВИЗУАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ В RATIONAL ROSE Изучая требования к системе, вы берете за основу запросы пользователей и далее преобразуете их в такую форму, которую ваша команда сможет понять и реализовать. На основе этих требований вы генерируете код. Формально преобразуя

10.6. РАБОТА НАД ПРОЕКТОМ В СРЕДЕ RATIONAL ROSE Из всех рассмотренных видов канонических диаграмм в среде Rational Rose 98/98i не поддерживается только диаграмма деятельности.В ходе работы над диаграммами проекта имеется возможность удаления и добавления соответствующих графических

20.1. Начало работы Ниже приведен список тех действий, которые вы можете производить над VC. Некоторые из них относятся только к отдельной виртуальной консоли (как правило, к той, которая активна в данный момент); некоторые используются для всех работающих VC. Найти текущую

13.2.1. Начало работы Если вы ранее работали с GIMP, то знаете, что при первом запуске GIMP просил установить несколько параметров. В Ubuntu 10 включена самая последняя версия GIMP (2.6.8), которая более не требует установки параметров при первом запуске. В случае необходимости вы всегда

Лабораторные работы по дисциплине «Технология программирования»

ЗНАКОМСТВО С CASE-СИСТЕМОЙ RATIONAL ROSE

1. Теоретическая часть

1.1. Введение в Rational Rose

Rational Rose - семейство объектно-ориентированных CASE-средств фирмы Rational Software Corporation, предназначенное для автоматизации процессов анализа и проектирования программного обеспечения (ПО), а также для генерации кодов на различных языках программирования и выпуска проектной документации. Rational Rose использует метод объектноориентированного анализа и проектирования, основанный на языке UML. Текущая версия Rational Rose реализует генерацию кодов программ для C++, Visual C++, Visual Basic, Java, PowerBuilder, CORBA Interface Definition Language (IDL), генерацию описаний баз данных для ANSI SQL, Oracle, MS SQL Server, IBM DB2, Sybase, а также позволяет разрабатывать проектную документацию в виде диаграмм и спецификаций. Кроме того, Rational Rose содержит средства реверсного инжиниринга программ и баз данных, обеспечивающие повторное использование программных компонентов в новых проектах.

В основе работы Rational Rose лежит построение диаграмм и спецификаций UML, определяющих архитектуру системы, ее статические и динамические аспекты. В составе Rational Rose можно выделить шесть структурных основных компонентов: репозиторий, графический интерфейс пользователя, средства просмотра проекта (браузер), средства контроля проекта, средства сбора статистики и генератор документов. К ним добавляются генератор кодов (индивидуальный для каждого языка) и анализатор для C++, обеспечивающий реверсный инжиниринг.

Репозиторий представляет собой базу данных проекта.Обзор обеспечивает «навигацию» по проекту, в том числе перемещение по иерархиям классов и подсистем, переключение от одного вида диаграмм к другому и т.д.

Средства контроля и сбора статистики дают возможность находить и устранять ошибки по мере развития проекта, а не после завершения его описания. Генератор отчетовформирует тексты выходных документов на основе содержащейся в репозитории информации.

Средства автоматической генерации кодов программ на языке C++,

используя информацию, содержащуюся в диаграммах классов и компонентов, формируют файлы заголовков и файлы описаний классов и объектов. Создаваемая таким образом заготовка (шаблон) программы может быть уточнен в дальнейшем путем прямого программирования на языке C++.

Анализатор кодов C++ реализован в виде отдельного программного модуля. Его назначение - создавать модули проектов Rational Rose на основе информации, содержащейся в определяемых пользователем исходных текстах на C++. В процессе работы анализатор осуществляет контроль правильности исходных текстов и диагностику ошибок. Модель, полученная в результате его

работы, может целиком или фрагментарно использоваться в различных проектах. Анализатор обладает широкими возможностями настройки по входу и выходу. Например, можно определить типы исходных файлов, базовый компилятор, задать, какая информация должна быть включена в формируемую модель, и какие элементы выходной модели следует выводить на экран. Таким образом, Rational Rose/C++ обеспечивает возможность повторного использования программных компонентов.

В результате разработки проекта с помощью CASE-средства Rational Rose формируются следующие документы:

■ диаграммы UML, в совокупности представляющие собой модель разрабатываемой программной системы;

■ спецификации классов, объектов, атрибутов и операций;

■ заготовки текстов программ.

Тексты программ являются заготовками для последующей работы программистов. Состав информации, включаемой в программные файлы, определяется либо по умолчанию, либо по усмотрению пользователя. В дальнейшем эти исходные тексты развиваются программистами в полноценные программы.

В рамках Rational Rose существуют различные программные инструментарии, отличающиеся между собой диапазоном реализованных возможностей. В лабораторной работе используется система Rational Rose 2001, которая существует в четырех основных модификациях:

■ Rational Rose Enterprise Edition

■ Rational Rose Professional Edition

■ Rational Rose Modeler Edition

■ Rational Rose для UNIX

Наиболее полными возможностями обладает первая из указанных модификаций этого средства. Из этих возможностей можно отметить: генерацию кодов на различных языках программирования (Java, C++, VisualBasic, PowerBuilder), обратную генерацию диаграмм (реинжиниринг) на основе программного кода и выпуск проектной документации.

1.2. Особенности рабочего интерфейса Rational Rose

В CASE-средстве Rational Rose реализованы общепринятые стандарты на рабочий интерфейс программы, подобно известным средам визуального программирования. После установки Rational Rose на компьютер запуск этой программы в среде MS Windows приводит к появлению на экране главного окна программы (рис. 1.1.).

Рис. 1.1. Главное окно Rational Rose

Рабочий интерфейс Rational Rose состоит из следующих основных элементов:

1. Главное меню программы.

2. Стандартная панель инструментов.

3. Окно браузера.

4. Специальная панель инструментов.

5. Окно диаграммы.

6. Окно документации.

7. Окно журнала.

Рассмотрим кратко назначение и основные функции каждого из этих элементов.

Главное меню программы выполнено в общепринятом стандарте. Меню состоит из одиннадцати пунктов:

■ File (файл) предназначен для сохранения, загрузки, обновления проекта, печати диаграмм;

■ Edit (редактирование) предназначен для копирования и восстановления данных в буфер обмена Windows, а также для редактирования свойств и стилей объектов;

■ View (вид) предназначен для настройки представления окон меню и строк инструментов;

■ Format (форматирование) предназначен для настройки формата текущего значка, цветовой гаммы, линий и т.д.;

■ Browse (просмотр) предназначен для навигации между диаграммами и спецификациями диаграмм, представленных в модели;

■ Report (отчет) предназначен для получения различного вида справок и отчетов;

■ Query (запрос) предоставляет возможности контролировать, какие элементы модели будут показаны на текущей диаграмме;

■ Tools (инструменты) предоставляет доступ к различным дополнительным инструментам и подключаемым модулям;

■ Add-Ins (добавить) предоставляет доступ к менеджеру подключаемых модулей;

■ Window (окно) позволяет управлять окнами на рабочем столе;

■ Help (помощь) позволяет получать справочную информацию.

Стандартная панель инструментов располагается ниже главного меню программы. Некоторые из инструментов недоступны (новый проект не имеет никаких элементов). Стандартная панель инструментов обеспечивает быстрый доступ к тем командам меню, которые выполняются разработчиками наиболее часто.

Пользователь может настроить внешний вид этой панели по своему усмотрению. Для этого необходимо выбрать пункт меню Tools-»Options (Инструменты-» Параметры) и открыть вкладкуToolbars (Панели инструментов). Этим способом можно показать или скрыть различные кнопки инструментов, а также изменить их размер.

Следует заметить, что внешний вид панели инструментов определяется не только выбором и не только видом разрабатываемой диаграммы, но и выбором графической нотации для изображения самих элементов этих диаграмм. В Rational Rose реализованы три таких нотации: UML, ОМТ и Booch. Одна и та же диаграмма может быть представлена различным образом, для этого достаточно выбрать желаемое представление через пункт меню View (Вид). При этом никаких дополнительных действий выполнять не требуется - диаграмма преобразуется в выбранную нотацию автоматически. В дальнейшем система Rational Rose рассматривается в контексте только языка UML. В связи с этим особенности двух других нотаций, которые отражают эволюционный аспект этой системы, рассматриваться не будут.

Окно браузера по умолчанию располагается в левой части основного окна под стандартной панелью инструментов. Обзор организует представления модели в виде иерархической структуры, которая упрощает навигацию и позволяет отыскать любой элемент модели в проекте. При этом любой элемент, который разработчик добавляет в модель, сразу отображается в окне браузера. Соответственно, выбрав элемент в окне браузера, можно его визуализировать в окне диаграммы или изменить его спецификацию. Обзор позволяет также организовывать элементы модели в пакеты и перемешать элементы между различными представлениями модели. При желании окно браузера можно расположить в другом месте рабочего интерфейса либо скрыть вовсе, используя для этого пункт меню View-»Browser . Можно также изменить размеры браузера, переместив мышью границу его внешней рамки.

Специальная панель инструментов располагается между окном браузера и окном диаграммы в средней части основного окна. По умолчанию показывается панель инструментов для построения диаграммы классов модели (при этом окно диаграммы классов должно быть активным).

Расположение специальной панели инструментов можно изменять, переместив рамку панели в нужное место. Можно настраивать и состав панели, добавляя или удаляя отдельные кнопки, соответствующие тем или иным инструментам. Назначения кнопок можно узнать из всплывающих подсказок.

Окно диаграммы является основной рабочей областью ее интерфейса, в которой визуализируются различные представления модели проекта. По умолчанию окно диаграммы располагается в правой части основного окна, однако его расположение и размеры также можно изменить. При разработке нового проекта, если не был использован мастер проектов, окно диаграммы представляет собой чистую область, не содержащую никаких элементов модели.

Название диаграммы, которая располагается в данном окне, указывается в строке заголовка программы или, если окно не развернуто во весь экран, в строке заголовка окна диаграммы. Одновременно в окне диаграммы могут присутствовать несколько диаграмм, однако активной может быть только одна из них. Переключение между диаграммами можно осуществить выбором нужного представления на стандартной панели инструментов либо через пункт меню Window (Окно). При активизации отдельного вида диаграммы изменяется внешний вид специальной панели инструментов, которая настраивается под конкретный вид диаграммы.

Окно документации по умолчанию может не присутствовать на экране. В этом случае оно может быть активизировано через пункт меню View-»Documentation (Вид-» Документация), после чего появится ниже браузера.

Окно документации, как следует из его названия, предназначено для документирования элементов представления модели. В него можно записывать самую различную информацию, и что важно – на русском языке. Эта информация в последующем преобразуется в комментарии и никак не влияет на логику выполнения программного кода.

В окне документации активизируется та информация, которая относится

к отдельному выделенному элементу диаграммы. При этом выделить элемент можно либо в окне браузера, либо в окне диаграммы. При добавлении нового элемента на диаграмму (например, класса) автоматически генерируется документация к нему, которая является пустой (No documentation). В последующем разработчик самостоятельно вносит необходимую пояснительную информацию, которая запоминается и может быть изменена в ходе работы над проектом.

Так же, как и для других окон, можно изменять размеры и положение окна документации.

Окно журнала (Log) предназначено для автоматической записи различной служебной информации, образующейся в ходе работы с программой.

В журнале фиксируется время и характер выполняемых разработчиком действий, таких как обновление модели, настройка меню и панелей инструментов, а также сообщений об ошибках, возникающих при генерации программного кода.

Окно журнала всегда присутствует на экране в области окна диаграммы. Однако оно может быть закрыто другими окнами с диаграммами или быть свернутым. Активизировать окно журнала можно через меню Window-»Log (Окно-»Журнал). В этом случае оно изображается поверх других окон в правой области основного окна. Полностью удалить это окно нельзя, его можно только минимизировать.

В модели, создаваемой с помощью системы Rational Rose, поддерживаются четыре вида представления информационных объектов модели:

■ представление вариантов использования (Use Case View);

■ логическое представление (Logical View);

■ представление компонентов (Component View);

■ представление размещения (Deployment View).

Представление вариантов использования содержит всех действующих лиц, все варианты использования и их диаграммы для конкретной системы. Оно может также содержать диаграммы взаимодействия (последовательности и кооперации), диаграммы состояний и диаграммы деятельности.

Логическое представление служит для отображения информации о том, как система будет реализовывать поведение, описанное в вариантах использования. Оно дает подробную картину составных частей системы и описывает взаимодействие этих частей. Логическое представление включает конкретные требуемые классы, диаграммы классов, а так же может включать диаграммы состояний и диаграммы деятельности для отдельных классов С их помощью конструируется детальный проект создаваемой системы.

Представление компонентов содержит диаграммы компонентов,

которые включают компоненты, являющиеся физическими модулями кода, и пакеты, являющиеся группами связанных компонентов.

Представление размещения - это последнее представление в системе Rational Rose. Оно соответствует физическому размещению системы, которое может отличаться от ее логической архитектуры. В представление размещения входят диаграммы размещения, которые включают процессы и потоки, исполняемые в отведенной для них области памяти, а так же процессоры, способные обрабатывать данные, и устройства, не способные обрабатывать данные (например, терминалы ввода-вывода и принтеры).

1.3. Начало работы над проектом в среде Rational Rose

Общая последовательность работы над проектом состоит в следующем. В первую очередь производится анализ списка операций, которые будет выполнять система, и определяется множество объектов системы, которые должны выполнять данные функции. Таким образом, определяются требования к системе и границы предметной области. С этой целью создается диаграмма

вариантов использования (Use case).

Затем определяется список классов, которые должны присутствовать в системе, пока без конкретной детализации и подробного описания действий. Для этого используется диаграмма классов (Class diagram).

После определения в системе необходимых классов описывается взаимодействие классов при помощи диаграммы последовательности (Sequence diagram) и диаграммы кооперации (Collaboration diagram).

На основании производимых классами действий создается окончательная иерархия классов системы при помощи диаграммы классов, и определяются компоненты, в которые эти классы необходимо включить при помощи диаграммы компонентов (Component diagram). Размещение компонентов определяется с помощью диаграммы развертывания (Deployment diagram).

После проверки правильности модели и согласованности спецификаций ее элементов на основе полученной диаграммы классов система Rational Rose позволяет сгенерировать текст программного кода на одном из выбранных языков программирования. Как правило, этот текст дорабатывается в соответствующей среде программирования с целью получения исполняемых модулей программ, ориентированных на работу в определенной операционной среде и вычислительной платформе.

При создании моделей систем для различных предметных областей порядок работы может несколько отличаться от приведенного, поэтому при их разработке необходимо внести в него соответствующие изменения.

Разработчику необходимо учитывать, что проектирование системы - это итерационный процесс. На практике трудно за один шаг создать полный проект системы. Приходится многократно возвращаться к уже созданным диаграммам и вносить в них изменения.

Для нового проекта можно воспользоваться мастером типовых проектов (если он установлен в данной конфигурации). Мастер типовых проектов доступен из меню File-»New (Файл-» Создать). Если мастер недоступен, то на экране появляется рабочий интерфейс программы с чистым окном диаграммы.

ПРИМЕЧАНИЕ . При выполнении лабораторных работ необходимо создавать новый пустой проект, для чего в мастере выбора типового проекта нужно нажать кнопку Отмена (Cancel).

Если имеется готовый проект (файл с расширением.mdl), то его можно открыть для последующей модификации через меню File-»Open

(Файл-»Открыть). В этом случае программа загрузит существующий проект со всеми имеющимися в нем диаграммами, спецификациями и документацией.

По окончании сеанса работы над проектом выполненную работу необходимо сохранить в файле проекта с расширением.mdl. Это можно сделать через меню FiIe-»Save (Файл-»Сохранить) или File-»Save As (Файл-» Сохранить как). При этом вся информация о проекте, включая диаграммы и спецификации элементов, будет сохранена в одном файле.

Как и другие программы, Rational Rose позволяет настраивать глобальные параметры среды, такие как выбор шрифтов и цвета для представления различных элементов модели. Настройка шрифтов производится через меню Tools-»Options (Инструменты-» Параметры). Характерной особенностью среды является возможность работы с символами кириллицы. Однако следует учесть, что при спецификации элементов модели с последующей генерацией текста программного кода нужно сразу записывать имена и свойства элементов символами того языка, который поддерживается соответствующей системой программирования.

Общий процесс работы над проектом заключается в добавлении на диаграммы соответствующих графических элементов, установлении отношений между этими элементами, их спецификации и документировании. Процесс добавления графических элементов на диаграммы аналогичен реализованному в популярных средах визуального программирования. При этом следует предостеречь от неосторожного добавления элементов на диаграммы, поскольку каждый добавляемый элемент заносится в браузер. Последующее удаление элемента с диаграммы автоматически не удаляет его из браузера, и необходимо предпринять дополнительные меры для удаления ненужного элемента из модели проекта.

1.4. Разработка основных видов диаграмм в среде Rational Rose 1.4.1. Разработка диаграммы вариантов использования

Работа над проектом в среде Rational Rose начинается с общего анализа проблемы и построения диаграммы вариантов использования, которая отражает функциональное назначение проектируемой программной системы.

Для разработки диаграммы вариантов использования в среде Rational Rose необходимо активизировать соответствующую диаграмму в окне диаграммы. Это можно сделать различными способами:

■ раскрыть представление вариантов использования в браузере (Use Case View) и дважды щелкнуть на пиктограмме Main (Главная);

■ через пункт меню Browse-»Use Case Diagram (Обзор-»Диаграмма вариантов использования).

При этом появляется специальная панель инструментов, содержащая графические элементы, характерные для разработки диаграммы вариантов использования.

На этой панели инструментов присутствуют все необходимые для построения диаграммы вариантов использования элементы. Назначение отдельных кнопок панели можно узнать из всплывающих подсказок. Для

добавления элемента нужно нажать кнопку с изображением соответствующего примитива, после чего щелкнуть мышью на свободном месте диаграммы. На диаграмме появится изображение выбранного элемента с маркерами изменения его геометрических размеров и предложенным средой именем по умолчанию. Имя элемента может быть изменено разработчиком либо сразу после размещения элемента на диаграмме, либо в ходе последующей работы над проектом. По щелчку правой кнопкой мыши на выбранном элементе вызывается контекстное меню элемента, среди команд которого имеется команда Open Specification (Открыть спецификацию). При выполнении этой команды открывается диалоговое окно со специальными вкладками, в поля которых заносится вся необходимая информация по данному элементу.

Добавление на диаграмму связей между элементами выполняется следующим образом. На специальной панели инструментов выбирается требуемый тип связи щелчком по кнопке с соответствующим изображением. Затем выделяется первый элемент связи (источник, от которого исходит связь) и, не отпуская нажатую левую кнопку мыши, перемещается ее указатель ко второму элементу связи (приемник, к которому направлена связь). После перемещения ко второму элементу кнопку мыши следует отпустить, а на диаграмму вариантов использования будет добавлена новая связь.

При необходимости можно указать характеристики связи между элементами. Для этого используется команда контекстного меню связи Open Specification (Открыть спецификацию). На вкладке General можно указать имя связи, ее стереотип и другие характеристики. Для определения степени связи следует выбрать требуемое значение в спискеMultiplicity (Кратность) на вкладкахRole A Detail илиRole B Detail .

Диаграмма вариантов использования является высокоуровневым представлением модели, поэтому она не должна содержать слишком много вариантов использования и актеров. В последующем построенная диаграмма может быть изменена добавлением новых элементов или их удалением. Для удаления элемента из диаграммы необходимо выделить удаляемый элемент и нажать клавишу Delete или выполнить команду Edit-»Delete. В этом случае элемент удаляется только из данной диаграммы, но остается в модели. Удалить элемент из модели можно с помощью команды Edit-»Delete from Model.

При работе со связями на диаграмме вариантов использования следует помнить о назначении соответствующих связей. Если для двух элементов выбранный вид связи не является допустимым, то система сообщит об этом разработчику (см. рис. 1.2), и такая связь не будет добавлена на диаграмму.

Более подробная информация по построению диаграмм вариантов использования в среде Rational Rose приведена в .

1.4.2. Документирование вариантов использования.

Описательную спецификацию варианта использования (поток событий) обычно хранят в некотором файле в качестве документации. Чтобы связать файл с вариантом использования необходимо выполнить следующие действия:

■ щелкнуть правой кнопкой мыши на соответствующем варианте использования;

■ в открывшемся меню выбрать пункт Open Specification (Открыть спецификацию);

■ перейти на вкладку Files (Файлы);

■ щелкнуть правой кнопкой мыши в белой области и в открывшемся меню выбрать пункт Insert File (Вставить файл);

■ указать имя файла с расширением.doc и нажать на кнопку Open (Открыть), чтобы прикрепить файл к варианту использования.

1.4.3. Разработка диаграммы классов

Диаграмма классов является основным логическим представлением модели и содержит самую подробную информацию о внутреннем устройстве объектно-ориентированной программной системы. Активизировать диаграмму классов в окне диаграммы можно несколькими способами:

■ эта диаграмма появляется по умолчанию в окне диаграммы после создания нового проекта;

■ раскрыть логическое представление в браузере (Logical View) и дважды щелкнуть на пиктограмме Main (Главная);

■ щелкнуть на кнопке с изображением диаграммы классов на стандартной панели инструментов;

■ через пункт меню Browse-»Class Diagram (Обзор-»Диаграмма

классов).

Если требуется построить диаграмму классов для отдельного варианта использования, то это можно выполнить одним из следующих способов:

■ раскрыть представление вариантов использования в браузере (Use Case View), выделить рассматриваемый вариант использования и выбрать пункт контекстного меню New-»Class Diagram (Новая-»Диаграмма классов). Ввести название диаграммы в браузере.

■ выбрать пункт меню Browse-»Class Diagram (Обзор-»Диаграмма классов) и в появившемся окнеSelect Class Diagram (Выбрать диаграмму классов) указать название варианта использования.

После открытия окна диаграммы классов на экране появляется специальная панель инструментов. Добавление и удаление элементов происходит аналогично выполнению тех же действий на диаграмме вариантов использования, однако у каждого класса имеется обширная спецификация, содержащая информацию об его атрибутах и операциях. При этом видимость атрибутов и операций изображается в форме специальных пиктограмм.

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

Рабочий интерфейс программы IBM Rational Rose 2003 состоит из различных элементов основными из которых являются: главное меню; стандартная панель инструментов; специальная панель инструментов; окно браузера проекта; рабочая область изображения диаграммы или окно диаграммы; окно документации; окно журнала.2 Главное меню и стандартная панель инструментов Главное меню программы IBM Rational Rose 2003 выполнено в общепринятом стандарте и имеет следующий вид рис.1 Внешний вид главного меню программы Отдельные пункты меню...

Лабораторная работа 03

Установка набора UML-разработчика IBM Rational Rose и технология синхронизации модели с языком Java

1. Цель работы

Целью работы является знакомство с возможностями, предоставляемыми Rational Rose, используемым для объектной декомпозиции задачи, решаемой Программистом.

2. Состав рабочего места

2.1. Оборудование: IBM-совместимый персональный компьютер (ПК).

2.2. Программное обеспечение: операционная система Windows, дистрибутив IBM Rational Rose.

3. Краткие теоретические сведения

3.1. Краткая информация о IBM Rational Rose.

IBM Rational Rose – это один из самых многофункциональных продуктов семейства Rational Rose. Все продукты Rational Rose поддерживают язык Unified Modeling Language (UML); тем не менее, эти продукты различаются технологиями реализации, которые они поддерживают.

Rational Rose Enterprise – это лучшая среда моделирования, которая поддерживает генерацию кода из моделей, написанных на языке Ada, ANSI C++, C++, CORBA, Java/J2EE, Visual C++ и Visual Basic. Как и все продукты семейства Rational Rose, он предоставляет группе разработчиков общий язык моделирования, позволяя ускорить процесс создания качественного программного обеспечения.

3.2 Установка дистрибутива

3.2.1. Запустить исполняемый файл Rational Rose.

3.2.2. В появившемся окне нажать кнопку "Browse" и указать путь, куда Вы хотите, чтобы установилась программа. Также будет дана возможность указать путь самостоятельно, прописав его в text box. Нажать "Next".

3.2.3. Нажать "Next" после того, как установщик проведет несколько тестов Вашей системы. Выбрать "Rational Rose Enterprise Edition" в list box. Это позволит установить Rational Rose и все ее компоненты. Нажать "Next".

3.2.4. Нажать "Next" в следующих двух окнах. Мастер установки предложит Вам прочитать Лицензионное соглашение. Выбрать "I agree" и нажать "Next". На следующем этапе нажать "Next", чтобы все компоненты были установлены по умолчанию. Следующий этап является финальным – нажать "Install" и установить IBM Rational Rose на компьютер.

4. Порядок выполнения работы

4.1 Особенности рабочего интерфейса программы IBM Rational Rose

В CASE-средстве IBM Rational Rose 2003 реализованы общепринятые стандарты на рабочий интерфейс программы, аналогично известным средам визуального программирования. После установки IBM Rational Rose 2003 на компьютер пользователя, что практически не вызывает трудностей у разработчиков, запуск этого средства в среде MS Windows 2000/XP приводит к появлению на экране соответствующего рабочего интерфейса (рис. 4.1.1).

Рабочий интерфейс программы IBM Rational Rose 2003 состоит из различных элементов, основными из которых являются:

Главное меню;

- стандартная панель инструментов;

- специальная панель инструментов;

- окно браузера проекта;

Рабочая область изображения диаграммы или окно диаграммы;

- окно документации;

Окно журнала.

Рис. 4.1.1 Общий вид рабочего интерфейса CASE-средства IBM Rational Rose

4.2 Главное меню и стандартная панель инструментов

Главное меню программы IBM Rational Rose 2003 выполнено в общепринятом стандарте и имеет следующий вид (рис. 4.2.1).

Рис. 4.2.1 Внешний вид главного меню программы

Отдельные пункты меню объединяют сходные операции, относящиеся ко всему проекту в целом. Некоторые из пунктов меню содержат хорошо знакомые операции, такие как открытие проекта, вывод на печать диаграмм, копирование в буфер и вставка из буфера различных элементов диаграмм. Другие операции настолько специфичны, что могут потребоваться дополнительные усилия для их изучения (свойства операций генерации программного кода или проверки согласованности моделей). Назначение отдельных операций главного менюприводится далее в данной лекции.

Стандартная панель инструментов располагается ниже строки главного меню и имеет следующий вид (рис. 4.1.3). Некоторые из инструментов недоступны для нового проекта, который не имеет никаких элементов. Стандартная панель инструментов обеспечивает быстрый доступ к тем командам меню, которые выполняются разработчиками наиболее часто.

Рис. 4.1.3. Внешний вид стандартной панели инструментов

Пользователь может настроить внешний вид этой панели по своему усмотрению.

Для этого необходимо выполнить операцию главного меню: Tools >Options (Инструменты>;Параметры), открыть вкладку Toolbars (Панели инструментов) появившегося диалогового окна и нажать кнопку Standard (Стандартная). В дополнительно открытом окне можно переносить требуемые кнопки из левого списка в правый список, а ненужные кнопки - из правого списка в левый.

Данным способом можно показать или скрыть различные кнопки инструментов, а также изменить их размер. Назначение отдельных кнопок стандартной панели инструментов приводится далее при рассмотрении операций главного меню.

4.3 Назначение операций главного меню File и Edit

Рабочий интерфейс средства IBM Rational Rose 2003 имеет главное меню, которое позволяет пользователю загружать и сохранять информацию во внешних файлах, изменять внешний вид элементов графического интерфейса, вызывать справочную информацию, вызывать другие диалоговые окна для работы с программой IBM Rational Rose 2003 и т.д. Рассмотрим назначение отдельных пунктов главного меню средства IBM Rational Rose 2003.

Операции главного меню File (Файл) позволяют создавать новые модели в нотации языка UML, загружать и сохранять разрабатываемую модель во внешнем файле, распечатывать на принтере разработанные диаграммы. Назначение операций этого пункта главного меню представлено в таблице 4.3.1.

Операции главного меню Edit (Редактирование) позволяют выполнять действия по редактированию элементов модели и их свойств, а также выполнять поиск элементов в рамках разрабатываемого проекта. Назначение операций этого пункта главного меню представлено в таблице 4.3.2.

4.4 Назначение операций главного меню View, Format и Browse

Операции главного меню View (Вид) позволяют отображать на экране различные элементы рабочего интерфейса и изменять графическое представление диаграмм. Назначение операций этого пункта главного меню представлено в следующей таблице (табл. 4.4.1).

Операции главного меню Format (Формат) позволяют выполнять действия по изменению внешнего вида элементов модели на различных диаграммах. Назначение операций этого пункта главного меню представлено в следующей таблице (табл. 4.4.2).

Операции главного меню Browse (Обзор) позволяют отображать рабочие окна с различными каноническими диаграммами разрабатываемой модели и вызывать диалоговые окна редактирования свойств отдельных элементов модели.

4.5 Создание класса в IBM Rational Rose

Выбрав значок “Класс” на специальной панели инструментов перетащить на рабочую область. Создан класс.

Рис 4.5.1 Отображение класса в рабочей области

Курсор сейчас указывает на название класса, предлагая название «NewClass». Для того, чтобы указать другое имя класса, название по умолчанию надо заменить значением, вводимым с клавиатуры. В данном примере названием класса является «MyString». При создании класса его имя вводится один раз, а потом выбирается из выпадающего списка доступных объектов.

Для заполнения полей и методов класса необходимо на данном классе шелкнуть правой кнопкой мыши. В появившемся меню необходимо выбрать « Open Specification» .

Рис. 4.5.2 Спецификация класса

В открывшейся спецификации следует выбрать вкладку « Attributes» для создания полей класса и вкладку « Operations» для создание методов класса.

Рис. 4.5.3 Вкладка «Атрибуты»

Далее следует выбрать пункт « Insert»(правая кнопка мыши) и ввести имя сигнатуры. Для задания свойств следует дважды щелкнуть по ней или же вызвать для нее контекстное меню и выбрать пункт « Specification ...».

Рис. 4.5.4 Спецификация атрибута класса

4.6. Синхронизация модели с Java

После создания модели приложения в Rational Rose дальше надо ассоциировать ее с языком программирования, список которых находится в меню Tools (в нашем случае – Java/ J 2 EE ). Затем для генерирования программного кода используется пункт подменю «Code Generation». На следующей форме следует создать путь, куда надо сгенерировать код(“ Edit …”->” Insert (New )”»->нажать на ”…” в конце строки->” Directory ” и указать путь). Дальше на форме « Assign CLASSPATH Entry » в поле « CLASSPATH Entries » выбрать нужный Вам путь, а в « Packages and Components » нажать кнопку « Select All » и щелкнуть по появившейся кнопке « Assign ». Код модели сгенерирован. В дальнейшем, когда путь уже прописан, можно нажимать последовательно Ctrl + A (выделить все классы), Ctrl + G (сгенерировать код). Если понадобиться удалить какой-нибудь класс, это надо делать либо клавишами Ctrl + D , либо находить в окне документации данный класс и удалять его там – удаление с рабочей области клавишей DELETE удаляет ТОЛЬКО из рабочей области.

При вы полнении обратной операции (генерирование существующего кода в модель) должны быть выполнены следующие операции

1. Из главного меню выбрать Tools -> Java / J 2 EE
2. Из выпадающего списка выбрать Reverse Engineer . На появившейся форме выбрать нужный путь. Если созданный класс был перемещен, то нажать Edit CLASSPath , и прописать новый путь.
3. Нажать кнопку AddAll .
4. Последовательно Select All->Reverse->Done. Модель исправлена или создана и отображена в рабочей области.

4.7 Создание отношений между классами.

Общее замечание. Для любого типа отношений задание его свойств осуществляется одинаковым способом - или дважды щелкнуть по линии, или вызвать для нее контекстное меню и выбрать пункт Specification ... . Часть свойств отношения можно задать прямо в его контекстном меню. Общими свойствами для всех типов отношений являются: имя (Name), стереотип (Stereotype) и текстовое описание отношения (Documentation). Ниже будут описаны только специфические для каждого типа отношений свойства.

4.7.1. Отношение зависимости.

Является наиболее общей формой отношения в языке UML. Все другие типы отношений можно считать частным случаем данного отношения. Отношение зависимости показывает, что изменение одного класса влечет изменение другого класса. Чаще всего применяется, когда один класс использует другой в качестве аргумента. Изображается пунктирной линией со стрелкой, направленной от зависимого класса к независимому.

Для создания отношения зависимости следует выбрать кнопку Dependency or instantiaties на панели Toolbox, затем щелкнуть мышкой по зависимому классу и не отпуская кнопки мыши перетащить стрелку на независимый класс. Для данного типа отношения можно задать следующие свойства: будет ли иметь зависимый класс доступ к не-public элементам независимого класса (Friendship required), видимость отношения (Export Control), начальную (Multiplicity from) и конечную мощность (Multiplicity) отношения.

4.7.2. Отношение ассоциации, агрегации и композиции.

Поскольку отношения ассоциации, агрегации и композиции отличаются очень незначительно, то рассмотрим работу с ними в общем.
Отношение ассоциации показывает, что один класс каким-то образом связан с другим классом (аналог связи в диаграмме «Сущность-Связь»). Изображается сплошной линией, соединяющей классы.

Отношение агрегации - частный случай ассоциации. Представляет собой отношение типа «целое/часть». Изображается в виде простой ассоциации с незакрашенным ромбом со стороны «целого». Агрегация не является наследованием, поскольку все классы-«части» в агрегации являются вполне самостоятельными, со своими атрибутами и операциями, отличающимися от атрибутов и операций класса-«целое».

Отношение композиции - частный случай агрегации. Служит для выделения специальной формы отношения «целое-часть», при которой составляющие части в некотором смысле находятся внутри целого. Специфика взаимосвязи между ними заключается в том, что части не могут выступать в отрыве от целого, т.е. с уничтожением целого уничтожаются и все его составные части. Изображается в виде сплошной линии с закрашенным ромбом возле класса «целое».

Для создания одного из приведенных выше отношений следует выбрать кнопку Unidirectional Association на панели Toolbox, затем щелкнуть мышкой по одному классу и не отпуская кнопки мыши перетащить стрелку на другой класс. По умолчанию создается однонаправленная ассоциация, т.е. класс, от которого идет стрелка, знает об общих атрибутах и операциях второго класса, но не наоборот. Для создания двунаправленной ассоциации следует вызвать для отношения контекстное меню и выбрать пункт Navigable.

Для данных типов отношений можно задать следующие свойства:

• вкладка General — роль классов в данном отношении (Role A и Role B);
• вкладка Detail — является ли отношение производным (Derived); класс-ассоциация, связанный с данным отношением (Link Element); направление роли (Name Direction); ограничения - некоторое условие, которое должно выполняться (Constraints);
• вкладки Role A General, Role B General — задаются общие свойства ролей классов, участвующих в отношении: название роли (Role), видимость роли (Export Control) и текстовое описание роли (Documentation);
• вкладки Role A Detail, Role B Detail — задаются некоторые подробности ролей: имя роли (Role), ограничения для роли (Constraints), мощность роли (Multiplicity), направление отношения (Navigable), является ли отношение агрегацией (Aggregate), являются ли атрибуты классов, участвующие в отношении, статичными (Static); являются ли классы отношения дружественными (Friend); каким образом будут включаться созданные атрибуты агрегации - по значению или по ссылке (Containment of Class) (при выборе значения By Value тип отношения поменяется на композицию), добавление квалификаторов (Keys/Qualifiers).

4.7.3. Отношение обобщения.

Это отношение между общей сущностью (суперклассом, или родителем) и ее конкретным воплощением (субклассом, или потомком). Обобщения иногда называют отношениями типа "является", имея в виду, что одна сущность является частным выражением другой, более общей. Обобщение означает, что объекты класса-потомка могут использоваться всюду, где встречаются объекты класса-родителя, но не наоборот. Изображается в виде линии с большой незакрашенной стрелкой.
Generalization на панели Toolbox, затем щелкнуть мышкой по классу-потомку и не отпуская кнопки мыши перетащить стрелку на класс-родитель. Для данного типа отношения можно задать следующие свойства: будет ли иметь класс-потомок доступ к не-public элементам класса-родителя (Friendship required), видимость отношения (Export Control), будет ли наследоваться только одна копия класса-родителя (Virtual inheritance).

4.7.4. Отношение реализации.

Это отношение между двумя элементами модели, при котором один элемент (клиент) реализует поведение, заданное другим (поставщиком). Изображается в виде пунктирной линии с большой незакрашенной стрелкой, указывающей на поставщика. Чаще всего реализации используют для определения отношений между интерфейсом и классом или компонентом, который предоставляет объявленные в интерфейсе операции или услуги.

Для создания отношения обобщения следует выбрать кнопку Realize на панели Toolbox, затем щелкнуть мышкой по объекту-клиенту и не отпуская кнопки мыши перетащить стрелку на объект-поставщик. Специфических свойств у данного типа отношений не предусмотрено.

Индивидуальные задания

1. Построить программу для работы с классом для хранения данных о кривой второго порядка - гиперболе. Программа должна обеспечивать: расчет у по х и наоборот, ввод значений, вывод значений.

2. Построить программу для работы с классом для хранения данных о кривой второго порядка - эллипс е

3. Построить программу для работы с классом для хранения данных о кривой второго порядка - парабол е . Программа должна обеспечивать простейшие функции: расчет у по х и наоборот, ввод значений, вывод значений.

4. Построить программу для работы с классом для хранения данных о погоде (направление, скорость ветра, температура, облачность, осадки). Программа должна обеспечивать простейшие функции: ввод значений, вывод значений.

5. Построить программу для работы с классом для хранения данных о сообщении на форуме (автор, тема, текст, время, дата создания и редактирование). Программа должна обеспечивать простейшие функции: ввод значений, редактирование, вывод значений.

6. Построить программу для работы с классом Дата. Программа должна обеспечивать простейшие функции: увеличение/уменьшение на 1 день, ввод значений, вывод значений.

7. Построить программу для работы с классом Время. Программа должна обеспечивать простейшие функции: увеличение/уменьшение на 1 час, минуту, секунду, ввод значений, вывод значений.

8. Построить программу для работы с классом - правильная дробь, который должен включать соответствующие поля: числитель, знаменатель. Программа должна обеспечивать простейшие функции: сложение, вычитание, умножение, деление, вывод дроби в удобной форме.

9. Построить программу для работы с классом - комплексным числом. Класс должен включать соответствующие поля: вещественную и мнимую часть числа. Программа должна обеспечивать простейшие функции: сложение, вычитание, умножение, деление, вывод числа в удобной форме.

10. Создать класс типа - прямоугольник. Поля - высота и ширина. Функции-члены вычисляют площадь, периметр, устанавливает поля и возвращают значения. Функции-члены установки полей класса должны проверять корректность задаваемых параметров. Функция печати.

11. Создать класс «игра в крестики-нолики». Поле класса - массив из (3х3) или целые числа. Ставить можно только на свободные.

12. Создать класс - Круг. Поле - радиус. Функции-члены вычисляют площадь, длину окружности, устанавливает поля и возвращают значения. Функции-члены установки полей класса должны проверять корректность задаваемых параметров. Функция печати.

13. Создать класс - Квадрат. Поля - сторона. Функции-члены вычисляют площадь, периметр, устанавливает поля и возвращают значения. Функции-члены установки полей класса должны проверять корректность задаваемых параметров. Функция печати.

14. Создать класс – треугольник. Поля - стороны. Функции-члены вычисляют площадь, периметр, высоты, устанавливает поля и возвращают значения. Функции-члены установки полей класса должны проверять корректность задаваемых параметров. Функция печати..

15. Создать класс – линия на экране, который имеет ширину и высоту. Поля – координаты начала и конца. Функции-члены вычисляют длину, устанавливает поля и возвращают значения, перемещают линию, рисуют на экран. Функции-члены установки полей класса должны проверять корректность задаваемых параметров.

16. Написать класс для отдела кадров – Сотрудник (поля: фамилия, имя, отчество, дата рождения, пол, образования, номер документа об образовании, учебное заведение выдавшее документ, дата поступления на работу, домашний адрес).

17. Создать класс - элемент записной книжка (поля: Имя, Ник, мобильный телефон, адрес электронной почты, номер ICQ).

18. Создать класс для единицы товара на складе (поля: товар, производитель, количество, дата изготовления, срок годности, поставщик, тел. поставщика, тел. производителя, цена за 1 ед.).

19. Создать класс для учета продаж (поля: товар, производитель, покупатель, количество, цена за единицу, общая стоимость).

20. Создать класс для элемента каталога музыкальных компакт дисков (поля: исполнитель, композитор, название диска, любимый трек, дата покупки, кому дан диск, количество треков, продолжительность).

21. Создать класс для элемента каталога фильмов (поля: название, режиссер, исполнитель главной роли, год выхода, кому дан на просмотр, язык звуковой дорожки, лицензионный или нет)

Для установки Rational Rose 2003 необходимо запустить файл Rational Rose Enterprise Edition for Windows.exe на выполнение. После выбора места установки выберите пункт как показано на рисунке 1.

Рисунок 1

Затем необходимо указать каким способом будет устанавливаться программа. Выберите пункт, указанный на рисунке 2.

После установки программы ее необходимо активировать. Для этого в открывшемся окне (рисунок 3) выберете идентичный пункт.

Для запуска программы в меню Пуск используйте значок:

Инструктивный материал к выполнению практических работ:

CASE-средство IBM Rational Rose позволяет построить канонические UML-диаграммы в рамках единой модели, проверить модель на наличие ошибок и осуществить экспорт в виде кодов программ.

Спроектированная модель сохраняется в файле с расширением MDL, резервные копии - в файлах с расширением MD~. Одновременно можно работать только с одной моделью - при загрузке новой, предыду­щая автоматически закрывается.

Работа начинается с выбора будущей среды реализации (рис. 4). Если среда пока точно не определена, рекомендуется выбрать «Rational unified process».

Рисунок 4 – Окно выбора среды реализации

Интерфейс IBM Rational Rose оформлен по аналогии с интерфейсами большинства Windows-приложений, поэтому нет смысла останавливаться на пунктах главного меню и подробном перечислении содержания панели инструментов (рис. 5).

Рисунок 5 – Рабочий интерфейс среды

В левой части экрана располагается окно браузера проекта , в котором можно видеть проектируемую систему в виде иерархической структуры, верхними уровнями которой являются «Концептуальное представление» (use case view), «Логическое представление» (logical view), «Компонентное представление» (component view) и «Представление развертывания» (deployment view).

В правой части экрана располагается окно диаграммы, где собственно, и происходит процесс проектирования. Между окном браузера и окном диаграммы располагается специальная панель инструментов, содержание которой зависит от выбранной диаграммы. Состав этой панели можно изменять (пункт Customize контекстного меню).

Внизу экрана находится окно журнала, куда выводится служебная информация о выполненных действиях.

Переключение между диаграммами осуществляется либо нажатием соответствующего значка на панели инструментов, либо выбором из главного меню (Browse).

Остальные особенности работы в среде IBM Rational Rose будут понятны в дальнейшем при рассмотрении примера разработки модели простейшей информационной системы.