UML является основным языком для программной инженерии, поскольку он может быть использован для захвата экрана, проектирования и документирования различных форм программного обеспечения. Он предоставляет простой способ для инженеров-программистов описать требования и характеристики системы и убедиться, что другие инженеры имеют такой же ясный способ мышления о системе.
Что касается диаграмм UML, временные диаграммы являются одним из типов диаграмм, которые помогают изобразить, как система ведет себя в пространстве-времени. Вы применяете временные диаграммы UML в ситуациях, когда вам нужно реализовать системы реального времени и где время играет важную роль. Они обеспечивают эффективную работу системы. Так что они очень важны!
В этой статье
Что такое временная диаграмма?
Что касается программной инженерии, временные диаграммы углубляются в общую работу аспектов времени программной системы. Продолжительность времени и временное состояние различных элементов о времени помогают в обеспечении хорошего понимания того, как различные части в системе работают относительно времени.
Использование временных диаграмм в UML предназначено для представления всех тех аспектов, которые заслуживают внимания инженера реального времени или любой другой ситуации, где время является параметром, которым нельзя пренебрегать. Как графическое представление цикла часов системы, временные диаграммы гарантируют, что система не только функциональна, но и эффективна.
Теперь, когда мы знакомы с общей концепцией временных диаграмм UML, давайте более подробно рассмотрим составные части такой диаграммы и лучшие практики их разработки. Временные диаграммы UML фиксируют временные аспекты работы программной системы, выделяя ключевые элементы, такие как:
- Временные ограничения
- Продолжительность событий
- Состояния элементов системы
- Последовательности взаимодействий
- Доставки сообщений
- Сроки выполнения функций
Таким образом, по сравнению с другими формами документации, временные диаграммы UML охватывают все эти аспекты и обеспечивают более полный вид системы с первого взгляда, тем самым облегчая проверку и улучшение производительности системы.
Основные понятия временных диаграмм
В этом разделе мы опишем некоторые основные конструкции, которые используются во временной диаграмме UML. Это основные элементы, которые помогают в концептуальном моделировании и рисовании аспектов программных систем, связанных со временем.
Изучив эти основные элементы, нам будет легче создавать и понимать временные диаграммы. Вот разбивка этих элементов:
Линия жизни
Указывает, что элемент, существующий в системе, является временным и, следовательно, существует только в определенное время. Вертикальная линия с коробкой сверху означает линию жизни.
Например, такие элементы, как "Веб-браузер" и "Веб-сервер", считаются линиями жизни на диаграмме.
Временная шкала состояний
Способ визуализации различных состояний, через которые элемент движется во времени. Это изображается поперечными полосами внутри линии жизни.
В этом примере переходы состояний обозначены как "Запрос на вход", состояние "Аутентификация", конечное состояние "Выход" и т.д. на линиях жизни.
Несколько отделений
Облегчает расположение и разделение различных предметов или характеристик на одном рисунке. Каждое отделение разделено вертикальной пунктирной линией, которая проходит сверху вниз по рисунку.
Например, в примере выше верхнее отделение символизирует переходы состояний первого веб-сервера. Нижнее отделение символизирует изменения состояния второго веб-сервера.
Временная шкала и ограничения
Иллюстрирует, когда различные действия в системе должны происходить относительно других.
Здесь вы можете увидеть временную шкалу, идущую слева направо, и ограничения, такие как Простой затем Аутентификация перед Связь.
Линия жизни состояния
Компонент линии жизни состояния очень важен в представлении различных состояний и переходов элемента внутри системы в разное время. Линия жизни состояния фиксирует последовательность шагов, через которые проходит элемент при переходе из одного состояния в другое, эффективно иллюстрируя динамику системы.
Линия жизни значений
Линия жизни значений эффективна при использовании временных диаграмм, поскольку мы можем определить, как на элемент влияют входы или события с течением времени. В некотором смысле это похоже на наблюдение за лицом и фигурой, которые изменяются, чтобы выразить настроения персонажей в фильме.
Собираем все вместе
При совместном использовании компонентов линии жизни состояния и линии жизни значений во временных диаграммах мы получаем общий вид того, как с точки зрения состояний и значений состояний рассматриваемый элемент трансформируется в любой интересующей нас системе в любой момент времени относительно его переходов состояний.
Как нарисовать временную диаграмму UML
Шаг 1: Выбор системы
Первое, что вы должны понять, это организация системы, которую вы используете, и уточнить цель временной диаграммы, включая участников, взаимодействия и любые временные ограничения или поведения.
Шаг 2: Выберите инструмент UML
Вы должны найти инструмент UML, который поддерживает использование временных диаграмм. Такие инструменты, как EdrawMax или Visio, являются предпочтительными выборами.
Шаг 3: Определите линии жизни
Первый компонент системы - это линии жизни. Укажите линии жизни системы и дайте каждой линии жизни имя. Вы можете разместить линии жизни различных объектов на одной временной диаграмме, расположив их вертикально друг над другом.
Шаг 4: Включите сообщения и временные ограничения
Нарисуйте сообщения между линиями жизни, чтобы указать взаимодействия, происходящие между ними. При маркировке стрелок убедитесь, что вы указываете направление потока сообщения. Вставьте временные метки, чтобы отразить, сколько времени займет каждое действие или когда оно произойдет.
Шаг 5: Укажите временное поведение
Теперь проанализируйте вашу систему и укажите любое временное поведение, которое влияет на систему. Некоторые значимые поведения включают:
- Идентификация точек синхронизации в системе, где несколько взаимодействий должны согласовывать свое время.
- Показ возникновения событий внутри системы и указание их времени на временной диаграмме.
- Отметка любых временных ограничений или сроков, которые управляют поведением системы.
Шаг 6: Проверка и уточнение диаграммы
После рисования диаграммы проверьте ее и убедитесь, что она отображает вашу систему и ее временные характеристики и поведение. Выберите текст, который все еще нуждается в изменениях и модификациях.
Примеры временных диаграмм
Давайте обсудим некоторые полезные примеры временных диаграмм.
1. Временная диаграмма для системы дорожных сборов
В этом примере мы использовали временную диаграмму для иллюстрации взаимодействий и временных ограничений в системе дорожных сборов. Линии жизни представляют участников, вовлеченных в систему, таких как пункт сбора, автомобиль и билетный автомат.
Автомобиль подъезжает, и барьер закрыт. Когда пользователь вставляет монету в билетный автомат, он проверяет монету и поднимает барьер. По истечении T 8 секунд барьер снова опускается, и машина возвращается в состояние покоя.
2. Временная диаграмма для операций логического вентиля И
Временная диаграмма показывает несколько переходов во входных значениях (A и B). При каждом переходе выход (Z) отражает логику. Выход Z высокий (логическая 1) только тогда, когда оба входа A и B высокие (логическая 1).
Если хотя бы один из входов низкий (логический 0), выход Z низкий (логический 0). По сути, временная диаграмма визуально подтверждает, что выход логического вентиля И активируется (становится высоким) только тогда, когда оба его входа активны (высокие).
3. Временная диаграмма для системы лифтов
У нас есть две полосы на этой временной диаграмме. Первая - для статуса лифта, а вторая - для действий пользователя. Изначально обе находятся в состоянии простоя. Пользователь подходит к считывателю карты для идентификации, а затем в течение секунды проводит картой.
Затем лифт реагирует через три секунды и начинает двигаться к запрошенному этажу. Оба возвращаются в неактивное состояние через четыре секунды, подразумевая, что пользователь, вероятно, вошел в лифт, и дверь, возможно, закрылась.
Заключение
В заключение, эта статья описала, что такое временные диаграммы в UML и почему они важны для управления временными аспектами поведения системы. Мы начали с простейших компонентов временных диаграмм, таких как линии жизни, сообщения, события и временные ограничения, и тем самым объяснили, как они вместе предоставляют картину системы.
Основное внимание в статье было уделено понятиям временных диаграмм uml и инструментам/методам, используемым разработчиками программного обеспечения для проектирования систем. Посредством использования временной диаграммы практикующие специалисты могут описывать, анализировать и документировать временные ограничения, тем самым улучшая производительность программных систем.
