Objektorientering og UML. INF1050: Gjennomgang, uke 06

Transkript

1 Objektorientering og UML INF1050: Gjennomgang, uke 06

2 Kompetansemål Objektorientert design Objektdesign og ansvarstilordning Bruk av UML Fokus på klassediagrammer Designmodeller Designmønstre ( design patterns ) Eksempler på diagrammer og kode

3 Gjennomgang av ukesoppgaver Ukens tema: Mer om objektorientering og UML

4 Oppgave 1: Bakgrunn Ta utgangspunkt i følgende klasser: En skriver til en PC Du kan anta at det er en blekkskriver, og at den ikke står i nettverk En bankkonto En bok som tilhører et bibliotek

5 Oppgave 1(a) Definer attributter og operasjoner (metoder) for disse klassene

6 Oppgave 1(a): Løsningsforslag Definer attributter og operasjoner (metoder) for disse klassene

7 Oppgave 1(b) Finn andre klasser som disse klassene kan assosieres med

8 Oppgave 1(b): Løsningsforslag Finn andre klasser som disse klassene kan assosieres med Hvilke andre klasser er naturlige å modellere? Bruker domenekunnskap for å identifisere øvrige klasser Skriver Bankkonto Bok PC Bank Bibliotek Hva er informasjonsbehovet? Hva skal de ulike klassene gjøre? Hvilke assosiasjoner ønsker vi mellom klassene?

9 Oppgave 1(b): Løsningsforslag Finn andre klasser som disse klassene kan assosieres med Hva forteller forholdene oss?

10 Oppgave 2(a) Hva er et aktivitetsdiagram?

11 Oppgave 2(a): Løsningsforslag Hva er et aktivitetsdiagram? Aktivitetsdiagram = Flytskjema (flowchart) Grafisk representasjon av arbeidsflyt Viser aktiviteter og tilhørende handlinger (actions) Viser overordnet kontrollflyt Beskriver hvordan mulige utfall av en aktivitet påvirker flyten Viser hvilke aktiviteter som kan utføres parallelt Aktivitetsdiagram utgjør en del av standarden til UML 2.0

12 Oppgave 2(a): Løsningsforslag Hva er et aktivitetsdiagram? Grunnkomponenter i et aktivitetsdiagram Start: Angir hvor flyten starter Slutt: Angir hvor flyten ender Aktiviteter: Angir ulike aktiviteter som inngår i arbeidsflyten Representeres med navngitte, avrundede rektangler Kan være fysisk ( godkjenn søknad ) eller elektronisk ( vis kjøpshistorikk ) Valg: Angir at man står ovenfor et valg (decision) Eksempel: IF, IF-ELSE, CASE, osv.

13 Oppgave 2(a): Løsningsforslag Hva er et aktivitetsdiagram? Eksempel I: Veldig enkelt aktivitetsdiagram Hva forteller dette diagrammet oss? Flytskjema for å lage kaffe Hvilke aktiviteter inngår i arbeidsflyten? Kun én aktivitet: Lag kaffe

14 Oppgave 2(a): Løsningsforslag Hva er et aktivitetsdiagram? Alternative løp: Valgdiamanter Beskriver hvordan handlinger (valg) påvirker flyten i systemet Viser de mulige utfallene av en aktivitet Kan ha mange utfall, men kun ett av utfallene velges

15 Oppgave 2(a): Løsningsforslag Hva er et aktivitetsdiagram? Eksempel II: Bruk av valgdiamanter Hva forteller dette diagrammet oss? Valg av drikke Hvilke aktiviteter inngår i arbeidsflyten? Velg drikke Lag té Lag kaffe Hva er de ulike valgene? Té eller kaffe

16 Oppgave 2(a): Løsningsforslag Hva er et aktivitetsdiagram? Blokkeringer (bar) Representerer start (split) og slutt (join) for parallelle prosesser Viser hvilke prosesser man må vente på, før man kan gå videre

17 Oppgave 2(a): Løsningsforslag Hva er et aktivitetsdiagram? Eksempel III: Bruk av blokkeringer Hva forteller dette diagrammet oss? Viser hvordan kaffe lages Hvilke aktiviteter inngår i arbeidsflyten? Lag kaffe Varm vann / kvern kaffebønner Hvilke aktiviteter kan utføres parallelt? Varm vann Kvern bønner

18 Oppgave 2(a): Løsningsforslag Hva er et aktivitetsdiagram? Aktivitetsdiagram med baner (swimlanes) Beskriver roller Hvem gjør hva? Hvordan interagerer rollene med hverandre?

19 Oppgave 2(a): Løsningsforslag Hva er et aktivitetsdiagram? Eksempel IV.a: Aktivitetsdiagram med baner

20 Oppgave 2(a): Løsningsforslag Hva er et aktivitetsdiagram? Eksempel IV.a: Aktivitetsdiagram med baner

21 Oppgave 2(a): Løsningsforslag Hva er et aktivitetsdiagram? Eksempel IV.b: Aktivitetsdiagram uten baner, men med merknader

22 Oppgave 2(a): Løsningsforslag Hva er et aktivitetsdiagram? Eksempel IV.b: Aktivitetsdiagram uten baner, men med merknader

23 Oppgave 2(a): Løsningsforslag Hva er et aktivitetsdiagram? Eksempel V: Aktivitetsdiagram med flerdimensjonale baner

24 Oppgave 2(b) Hvorfor er det nyttig å lage aktivitetsdiagrammer?

25 Oppgave 2(b): Løsningsforslag Hvorfor er det nyttig å lage aktivitetsdiagrammer? Aktivitetsdiagrammer: Nytteverdi Definerer flyten for en gitt aktivitet som kan gjennomføres i systemet Finner prosesser som kan kjøres parallelt og er uavhengige av hverandre Finner deadlocks i systemet Økt forståelse av arbeidsrutiner Aktivitetsdiagram kan modellere Arbeidsflyt i et system Organisasjonsflyt

26 Oppgave 3(a) Hva er hendelsesdrevet modellering?

27 Oppgave 3(a): Løsningsforslag Hva er hendelsesdrevet modellering? Hendelsesdrevet modellering = Event-Driven Modelling Viser hvordan systemet responderer på eksterne / interne hendelser Viser hvordan tilstander er knyttet til hendelser i et system Spesielt nyttig for sanntidssystemer UML-representasjon av hendelsesdrevet modellering Tilstandsdiagrammer Eksempel Tilstander: Ventil åpen / Ventil lukket Hendelser: Lukk ventil / Åpne ventil

28 Oppgave 3(b) Hva er et tilstandsdiagram?

29 Oppgave 3(b): Løsningsforslag Hva er et tilstandsdiagram? Tilstandsdiagrammer (State diagrams) Representerer en tilstandsmaskin Grafisk representasjon av de ulike tilstandene et system kan være i Beskriver hvilke hendelser som får systemet til å endre tilstand Altså: Hvordan går vi fra én tilstand og til en annen? Ytterligere informasjon (følger ofte med diagrammene) Fullstendig spesifikasjon som utdyper hva som inngår i hver tilstand Hvordan påvirker aktiviteter / hendelser / triggere tilstandsendringer?

30 Oppgave 3(b): Løsningsforslag Hva er et tilstandsdiagram? Tilstander Rektangler med avrundede hjørner Navn som forklarer hva slags tilstand dette er Objektets adferd forblir stabil i dette vinduet Objektet vil være i denne tilstanden inntil det stimuleres av en hendelse Utdypende tilstander Øverste felt: Navn på tilstanden Nederste felt: Liste over interne hendelser / adferd som utføres i denne tilstanden

31 Oppgave 3(b): Løsningsforslag Hva er et tilstandsdiagram? Utdypende tilstander entry / do / exit / Adferd som utføres med en gang systemet endres til denne tilstanden Adferd som utføres så lenge dette er tilstanden til systemet Adferd som utføres når vi går ut av tilstanden (til en annen)

32 Oppgave 3(b): Løsningsforslag Hva er et tilstandsdiagram? Eksempel: Utdypende tilstander CD-spiller med to utdypende tilstander Viser bruk av entry, do, exit

33 Oppgave 3(b): Løsningsforslag Hva er et tilstandsdiagram? Overganger Viser en gyldig tilstandsendring Piler annotert med navn på hendelsen som forårsaker tilstandsendringen Hvis du er i tilstand X, og hendelse Y inntreffer, hvilken tilstand ender du opp i? Eksempel Bankkonto er i Lukket tilstand Hendelsen Åpne inntreffer Bankkontoen er nå i Åpen tilstand

34 Oppgave 3(b): Løsningsforslag Eksempel: Enkel mikrobølgeovn Hendelsesflyt 1. Velg effektnivå (power) Full / Half 2. Sett tid med numerisk tastatur 3. Trykk start Merknad Døren må være lukket Figur 5.16 (Sommerville)

35 Oppgave 3(b): Løsningsforslag Eksempel: Enkel mikrobølgeovn Tilstandsdiagrammer viser Hvilke tilstander et system kan være i Hvilke hendelser som forårsaker tilstandsendringer Trenger allikevel en fullstendig spesifikasjon Detaljert beskrivelse Redegjør for hva som inngår i hver tilstand Hvordan påvirker aktiviteter / hendelser / triggere tilstandsendringer? Hvilke antakelser er gjort? Kan vise denne informasjonen med tabeller

36 Oppgave 3(b): Løsningsforslag Eksempel: Enkel mikrobølgeovn Detaljert beskrivelse av tilstandene Figur 5.17 (Sommerville)

37 Oppgave 3(b): Løsningsforslag Eksempel: Enkel mikrobølgeovn Hva forårsaker tilstandsendringer? Figur 5.17 (Sommerville)

38 Oppgave 3(b): Løsningsforslag Eksempel: Enkel mikrobølgeovn Super- og subtilstander Problem Kan få svært mange tilstander Løsning Supertilstander skjuler informasjon Inneholder subtilstander Kan modelleres i et annet tilstandsdiagram Figur 5.16 (Sommerville)

39 Oppgave 3(b): Løsningsforslag Eksempel: Enkel mikrobølgeovn Super- og subtilstander Viser hva som inngår i Operation Består av flere tilstander Checking Cook Alarm Done Detaljer som skjules fra hoveddiagrammet Figur 5.18 (Sommerville)

40 Oppgave 3(b): Løsningsforslag Eksempel: Enkel mikrobølgeovn Super- og subtilstander Bruker for å vise at tilstanden inneholder subtilstander

41 Oppgave 3(b): Løsningsforslag Eksempel: Enkel mikrobølgeovn Eksempel: Super- og subtilstander Tilstandsdiagram for en telefon under oppringing

42 Oppgave 3(b): Løsningsforslag Eksempel: Enkel mikrobølgeovn Avbryt Bruker for å vise at tilstanden avbrytes

43 Oppgave 3(b): Løsningsforslag Hva er et tilstandsdiagram? Forskjellen på aktivitets- og tilstandsdiagrammer Aktivitetsdiagram Flytskjema (flowchart) Systemet beveger seg fra aktivitet til aktivitet Piler Tilstander Tilstandsdiagram Tilstandsskjema (state diagram) Systemet beveger seg fra tilstand til tilstand Piler Aktiviteter

44 Oppgave 3(c) Hvorfor er det nyttig å lage tilstandsdiagrammer?

45 Oppgave 3(c): Løsningsforslag Hvorfor er det nyttig å lage tilstandsdiagrammer? Tilstandsdiagrammer: Nytteverdi Viser hvilke tilstander systemet kan være i Viser hvordan vi beveger oss mellom tilstander Triggere Forutsetninger Viser deadlocks i systemet Tilstander vi ikke kan rømme fra

46 Oppgave 4: Vaskemaskin Ta utgangspunkt i et system for en vaskemaskin der du antar følgende: - Det er fire ulike vaskeprogrammer - Vanlig tøy kan vaskes på 30, 40, eller 60 grader - Ullvask er forhåndsinnstilt på 30 grader - Sentrifugering er inkludert i vaskeprogrammene. Ikke en egen knapp - Når maskinen har startet (trykket på startknappen), er det ikke mulig å avbryte programmet

47 Oppgave 4 Lag et tilstandsdiagram for denne vaskemaskinen

48 Oppgave 4: Løsningsforslag Lag et tilstandsdiagram for denne vaskemaskinen 1. Identifiser de ulike tilstandene Hva gjør maskinen mens den ikke er i bruk? Venter (første tilstand) Hva er det siste maskinen gjør før den går tilbake til starttilstanden? Vasker (siste tilstand) Hvilke andre tilstander vil vaskemaskinen kunne være i? Dør åpen Krever at døren lukkes før vaskingen starter Dør lukket Kan starte vaskeprogram

49 Oppgave 4: Løsningsforslag Lag et tilstandsdiagram for denne vaskemaskinen 2. Hvilke handlinger leder til tilstandsendringer? For hver tilstand: Hvordan kan objektene gå ut av denne? Venter Velg vaskeprogram Dør lukket Åpne dør / Start vask Dør åpen Lukk dør Vasker Ikke spesifisert Alle handlinger fører til tilstandsendringer Hvilken tilstand vil handlingen lede deg til? Eksempel: Start vask går fra tilstanden Dør lukket til Vasker

50 Oppgave 4: Løsningsforslag Lag et tilstandsdiagram for denne vaskemaskinen Eksempel I: Enkelt tilstandsdiagram

51 Oppgave 4: Løsningsforslag Lag et tilstandsdiagram for denne vaskemaskinen Eksempel II: Alternativt tilstandsdiagram

52 Oppgave 5: Pante flasker Ta utgangspunkt i eksempelet med å pante flasker fra forelesningen om objektorientert modellering Navn: Pante flasker Aktør: Kunde Prebetingelse: Panteautomat er klar til å ta imot pant Postbetingelse: Kunde får kvittering eller lodd (Røde Kors) Hovedflyt 1. Kunde setter inn en flaske (panteobjekt) 2. Panteautomaten skanner koden på flasken 3. Panteautomaten godkjenner objekt og pantebeløpet legges til det totale 4. Kunde trykker på kvittering 5. Panteautomat skriver ut kvittering

53 Oppgave 5(a) Utvid den tekstlige beskrivelsen med tilfellene at flere flasker pantes og at det er fullt i mottaket av flasker

54 Oppgave 5(a): Løsningsforslag Utvid den tekstlige beskrivelsen med tilfellene at flere flasker pantes og at det er fullt i mottaket av flasker Alternativ flyt I, steg 1: Mottak fullt A1.1: Systemet gir beskjed om at det er fullt i mottaket av flasker A1.2: Systemet returnerer flaske A1.3: Systemet går til steg 5 i hovedflyten Alternativ flyt II, steg 4: Flere flasker A2.1: Kunde velger å pante en ny flaske A.2.2: Systemet returnerer til steg 1 i hovedflyten

55 Oppgave 5(b) Utvid sekvensdiagrammet med tilfellet at det er fullt i mottaket av flasker

56 Oppgave 5(b): Løsningsforslag Utvid sekvensdiagrammet med tilfellet at det er fullt i mottaket av flasker

57 Oppgave 5(b): Løsningsforslag

58 Oppgave 5(c) Utvid aktivitetsdiagrammet med funksjonalitet som legger til pantebeløp på flasker som gir pant

59 Oppgave 5(c): Løsningsforslag Utvid aktivitetsdiagrammet med funksjonalitet som legger til pantebeløp på flasker som gir pant 1. Identifiser de ulike aktivitetene som inngår i Pant av flasker Sett inn panteobjekt Ta ut panteobjekt Legg til pantebeløp Skriv ut lodd Skriv ut kvittering Representeres som avrundede rektangler i aktivitetsdiagrammet

60 Oppgave 5(c): Løsningsforslag Utvid aktivitetsdiagrammet med funksjonalitet som legger til pantebeløp på flasker som gir pant 2. Identifiser de ulike avgjørelsene og mulige utfall Godkjent? Er panteobjektet gyldig? (Med andre ord: Gir det pant?) Fortsett? Ønsker brukeren å pante flere flasker? Kvittering eller lodd? Ønsker brukeren kvittering eller lodd? Avgjørelser representeres med valgdiamanter Utfallene angis ved piler til neste aktivitet

61 Oppgave 5(c): Løsningsforslag Utvid aktivitetsdiagrammet med funksjonalitet som legger til pantebeløp på flasker som gir pant 3. Sett sammen aktiviteter og avgjørelser til et helhetlig diagram

62 Oppgave 5(d) Hvordan kunne du modellert use caset uten å bruke klassen Pantesystem i klasse- og sekvensdiagrammet?

63 Oppgave 5(d): Løsningsforslag Hvordan kunne du modellert use caset uten å bruke klassen Pantesystem i klasse- og sekvensdiagrammet? Den opprinnelige løsningen hadde følgende klasser Pantesystem Panteautomat Kvittering Lodd For å fjerne Pantesystem må vi legge funksjonaliteten i andre klasser Vi lar Panteautomat -klassen håndtere dette

64 Oppgave 5(d): Løsningsforslag Hvordan kunne du modellert use caset uten å bruke klassen Pantesystem i klasse- og sekvensdiagrammet? Nytt klassediagram Innholdet fra Pantesystem legges til i Panteautomat

65 Oppgave 5(d): Løsningsforslag

66 Spørsmål? Ta kontakt Yulai Fjeld uio.no Husk å inkludere emnekoden! Andre gruppelærere Delta på gruppetimene

67 Takk til Foilene er basert på Tidligere presentasjoner laget av Emilie Hallgren og Kristin Brænden Eksisterende forelesningsnotater av Dag Sjøberg og Yngve Lindsjørn Sommerville, I. (2010). Software Engineering (9th Edition). Pearson.

68 Takk for meg Neste uke : Systemarkitektur