Génie logiciel — Développement et conception

PlanUML

Outil open source, utilisez une description textuelle simple pour dessiner un diagramme UML, adresse du site Web officiel : https://plantuml.com/zh/

UML

Une association est une relation de propriété qui permet à une classe de connaître les propriétés et les méthodes d'une autre classe. Une relation d'agrégation est une relation d'association, une relation d'association forte ; l'association et l'agrégation sont syntaxiquement indiscernables, et des relations logiques spécifiques doivent être vérifiées. Cependant, les parties ne peuvent exister seules sans le tout. Une relation de composition est une relation d'association, qui est plus forte qu'une relation d'agrégation.

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1. Le modèle conceptuel d'UML

UML dispose d'un modèle conceptuel complet, ;d'assemblage de ces briquesLes règles②;élémentairesbriquesfournit une méthode d'expression complète et compréhensive, dont les principaux éléments sont :qui .

Deux, légende du modèle conceptuel UML

insérez la description de l'image ici

3. Les blocs de construction de base d'UML

Dans UML, le vocabulaire peut être divisé en trois blocs de construction, c'est-à-dire trois types de vocabulaire ou d'éléments de base : choses , relations et diagrammes .

1. Choses en UML

(1) Quatre sortes de choses en UML

Les choses sont l'abstraction des composants les plus représentatifs du modèle et peuvent être divisées en choses structurelles , choses comportementales , choses de regroupement et choses d'annotation .

1) Les choses structurelles

Généralement la partie statique du modèle qui décrit les éléments physiques du concept. Il y a cinq choses structurelles principales :

• Classe (class): Cohérence avec le concept de classe dans l'approche orientée objet.
• Interface (interface): Décrit l'ensemble des opérations d'un service d'une classe ou d'un composant.
• Cas d'utilisation (use case): Représente une fonction du système et est une description d'une séquence d'actions exécutées par le système qui produira un résultat précieux et observable pour un participant spécifique (c'est-à-dire l'utilisateur du système).
• Composant (component): Décrit les éléments physiques logiciels du système.
• Nœud (node): C'est un élément physique qui existe à l'exécution et représente une ressource de calcul.

2) Choses comportementales

Les éléments comportementaux incluent principalement : l'état et l'interaction.

3) Grouper les choses

Les éléments de regroupement comprennent principalement : le package.

4) Annotez les choses

Les éléments d'annotation incluent principalement : les annotations.

(2) Méthode graphique de diverses choses en UML

Selon la description des quatre types de choses ci-dessus, les diagrammes de diverses choses dans UML sont donnés ci-dessous.

2. Quatre types de relations en UML

Les quatre relations dans UML sont : Dépendance, Association, Généralisation et Réalisation.

(1) Dépendance

Parmi les deux éléments de modèle, l'un est indépendant et l'autre non indépendant. Les modifications apportées aux éléments de modèle indépendants affecteront les éléments de modèle non indépendants .

Les dépendances sont indiquées par des lignes pointillées avec des flèches.

comme le montre l'image:

(2) Association

Une association est une relation structurée dans laquelle deux éléments de modèle sont liés . Les associations bidirectionnelles sont représentées par une ligne continue .

Remarque : Il existe plusieurs degrés de relations d'association, notamment : 0, 1, 0..1, 0..*, 1..*.

comme le montre l'image:

Il convient de noter qu'il existe deux types particuliers d'associations dans les associations : la composition et l'agrégation .

Pour les types composites et agrégés, ajoutez un losange .

Comme indiqué ci-dessous:

(3) Généralisation

C'est la relation entre le général et le spécial , c'est-à-dire la relation d' héritage . Il est représenté par un trait plein et un triangle creux .

comme le montre l'image:

(4) Réaliser

La relation d'implémentation est qu'un élément de modèle garantit l'exécution d'un autre élément de modèle, et cette relation est principalement utilisée dans l'interface . représenté par un trait plein .

comme le montre l'image:

Une image complète est donnée ci-dessous pour passer en revue ces quatre relations.

Générer un diagramme de relations UML dans IDEA

3. Graphiques en UML (cinq catégories et dix diagrammes)

(1) Diagramme de cas d'utilisation

1) Définition du diagramme de cas d'utilisation

Le diagramme de cas d'utilisation décrit les fonctions du système du point de vue de l'utilisateur et indique les opérateurs de chaque fonction.

Un diagramme de cas d'utilisation montre plusieurs rôles ou acteurs (actor) et les liens entre ces rôles et les cas d'utilisation fournis par le système. Un diagramme de cas d'utilisation définit les exigences fonctionnelles du système .

2) Composition de base du diagramme de cas d'utilisation

• Exemple;
• Rôle;
• Relations entre les rôles (le cas échéant, principalement des généralisations) ;
• Relations entre les rôles et les cas d'utilisation (associations unidirectionnelles ou bidirectionnelles) ;
• Cas d'utilisation et relations entre les cas d'utilisation (contient, étend, généralise).

3) La relation entre les éléments

inclure:

• inclure (relation d'inclusion), lorsque deux cas d'utilisation ou plus partagent le même ensemble d'actions, il peut être extrait en tant que sous-cas d'utilisation indépendant pour le partage par plusieurs cas d'utilisation de base.
• Un cas d'utilisation de base n'est pas un cas d'utilisation complet , il doit donc être utilisé avec un sous-cas d'utilisation pour être complet.
• La relation d'inclusion est représentée dans le diagramme de cas d'utilisation par une ligne pointillée avec une flèche (marquée sur la ligne <<include>>) et la flèche pointe du cas d'utilisation de base vers le sous-cas d'utilisation .

étendre:

• extension (relation étendue), l'extension du cas d'utilisation de base , le cas d'utilisation de base est un cas d'utilisation complet , même sans la participation de sous-cas d'utilisation, une fonction complète peut être complétée.
• Il y aura un point d'extension dans le cas d'utilisation de base de extend, et seulement lorsque le point d'extension est activé , le sous-cas d'utilisation sera exécuté.
• La relation d'extension est représentée dans le diagramme de cas d'utilisation par une ligne pointillée avec une flèche (marquée sur la ligne <<extend>>) et la flèche pointe du sous-cas d'utilisation vers le cas d'utilisation de base .

La relation entre les sous-cas d'utilisation et les cas d'utilisation de base :

(Relation de généralisation) Le cas d'utilisation enfant héritera de toute la structure, du comportement et de la relation du cas d'utilisation parent. C'est-à-dire que tout endroit où un cas d'utilisation de base est utilisé peut être remplacé par un sous-cas d'utilisation.

(Relation de généralisation) Elle est représentée par une flèche vide dans le diagramme de cas d'utilisation , et la direction de la flèche pointe du sous-cas d'utilisation vers le cas d'utilisation de base .

4) Icône

(2) Diagrammes statiques : diagrammes de classes, diagrammes d'objets, diagrammes de packages

1) diagramme de classe

①Définition : le diagramme de classes (diagramme de classes) décrit toutes les classes impliquées dans le système et la relation entre les classes et les classes.

② La composition de base du diagramme de classes :

• classe (nom de la classe, propriétés et méthodes) ;
• Classes et relations entre classes (dépendances, associations, généralisations, implémentations).

2) Diagramme d'objet

①Définition : un diagramme d'objets est une instance d'un diagramme de classes et utilise presque le même identifiant que le diagramme de classes, mais il existe certaines différences entre les deux, comme indiqué dans la légende ci-dessous.

②Légende :

(3) Diagrammes de comportement : diagrammes d'état, diagrammes d'activité

1) Diagramme d'état

①Définition : un diagramme d'état (diagramme d'état) décrit tous les états d'un objet impliqué dans le système et les événements qui font la transition entre les états et les états.

② La composition de base du diagramme d'état :

• état (rectangle arrondi);
• Le début et la fin de l'état ;
• Événements pour les transitions entre états ;
• Notes (parfois présentes).

③Légende :

2) Diagramme d'activité

①Définition : le diagramme d'activité (diagramme d'activité) décrit les activités à effectuer pour répondre aux exigences fonctionnelles du cas d'utilisation et la relation de contrainte entre les activités.

② La composition de base du diagramme d'activité :

• Activité (notez que le symbole est différent de l'état);
• Le point de départ et le point d'arrivée de l'activité (il y a parfois plusieurs points d'arrivée) ;
• Les activités sont reliées par des flèches ;
• Jugement (parfois il y a une boîte de bord);
• Barres de synchronisation (indiquant des bifurcations ou des confluences d'activité, à la fois horizontales et verticales) ;
• Couloirs de nage (représentant différentes responsabilités d'une activité).

③Légende :

(4) Diagramme d'interaction : diagramme de séquence, diagramme de collaboration

1) Diagramme de séquence

①Définition : Le diagramme de séquence montre la relation de coopération dynamique entre les objets. .

② La composition de base du diagramme de séquence :

• objet;
• Lifeline (la ligne pointillée directement sous l'objet, indiquant l'existence de l'objet sur une période de temps);
• Barres rectangulaires étroites (indiquant que l'objet est activé, indiquant que l'objet effectue une action);
• Messages interactifs (il y a une séquence, le message est en fait la méthode de fonctionnement de l'objet récepteur) ;
• Annotations (parfois disponibles);
• Peut être converti en diagramme de collaboration.

③Légende :

2) Diagramme collaboratif

①Définition : Le diagramme de collaboration (diagramme de callobaration) a la même fonction que le diagramme de séquence, reflétant une collaboration dynamique .

②La composition de base du diagramme de collaboration :

• objet;
• Ligne continue (la ligne de connexion entre les objets, notez qu'il n'y a pas de flèche);
• Messages interactifs (il y a une séquence, le message est en fait la méthode de fonctionnement de l'objet récepteur) ;
• Annotations (parfois disponibles);
• Peut être converti en diagramme de séquence.

③Légende :

(5) Schéma de mise en œuvre : schéma de construction, schéma de déploiement

1) Schéma des composants

①Définition : décrire la structure physique des composants du code et les dépendances entre les composants.

②Composition de base du diagramme de composants : composant.

③Légende :

2) Schéma de déploiement

①Définition : l'architecture physique du matériel du système.

②Composition de base du diagramme de déploiement :

• Les cubes 3D représentent les composants ;
• Les noms de nœuds sont situés en haut du cube.

③Légende :

Diagramme de flux de données et dictionnaire de données

1. Les composants du diagramme de flux de données

Les éléments graphiques de base d'un diagramme de flux de données comprennent le flux de données, le traitement, le stockage de données et les entités externes (sources ou puits de données). Parmi eux, le flux de données, le traitement et le stockage des données sont utilisés pour construire le modèle de traitement des données à l'intérieur du système logiciel ; les entités externes représentent des objets qui existent en dehors du système et sont utilisées pour aider les utilisateurs à comprendre la source et la destination des données du système. Les éléments graphiques de base de DFD sont illustrés dans la figure ci-dessous :

**(1) Flux de données : **Consiste en un ensemble de données avec des composantes fixes, indiquant le flux de données. Dans DFD, le flux de flux de données peut avoir les types suivants :

1) flux d'un processus à l'autre ;

2) Flux du traitement au stockage des données (écriture) ;

3) Flux du stockage des données au traitement (lecture) ;

4) flux de l'entité externe au traitement (entrée) ;

5) Flux du traitement vers les entités externes (sortie).

Chaque flux de données dans DFD est représenté par un nom bien défini. Sauf que les flux de données vers ou depuis un magasin de données n'ont pas besoin d'être nommés, chaque flux de données doit avoir un nom approprié qui reflète la signification du flux de données. Il convient de noter que ce qui est décrit dans DFD est un flux de données, pas un flux de contrôle. Les flux de données sont constitués soit d'attributs de données concrets (également appelés structures de données), soit d'autres flux de données. Les flux de données composites sont des flux de données composés d'autres flux de données qui sont utilisés pour combiner des flux de données similaires dans un diagramme de flux de données de haut niveau afin de faciliter la lecture du diagramme de flux de données.

**(2) Traitement : **Décrit la transformation entre le flux de données d'entrée et le flux de données de sortie, c'est-à-dire qu'une fois le flux de données d'entrée traité, il devient le flux de données de sortie. Chaque processus a un nom et un numéro. Le nombre peut refléter à quel niveau et sur quelle carte le processus se trouve dans le DFD hiérarchique, et il peut également être vu dans quel processus il est décomposé en sous-processus. Il existe un arbre de décision, une table de décision et un langage structuré pour décrire le traitement. Un traitement peut avoir plusieurs flux de données d'entrée et plusieurs flux de données de sortie, mais au moins un flux de données d'entrée et un flux de données de sortie.

**(3) Stockage de données : **Utilisé pour stocker des données. En règle générale, un flux de données qui s'écoule dans un processus disparaît après avoir été traité, tandis que certaines (ou toutes) de ses données peuvent être traitées dans un flux de données de sortie qui s'écoule vers d'autres processus ou entités externes. De plus, dans les systèmes logiciels, il est souvent nécessaire de sauvegarder certaines informations pour une utilisation ultérieure, et le stockage des données peut être utilisé à ce moment. Par exemple, dans le système de traitement des affaires d'examen, la liste des candidats générée lors de l'inscription doit être complétée en permanence pendant le processus d'inscription, et les informations pertinentes de la liste des candidats doivent également être utilisées lors du comptage des résultats et de la rédaction des avis de candidature. Par conséquent, une liste de candidats peut exister en tant que magasin de données pour contenir des informations pertinentes sur les candidats. **Chaque magasin de données a un identifiant de nom bien défini. ** Il peut y avoir un flux de données circulant dans le stockage de données, indiquant l'opération d'écriture des données ; il peut également y avoir un flux de données sortant du stockage de données, indiquant l'opération de lecture des données ; le flux de données de la flèche bidirectionnelle peut également être utilisé pour pointer vers le stockage des données, indiquant la modification des données .

Ce qu'il convient d'expliquer ici, c'est que le stockage de données dans DFD peut être réalisé par un système de fichiers ou un système de base de données dans la mise en œuvre réelle. Le support de stockage pour le stockage de données peut être un disque, une bande ou un autre support de stockage.

**(4) Entité externe (source ou puits de données) : **fait référence à une personne ou à une organisation qui existe en dehors du système logiciel, qui indique l'origine (source) des données requises par le système et la destination des données généré par le système (hébergement). Par exemple, pour un système de traitement des affaires d'examen, les candidats fournissent le formulaire d'inscription (flux de données d'entrée) au système, de sorte que les candidats sont une source du système de traitement des affaires d'examen ; flux) au centre de test, de sorte que le centre de test est un puits pour le système. Dans de nombreux systèmes, une certaine source et un certain puits peuvent être la même personne ou organisation, et à ce moment, ils peuvent être représentés par le même symbole dans DFD. Les candidats fournissent des formulaires d'inscription au système, et le système envoie des tickets d'admission aux candidats. Par conséquent, dans le système de gestion des tests, les candidats sont à la fois la source et le puits. La source et le puits sont représentés par le même symbole graphique, lorsque le flux de données découle du symbole, cela signifie qu'il s'agit de la source ; lorsque le flux de données s'écoule vers le symbole, cela signifie qu'il s'agit du puits ; lorsque les deux, cela signifie qu'il est à la fois la source et le puits.

Deuxièmement, la superposition du diagramme de flux de données

En principe, tant que le papier est suffisamment grand, le modèle d'analyse d'un système logiciel peut être dessiné sur un morceau de papier. Cependant, un système logiciel complexe peut impliquer des centaines de processus et des centaines de flux de données, voire plus. S'ils étaient dessinés sur un seul schéma, ce serait très compliqué, pas facile à lire et pas facile à comprendre. Ainsi, à l'heure actuelle, les diagrammes de flux de données hiérarchiques sont généralement utilisés pour modéliser clairement des problèmes pratiques légèrement plus complexes.

La couche supérieure du graphe de flux de données hiérarchiques n'a qu'un seul graphe, dans lequel il n'y a qu'un seul traitement, qui représente l'ensemble du système logiciel.Ce traitement décrit le flux de données entre le système logiciel et le monde extérieur, qui est appelé la couche supérieure graphique. Le graphe décomposé du traitement (c'est-à-dire le système) dans le graphe de niveau supérieur est appelé graphe à couche 0, et il n'y a qu'un seul graphe.

Le graphe au bas du graphe de flux de données en couches est appelé le graphe du bas. Dans le graphe du bas, tous les traitements ne sont plus décomposés. Les autres graphes du graphe de flux de données hiérarchique sont appelés couches intermédiaires, où au moins un processus (et éventuellement tous les processus) est décomposé en un sous-graphe. Dans l'ensemble des diagrammes de flux de données hiérarchiques, tout traitement qui n'est plus décomposé en sous-graphes est appelé traitement de base.

3. Analyse de cas du diagramme de flux de données

Cas 1 : Système de gestion commerciale du magasin

(1) Le diagramme de flux de données de niveau supérieur d'un système de gestion commerciale de magasin est le suivant :

Le diagramme de flux de données ci-dessus n'est qu'un modèle logique de système de haut niveau, qui reflète les fonctions à réaliser par le système cible.

(2) Les étapes de dessin du diagramme de flux de données du système de gestion sont :

• Déterminez d'abord l'entrée et la sortie du système ;
• Selon l'activité du magasin, dessinez un diagramme de flux de données de niveau supérieur pour refléter le flux de traitement de l'activité la plus importante ;
• Après analyse, les principales fonctions du traitement commercial du magasin doivent inclure les ventes , les achats et la comptabilité . Les points source d'entrée et les points de destination de sortie du flux de données principal sont les clients et les fournisseurs ;
• Ensuite, commencez par l'extrémité d'entrée, dessinez chaque cadre de traitement à travers lequel le flux de données circule en fonction du flux de travail de l'entreprise du magasin, et dessinez progressivement jusqu'à l'extrémité de sortie pour obtenir le diagramme de flux de données de la couche 0 .

(3) Dessinez les diagrammes de flux de données de la couche 0 et de la couche 1 respectivement selon les étapes. Les graphiques spécifiques sont les suivants :

• Le diagramme de flux de données de la couche 0 est illustré dans la figure suivante :

• Chaque élément de traitement du diagramme de flux de données de la couche 0 est affiné pour obtenir le diagramme de flux de données de la couche 1 , qui comprend trois grandes fonctions de vente , d'approvisionnement et de comptabilité . Le diagramme de flux de données spécifique est le suivant :

Cas 2 : Système de gestion du statut des étudiants

(1) Le diagramme de flux de données de niveau supérieur d'un système de gestion du statut des étudiants est le suivant :

(2) Les étapes de dessin du diagramme de flux de données du système de gestion sont :

• Déterminez d'abord l'entrée et la sortie du système ;
• Selon l'activité du système de gestion du statut des étudiants, dessinez un diagramme de flux de données de niveau supérieur pour refléter le flux de traitement de l'activité la plus importante ;
• Après analyse, selon les principales fonctions du système de gestion du statut des étudiants , il devrait y avoir quatre fonctions principales : l'inscription , la gestion des résultats , la gestion des qualifications et la gestion des récompenses . La source d'entrée et la destination de sortie du flux de données principal sont les étudiants et les enseignants ;
• Ensuite, en partant de l'extrémité d'entrée, selon le flux de travail de l'entreprise concernée du système de gestion du statut des étudiants, dessinez chaque trame de traitement à travers laquelle le flux de données circule, et dessinez progressivement jusqu'à l'extrémité de sortie pour obtenir le diagramme de flux de données du 0e couche .

(3) Dessinez le diagramme de flux de données de la couche 0 selon les étapes. Les graphiques spécifiques sont les suivants :

• Le diagramme de flux de données de la couche 0 est illustré dans la figure suivante :

Cas 3 : Centre de données d'une grande entreprise

Afin de gérer et de contrôler de manière centralisée l'accès des utilisateurs aux données et de prendre en charge un grand nombre d'exigences de connexion, le centre de données d'une grande entreprise souhaite créer un middleware de gestion des données dont les principales fonctions sont les suivantes :

(1) Les administrateurs de données peuvent effectuer la gestion des utilisateurs, la gestion des opérations et la gestion des autorités via le middleware . La gestion des utilisateurs gère les informations utilisateur (nom d'utilisateur, mot de passe), qui sont stockées dans la table des utilisateurs ; la gestion des opérations gère les opérations standard des entités de données et leurs informations de base de données principale, qui sont stockées dans la table des opérations ; la gestion des autorisations gère la table des autorisations , qui stocke les informations d'opération que l'utilisateur peut effectuer.

(2) Le middleware vérifie les informations utilisateur fournies par l'application frontale. Si la vérification échoue, renvoie des informations utilisateur illégales ; si la vérification réussit, le middleware attendra que l'application frontale soumette une demande d'opération.

(3) Une fois que l'application frontale a soumis la demande d'opération, le middleware vérifie d'abord le format de la demande . Si le format est incorrect , renvoie les informations d'erreur de format ; si le format est correct , effectue la vérification des autorisations (vérifie si l'utilisateur a le droit d'effectuer l'opération demandée), si l'utilisateur n'a pas le droit d'effectuer l'opération, renvoie insuffisant informations d'autorisation, sinon effectuez la gestion de la connexion .

(4) La gestion des connexions se connecte à la base de données principale correspondante et soumet l'opération. La gestion des connexions vérifie d'abord s'il existe une connexion à la base de données inactive, sinon, créez une nouvelle connexion ; si elle existe, réutilisez la connexion .

(5) La base de données dorsale effectue des opérations et transmet les résultats au middleware, et le middleware traite les résultats d'opération reçus et les renvoie à l'application frontale.

Utilisez maintenant la méthode structurée pour analyser et concevoir le système, et obtenez le diagramme de flux de données de niveau supérieur et le diagramme de flux de données de niveau 0, comme illustré dans la figure ci-dessous .

Répondre aux questions suivantes:

1. À quelles trois entités E1, E2 et E3 font-elles référence ? E1 : application frontale ; E2 : couche de gestion des données ; E3 : base de données principale.
2. À quels trois datastores D1, D2 et D3 font-ils référence ? D1 : table des utilisateurs ; D2 : table des opérations ; D3 : table des autorisations.
3. A quoi correspond le traitement P ? Et indiquez les deux flux de données manquants dans le graphique de flux de données à couche 0, y compris le point de départ, le point final et le nom du flux de données du flux de données. Le traitement p représente le middleware de gestion des données . Les deux éléments de données perdus dans le diagramme de flux de données de la couche 0 sont illustrés en 4 et 5.
4. Quels sont le point de départ, le point d'arrivée et le nom du flux de données perdu 1 ? → Le point de départ est P , le point final est E et le nom est le résultat de l'opération après le traitement .
5. Quels sont le point de départ, le point d'arrivée et le nom du flux de données perdu 2. →Le point de départ est E3 , le point final est P et le nom est le résultat de l'opération .

4. Analyse de cas du dictionnaire de données

Cas 1 : Système de gestion du statut des étudiants

Le diagramme de flux de données de la couche 0 d'un système de gestion du statut des étudiants est présenté ci-dessous.

**Question : **Selon le diagramme de flux de données de la couche 0 ci-dessus, veuillez écrire les cinq entrées du système de gestion du statut des étudiants.

Répondre:

Rubrique 1 : flux de données

Rubrique 2 : Éléments de données

Point 3 : Stockage des données

Point 4 : Traitement des données

Cinquième élément : Éléments externes