Временная диаграмма (Timing Diagram) UML. Детальная инструкция по моделированию.

Что такое временная диаграмма?

Временная диаграмма — это подвид диаграмм взаимодействия UML, который помогает изучать поведение объектов в определенный промежуток времени. Она похожа на диаграмму последовательности, но имеет некоторые отличия. Она позволяет моделировать и анализировать поведение системы, показывая как объекты обмениваются сообщениями и какие операции выполняются в различных временных точках.

Временная диаграмма состоит из горизонтальной временной оси, которая представляет временные интервалы, время на ней отображается слева направо, и вертикальных линий, представляющих объекты или компоненты системы. На временной оси отображаются различные события, операции и сообщения, которые происходят между объектами. Каждое сообщение или операция имеет указанное время начала и время окончания, что позволяет определить порядок и длительность событий.

Изменения от одного состояния по отношению к другому представлены изменением уровня линии жизни. В течение времени, когда объект находится в определенном состоянии, время идет параллельно этому состоянию. Изменение состояния выглядит как вертикальное перемещение с одного уровня на другой. Причиной изменения, как и в случае с диаграммой состояний или последовательности, может быть получение сообщения, событие, вызывающее изменение, условие в системе или просто ход времени.

На рисунке ниже показан альтернативный способ представления временной диаграммы в UML. Этот способ использует горизонтальные линии, которые пересекаются каждый раз, когда состояние объекта меняется, чтобы показать состояние объекта между этими линиями.

Представление линии жизни значения на временной диаграмме подразумевает, что каждое изменение состояния объекта отражается пересечением горизонтальных линий. Если состояние объекта меняется, то линии пересекаются, и между ними показывается новое состояние объекта. Это помогает наглядно отслеживать изменения состояния объекта на временной оси.

Этот подход удобен для понимания и визуализации длительности и последовательности состояний объекта во времени. Он позволяет наглядно представить, когда и как меняются состояния объекта в течение определенного временного периода.

Основные элементы временной диаграммы

Линия жизни

Линия жизни является представлением объекта или компонента, участвующего во взаимодействии на временной диаграмме. Она представляет конкретный объект или роль, которую объект играет в системе. Каждая линия жизни имеет свое уникальное имя, которое позволяет идентифицировать объект или компонент.

Линия жизни обычно располагается горизонтально на временной диаграмме, чтобы обозначить последовательность событий или операций. Она читается слева направо, чтобы отобразить хронологический порядок событий. Линия жизни может быть продлена на временной оси, чтобы показать период времени, в течение которого объект находится в определенном состоянии или выполняет определенные действия.

На одной временной диаграмме можно расположить несколько линий жизни, чтобы моделировать взаимодействие между ними.

Представьте, что у вас есть несколько объектов или компонентов, которые взаимодействуют друг с другом. Чтобы показать это взаимодействие на временной диаграмме, вы можете разместить несколько линий жизни в одном фрейме. Каждая линия жизни представляет отдельный объект или компонент, и их размещение внутри одной рамки указывает на то, что они взаимодействуют друг с другом.

Состояния и временная ось на временной диаграмме

Временная ось представляет собой горизонтальную линию, которая позволяет определить последовательность и продолжительность состояний. Она показывает, какие состояния существуют в течение определенного времени и в каком порядке они происходят.

Изменение состояния может быть вызвано различными факторами, включая получение сообщения, наступление события, изменение условий в системе или даже просто течение времени.

Временная диаграмма состояний и временная ось позволяют наглядно представить, как объект или компонент меняют свое состояние во время выполнения системы. Они помогают понять последовательность и продолжительность состояний, а также факторы, вызывающие изменение состояний.

Несколько линий жизни

На одной временной диаграмме можно разместить несколько линий жизни разных объектов. Одну линию жизни можно расположить над другой. Сообщения, отправляемые от одного объекта другому, могут быть изображены с помощью простых стрелок. Начальная и конечная точки каждой стрелки показывают, когда было отправлено сообщение и когда оно было получено.

Представьте, что у вас есть несколько объектов или компонентов, которые взаимодействуют друг с другом. На временной диаграмме вы можете отобразить каждый из этих объектов или компонентов с помощью отдельной линии жизни. Их линии жизни можно разместить одну над другой, чтобы показать, что они взаимодействуют во времени.

Когда один объект отправляет сообщение другому объекту, на временной диаграмме можно использовать стрелку, чтобы показать это сообщение. Стрелка указывает на направление сообщения и соединяет линию жизни отправителя с линией жизни получателя. Начальная точка стрелки указывает время отправления сообщения, а конечная точка показывает время, когда сообщение было получено.

Такая визуализация на временной диаграмме помогает наглядно представить взаимодействие между объектами или компонентами во времени. Она позволяет увидеть, когда и какие сообщения отправляются между объектами и когда они получаются.

Линия жизни состояния

Линия жизни состояния показывает изменение состояния элемента со временем. На горизонтальной оси отображается прошедшее время в выбранных единицах измерения, а на вертикальной оси указывается список состояний.

Представьте, что есть элемент и вы хотите показать, как он изменяет свое состояние со временем. Линия жизни состояния на временной диаграмме помогает визуализировать это изменение. Горизонтальная ось представляет время, прошедшее с начала выполнения, и может быть разделена на отрезки, которые соответствуют определенным единицам времени, таким как секунды или минуты. На вертикальной оси располагается список состояний, которые элемент может принимать.

Линия жизни значения

Линия жизни значения показывает изменение значения элемента со временем. На горизонтальной оси отображается прошедшее время в выбранных единицах измерения. Единицы измерения на линии жизни значения и состояния идентичны. Значение элемента показывается между парой горизонтальных линий, которые пересекаются каждый раз при изменении значения.

Давайте представим, что у нас есть элемент, например, переменная или свойство, и мы хотим показать, как его значение меняется со временем. Линия жизни значения на временной диаграмме помогает визуализировать это изменение. На горизонтальной оси отмечается прошедшее время с начала наблюдения. Она разделяется на отрезки, соответствующие определенным единицам времени, например, секундам или минутам.

Значение элемента отображается между двумя горизонтальными линиями. Когда значение элемента изменяется, линия жизни значения пересекает эти горизонтальные линии. На диаграмме можно видеть, как значение элемента меняется с течением времени, когда линия жизни значения пересекает эти горизонтальные линии.

Линия жизни значения помогает наглядно представить, как значение элемента меняется со временем. Линия жизни значения помогает увидеть эти изменения и понять, как они происходят и когда.

Расположение линий жизни состояния и значения рядом друг с другом

Линии жизни состояния и значения  могут располагаться одна за другой в любой комбинации. Сообщения могут передаваться от одной линии жизни к другой. Каждый переход состояния или значения может иметь определенное событие, временное ограничение, которое указывает, когда должно произойти событие, и ограничение продолжительности, которое указывает, как долго состояние или значение должно быть активным.

На временной диаграмме мы можем показать передачу сообщений от одной линии жизни к другой. Сообщения могут вызывать изменения состояний или значений объектов, и это можно показать на временной диаграмме. Например, это может быть получение определенного сообщения или наступление определенного события в системе. Кроме того, мы можем установить временное ограничение, которое указывает, в какой момент должно произойти событие. И наконец, ограничение продолжительности указывает, сколько времени состояние или значение должны быть активными.

Согласованность модели взаимодействия между диаграммами

Для достижения согласованности модели между различными диаграммами взаимодействия, мы можем использовать информацию о состояниях объектов из диаграммы последовательности и отобразить их на временной диаграмме. Это помогает нам понять, в каких состояниях находятся объекты во время передачи сообщений между ними.

Временная диаграмма помогает нам представить временные аспекты взаимодействия между объектами. Мы можем видеть, когда сообщения отправляются и получаются, и какие состояния объектов изменяются в разные моменты времени. Это помогает нам лучше понять и анализировать временные ограничения и последовательность событий в системе.

На рисунке выше показана диаграмма последовательности примера парковки автомобиля, а на рисунке ниже представлена соответствующая временная диаграмма примера парковки автомобиля. Различные части временной диаграммы относятся к содержимому диаграммы последовательности.