Диаграмма композитной структуры. Руководство по моделированию.

Что такое диаграмма композитной структуры?

Диаграмма композитной структуры — это структурная диаграмма UML, которая предоставляет логическое представление всей или части программной системы и включает в себя классы, интерфейсы, пакеты и их взаимосвязи. Она позволяет показать внутреннюю структуру (включая части и соединители) структурированного классификатора или сотрудничества.

Диаграмма композитной структуры выполняет сходную функцию с диаграммой классов, но позволяет более подробно описать внутреннюю структуру нескольких классов и показать взаимодействия между ними. Она дает возможность графически представить внутренние классы и части, а также показать ассоциации как между классами, так и внутри них.

Диаграмма композитной структуры помогает лучше понять организацию и взаимодействие компонентов программной системы. Она позволяет визуализировать, как классы, интерфейсы и пакеты связаны друг с другом. Например, вы можете показать, что класс содержит другие классы в качестве своих внутренних частей, а также указать ассоциации между различными классами.

Эта диаграмма предоставляет гибкую возможность для детального анализа внутренней структуры системы. Вы можете рассмотреть взаимодействия между несколькими классами, определить, какие компоненты являются частями других компонентов, и как они взаимодействуют между собой. Также можно визуально представить вложенные классы и части системы, улучшая понимание их взаимосвязей и взаимодействий.

Диаграмма композитной структуры позволяет создавать наглядные и информативные представления внутренней структуры программных систем, помогая разработчикам и аналитикам лучше понять, как различные компоненты взаимодействуют друг с другом и как они организованы в системе.

Цель диаграммы композитной структуры

Диаграммы композитной структуры позволяют пользователям «заглянуть внутрь» объекта и увидеть, из чего он состоит. Они предоставляют возможность подробно описать внутренние действия класса, включая связи с вложенными классами.

В диаграммах композитной структуры объекты представлены как композиция других классифицированных объектов. Это означает, что объект состоит из других объектов, которые являются его частями.

Основная цель диаграммы композитной структуры — предоставить возможность увидеть внутреннюю структуру объекта или класса и понять, какие компоненты составляют этот объект. Она позволяет разработчикам и аналитикам получить детальное представление о том, как объект взаимодействует с другими объектами, какие классы входят в его состав и как они связаны.

С помощью диаграмм композитной структуры можно исследовать внутренние действия класса и его связи с другими классами. Она позволяет «раскрыть» объект и рассмотреть его внутреннюю структуру, включая вложенные классы и их взаимодействие. Это позволяет разработчикам более детально изучить объект и понять его внутренние механизмы работы.

Таким образом, диаграммы композитной структуры предоставляют полезный инструмент для анализа и понимания внутренней структуры объектов. Они помогают визуализировать и понять, как объекты организованы, как они взаимодействуют друг с другом и какие классы составляют их внутреннюю структуру.

Получение диаграммы композитной структуры из диаграммы классов

Получение диаграммы композитной структуры из диаграммы классов позволяет более подробно исследовать внутреннюю структуру системы. Давайте рассмотрим пример онлайн-магазина.

Составим диаграмму классов.

В диаграмме классов мы видим различные классы, такие как Item, Order, Customer и StoreManager. Они имеют связи между собой: класс Order агрегирует класс Item, а класс Customer состоит из класса StoreManager. Таким образом, у нас есть объекты, которые включаются внутрь других объектов. Однако диаграмма классов не позволяет увидеть детали внутренней структуры объектов. Чтобы это сделать, мы создаем диаграмму композитной структуры.

На диаграмме композитной структуры мы фокусируемся на классе StoreManager, рассматривая его собственную перспективу. Мы видим, что класс StoreManager содержит два типа объектов: Customer и Item. Это указано на диаграмме стрелками композиции. Обратите внимание, что оба этих объекта являются типом Customer, так как магазин рассматривает их как объекты Customer.

Также на диаграмме мы видим соединитель, который показывает связь классами Item и Order. Хотя класс Order не является непосредственной частью класса StoreManager, мы можем показать связь с частями внутри объектов, которые он агрегирует.

Таким образом, диаграмма композитной структуры позволяет нам лучше понять, из чего состоит класс StoreManager и как взаимодействуют его составные части. Мы можем увидеть вложенные объекты, их типы и связи между ними, что помогает нам получить более полное представление о внутренней структуре системы онлайн-магазина.

Диаграмма классов vs Диаграмма композитной структуры

Вопрос: Означают ли две нижние диаграммы одно и то же?

Ответ: В диаграмме классов связь между объектами Description и Pricing является неоднозначной, они не имеют одного и того же значения.

Диаграмма классов показывает, что у объекта Description будет ссылка на объект Pricing. Однако она не указывает, является ли эта ссылка явно содержащейся внутри элемента. В отличие от этого, в диаграмме композитной структуры значение связи между объектами становится однозначным.

В диаграмме композитной структуры ссылка между объектами Description и Pricing содержится в объектах, которые являются частью объекта Item. Таким образом, мы четко моделируем, что объект Description и объект Pricing являются составными частями объекта Item и связаны между собой. Диаграмма позволяет точно представить конкретные реализации действий объекта и отношения между его составными частями.

Базовые элементы диаграммы композитной структуры

Коллаборация (Collaboration)

Коллаборация описывает, как различные части (роли) взаимодействуют друг с другом. Она связывается с операцией или классификатором через использование коллаборации (Collaboration Use). Коллаборация используется, когда нужно определить только роли и связи, необходимые для достижения определенной цели сотрудничества.

Другими словами, коллаборация позволяет сосредоточиться только на необходимых ролях и их взаимосвязях без лишних деталей. Например, мы можем определить роли или компоненты классификатора, которые участвуют в данном взаимодействии. Это позволяет упростить структуру и ясно определить поведение в модели.

Таким образом, взаимодействие позволяет нам фокусироваться на самом важном аспекте моделирования и определять только необходимые роли и связи для достижения конкретной цели.

Пример использования коллаборации

Давайте представим, что мы создаем модель автомобиля с помощью диаграммы композитной структуры. В этой модели Колеса и Двигатель являются важными частями автомобиля. Они представляют собой компоненты, которые составляют автомобиль.

Чтобы показать связи между этими частями, мы используем соединители — Переднюю Ось и Заднюю Ось. Они представляют собой элементы, которые соединяют Колеса с Композитной Структурой — Автомобилем. Это позволяет нам показать, как Колеса связаны с остальной частью автомобиля.

Таким образом, в этом примере мы используем Коллаборацию для определения важных частей — Колес и Двигателя, и Соединители — Переднюю Ось и Заднюю Ось, чтобы показать структуру автомобиля и связи между его частями.

Части (Parts)

Часть — это элемент на диаграмме представляет один или несколько экземпляров объекта, которыми владеет другой объект. Часть определяет роль этих экземпляров в контексте другого объекта. Части доступны на разных диаграммах UML, например диаграммы классов, композитной структуры, объектов, компонентов, развертывания, пакетов.

Проще говоря, часть — это способ показать, что один объект владеет другими объектами. Например, допустим, у нас есть класс «Автомобиль». Внутри этого класса мы можем выделить различные части, такие как двигатель, колеса и салон. Каждая часть представляет конкретные экземпляры объектов, которые принадлежат классу «Автомобиль». На диаграмме классов или композитной структуры мы можем показать, что класс «Автомобиль» имеет эти части.

Порт (Port)

Порт — это точка, через которую экземпляр классификатора взаимодействует с внешней средой или внутренними частями классификатора.

Интерфейс (Interface)

Интерфейс — это способ описания того, какие действия или функции должны быть доступны у объектов или компонентов, которые реализуют этот интерфейс. Он определяет контракт, который говорит, какие операции или методы должны быть реализованы и какие свойства должны быть доступны.

На диаграмме композитной структуры доступна нотация ball-and-socket, чтобы показать, какие интерфейсы предоставляются или требуются. Когда интерфейсы предоставляются, это означает, что объект или компонент реализует функциональность, определенную в этом интерфейсе. Когда интерфейсы требуются, это означает, что объект или компонент зависит от функциональности, предоставляемой другими объектами.

Использование интерфейсов и нотации ball-and-socket явно указать, какие возможности предоставляются или требуются объектами.

Коннектор (Connector)

Коннектор — это связующая линия, которая показывает отношение между различными частями или портами в модели. Он используется для связи между двумя или более экземплярами частей или портов. Коннектор определяет отношение между объектами или экземплярами, которые связаны с определенными ролями внутри одного структурированного классификатора, и определяет, как они взаимодействуют друг с другом. В зависимости от типа связи, который вы хотите показать, продукт автоматически выбирает подходящий тип коннектора.

Проще говоря, коннекторы — это линии, которые показывают связи и коммуникацию между различными частями внутри модели. Они помогают нам понять, как различные объекты или экземпляры взаимодействуют и влияют на функционирование системы.

Использование коннекторов позволяет нам явно указать связи между объектами или экземплярами на диаграмме композитной структуры. Это помогает нам лучше понять, как компоненты или части системы связаны друг с другом и как они взаимодействуют, передавая информацию или вызывая определенные действия.

Пример диаграммы композитной структуры — Системный блок персонального компьютера

Давайте составим диаграмму композитной структуры системного блока персонального компьютера, которая включает в себя следующий список компонентов:

1. Блок питания (PSU)
2. Жесткий диск (HDD)
3. Материнская плата (MB)
4. Оптический привод (DVD-RW)
5. Модуль памяти (MM)

Предположим, что материнская плата имеет встроенную звуковую карту и видеоадаптер.

На диаграмме композитной структуры можем представить компьютерную систему как композитный объект, состоящий из различных компонентов. Каждый из этих компонентов будет представлен в виде части композитного объекта.

Например, блок питания, жесткий диск, материнская плата, оптический привод и модуль памяти будут представлены как части композитного объекта — компьютерной системы.

Мы также можем показать связи и взаимодействия между этими компонентами с помощью коннекторов. Например, материнская плата имеет коннекторы, связывающие ее с другими компонентами системы.