Разработка модели программного обеспечения, управляющего работой холодильника

 Холодильник состоит  из нескольких холодильных камер  для хранения продуктов. В каждой холодильной камере имеется регулятор температуры, мотор, термометр, индикатор, таймер, датчик открытия двери камеры и устройство для подачи звуковых сигналов. При помощи терморегулятора устанавливается максимально допустимая температура в данной камере. Мотор предназначен для поддержания низкой температуры. Термометр постоянно измеряет температуру внутри камеры, а индикатор температуры, расположенный на дверце, постоянно высвечивает ее значение. При повышении температуры выше предела, определяемого текущим положением регулятора, включается мотор. При снижении температуры ниже некоторого другого значения, связанного с первым, мотор отключается. Доступ в камеру осуществляется через дверцу. Если дверь холодильной камеры открыта в течение слишком долгого времени, подается звуковой сигнал. Звуковой сигнал также подается в любых нештатных ситуациях (например, при поломке мотора).

3.2 Глоссарий

 

Термин	Описание
Пользователь	Любое физическое лицо, пользующееся услугами холодильника
Дверь холодильной камеры	Устройство, позволяющее осуществлять доступ в холодильную камеру
Датчик открытия двери	Электрическое реле, включающееся при  открытии двери холодильника и выключающееся при ее закрытии
Регулятор температуры	Электрическое реле, связанное с термометром и мотором, позволяющее устанавливать необходимую температуру в холодильной камере
Таймер	Устройство, подающее электрический  сигнал через определенный промежуток времени на устройство подачи звуковых сигналов
Термометр	Устройство, измеряющее температуру в камере
Устройство подачи звуковых сигналов	Устройство воспроизведения звука  из электрического сигнала
Мотор	Электрическое устройство, позволяющее  поддерживать постоянную температуру  в холодильной камере
Индикатор	Цифровое табло, отображающее текущее значение температуры в камере

 

3.3 Создание концептуальной модели

3.3.1 Разработка диаграммы прецедентов (вариантов использования)

 

Модель прецедентов описывает процессы с точки зрения внешнего пользователя.

Проектирование системы начинаем с изучения и моделирования деятельности холодильника.

Для включения в диаграмму  выбранные прецеденты должны удовлетворять следующим критериям:

1. прецедент должен описывать, ЧТО нужно делать, а не КАК;
2. прецедент должен описывать действия с точки зрения ИСПОЛНИТЕЛЯ;
3. прецедент должен возвращать исполнителю некоторое СООБЩЕНИЕ;
4. последовательность действий внутри прецедента должна представлять собой одну НЕДЕЛИМУЮ цепочку.

Исходя из цели создания системы, для дальнейшего исследования и моделирования отбираются только те прецеденты, которые связаны с использованием холодильника.

На рис. 3.1 изображена диаграмма вариантов использования холодильника.

Рис. 3.1 Диаграмма вариантов использования холодильника

 

Таблица1.1 Описание вариантов использования

Обозначение актёра	Описание актера	Обозначение прецедента	Описание прецедента
Пользователь	Любое физическое лицо, пользующееся услугами холодильника	Открыть холодильную камеру	Открытие холодильной  камеры пользователем
		Закрыть холодильную камеру	Закрытие холодильной  камеры пользователем
		Установить температуру в камере	Установка температуры в холодильной камере
		Посмотреть температуру в камере	Просмотр температуры  в холодильной камере

 

Таблица 1.2 Описательная спецификация прецедента «Открытие холодильной камеры».

Название прецедента	Открытие холодильной  камеры
Краткое описание	Открытие холодильной  камеры пользователем
Субъект	Пользователь
Предусловие
Основной поток	Открытие холодильника
Альтернативный  поток
Постусловие

 

Таблица 1.3 Описательная спецификация прецедента «Закрытие холодильной камеры».

Название прецедента	Закрытие холодильной  камеры
Краткое описание	Закрытие холодильной камеры пользователем
Субъект	Пользователь
Предусловие
Основной поток	Закрытие холодильника
Альтернативный  поток
Постусловие

 

 

Таблица 1.4 Описательная спецификация прецедента «Установка температуры в холодильной камере».

Название прецедента	Установка температуры  в холодильной камере
Краткое описание	Установка необходимой  температуры в холодильной камере
Субъект	Пользователь
Предусловие
Основной поток	Установка температуры
Альтернативный  поток
Постусловие

 

Таблица 1.5 Описательная спецификация прецедента «Просмотр температуры в холодильной камере».

Название прецедента	Просмотр температуры  в холодильной камере
Краткое описание	Просмотр температуры, установленной внутри холодильной камере
Субъект	Пользователь
Предусловие
Основной поток	Просмотр температуры
Альтернативный  поток
Постусловие

 

 

3.3.2 Разработка диаграммы классов

 

Диаграмма классов отражает различные взаимосвязи между отдельными сущностями предметной области, такими как объекты и подсистемы, а также описывает их внутреннюю структуру и типы отношений.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 3.2 Диаграмма классов холодильника

 

Таблица 2.1 - Описание структуры классов.

Класс	Атрибуты		Операции
	Название	Тип
Дверь холодильной камеры			Открытие
			Закрытие
Датчик открытия двери			Включение
			Отключение
Мотор			Включение
			Отключение
Регулятор Температуры			Установка температуры
Термометр			Измерение температуры
Индикатор			Отображение температуры
Устройство подачи звуковых сигналов			Подача звукового сигнала
Таймер			Включение
			Отключение

 

 

 

 

Таблица 2.2 – Стереотипы классов.

Дверь холодильной камеры	Boundary
Датчик открытия двери	Boundary
Мотор	Boundary
Регулятор Температуры	Boundary
Термометр	Boundary
Индикатор	Boundary
Устройство подачи звуковых сигналов	Boundary
Таймер	Boundary

 

3.4 Анализ поведения системы

3.4.1 Диаграммы последовательности

 

Для детального описания выполнения процессов обычно используются диаграммы последовательностей. Диаграммы последовательности показывают взаимодействие объектов во времени и отражают последовательность происходящих событий.

Основными элементами диаграммы  последовательностей являются обозначения объектов (прямоугольники), вертикальные линии, отображающие течение времени при деятельности объекта, и стрелки, показывающие выполнение действий объектами.

 

 

 

 

Рис 3.3 Диаграмма последовательности для прецедента

«Закрыть холодильную камеру»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис 3.4 Диаграмма последовательности для прецедента

«Открыть холодильную камеру»

 

Рис 3.5 Диаграмма последовательности для прецедента

«Посмотреть температуру в холодильной камере»

 

 

 

Рис 3.6 Диаграмма последовательности для прецедента

«Установить температуру в холодильной камере»

3.4.2 Диаграмма состояний

Для описания поведения экземпляров отдельных классов построим диаграмму состояний.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 3.7 Диаграмма состояний

Заключение

 

 

Если при проектировании ИС разбивается на объекты, то для  ее визуального моделирования следует использовать UML. В то же время, при выборе подхода к разработке ИС следует учитывать, что визуальные модели все более широко используются в существующих технологиях управления проектированием систем, сложность, масштабы и функциональность которых постоянно возрастают. Они хорошо приспособлены для решения таких часто возникающих при создании систем задач как: физическое перераспределение вычислений и данных, обеспечение параллелизма вычислений, репликация БД, обеспечение безопасности доступа к ИС, оптимизация балансировки нагрузки ИС, устойчивость к сбоям и т.п. Визуализированные средствами UML модели ИС позволяют наладить плодотворное взаимодействие между заказчиками, пользователями и командой разработчиков. Они обеспечивают ясность представления выбранных архитектурных решений и позволяют понять разрабатываемую систему во всей ее полноте.

 

Литература

 

1. Леоненков, А.В. Самоучитель UML. 2-е издание - СПб.: "БХВ-Петербург", 2004. - 432 с.
2. Маклаков, С.В. Bpwin и Erwin. CASE-средства разработки информационных систем. М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 2000 – 256 с.
3. Рамбо, Дж. UML 2.0. Объектно-ориентированное моделирование и разработка. – СПб.: Питер, 2007.
4.   Романов, В.П. Проектирование экономических информационных систем. Методологии и современные технологии. – М: Экзамен, 2005.- 256 с.
5. Розенберг, Д. Применение объектного моделирования с использованием UML и анализ прецедентов - М.: "ДМК Пресс", 2002. - 160 с.
6. Уэнди Боггс, Майкл Боггс. UML и Rational Rose. Лори, 2004 – 510 с.