Kaaviotekniikoista (erityisesti UML)

Transkriptio

1 Kaaviotekniikoista (erityisesti UML) Kari Systä Jotu2014/KSY 1

2 Tiedotettavaa Jos ette ole varanneet välinäyttöä, varatkaa heti (keskiviikkona dedis) Dokumentit IDLEeen (sähköposti ei riitä) Jotu2014/KSY 2

3 Alustava luentoaikataulu 25.8: Johdanto + historiaa, mitä on ohjelmistotuotanto 1.9: Ohjelmistojen roolista ja tyypeistä ohjelmistotyön merkitys 8.9: Miten ohjelmistotyö organisoidaan (vaihejako ja prosessi-mallit) 15.9: Vaatimusmäärittelyt 22.9: Vaatimukset 2; tiedon mallintaminen 29.9: Käyttäjä ja käyttäjäkokemus ohjelmisto-projektissa (Jarmo Palviainen) 6.10: Esimerkkiprojekti (M-files) 20.10: Yleiset notaatiot erityisesti UML 27.10: Projektitoiminta 3.11: Asiakasroolista 10.11: Ohjelmisto osana laitetta : IPR, sopimukset, open source 25.11: 1.12: Kertausta JOTU/K.Systä 3

4 Käytettävyydestä ja käyttöliittymästä Suosittelen tämän lukemista: Jotu2014/KSY 4

5 Muutama kommentti vierailuluennosta Kyseessä on siis tuote-projekti ja nykyisin myös verkkopalvelu Jotu2014/KSY 5

6 Liiketoimintamallit Ostaja Tehdään itse Ostetaan valmis Teetätetään projekti Ostetaan pilvipalveluna Toimittaja Myydään softan kopioita ja/tai lisenssejä Myydään projekteja Myydään tuntityötä (reppu-malli) Myydään (pilvi)palveluna

7 Muutama kommentti vierailuluennosta Kyseessä on siis tuote-projekti ja nykyisin myös verkkopalvelu Ketteryyden perusoletus, vaatimuksia ei voida lukita etukäteen, oli voimassa DoD tärkeä (kertaus mikä se on?) ISO9001 sertifioitu laatujärjestelmä Jotu2014/KSY 7

8 Palautetta Oliko hyvä? Sopivasti firmasta? Sopivasti tuotteesta? Sopivasti prosessista? Kalvojen kieli (Englanti)? Jotu2014/KSY 8

9 Kaaviotekniikoista Mahdollistavat todellisuuden havainnollistamisen ja yksinkertaistamisen Sallivat eri abstraktiotasot, laajuudet ja näkökulmat Auttavat ymmärtämään sovellusaluetta Ohjaavat kysymään oikeita kysymyksiä Helpottavat kommunikointia koskien järjestelmää ja sovellusaluetta Dokumentoivat asioita Jotu2014/KSY 9

10 Historiaa UML = Unified Modeling Language Yhdistelmä viimeisten vuoden aikana kehitetyistä notaatioista (ER, SA/RT, SDL,..) Standardoi piirtotavan UML ei ole menetelmä, vaan kaavioidenpiirtostandardi Päätekijät (the "three amigos"): Grady Booch, Jim Rumbaugh and Ivar Jacobson ( OMG:n standardoima 1997 version Fix releases : kokonaan uusittu versio 2.0 uusin versio (2.3.) keväällä 2010 Laaja standardi, käytännön kannalta erot 1.1-version ja 2.0 version välillä ovat melko vähäisiä Tosiasiallinen standardi työkaluissa, kirjallisuudessa, teollisuudessa Tällä kurssilla pikku detaljeille ei ole merkitystä Jotu2014/KSY 10

11 Käyttötapauskaavio Kaaviotyypit (UML 1.x) Luokkakaavio Tap.sekv.kaavio Yhteistyökaavio Use Use case case diagram Class/Package/Object diagrams Sequence diagram Collaboration diagram Driver driver Handle tree Tree 1..* Log Driver pine:tree :Log Cut <<create>> calcullate 1. Cut 2. Feed :Log 2.1. setmeasures Cut log pine: Tree :Tree Feed setmeasures pine:tree 1.2. calculate 1.1. <<create>> popularity: 3, complexity: 1 Aktiviteettikaavio Activity diagram popularity: 3, complexity: 3 Tilakaavio State machine diagram (State chart) popularity: 3, complexity: 1 Komponenttikaavio Component diagram popularity: 2, complexity: 1 Sijoittelukaavio Deployment diagram H Catch hold of tree H Saw idle H.U.I. Production <<Laptop>> H.U.I. H.U.I. Fall the tree Cut / ^Start chain CutOK / ^StopChain Production <<CAN>> Production Feed&saw Select tree variety H H Saw operational Production Tree Log <<processor>> Main Unit popularity: 2, complexity: 3 popularity: 2, complexity: 3 popularity: 2, complexity: 2 popularity: 1, complexity: Jotu2014/KSY 11

12 UML 2.0 kaaviotyypit Diagram Structure diagram Behavior Diagram Class Diagram Component Diagram Object Diagram Activity Diagram Use Case Diagram State Machine Diagram Interaction Diagram Composite Structure Diagram Deployment Diagram Package Diagram Sequence Diagram Collaboration Diagram Interaction Overview Diagram Timing Diagram Jotu2014/KSY 12

13 Jotu oliot, ohjarkki - teht. Esimerkki tyypillisestä käytöstä Selvitellään asiakkaan ongelmaa (asiakasvaatimuksia) Tuotetaan sovellusalueen luokkakaavioita (analysis level, problem level, problem domain) Käytetään käyttötapauksia selvittelemään kuvausta asiakasvaatimuksista järjestelmävaatimuksiksi. Iteroidaan, protoillaan... Tuotetaan toiminnallinen määrittely, joka dokumentoi asiakasvaatimukset, järjestelmävaatimukset ja käyttötapaukset. Määritellään arkkitehtuuri (alijärjestelmät) ja tärkeimmät rajapinnat (luokkakaaviot, tapahtumasekvenssikaaviot) Määritellään alijärjestelmät (luokkatasolle) ja luokkien rajapinnat (luokka- ja tapahtumasekvenssikaaviot) Huom. Kaavioilla ei juurikaan päästä käsiksi ei-toiminnallisiin Jotu2014/KSY 13

14 Kaksi eri käyttöä Ongelman ja ympäristön kuvaaminen Tuoteutettavan järjestelmän kuvaaminen Keskustelu ja dokumentointi Jotu2014/KSY 14

15 Kaavioiden käyttötavoista Kaavioita voidaan käyttää (mm.) esitutkimuksessa, määrittelyssä ja suunnittelussa. Esitutkimus ja määrittely: sovellusalueen käsitteet (domain object model), järjestelmän rajaus, analysis object model, järjestelmän tietosisällön määrittely (käsitekaavio, conceptual model), usein myös tietokannan rakenne. Suunnittelu: ohjelman rakenne (design object model), tietokannan rakenne (esimerkiksi relaatiokannan graafinen esitys). Kaavio dokumentoi "sanaston", jolla asioista voi keskustella. Kaavio kertoo, millaiset tilanteet ovat mahdollisia. Kaavio ohjaa kysymään oikeita kysymyksiä. Voidaan käyttää (rajoitetusti) koodin generointiin (luokkamäärittelyt, tietokannan luonti). Voidaan käyttää takaisinmallinnukseen (reverse engineering) Jotu2014/KSY 15

16 Kaavioiden ilmaisuvoimasta Kaikkien sallittujen tilanteiden on oltava kaaviossa mukana. Kaikkia rajoituksia ei aina pysty ilmaisemaan => Lisätään rajoitteita ja kommentteja. Kaavioita voi testata hakemalla siitä vastauksia kysymyksiin ja piirtelemällä kuvia esimerkkitilanteista. Mahtavatkohan asiakkaat ymmärtää kaavioita? Jotu2014/KSY 16

17 Työkaluista Jos et osaa paperilla ja kynällä ei välineestä ole apua. Välineet voidaan karkeasti jakaa case-välineisiin ja piirto-ohjelmiin, käytännössä rajanveto ei ole helppoa: Rational Rose, Rational Software Architect, Prosa, Rhapsody, Together, Enterprise Architect, MagicDraw, Visio CASE-välineet Hinta yleensä korkea (2-20k euroa). Perustuvat tietokantaan, johon talletetaan kaikki malliin liittyvät tiedot, kaaviot ovat vain näkymiä tietokantaan. Ymmärtävät kaavioiden semantiikkaa ainakin jossain määrin. Reverse Engineering+Forward Engineering = Round Trip Engineering. Tukevat dokumentointia. Tukevat ryhmätyötä. Demot ja pienet ohjelmaesimerkit antavat usein liian ruusuisen kuvan. Oppimiskynnys korkeahko. Piirto-ohjelmat (esim. MS Visio) Hinta muutamia satoja eroja. Ainakin Visiossa melko hyvä UML-tuki, lähestyy CASE-välineen ominaisuuksia. Hyvä valinta, jos ei tarvitse CASE-välineen tietokannan tuomia lisäetuja. Julkisohjelmiakin löytyy verkosta (esim. ArgoUML) Tällä kurssilla saa piirtää millä haluaa, saatavissa MagicDraw, MagicDraw:n käyttöä harjoitellaan harjoituksissa Jotu2014/KSY 17

18 Käyttötapauskaaviot Tree 1..* Log Handle tree driver pine: Tree :Tree Cut log H Saw idle Driver pine:tree :Log Cut / ^Start chain CutOK / ^StopChain Cut <<create>> calcullate H Saw operational Feed setmeasures Jotu2014/KSY 18

19 Dipparekisteri Lisää uusi opiskelija Lisää uusi kenttä Ohjaaja Etsi ehdot täyttävät opiskelijat Tee palaverimuistio Lisää/poista ohjaaja Kirjoita lausunto Laitoksen johtaja Tarkastele tilastoja

20 Järjestelmä X KT1 Aktori1 <<extend>> KT2 KT4 <<include>> KT3 Aktori2 <<actor>> SAP

21 Tilakaaviot Käytetään esimerkiksi elektromekaanisten laitteiden toiminnan mallintamiseen perinteinen oliomallintamiseen ja olioiden elinkaarien selvittelyyn algoritmien ja liiketoimintasääntöjen kuvaamiseen liiketoimintaprosessien selvittelyyn Jotu2014/KSY 21

22 Notaatiosta Tilan nimi entry/action exit/action do/action eventname/action eventname/defer eventname(par)[guard]/action tila Jotu2014/KSY

23 Yksinkertainen esimerkki Soitin Alusta do/luukku auki pause/keskeytä soitto Auki play/luukku kiinni, aloita soitto stop tai levy loppu/avaa luukku Soita play/jatka soittoa Virtakatkaisin Jotu2014/KSY

24 Hierarkkiset tilat Soitin Alusta do/luukku auki Soita Auki play stop play Pause Virtakatkaisin Jotu2014/KSY

25 Rinnakkaiset tilat Soitin Herätys Alusta Do /luukku auki Soita Päälläi Auki play stop play Pause Päälläi Virtakatkaisin Jotu2014/KSY

26 Notaation "hienouksia State name entry/action exit/action do/action eventname/action eventname/defer Alkutila Suoritetaan tilaan saavuttaessa Suoritetaan tilasta poistuttaessa Suoritetaan tilassa ollessa Suoritetaan tapahtuman sattuessa Estetty tapahtuma toiminto Vahti: tilasiirtymä mahdollinen jos tosi eventname(par)[guard]/action Lopputila Jotu2014/KSY 26

27 aktiviteettikaaviot avaa do/avaa ilmoittautuminen /ilmlkm=0 jouten when (time=ilmpäättymisaika)/ Kurssi::ilmoittaudu/ Kurssi::tarkasta esitiedot [else] [OK]/ilmLkm=ilmLkm+1 OK-ilmoitus do/lisää yhteys käyttäjän ja kurssin välille do/informoi käyttäjää notok do/informoi käyttäjää sulje ilmoittautuminen do/sulje ilmoittautuminen Jotu2014/KSY 27

28 Rinnakkaisuus aktiviteettikaavioissa Valmistele tietokannat Haku kannasta 1 Haku kannasta 2 Haku kannasta 3 Koosta raportti Jotu2014/KSY

29 Sekvenssikaaviot Jotu2014/KSY

30 Esimerkki tapahtumasekvenssistä Aihetta pohdiskellaan työpaikalla proffan kanssa Dippatyötä tehdään, palavereita ohjaajien kanssa : opiskelija : ohjaava professori aiheanomus : ohjaaja työpaikalla allekirjoitettu aiheanomus aihe OK valmis työ valmis työ Tiedekunta Molemmat ohjaajat tekevät lausunnon lausunto lausunto Osastoneuvoston kokous hyväksyy työn hyväksyminen, arvosana Jotu2014/KSY elämänlanka 30

31 Notaatio : Sovellus : Tdstojärjestelmä : Laiteajuri : Levyohjain lue tdston tavut Päättele tavunumeroista vastaavan levylohkon numero (esimerkiksi 523) lue lohko 523 Muunna 523 levypinnan, uran ja sektorin numeroksi (esimerkiksi (1, 36, 56)) käynnistä seek uralle 34 Funktiokutsu, synkroninen kommunikointi Asynkroninen kommunikointi Odota keskeytystä Siirrä lukipää oikealle uralle i/o-keskeytys käynnistä sektorin luku Focus of control Odota keskeytystä palauta lohko 523 i/o-keskeytys Odota oikeaa sektoria, lue sektori palauta halutut 10 tavua Paluu funktiosta (ei pakollinen) Jotu2014/KSY 31

32 notaatio TAI: <<create>> : C2 x: C1 olion luonti, voi ilmaista myös stereotyypillä <<create>> <<destroy>> : C2 op1(x) op3(x) op2() sisäinen kutsu true takaisinkutsu (call back) olion tuhoaminen (myös stereotyyppi Jotu2014/KSY <<destroy>>) 32

33 : Controller : View forminit checkscreen initializationok datachange gettemperatures changeddata finalizeform <<create>> <<destroy>> : C2 Jotu2014/KSY

34 sd Varmista esitiedot Sales System Customer signon loop [while Negotiations left] ref Negotiate alt [Negotiation OK] ref handlepurchase [Negotiation not OK] ref handlefailure Operaattorit ref: viittaus alikaavioon alt: if-then-else opt: if-then break: hyppy ulos loop: silmukka par: rinnakkainen suoritus seq: heikko järjestys (voi tapahtua muussakin järjestyksessä) strict: tarkasti määritelty järjestys neg: kielletty kommunikointitapa critical: kriittinen alue ignore, consider, assert Jotu2014/KSY

35 Käsitekaaviot Tiedon ja käsitteiden kuvaamiseen Jotu2014/KSY 35

36 Esitetään useimmiten graafisesti Olio kaavio Luokkakaavio (UML) ER-kaavio (entity-relationship kaavio) Tietoyhteyskaavio Käsitekaavio Kohdekaavio Jotu2014/KSY 36

37 Käsitekaavio (UML:n luokkakaavio) Nimi Ominaisuudet lkm nimi lkm Nimi Ominaisuudet Metodit Metodit Jotu2014/KSY 37

38 Esimerkki kuvaa Opiskelija -nimi -osoite -opiskelijanro * * osallistuu * Kurssi -luentosali -luentoajat -vastuuhenkilö -ilmpäättymisaika -ilmlkm * Suoritus -arvosana -pvm * 1 Opintojakso -opmaara -kuvaus * * Jotu2014/KSY 38 esitietovaatimus

39 Esimerkki navigointisuunta lukusuunta Opiskelija nimi op.nro osoite osallistuu 1..* 0..* kurssi kurssitunnus periodit lukukausi <kuvaa 0..* 1 opintojakso kuvaus ilmoittaudu() 0..* suoritus 1 kuuluu 0..* tentti 0..* luennoi 0..1 opettaja nimi osoite henkilönro 0..* suoritus arvosana ov-määrä pvm assosiatioluokka UML 2.x navigointi Undefined Navigable direction Non-navigable direction Jotu2014/KSY 39

40 Periyttäminen, yleistäminen, erikoistaminen (kuva 6.3) tilinro saldo tili otto() pano() saldokysely() tili tilinro saldo otto() pano() saldokysely() 1 1 {xor} 0..1 luotollinen tili luottoraja 0..1 käyttötili luotollinen tili luottoraja käyttötili otto() otto() rajoite TAI: tili tilinro saldo otto() pano() saldokysely() luotollinen tili luottoraja käyttötili otto() Jotu2014/KSY 40

41 Tietovuokaaviot Tietovuokaaviot olivat yleisiä ennen UML:ää Niillä on edelleen faninsa Jotu2014/KSY 41

42 Vaara-anturi Operaattori MaaRo Liukuhihna käynnistä maaliloppu ohjaus Käsi Maalisäiliö

43 Vaara-alue Liukuhihna Operaattori 6* pysäytä hihna käynnistä vaara 5* siirrä hihnaa tilanne komento 1* ohjaa robottia status maaliloppu e/d ohjaus 2* Käyttöliittymä e/d valmis maalausreitti 3* maalaa manuaalisesti Maalisäiliö asema Käsi 4* maalaa automaattisesti käden ohjaus ohjaus = [seis siirrä käsikäyttö automaatti] status = [seis seis&siirtää käsikäytössä maalaa maalaa&siirtää]

44 Alustava luentoaikataulu 25.8: Johdanto + historiaa, mitä on ohjelmistotuotanto 1.9: Ohjelmistojen roolista ja tyypeistä ohjelmistotyön merkitys 8.9: Miten ohjelmistotyö organisoidaan (vaihejako ja prosessi-mallit) 15.9: Vaatimusmäärittelyt 22.9: Vaatimukset 2; tiedon mallintaminen 29.9: Käyttäjä ja käyttäjäkokemus ohjelmisto-projektissa (Jarmo Palviainen) 6.10: Esimerkkiprojekti (M-files) 20.10: Yleiset notaatiot erityisesti UML 27.10: Projektitoiminta 3.11: Asiakasroolista 10.11: Ohjelmisto osana laitetta : IPR, sopimukset, open source 25.11: 1.12: Kertausta JOTU/K.Systä 44

45 Pari linkkiä joihin palaamme 2 viikon päästä taa+tasta+syysta+lapsivahennysohjelmamuutokset+ maksavat+25+miljoonaa/a Jotu2014/KSY 45