Kaaviotekniikoista (erityisesti UML) Kari Systä 20.10.2014 20.10.2014 Jotu2014/KSY 1
Tiedotettavaa Jos ette ole varanneet välinäyttöä, varatkaa heti (keskiviikkona dedis) Dokumentit IDLEeen (sähköposti ei riitä) 20.10.2014 Jotu2014/KSY 2
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 1 17.11: IPR, sopimukset, open source 25.11: 1.12: Kertausta 8.9.2014 JOTU/K.Systä 3
Käytettävyydestä ja käyttöliittymästä Suosittelen tämän lukemista: https://medium.com/@johtaja/wilmaparemmaksi-bc692f90ce02 20.10.2014 Jotu2014/KSY 4
Muutama kommentti vierailuluennosta Kyseessä on siis tuote-projekti ja nykyisin myös verkkopalvelu 20.10.2014 Jotu2014/KSY 5
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 27.8.2012 6
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 20.10.2014 Jotu2014/KSY 7
Palautetta Oliko hyvä? Sopivasti firmasta? Sopivasti tuotteesta? Sopivasti prosessista? Kalvojen kieli (Englanti)? 20.10.2014 Jotu2014/KSY 8
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 20.10.2014 Jotu2014/KSY 9
Historiaa UML = Unified Modeling Language Yhdistelmä viimeisten 30-40 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 (www.rational.com) OMG:n standardoima 1997 version 1.1 1998-2003 Fix releases 1.2-1.5 2.8.2003: 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 20.10.2014 Jotu2014/KSY 10
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: 2 20.10.2014 Jotu2014/KSY 11
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 20.10.2014 Jotu2014/KSY 12
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 20.10.2014 Jotu2014/KSY 13
Kaksi eri käyttöä Ongelman ja ympäristön kuvaaminen Tuoteutettavan järjestelmän kuvaaminen Keskustelu ja dokumentointi 20.10.2014 Jotu2014/KSY 14
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). 20.10.2014 Jotu2014/KSY 15
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? 20.10.2014 Jotu2014/KSY 16
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 20.10.2014 Jotu2014/KSY 17
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 20.10.2014 Jotu2014/KSY 18
Dipparekisteri Lisää uusi opiskelija Lisää uusi kenttä Ohjaaja Etsi ehdot täyttävät opiskelijat Tee palaverimuistio Lisää/poista ohjaaja Kirjoita lausunto Laitoksen johtaja Tarkastele tilastoja
Järjestelmä X KT1 Aktori1 <<extend>> KT2 KT4 <<include>> KT3 Aktori2 <<actor>> SAP
Tilakaaviot Käytetään esimerkiksi elektromekaanisten laitteiden toiminnan mallintamiseen perinteinen oliomallintamiseen ja olioiden elinkaarien selvittelyyn algoritmien ja liiketoimintasääntöjen kuvaamiseen liiketoimintaprosessien selvittelyyn. 20.10.2014 Jotu2014/KSY 21
Notaatiosta Tilan nimi entry/action exit/action do/action eventname/action eventname/defer eventname(par)[guard]/action tila Jotu2014/KSY 22 20.10.2014
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 23 20.10.2014
Hierarkkiset tilat Soitin Alusta do/luukku auki Soita Auki play stop play Pause Virtakatkaisin Jotu2014/KSY 24 20.10.2014
Rinnakkaiset tilat Soitin Herätys Alusta Do /luukku auki Soita Päälläi Auki play stop play Pause Päälläi Virtakatkaisin Jotu2014/KSY 25 20.10.2014
20.10.2014 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
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 20.10.2014 sulje ilmoittautuminen do/sulje ilmoittautuminen Jotu2014/KSY 27
Rinnakkaisuus aktiviteettikaavioissa Valmistele tietokannat Haku kannasta 1 Haku kannasta 2 Haku kannasta 3 Koosta raportti Jotu2014/KSY 28 20.10.2014
Sekvenssikaaviot Jotu2014/KSY 29 20.10.2014
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 20.10.2014 Jotu2014/KSY elämänlanka 30
20.10.2014 Notaatio : Sovellus : Tdstojärjestelmä : Laiteajuri : Levyohjain lue tdston tavut 1200-1209 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
20.10.2014 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
: Controller : View forminit checkscreen initializationok datachange gettemperatures changeddata finalizeform <<create>> <<destroy>> : C2 Jotu2014/KSY 33 20.10.2014
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 34 20.10.2014
Käsitekaaviot Tiedon ja käsitteiden kuvaamiseen 20.10.2014 Jotu2014/KSY 35
Esitetään useimmiten graafisesti Olio kaavio Luokkakaavio (UML) ER-kaavio (entity-relationship kaavio) Tietoyhteyskaavio Käsitekaavio Kohdekaavio 20.10.2014 Jotu2014/KSY 36
Käsitekaavio (UML:n luokkakaavio) Nimi Ominaisuudet lkm nimi lkm Nimi Ominaisuudet Metodit Metodit 20.10.2014 Jotu2014/KSY 37
Esimerkki kuvaa Opiskelija -nimi -osoite -opiskelijanro * * osallistuu * Kurssi -luentosali -luentoajat -vastuuhenkilö -ilmpäättymisaika -ilmlkm * Suoritus -arvosana -pvm * 1 Opintojakso -opmaara -kuvaus * * 20.10.2014 Jotu2014/KSY 38 esitietovaatimus
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 20.10.2014 Jotu2014/KSY 39
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() 20.10.2014 Jotu2014/KSY 40
Tietovuokaaviot Tietovuokaaviot olivat yleisiä ennen UML:ää Niillä on edelleen faninsa 20.10.2014 Jotu2014/KSY 41
Vaara-anturi Operaattori MaaRo Liukuhihna käynnistä maaliloppu ohjaus Käsi Maalisäiliö
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]
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 1 17.11: IPR, sopimukset, open source 25.11: 1.12: Kertausta 8.9.2014 JOTU/K.Systä 44
Pari linkkiä joihin palaamme 2 viikon päästä http://www.hs.fi/politiikka/a1411741786944 http://www.talouselama.fi/uutiset/verohallinto+selit taa+tasta+syysta+lapsivahennysohjelmamuutokset+ maksavat+25+miljoonaa/a2268754 20.10.2014 Jotu2014/KSY 45