2015-06-04
323
Рассмотрим "жизнь" домашнего термостата в прохладный осенний день.
Ранним утром ничто не тревожит его покой. Температура в доме стабильная; если не задует сильный ветер и не налетит ураган, то снаружи температура меняться тоже не будет. Ближе к рассвету картина меняется. Над горизонтом встает солнце, и наружная температура слегка поднимается. Начинают просыпаться домочадцы; вот кто-то вылез из кровати и подкрутил регулятор. Оба этих события существенны для домашней климатической системы. Наш термостат начинает вести себя как все порядочные термостаты и отдает команду либо обогревателю (чтобы подогреть воздух), либо кондиционеру (чтобы его охладить).
После того как обитатели дома ушли на работу или в школу, движение прекращается, и температура снова становится постоянной. Но тут может вмешаться автоматическая программа и приказать термостату понизить температуру, чтобы не расходовать зря электричество и газ. Термостат снова принимается за работу. Ближе к концу дня автоматическая программа снова "оживает", но на этот раз велит поднять температуру, поскольку вот-вот семейство начнет собираться, и дом к этому моменту должен стать уютным.
Вечером, когда дом наполнен теплом, исходящим от человеческих тел, а на плите готовится еда, у термостата полно работы - он должен включать то обогреватель, то кондиционер, чтобы температура оставалась постоянной.
Наконец, ночью все снова успокаивается.
Многие программные системы ведут себя аналогично термостату. Сердечный стимулятор работает круглосуточно, но адаптируется к изменениям кровяного давления или выполняемой человеком работе. Сетевой маршрутизатор тоже работает непрерывно, незаметно перенаправляя потоки битов, а иногда модифицируя свое поведение в ответ на команды администратора сети. Сотовый телефон работает по запросам, отвечая на действия своего владельца и на сообщения из локальных ячеек сотовой сети связи.
В UML статические аспекты системы моделируются с использованием таких элементов, как диаграммы классов и диаграммы объектов (моделирование структурных аспектов системы рассматривается в частях 2 и 3 данной книги). Они позволяют визуализировать, специфицировать и документировать все, что существует внутри системы, включая классы, интерфейсы, компоненты, узлы, прецеденты, отдельные экземпляры всех перечисленных сущностей, а также их отношения друг с другом.
Динамические аспекты системы в UML моделируются с помощью автоматов и взаимодействий (см. главу 15). Если взаимодействие моделирует сообщество объектов, которые совместно работают для выполнения некоторого действия, то автомат моделирует жизненный цикл отдельного объекта, будь то экземпляр класса, прецедент или даже система в целом. На протяжении своей жизни объект может столкнуться с различными событиями (см. главу 20), такими как сигнал, запрос на выполнение операции, создание или уничтожение объекта, истечение промежутка времени или изменение некоторого условия. В ответ на событие объект выполняет некоторое действие, то есть атомарное вычисление, приводящее к изменению состояния объекта или возврату значения. Таким образом, на поведение объекта оказывает влияние его прошлое. Объект может "получить" событие, отреагировать на него выполнением действия, а затем изменить свое состояние. Если после этого он получит другое событие, то реакция на него в общем случае может быть иной, в зависимости от состояния, в которое он пришел после предыдущего события.
Автоматы применяются для моделирования поведения любого элемента модели, но чаще всего - классов, прецедентов или системы в целом. Автоматы можно визуализировать двумя способами. Во-первых, с помощью диаграммы действий (см. главу 19) можно сконцентрировать внимание на действиях, происходящих внутри объекта. Во-вторых, с помощью диаграмм состояний (см. главу 24) можно сосредоточиться на поведении объекта при упорядоченном поступлении событий, что особенно полезно при моделировании реактивных систем.
В UML имеются средства для графического представления состояний, переходов, событий и действий, как показано на рис. 21.1. Эта нотация позволят визуализировать поведение объекта так, чтобы подчеркнуть наиболее важные элементы его жизненного цикла.
Рис. 21.1 Автоматы
