Порядок выполнения работы

1. Изучить теоретические сведения по теме “Диаграмма развертывания”.

2. Разработать диаграмму развертывания для произвольной системы индивиду­ального задания (Приложение А).

3. Оформить отчет, включив в него описание всех компонентов диаграммы раз­вертывания согласно индивидуальному варианту задания, ответы на контроль­ные во­просы.

Контрольные вопросы

1. Дайте определение понятию «диаграмма развертывания» и опишите на­значе­ние диаграммы развертывания.

2. Дайте определение понятию «узел». Графическое изображение узла.

3. Назовите основные стереотипы узлов.

4. Перечислите виды связей между узлами.

ПРИЛОЖЕНИЕ А. ВАРИАНТЫ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ЗАДАНИЙ

Для каждого из предложенных ниже вариантов требуется при помощи CASE-средств Visual UML версии 2.7 и выше либо Rational Rose построить модель про­граммного обеспечения с использованием объектного подхода. Модель программ­ного обеспечения включает в себя следующие канонические диаграммы:

- вариантов использования (use case diagram);

- классов (class diagram);

- кооперации (collaboration diagram);

- последовательности (sequence diagram);

- состояний (statechart diagram);

- деятельности (activity diagram);

- компонентов (component diagram);

- развертывания (deployment diagram).

Все канонические диаграммы модели программного обеспечения должны удо­влетворять перечисленным ниже требованиям:

- каждая диаграмма должна служить законченным представлением соответ­ствующего фрагмента моделируемой предметной области;

- все сущности на диаграмме модели должны быть одного уровня представле­ния;

- вся информация о сущностях должна быть явно представлена на диаграм­мах;

- диаграммы не должны содержать противоречивой информации;

- каждая диаграмма должна быть самодостаточной для правильной интерпрета­ции всех ее элементов и понимания семантики всех используемых гра­фических символов;

- любая модель системы должна содержать только те элементы, которые опре­делены в нотации языка UML.

На диаграммах модели программного обеспечения все соответствующие компо­ненты должны сопровождаться описанием. Эти описания должны быть емкими и составляться на русском языке. Описание некоторых компонентов диаграмм должно включать в себя пояснение, предусловие, потоки событий (если таковые есть) и по­стусловие. Помимо описания компонентов на канонических диаграммах должны быть явно указаны стереотипы связей и сообщений между различными компонен­тами.

Все канонические диаграммы модели программного обеспечения должны быть оформлены в виде одного общего отчета в той последовательности, в которой они приведены в лабораторном практикуме, либо в виде отдельных отчетов по каждой из лабораторных работ.

Если диаграммы оформлены в виде общего отчета, то он должен включать в себя:

- условие индивидуального задания в соответствие с вариантом, выданным пре­подавателем;

- глоссарий проекта, оформленный в виде таблицы;

- пояснения каждой канонической диаграммы модели и ее графическое пред­ставление (скриншот) исходя из условия индивидуального задания;

- выводы по готовому проекту.

Отчет оформляется в Microsoft Word или в любом другом текстовом редакторе и предоставляется преподавателю в печатном виде после окончания выполнения дан­ной лабораторной работы для отдельных отчетов, либо по окончанию всех лабора­торных работ для общего отчета для его защиты.

Вариант 1. Цифровой диктофон

Тема: Объектно-ориентированный анализ и проектирование программного обеспечения цифрового диктофона.

Требуется разработать средствами UML модель программного обеспечения, управляющего работой цифрового диктофона. Цифровой диктофон – это бытовое электронное устройство для записи и воспроизведения речи. Звуковые сообщения записываются через встроенный микрофон и сохраняются в памяти устройства. Сообщения воспроизводятся через встроенный громкоговоритель. Работа устройства осуществляется под управлением центрального процессора.

Диктофон хранит до 10 звуковых сообщений. Длина каждого сообщения ограничена размером свободной памяти. Диктофон осуществляет прямой (по номеру сообщения) доступ к любому сообщению из памяти. Пользователь имеет возможность воспроизводить сообщения, хранящиеся в памяти диктофона, стирать их, записывать новые. Исполнителем должна быть разработана схема базы данных для хранения сообщений в памяти диктофона.

Интерфейс с пользователем осуществляется при помощи экранного меню и управляющих кнопок на корпусе диктофона. При помощи кнопок-стрелок осуществляется навигация по пунктам меню. Кнопки «Да», «Нет» служат для подтверждения или отмены пользователем выбора той или иной опции меню (структуру меню исполнитель должен разработать самостоятельно). Имеются также кнопки «Воспроизведение», «Пауза» и «Запись» для работы со звуковыми сообщениями. Во время записи сообщения на экране отображается время, в течение которого ведется запись, при воспроизведении – длительность воспроизведенной части сообщения.

Если диктофон не используется, через 30 секунд он автоматически переходит в режим сбережения энергии. В этом режиме никакие операции над звуковыми сообщениями не возможны. Энергия расходуется только на сохранение памяти диктофона в неизменном состоянии. Переход из режима сбережения энергии в обычный режим осуществляется при нажатии пользователем любой кнопки.

В диктофоне имеется датчик уровня заряда батарей. При падении уровня заряда ниже установленного предела диктофон автоматически переходит в режим сбережения энергии (независимо от того ис­пользуется он в данный момент или нет). Переход в обычный режим становится возможным только после восстановления нормального уровня заряда батарей.

Вариант 2. Торговый автомат

Тема: Объектно-ориентированный анализ и проектирование программного обеспечения торгового автомата.

Требуется разработать средствами UML модель программного обеспечения встроенного процессора универсального торгового автомата.

кнопки выдачи товара

Лотки с товаром

Лотки с товаром

Рис. 85. Лицевая панель торгового автомата

Внешний вид автомата изображен на рисунке. В автомате имеется пять лотков для хранения и выдачи товаров. Загрузка товаров на лотки осуществляется обслу­живающим персоналом. Автомат следит за наличием товара. Если какой-либо товар распродан, автомат отправляет сообщение об этом на станцию обслуживания и ин­формирует покупателей (зажигается красная лампочка рядом с лотком данного то­вара).

Автомат принимает к оплате бумажные купюры и монеты. Специальный инди­катор высвечивает текущую сумму денег, принятых автоматом к оплате. После ввода денег клиент нажимает на кнопку выдачи товара. Выдача товара производится только в том случае, если введенная сумма денег соответствует цене товара. Товар выдается поштучно. При нажатии на кнопку «Возврат» клиенту возвращаются все принятые от него к оплате деньги. Возврат денег не производился после выдачи товара. Автомат должен корректно работать при одновременном нажатии на кнопки выдачи товара и возврата денег. В специальном отделении автомата, закрываемом замком, есть «секретная кнопка», которая используется обслуживающим персона­лом для выемки выручки. При нажатии на эту кнопку открывается доступ к ящику с деньгами. Автомат получает со станции обслуживания данные о товарах и хранит их в своей памяти. Данные включают в себя цену, наименование товара, номер лотка, на котором находится товар и количество товара на лотке.

Необходимо разработать модель программного средства об учете и хранении товаров.

Вариант 3. Табло на станции метро

Тема: Объектно-ориентированный анализ н проектирование программного обеспечении табло на станции метро.

Требуется разработать средствами UML модель программного обеспечения табло для информационной службы метрополитена.

Табло расположены на каждой станции метро. Они работают под управлением единого пункта управления (ПУ) информационной службы метро. Табло отображает текущее время (часы, минуты, секунды) и время, прошедшее с момента отправления последнего поезда (минуты, секунды). Момент прибытия и отправления поезда определяется при помощи датчиков, устанавливаемых не путях. Все табло метро синхронизованы, текущее время отсчитывается и устанавливается из центральной службы времени, находящейся на ПУ.

На табло высвечивается конечная станция назначения прибывающего поезда. Эти данные содержатся в расписании движения поездов, которое хранится и памяти табло и периодически обновляется с ПУ.

В «бегущей строке» табло отображается рекламная информация. Память табло хранит до 10 рекламных сообщений. Сообщения отображаются друг за другом с небольшими паузами, циклически. Содержание рекламных сообщений поступает с ПУ.

Дополнительная функция табло - по запросу с ПУ оно пересылает данные о нарушениях расписания (преждевременных отправлениях поездов или опозданиях).

Пояснение: в задании требуемся разработать модель ПО только для табло, но не для пункта управления информационной службы.

В ходе выполнения задания необходимо разработать модель программного средства для хранения рекламных сообщений, расписания и сведений о нарушении расписания.

Вариант 4. Система автоматизации дли пункта проката видеокассет

Тема: Объектно-ориентированный анализ и проектирование программного обеспечения системы автоматизации для пункта проката видеокассет.

Требуется разработать средствами UML модель программной системы автома­тизации работы пункта проката видеокассет (далее в тексте системы).

Пункт проката содержит каталог кассет, имеющихся в наличии в данный мо­мент времени. Система поддерживает работу каталога, позволяя служащим проката добавлять новые наименования кассет, удалять старые и редактировать данные о кассетах.

Клиент, обратившийся в пункт, выбирает кассету по каталогу, вносит залог и забирает ее на определенный срок. Срок проката, измеряемый в сутках, оговарива­ется при выдаче кассеты. Стоимость проката вычисляется системой исходя из та­рифа за сутки и срока проката. Клиент возвращает кассету и оплачивает прокат. Если кассета не повреждена, клиенту возвращается залог. Служащий пункта проката регистрирует сдачу кассеты клиенту и ее возврат в системе. Если клиент повредил кассету, то кассета удаляется из каталога, а залог остается в кассе проката. При необходимости служащий может запросить у системы следующие данные:

- имеется ли в наличии кассета с данным названием;

- когда будет возвращена какая-либо кассета из тех, что сданы в прокат;

- является ли данный клиент постоянным клиентом пункта проката (пользо­вался ли прокатом 5 или более раз).

Постоянным клиентам предоставляются скидки, а также от них принимаются заявки на пополнение ассортимента кассет. Заявки регистрируются в системе, по ним готовится итоговый отчет, руководствуясь которым, служащие пункта проката обновляют ассортимент кассет.

Необходимо разработать модель программного средства для хранения каталога, учетных записей о прокате кассет и заявок на пополнение ассортимента.

Вариант 5. Мини-АТС

Тема: Объектно-ориентированный анализ и проектирование программного обеспечения мини-АТС.

Требуется разработать средствами UML модель программного обеспечения встроенного микропроцессора учрежденческой мини-АТС (автоматической теле­фонной станции).

Мини-АТС осуществляет связь между служащими учреждения. Каждый або­нент подключен к ней линией связи. Мини-АТС соединяет линии абонентов (осу­ществляет коммутацию линий). Абоненты имеют номера, состоящие из трех цифр. Специальный номер «9» зарезервирован для внешней связи.

Телефонное соединение абонентов производится следующим образом. Абонент поднимает трубку телефона, и мини-АТС получает сигнал «Трубка». В ответ мини-АТС посылает сигнал «Тон». Приняв этот сигнал, абонент набирает телефонный номер (посылает три сигнала «Цифра»). Мини-АТС проверяет готовность вызывае­мого абонента. Если абонент не готов (его линия занята), мини-АТС посылает вы­зывающему абоненту сигнал «Занято». Если абонент готов, мини-АТС посылает обоим абонентам сигнал «Вызов». При этом телефон вызываемого абонента начи­нает звонить, а вызывающий абонент слышит в трубке длинные гудки. Вызываемый абонент снимает трубку, и мини-АТС получает от него сигнал «Трубка», после чего осуществляет коммутацию линии. Абоненты обмениваются сигналами «Данные», которые мини-АТС должна передавать от одного абонента к другому. Когда один из абонентов опускает трубку, мини-АТС получает сигнал «Конец» и посылает дру­гому абоненту сигнал «Тон».

В любой момент абонент может положить трубку, при этом мини-АТС получает сигнал «Конец». После получения этого сигнала сеанс обслуживания абонента за­вершается.

Если абонент желает соединиться с абонентом за пределами учреждения, то он набирает номер «9». Мини-АТС посылает по линии, соединяющей с внешней (го­родской) АТС, сигнал «Трубка» и в дальнейшем служит посредником между теле­фоном абонента и внешней АТС. Она принимает и передает сигналы и данные между ними, не внося никаких изменений. Единственное исключение касается за­вершения сеанса. Получив от городской АТС сигнал «Конец», мини-АТС посылает абоненту сигнал «Тон» и ждет сигнала «Конец» для завершения обслуживания або­нента. Если вызывавший абонент первым вешает трубку, то мини-АТС получает сигнал «Конец» и передает его городской АТС и завершает сеанс. Мини-АТС может получить сигнал «Вызов» от городской АТС. Это происходит, когда нет соединений с внешними абонентами. Сигнал «Вызов» от городской АТС передается абоненту с кодом «000». Только этот абонент может отвечать на внешние звонки.

Вариант 6. Телефон

Тема: Объектно-ориентированный анализ и проектирование программного обеспечение встроенного микропроцессора телефона.

Требуется разработать средствами UML модель программного обеспечения встроенного микропроцессора для аппарата учрежденческой телефонной сети.

Аппарат подключен к линии связи, ведущей к мини-АТС. В его задачу входит прием и передача сигналов (в том числе и голосовых данных) мини-АТС. Аппарат имеет кнопочную панель управления, экран для отображения набираемых номеров, звонок и трубку, в которую встроены микрофон и громкоговоритель.

В начальном состоянии трубка телефона повешена, телефон не реагирует на нажатия кнопок. Телефон реагирует только на сигнал «Вызов» от мини-АТС, при этом включается звонок.

При снятии трубки на АТС подается сигнал «Трубка». При получении ответного сигнала «Тон» от АТС телефон воспроизводит звуковой тон «Готов» (длинный не­прекращающийся гудок) в трубку. При получении сигнала «Занято», н трубке вос­производится тон «Занято» (частые короткие гудки).

Пользователь, слыша в трубке тон «Готов», набирает трехзначный номер. Номер может быть набран при помощи кнопок с цифрами или нажатием на специальную кнопку «#». При нажатии на кнопку с цифрой соответствующий ей сигнал «Цифра» передается АТС. Нажатия на кнопки с цифрами после третьей кнопки игнориру­ются. Во время набора номера введенные цифры отображаются на экране. Послед­ний полностью набранный номер запоминается в памяти аппарата для того, чтобы можно было его воспроизвести при нажатии на кнопку «#». При нажатии на эту кнопку номер из памяти аппарата высвечивается на экране, и АТС передается по­следовательность до трех сигналов «Цифра». В ответ на набранный номер от АТС приходит либо сигнал «Занято», либо сигнал «Вызов». При получении сигнала «Вы­зов» телефон воспроизводит в трубку длинные гудки до того момента, когда АТС осуществит коммутацию и передаст сигнал «Данные». Телефон воспроизводит дан­ные, передаваемые с сигналом, в трубку. Ответ пользователя воспринимается мик­рофоном трубки, преобразуется в сигнал «Данные» и передается АТС. Обмен дан­ными прерывается, если повешена трубка одного из телефонов, участвующих в об­мене. О том, что трубку повесил вызываемый абонент, сообщает сигнал «Занято», посылаемый АТС. После того, как трубка аппарата была повешена, телефон посы­лает АТС сигнал «Конец», и телефон переходит в начальное состояние.

Вариант 7. Стиральная машина

Тема: Объектно-ориентированный анализ и проектирование программного обеспечения встроенного микропроцессора стиральной машины.

Требуется разработать средствами UML модель программного обеспечения встроенного микропроцессора стиральной машины.

Машина предназначена для автоматической стирки белья. Машина включает в себя следующие устройства: бак для белья, клапаны для забора и слива воды, мотор, устройство подогрева воды, термометр, таймер, дверца для доступа в бак, несколько емкостей для различных моющих средств, панель управления с кнопками и индика­тором. В памяти машины хранятся 5 программ стирки, заданные изготовителем. Пользователи не могут вносить в них изменения. Каждая программа определяет температуру воды, длительность стирки, используемые моющие средства (номер емкости и время подачи), скорость вращения бака во время стирки и отжима. Вари­ант задания предусматривает разработку модели программного обеспечения для хранения программ стирки в памяти машины.

Для использования машины необходимо открыть дверцу, поместить белье в бак, поместить моющие средства в емкости, закрыть дверцу, выбрать программу стирки и нажать на кнопку «Пуск». Перед тем как приступить к стирке машина открывает клапан для забора воды, набирает необходимое количество воды, после чего закры­вает клапан. Далее машина действует по выбранной пользователем программе:

- подогревает, если необходимо воду до нужной температуры»;

- включает таймер и запускает вращение бака для стирки;

- по таймеру подает в бак моющие средства, предусмотренные програм­мой;

- по окончании стирки сливает воду и запускает отжим».

Во время работы на индикаторе высвечивается время, прошедшее от начала стирки (минуты и секунды), текущий режим работы (стирка или отжим), номер те­кущей программы стирки. В целях безопасности дверца бака блокируется до окон­чания стирки. Машина не воспринимает нажатий на кнопки, за исключением одной – пользователь имеет возможность в любой момент нажать на кнопку «Останов», чтобы принудительно остановить стирку и слить воду.

Вариант 8. Таксофон

Тема: Объектно-ориентированный анализ и проектирование программного обеспечения таксофона.

Требуется разработать средствами UML модель встроенной системы управления работой таксофона городской телефонной сети.

Таксофон предназначен для оказания платных услуг телефонной связи. Он под­ключен к линии связи. В нем имеется кнопочная панель, дисплей, трубка со встро­енным микрофоном и громкоговорителем, приемник карт – устройство для считы­вания телефонных карт, используемых для оплаты разговора.

В начальном состоянии трубка таксофона повешена, дисплей потушен, таксо­фон не реагирует на нажатия кнопок и какие-либо сигналы из линии. При снятии трубки таксофон выдает на дисплей сообщение «Вставьте карту» и ожидает, когда пользователь вставит карту в приемник. Дальнейшее функционирование таксофона осуществляется только при вставленной карте. Если карту вынимают, таксофон возвращается к началу и выдает сообщение о необходимости вставить карту. При попадании карты в приемник производится считывание информации с карты. Если кредит исчерпан или карта не пригодна (не удается узнать кредит), то таксофон вы­дает соответствующее сообщение на дисплей таксофона. Если карта может быть использована для оплаты, то на дисплей выдается количество «тарифных единиц» на карте, и на телефонную станцию (АТС) подается сигнал «Трубка». При получе­нии ответного сигнала «Тон» из линии таксофон воспроизводит звуковой гон «Го­тов» (длинный непрекращающийся гудок) в трубку. При получении сигнала «За­нято», в трубке воспроизводится тон «Занято» (короткие гудки).

После получения от АТС сигнала «Тон» от пользователя принимаются се­мизначный номер вызываемого абонента, остальные нажатия на кнопки игнориру­ются. Когда пользователь нажимает на кнопку с цифрой соответствующий ей сигнал «Цифра» передается АТС. Во время набора номера введенные цифры отображаются на дисплее. В ответ на набранный номер от АТС приходит либо сигнал «Занято», либо сигнал «Вызов». При получении сигнала «Вызов» таксофон воспроизводит в трубку длинные гудки до того момента, когда АТС осуществит коммутацию и пере­даст сигнал «Данные». Таксофон воспроизводит данные, передаваемые с сигналом, в трубку. При получении данных из трубки, аппарат преобразует их в сигнал «Дан­ные» и передает их АТС. Во время разговора на дисплее ведется отсчет времени и уменьшается кредит на телефонной карте – каждые 15 секунд вычитается четверть «единицы». Обмен данными прерывается, в следующих случаях:

- исчерпан кредит;

- карта вынута из приемника;

- от АТС пришел сигнал «Занято»;

- повешена трубка таксофона.

Если трубка была повешена, аппарат посылает в линию сигнал «Конец» и вы­дает на дисплей сообщение «Выньте карту». После извлечения карты из приемника таксофон переходит в начальное состояние.

Вариант 9. Холодильник

Тема: Объектно-ориентированный анализ и проектирование программного обеспечения встроенного процессора холодильника.

Требуется разработать средствами UML модель программного обеспечения встроенного процессора 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). Холодильник ведет электронный журнал, в котором отмечаются все происхо­дящие события:

- изменение положения терморегулятора камеры;

- включение и отключение мотора;

- до­ступ в камеру;

- внештатные ситуации.

Вариантом задания предусмотрена разработка модели программного обеспече­ния для хранения журнала событий холодильника. Содержимое журнала может быть передано в компьютер, подсоединенный к специальному гнезду на корпусе холодильника.

Вариант 10. Замок

Тема: Объектно-ориентированный анализ и проектирование программного обеспечения встроенного процессора кодового замка.

Требуется разработать средствами UML модель программного обеспечения встроенного микропроцессора для кодового замка, регулирующего доступ в поме­щение.

Кодовый замок состоит из панели с кнопками (цифры «0»... «9», кнопка «Вы­зов», кнопка «Контроль»), цифрового дисплея, электромеханического замка, звонка. Панель с кнопками устанавливается с наружной стороны двери, замок устанавлива­ется с внутренней стороны двери, звонок устанавливается внутри охраняемого по­мещения.

В обычном состоянии замок закрыт. Доступ в помещение осуществляется после набора кода доступа, состоящего из четырех цифр. Во время набора кода введенные цифры отображаются на дисплее. Если код набран правильно, то замок открывается на некоторое время, после чего дверь снова закрывается. Содержимое дисплея очи­щается.

Кнопка «Вызов» используется для подачи звукового сигнала внутри помещения. Кнопка «Контроль» используется для смены кодов. Смена кода доступа осуществ­ляется следующим образом: при открытой двери нужно набрать код контроля, со­стоящий из четырех цифр, и новый код доступа. Для смены кода контроля нужно при открытой двери и нажатой кнопке «Вызов» набрать код контроля, после чего – новый код контроля.

Вариант 11. Турникет метро

Тема: Объектно-ориентированный анализ и проектирование программного обеспечения встроенного процессора турникета для метрополитена.

Требуется разработать средствами UML модель программного обеспечения встроенного процессора турникета для метрополитена.

При помощи турникета контролируется проход пассажиров в метро и взимается входная плата. Турникет имеет приемник карт, устройство для перекрывания до­ступа, таймер, три оптических датчика для определения прохода пассажира, устрой­ство подачи звуковых сигналов, индикаторы «Проход» и «Стоп».

В начальном состоянии турникета зажжен индикатор «Стоп», индикатор «Про­ход» потушен. Если один из датчиков посылает сигнал, то проход через турникет сразу же перекрывается, и подается предупредительный звуковой сигнал. Для про­хода пассажир должен поместить карту в приемник карт. Турникет считывает с нее данные: срок годности карты и количество «единиц» на ней. Если данные не удается считать, либо карта просрочена или заблокирована, то карта возвращается пасса­жиру, и турникет остается в исходном состоянии. В другом случае с карты списыва­ется одна «единица», карта возвращается из приемника, индикатор «Стоп» гаснет, зажигается индикатор «Проход», и пассажир может пройти через турникет. Получив от одного из датчиков сигнал, турникет ожидает время, отведенное на проход пас­сажира (5 секунд), после чего он возвращается в начальное состояние.

Наличие трех датчиков в турникете гарантирует, что при проходе пассажира хотя бы один из них подаст сигнал (датчики невозможно перешагнуть, перепрыг­нуть и т. д.). Во время прохода пассажира возможна ситуация, когда все три датчика посылают сигналы. В этом случае принимается только первый сигнал и от момента его приема отсчитывается положенное время. Остальные сигналы игнорируются.

Турникет заносит в свою память время всех оплаченных проходов. В конце ра­бочего дня он передает всю информацию, накопленную за день, в АСУ метрополи­тена.

В ходе выполнения этого варианта задания должна быть разработана модель программного обеспечения о проходах через турникет.

Вариант 12. Система учета товаров

Тема: Объектно-ориентированный анализ и проектирование программного обеспечения учета товаров.

Требуется разработать средствами UML модель системы поддержки заказа и учета товаров в бакалейной лавке.

В бакалейной лавке для каждого товара фиксируется место хранения (опреде­ленная полка), количество товара и его поставщик. Система поддержки заказа и учета товаров должна обеспечивать добавление информации о новом товаре, изме­нение или удаление информации об имеющемся товаре, хранение и редактирование (добавление, изменение и удаление) информации о поставщиках, включающей в себя название фирмы, ее адрес и телефон. При помощи системы составляются за­казы для поставщиков. Каждый заказ может содержать несколько позиций, в каж­дой позиции указываются наименование товара и его количество в заказе. Система учета по требованию пользователя формирует и выдает на печать следующую спра­вочную информацию:

- список всех товаров;

- спи­сок товаров, имеющихся в наличии;

- спи­сок товаров, количество которых необходимо пополнить;

- список товаров, поставляемых данным поставщиком.

В ходе выполнения этого варианта задания должна быть разработана модель программного обеспечения, хранящего информацию о товарах, заказах и поставщи­ках.

Вариант 13. Библиотека

Тема: Объектно-ориентированный анализ и проектирование системы автомати­зации для библиотеки.

Требуется разработать средствами UML модель системы автоматизирующей де­ятельность библиотеки.

Система поддержки управления библиотекой должна обеспечивать операции (добавление, удаление и изменение) над данными о читателях. В регистрационном списке читателей хранятся следующие сведения: фамилия, имя и отчество читателя; номер его читательского билета и дата выдачи билета. Наряду с регистрационным списком системой должен поддерживаться каталог библиотеки, где хранится ин­формация о книгах: название, список авторов, библиотечный шифр, год и место издания, название издательства, общее количество экземпляров книги в библиотеке и количество экземпляров, доступных в текущий момент времени. Система обеспе­чивает добавление, удаление и изменение данных каталога, а также поиск книг в каталоге на основании введенного шифра или названия книги. В системе осуществ­ляется регистрация взятых и возвращенных читателем книг. В системе для каждой книге хранится запись о том, кому и когда она была выдана, и когда будет возвра­щена данная книга. При возврате книги в записи делается соответствующая по­метка, а сама запись не удаляется из системы. Система должна выдавать следую­щую справочную информацию:

- какие книги были выданы за данный промежуток времени;

- какие книги были возвращены за данный промежуток вре­мени;

- какие книги находятся у данного читателя;

- имеется ли в наличии некоторая книга.

Вариант задания предусматривает разработку модели программного средства, хранящего список читателей, каталог книг и записи о выдаче книг.

Вариант 14. Интернет-магазин

Тема: Объектно-ориентированный анализ и проектирование программного обеспечения интернет-мaгазина.

Требуется разработать средствами UML модель программного обеспечения Ин­тернет-магазина.

Интернет-магазин позволяет делать покупки с доставкой на дом. Клиенты мага­зина при помощи программы-браузера имею доступ к каталогу продаваемых това­ров, поддержку которого осуществляет администратор Интернет-магазина. В ката­логе товары распределены по разделам. О каждом товаре доступна полная инфор­мация (наименование товара, вес, цена, изображение, дата изготовления и срок год­ности). Для удобства клиентов предусмотрена система поиска товаров в каталоге. Заполнение каталога информацией происходит автоматически в начале рабочего дня, информация берется из системы автоматизации торговли.

При выборе клиентами товаров поддерживается виртуальная «торговая кор­зина». Любое наименование товара может быть добавлено в «корзину» или изъято в любой момент по желанию покупателя с последующим пересчетом общей стоимо­сти покупки. Текущее содержимое «корзины» постоянно показывается клиенту.

По окончании выбора товаров производится оформление заказа и регистрация покупателя. Клиент указывает в регистрационной форме свою фамилию, имя и от­чество, адрес доставки заказа и телефон, по которому с ним можно связаться для подтверждения сделанного заказа. Заказы передаются для обработки в систему ав­томатизации торговли. Проверка наличия товаров на складе и их резервирование Интернет-магазином не производятся.

Вариант 15. WWW-конференция

Тема: Объектно-ориентированный анализ и проектирование программного обеспечения WWW-конференции.

Требуется разработать средствами UML модель программного обеспечения WWW-конференции (форума).

WWW-конференция представляет собой хранилище сообщений в сети Интер­нет, доступ к которому осуществляется при помощи браузера. Для каждого сообще­ния конференции хранятся значения следующих полей: номер сообщения, автор, тема, текст сообщения, дата добавления сообщения, ссылка на родительское сооб­щение. Начальной страницей конференции является иерархический список сообще­ний. Верхний уровень иерархии составляют сообщения, открывающие новые темы, а подуровни составляют сообщения, полученные в ответ на сообщения верхнего уровня. Сообщение-ответ всегда имеет ссылку на исходное сообщение. В списке отображаются только темы сообщений, их авторы и даты добавления. Просматривая список, пользователь выбирает сообщение и по гиперссылке открывает страницу с текстом сообщения. Помимо текста на этой странице отображается иерархический список сообщений, являющихся ответами, ответами на ответы и т.д. Для удобства пользователей необходимо предусмотреть поиск сообщений по автору или по клю­чевым словам в теме или тексте сообщения.

Сообщения добавляются в конференцию зарегистрированными пользователями, которые при отправке сообщения должны указать своё имя и пароль. Регистрирует новых пользователей модератор конференции – её ведущий. При регистрации поль­зователь заполняет специальную форму, содержимое которой затем пересылается модератору и запоминается в базе пользователей. Модератор решает, регистриро­вать пользователя или нет, и отправляет свой ответ. При добавлении сообщений пользователь имеет возможность начать новую тему или ответить на ранее добав­ленные сообщения. После добавления сообщения оно доступно для чтения всем пользователям (даже незарегистрированным), и список сообщений обновляется.

Модератор имеет право по тем или иным причинам удалять сообщения любых авторов. Он также может наказывать пользователей, нарушающих правила поведе­ния в конференции, лишая на некоторое время пользователя возможности добавлять и редактировать сообщения.

Вариант задания включает в себя разработку модели программного обеспечения для хранения сообщений конференции и информации об её участниках.

Вариант 16. Каталог ресурсов Интернет

Тема: Объектно-ориентированный анализ и проектирование программного обеспечения каталога ресурсов Интернет.

Требуется разработать средствами UML модель программного обеспечения ка­талога ресурсов сети Интернет.

В каталоге хранится следующая информация о ресурсах: название ресурса, уни­кальный локатор ресурса (URL), раздел каталога, в котором содержится ресурс, список ключевых слов, краткое описание, дата последнего обновления, контактная информация.

Доступ пользователей к каталогу осуществляется при помощи браузера. Поль­зователи каталога могут добавлять новые ресурсы, информация о которых не была внесена ранее. Ресурсы в каталоге классифицируются по разделам. Полный список ресурсов каждого раздела должен быть доступен пользователям. Пользователям каталога должны быть предоставлены возможности по поиску ресурсов. Поиск осуществляется по ключевым словам. Если пользователь не доволен результатами поиска, он может уточнить запрос (осуществить поиск среди результатов предыду­щего поиска). Должна быть предусмотрена возможность выдачи результатов поиска в разной форме (вывод всей информации о ресурсах или частичной). Пользователь может отсортировать список ресурсов по релевантности (соответствию ключевым словам из запроса) или по дате обновления. Поскольку содержание ресурсов Интер­нет со временем изменяется, необходимо следить за датой последнего обновления, периодически опрашивая Web-сайты, URL которых хранятся в каталоге.

Вариант задания включает в себя разработку модели программного средства для хранения и манипулирования информацией о ресурсах.

Вариант 17. Будильник

Тема: Объектно-ориентированный анализ и проектирование программного обеспечения встроенного микропроцессора будильника.

Требуется разработать средствами UML модель программного обеспечения встроенного микропроцессора для будильника.

Будильник постоянно отображает текущее время (часы, минуты, например: 12: 00). Управление будильником осуществляется следующими кнопками:

- кноп­кой режима установки времени»; /! ///1 /1 1

- кнопкой режима установки времени срабатывания;

- двумя отдельными кнопками для установки часов и минут; * - s

- кнопкой сброса сиг нала «СБРОС».

На будильнике имеется переключатель режима работы со следующими положе­ниями: «ВЫКЛ», «ВКЛ», «РАДИО» и «ТАЙМЕР».

Для установки текущего времени нужно нажать на кнопку режима установки и, при нажатой кнопке, нажимать на кнопки установки часов и минут. При каждом нажатии на кнопки, устанавливаемое значение увеличивается на одну единицу (один час или одну минуту соответственно). При достижении максимального значе­ния производится сброс. Для установки времени срабатывания будильника нужно нажать на кнопку режима установки времени срабатывания и, держа кнопку нажа­той, нажимать на кнопки установки часов и минут. Когда переключатель режима работы находится в положении «ВКЛ», при достижении времени срабатывания происходит подача звукового сигнала в течение одной минуты. Сигнал можно пре­рвать, нажав на кнопку «СБРОС». При этом сигнал должен быть возобновлен через пять минут. При установке переключателя в положение «ВЫКЛ» звуковой сигнал не подается.

Когда переключатель находится в положении «РАДИО» работает радиоприем­ник. При переводе переключателя в положение «ТАЙМЕР» включается радиопри­емник на тридцать минут, а затем часы переходят в состояние будильника (анало­гично положению «ВКЛ»). При нажатии на кнопку режима установки времени, бу­дильник должен отображать время срабатывания.

Вариант 18. Генеалогическое дерево

Тема: Объектно-ориентированный анализ и проектирование программной си­стемы поддержки генеалогических деревьев.

Требуется разработать средствами UML модель системы для поддержки генеа­логических деревьев.

Система хранит сведения о персонах (Ф.И.О., пол, дата рождения, дата смерти, биография) и о родственных связях между ними. Связи бывают только трех видов: «мужья-жены», «дети-родители» и «братья-сестры». Система обеспечивает возмож­ность добавления данных о новых персонах и родственных связях, изменение вве­денных данных и удаление ненужных данных. Система следит за непротиворечиво­стью вводимых данных. Недопустимо, чтобы человек был собственным предком или потомком.

Разработанная модель должна содержать схему базы данных для хранения гене­алогических деревьев. Пользователи системы могут осуществлять поиск полезной информации по дереву:

- находить для указанного члена семьи его детей;

- находить для указанного члена семьи его родителей;

- находить для указанной персоны братьев и сестер, если таковые есть;

- получать список всех предков персоны;

- получать список всех потомков персоны;

- получать список всех родственников персоны;

- прослеживать цепочку родственных связей от одной персоны до другой (например, если Петр является шурином Ивана, то на запрос о родственных связях между Петром и Иваном выдается такой результат: «Петр - брат Ольги, Ольга - жена Ивана»).

Вариант 19. Телевизор

Тема: Объектно-ориентированный анализ и проектирование программного обеспечения для управления работой телевизора.

Требуется разработать средствами UML модель встроенной системы управления работой телевизора.

В телевизоре имеются следующие устройства: приемник телевизионного сиг­нала, устройство отображения картинки, память каналов, память настроек, управ­ляющие кнопки, пульт дистанционного управления (ДУ). Управление телевизором осуществляется при помощи кнопок на корпусе (их четыре: «ВКЛ/ВЫКЛ», «-», «+», кнопка начальной установки) и пульта ДУ. Кнопка «ВКЛ/ВЫКЛ» позволяет вклю­чать и выключать телевизор. После включения телевизора на экран отображается передача, идущая по каналу №1, при этом используются параметры изображения и значение громкости, сохраненные в памяти настроек.

Память каналов телевизора хранит до 60 каналов. Каналы нумеруются, начиная с единицы. Последовательное переключение каналов осуществляется при помощи кнопок «-» и «+». Нажатие на кнопку «+» позволяет переключить телевизор на ка­нал с номером, на единицу большим (с 60-го канала телевизор переключается на 1-ый). Нажатие на кнопку «-» соответственно переключает телевизор на канал с номе­ром, на единицу меньшим.

При нажатии на кнопку начальной установки очищается память каналов телеви­зора, после чего осуществляется поиск передач и сохранение их частот в памяти каналов. Поиск начинается с нижней границы рабочего диапазона телевизора. На экран телевизора выводится «синий экран». Рабочая частота постепенно увеличива­ется до тех пор, пока приемник не обнаружит телевизионный сигнал. Найденная передача выводится на экран в течение 10 секунд. Также отображается номер, под которым найденный канал будет сохранен в памяти (начиная с 1). Затем поиск про­должается до тех пор, пока не будет достигнута верхняя граница диапазона, или пока не заполнена вся память каналов. Телевизор принимает управляющие сигналы с пульта ДУ. На пульте ДУ расположены следующие кнопки:

- кнопки с цифрами «0»...«9» для прямого переключения канала;

- кнопки «П-» и «П+» для последовательного переключения каналов;

- кнопки «Г-» и «Г+» для изменения громкости;

- кнопки «МЕНЮ», «←» и «→» для доступа к экранному меню.

Для прямого переключения на нужный канал его номер набирается с помощью кнопок с цифрами. После нажатия первой цифры в течение 5 секунд ожидается нажатие второй. Если вторая цифра не была нажата, то номер канала считается со­стоящим из одной цифры и осуществляется переключение на него.

Кнопки «П-» н «П+» на пульте имеют те же функции, что и кнопки «-» и «+» на корпусе телевизора. Кнопки «Г-» и «Г+» позволяют увеличивать или уменьшать громкость. Каждое нажатие на «Г-» уменьшает громкость на одну единицу, пока она больше нуля, «Г+» увеличивает громкость на единицу, пока не достигнуто макси­мальное значение. Текущее значение громкости сохраняется в памяти настроек.

Кнопки «МЕНЮ», «←» и «→» позволяют устанавливать значения настоек, хра­нящихся в памяти телевизора. При нажатии на кнопку «МЕНЮ» внизу экрана воз­никает надпись «ЯРКОСТЬ» и полоса, отображающая текущее значение яркости. Кнопками «←» и «→» яркость можно уменьшить или увеличить. При работе с меню нажатия на все остальные кнопки игнорируются. После повторного нажатия на кнопку «МЕНЮ» значение яркости запоминается в памяти настроек, и осуществля­ется переход к настройке контрастности. Настройка контрастности и остальных параметров (четкости, цветовой гаммы) происходит аналогично. Нажатие на кнопку «МЕНЮ» по окончании настройки цветовой гаммы (последнего пункта меню) при­водит к окончанию работы с меню. Выход из меню также осуществляется в том случае, если в течение 15 секунд не была нажата ни одна кнопка.

Вариант задания включает в себя разработку модели системы, обеспечивающую управление телевизором, хранение и изменение информации о каналах и настройках телевизора.

Вариант 20. Домофон

Тема: Объектно-ориентированный анализ и проектирование программного обеспечения встроенного микропроцессора домофона.

Требуется разработать средствами UML модель программного обеспечения встроенного микропроцессора домофона.

Домофон регулирует доступ в подъезд многоквартирного дома. В подъезде име­ется дверь с замком. С наружной стороны двери установлена панель с кнопками на каждую квартиру, микрофон и динамик. В каждой квартире имеется кнопка «СВЯЗЬ», «БЛОКИРОВКА» и «ОТКРЫТЬ». Кроме того, в квартире имеется мик­рофон и динамик.

Жильцы могут открывать дверь ключом. Посетитель может нажать кнопку квартиры на внешней панели. При этом в квартире раздается звонок (если подача звонка в квартиру не заблокирована). Услышав тонок, жилец квартиры нажимает на кнопку «СВЯЗЬ» внутренней панели домофона, после чего домофон устанавливает звуковое сообщение между жильцом и посетителем. Звуки, произносимые посети­телем в микрофон, установленный на внешней панели, воспроизводятся в динамике, установленном в квартире. Звуки из микрофона в квартире, передаются в динамик на внешней панели. После сеанса связи жилец может нажать на кнопку «ОТ­КРЫТЬ», чтобы замок на двери в подъезд открылся, и посетитель смог войти. По истечении минуты замок должен снова заблокировать вход в подъезд. Жилец, кото­рый желает, чтобы его не беспокоили, может отключить подачу звонка в свою квар­тиру, нажав на кнопку «БЛОКИРОВКА». Повторное нажатие на эту кнопку вновь включает подачу звонка.

Вариант 21. Система поддержки составления расписания занятий

Тема: Объектно-ориентированный анализ и проектирование программного сред­ства, обеспечивающего поддержку составления расписания занятий.

Требуется разработать средствами UML модель системы поддержки составле­ния расписания занятий.

Система обеспечивает составление расписания некоторого учебного заведения, внесение в расписание изменений, выдачу полного расписания и дополнительной информации (например, по итоговому расписанию составляется расписание указан­ной группы на заданный день или неделю).

В расписании фиксируются время и место проведения занятия, предмет и пре­подаватель, проводящий занятие, а также номер группы, для которой это занятие проводится. Расписание не должно содержать коллизий (например, разные занятия не должны пересекаться друг с другом по месту и времени их проведения, один преподаватель не может вести одновременно два разных занятия, в одно и то же время у одной и той же группы не может быть два различных занятия и т. д.). При работе над этим вариантом задания необходимо разработать схему базы данных для хранения и изменения информации об учебных группах, преподавателях и предме­тах, а также обеспечить процесс составления расписания.

ЛИТЕРАТУРА

1. Вендров А.М. Объектно-ориентированный анализ и проектирование с использованием языка UML и Rational Rose.

2. Грейди Буч, Джеймс Рамбо, Айвар Джекобсон. UML. Руководство пользователя.

3. Джим Арлоу, Айла Нейштадт. UML 2 и Унифицированный процесс. Практический объектно-ориентированный анализ и проектирование. – Символ-Плюс, 2007. – 624с.

4. Хассан Гома. UML-проектирование систем реального времени параллельных и распределенных приложений. – ДМК Пресс, 2011 – 704с.

5. https://www.intuit.ru – учебный курс «Нотация и семантика языка UML» А.В. Леоненков

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………………..3

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1

«ОСОБЕННОСТИ РЕАЛИЗАЦИИ ЯЗЫКА UML

В CASE-ИНСТРУМЕНТАРИИ VISUAL UML»………………………………………..4

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2

«ДИАГРАММА ВАРИАНТОВ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ»…..……………………………..6

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3

«ДИАГРАММА КЛАССОВ»………………………….………………………………..14

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4

«ДИАГРАММА КООПЕРАЦИИ»………………………………………….…………..28

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5

«ДИАГРАММА ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ»……………………..…………………37

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №6

«ДИАГРАММА СОСТОЯНИЙ»…………………………………….…………………45

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №7

«ДИАГРАММА ДЕЯТЕЛЬНОСТИ»………………………………………………...…61

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №8

«ДИАГРАММА КОМПОНЕНТОВ»………………………………………………...…71

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №9

«ДИАГРАММА РАЗВЕРТЫВАНИЯ»…………………………………………………80

ПРИЛОЖЕНИЕ А. ВАРИАНТЫ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ЗАДАНИЙ………………88

ЛИТЕРАТУРА………………………………………………………………………….104
Учебное издание