Что такое диаграмма с математической точки зрения
Виды диаграмм UML
Прежде чем перейти к обсуждению основного материала этой лекции, давайте поговорим о том, зачем вообще строить какие-то диаграммы. Разработка модели любой системы (не только программной) всегда предшествует ее созданию или обновлению. Это необходимо хотя бы для того, чтобы яснее представить себе решаемую задачу. Продуманные модели очень важны и для взаимодействия внутри команды разработчиков, и для взаимопонимания с заказчиком. В конце концов, это позволяет убедиться в «архитектурной согласованности» проекта до того, как он будет реализован в коде.
Почему нужно несколько видов диаграмм
Да, не слишком информативно. А что же такое тогда подсистема? Чтобы прояснить ситуацию, обратимся к классикам:
Системой называют набор подсистем, организованных для достижения определенной цели и описываемых с помощью совокупности моделей, возможно, с различных точек зрения.
С понятием системы разобрались. В процессе проектирования система рассматривается с разных точек зрения с помощью моделей, различные представления которых предстают в форме диаграмм. Опять-таки у читателя могут возникнуть вопросы о смысле понятий модели и диаграммы. Думаем, красивое, но не слишком понятное определение модели как семантически замкнутой абстракции системы вряд ли прояснит ситуацию, поэтому попробуем объяснить «своими словами».
В ходе медицинских исследований опыты на животных часто предшествуют клиническим испытаниям медицинских препаратов на людях. В таком случае животное выступает в роли материальной естественной модели человека.
Виды диаграмм
UML 1.5 определял двенадцать типов диаграмм, разделенных на три группы:
Итак, мы кратко рассмотрим такие виды диаграмм, как:
О некоторых из этих диаграмм мы будем говорить подробнее в следующих лекциях. Пока же мы не станем заострять внимание на подробностях, а зададимся целью научить читателя хотя бы визуально различать виды диаграмм, дать начальное представление о назначении основных видов диаграмм. Итак, начнем.
Диаграмма прецедентов (use case diagram)
Любые (в том числе и программные) системы проектируются с учетом того, что в процессе своей работы они будут использоваться людьми и/или взаимодействовать с другими системами. Сущности, с которыми взаимодействует система в процессе своей работы, называются экторами, причем каждый эктор ожидает, что система будет вести себя строго определенным, предсказуемым образом. Попробуем дать более строгое определение эктора. Для этого воспользуемся замечательным визуальным словарем по UML Zicom Mentor:
Графически эктор изображается либо » человечком «, подобным тем, которые мы рисовали в детстве, изображая членов своей семьи, либо символом класса с соответствующим стереотипом, как показано на рисунке. Обе формы представления имеют один и тот же смысл и могут использоваться в диаграммах. «Стереотипированная» форма чаще применяется для представления системных экторов или в случаях, когда эктор имеет свойства и их нужно отобразить (рис. 2.1).
Тот же внимательный читатель мог заметить промелькнувшее в определении эктора слово «прецедент». Что же это такое? Этот вопрос заинтересует нас еще больше, если вспомнить, что сейчас мы говорим о диаграмме прецедентов. Итак,
Определение вполне понятное и исчерпывающее, но его можно еще немного уточнить, воспользовавшись тем же Zicom Mentor ‘ом:
Кстати, к этому моменту мы уже потратили достаточно много времени на объяснение понятий и их условных обозначений. Наверное, пора уже, наконец, привести пример диаграммы прецедентов. Как вы думаете, что означает эта диаграмма (рис. 2.3)?
А вот еще один пример (рис. 2.4). Думаем, вы сами, без нашей помощи, легко догадаетесь, о чем там идет речь.
Из всего сказанного выше становится понятно, что диаграммы прецедентов относятся к той группе диаграмм, которые представляют динамические или поведенческие аспекты системы. Это отличное средство для достижения взаимопонимания между разработчиками, экспертами и конечными пользователями продукта. Как мы уже могли убедиться, такие диаграммы очень просты для понимания и могут восприниматься и, что немаловажно, обсуждаться людьми, не являющимися специалистами в области разработки ПО.
Подводя итоги, можно выделить такие цели создания диаграмм прецедентов:
Что находится между идеей и кодом? Обзор 14 диаграмм UML
Тебе пришла крутая идея продукта, но ты не хочешь увязнуть в коде и потерять целостную картинку из-за мелких деталей? Ты вот-вот присядешь за то, что крякнул корпоративный сервер и тебе нужно набить что-то крутое и айтишное?
Этот цикл статей будет посвящен полезному, но порой ускользающему от молодой поросли знанию — диаграммам UML. И начну я его с обзора существующих диаграмм, поговорим немного об истории и зачем диаграмм должно быть так много.
UML — это сокращение от Unified Modeling Language, и, как мы знаем, он является стандартизированным языком моделирования, состоящим из интегрированного набора диаграмм, разработанных, чтобы помочь разработчикам систем и программного обеспечения в определении, визуализации, конструировании и документировании артефактов программных систем, а также, к примеру, для бизнес-моделирования.
UML представляет собой набор лучших инженерных практик, которые доказали свою эффективность в моделировании больших и сложных систем и является очень важной частью разработки объектно-ориентированного программного обеспечения.
UML использует в основном графические обозначения, чтобы выразить дизайн программных проектов. Использование UML помогает проектным группам общаться, изучать потенциальные проекты и проверять архитектурный дизайн программного обеспечения.
Происхождение UML
Цель UML — предоставить стандартную нотацию, которая может использоваться всеми объектно-ориентированными методами, а также выбрать и интегрировать лучшие элементы нотаций-предшественников. UML был разработан для широкого спектра приложений. Следовательно, он предоставляет конструкции для широкого спектра систем и видов деятельности (например, распределенных систем, анализа, проектирования и развертывания систем).
UML не возник на пустом месте, ему предшествовали несколько значимых событий, личностей и методологий. Например:
К 1995 году создатель OOSE, Ивар Якобсон, также присоединился к Rational, и его идеи (в частности, концепция «прецедентов») были включены в новый унифицированный метод, который теперь называется Unified Modeling Language.
В противовес всем известной “Банде Четырех”, Команда Румбо, Буча и Якобсона известна как «Три Амигоса».
На UML также повлияли другие объектно-ориентированные нотации:
Почему UML?
По мере того как стратегическая ценность программного обеспечения возрастала для многих компаний, отрасль искала методы для автоматизации производства программного обеспечения, а также для повышения качества и сокращения затрат и времени выхода на рынок.
Эти методы включают технологию компонентов, визуальное программирование, шаблоны и структуры.
Компании также ищут методы для управления сложностью систем по мере увеличения их масштаба.
В частности, они признают необходимость решения повторяющихся архитектурных проблем, таких как физическое распределение, параллелизм, репликация, безопасность, балансировка нагрузки и отказоустойчивость.
Кроме того, разработка под Web хоть и упрощает некоторые вещи, в целом, она усугубляет эти архитектурные проблемы.
Унифицированный язык моделирования (UML) был разработан для удовлетворения этих потребностей.
Основные цели дизайна UML:
Структурные диаграммы показывают статическую структуру системы и ее частей на разных уровнях абстракции и реализации, а также их взаимосвязь. Элементы в структурной диаграмме представляют значимые понятия системы и могут включать в себя абстрактные, реальные концепции и концепции реализации. Существует семь типов структурных диаграмм:
Диаграмма классов
Диаграмма классов — это центральная методика моделирования, которая используется практически во всех объектно-ориентированных методах. Эта диаграмма описывает типы объектов в системе и различные виды статических отношений, которые существуют между ними.
Три наиболее важных типа отношений в диаграммах классов (на самом деле их больше), это:
Ассоциация, которая представляет отношения между экземплярами типов, к примеру, человек работает на компанию, у компании есть несколько офисов.
Наследование, которое имеет непосредственное соответствие наследованию в Объектно-Ориентированном дизайне.
Агрегация, которая представляет из себя форму композиции объектов в объектно-ориентированном дизайне.
Диаграмма компонентов
На языке унифицированного моделирования диаграмма компонентов показывает, как компоненты соединяются вместе для формирования более крупных компонентов или программных систем.
Она иллюстрирует архитектуры компонентов программного обеспечения и зависимости между ними.
Эти программные компоненты включают в себя компоненты времени выполнения, исполняемые компоненты, а также компоненты исходного кода.
Диаграмма развертывания
Диаграмма развертывания помогает моделировать физический аспект объектно-ориентированной программной системы. Это структурная схема, которая показывает архитектуру системы, как развертывание (дистрибуции) программных артефактов.
Артефакты представляют собой конкретные элементы в физическом мире, которые являются результатом процесса разработки.
Диаграмма моделирует конфигурацию времени выполнения в статическом представлении и визуализирует распределение артефактов в приложении.
В большинстве случаев это включает в себя моделирование конфигураций оборудования вместе с компонентами программного обеспечения, на которых они размещены.
Диаграмма объектов
Статическая диаграмма объектов является экземпляром диаграммы класса; она показывает снимок подробного состояния системы в определенный момент времени. Разница в том, что диаграмма классов представляет собой абстрактную модель, состоящую из классов и их отношений.
Тем не менее, диаграмма объекта представляет собой экземпляр в конкретный момент, который имеет конкретный характер.Использование диаграмм объектов довольно ограничено, а именно — чтобы показать примеры структуры данных.
Диаграмма пакетов
Диаграмма пакетов — это структурная схема UML, которая показывает пакеты и зависимости между ними.
Она позволяет отображать различные виды системы, например, легко смоделировать многоуровневое приложение.
Диаграмма составной структуры
Диаграмма составной структуры аналогична диаграмме классов и является своего рода диаграммой компонентов, используемой в основном при моделировании системы на микроуровне, но она изображает отдельные части вместо целых классов. Это тип статической структурной диаграммы, которая показывает внутреннюю структуру класса и взаимодействия, которые эта структура делает возможными.
Эта диаграмма может включать внутренние части, порты, через которые части взаимодействуют друг с другом или через которые экземпляры класса взаимодействуют с частями и с внешним миром, и соединители между частями или портами. Составная структура — это набор взаимосвязанных элементов, которые взаимодействуют во время выполнения для достижения какой-либо цели. Каждый элемент имеет определенную роль в сотрудничестве.
Диаграмма профилей
Диаграмма профилей позволяет нам создавать специфичные для домена и платформы стереотипы и определять отношения между ними. Мы можем создавать стереотипы, рисуя формы стереотипов и связывая их с композицией или обобщением через интерфейс, ориентированный на ресурсы. Мы также можем определять и визуализировать значения стереотипов.
Диаграмма прецедентов
Диаграмма прецедентов описывает функциональные требования системы с точки зрения прецедентов. По сути дела, это модель предполагаемой функциональности системы (прецедентов) и ее среды (актеров).
Прецеденты позволяют связать то, что нам нужно от системы с тем, как система удовлетворяет эти потребности.
Диаграмма деятельности
Диаграммы деятельности представляют собой графическое представление рабочих процессов поэтапных действий и действий с поддержкой выбора, итерации и параллелизма.
Они описывают поток управления целевой системой, такой как исследование сложных бизнес-правил и операций, а также описание прецедентов и бизнес-процессов.
В UML диаграммы деятельности предназначены для моделирования как вычислительных, так и организационных процессов.
Диаграмма состояний
Диаграмма состояний — это тип диаграммы, используемый в UML для описания поведения систем, который основан на концепции диаграмм состояний Дэвида Харела. Диаграммы состояний отображают разрешенные состояния и переходы, а также события, которые влияют на эти переходы. Она помогает визуализировать весь жизненный цикл объектов и, таким образом, помогает лучше понять системы, основанные на состоянии.
Диаграмма последовательности
Диаграмма последовательности моделирует взаимодействие объектов на основе временной последовательности. Она показывает, как одни объекты взаимодействуют с другими в конкретном прецеденте.
Диаграмма Коммуникации
Как и диаграмма последовательности, диаграмма коммуникации также используется для моделирования динамического поведения прецедента. Если сравнивать с Диаграммой последовательности, Диаграмма коммуникации больше сфокусирована на показе взаимодействия объектов, а не временной последовательности. На самом деле, диаграмма коммуникации и диаграмма последовательности семантически эквивалентны и могут перетекать одна в другую.
Диаграмма обзора взаимодействия
Диаграмма обзора взаимодействий фокусируется на обзоре потока управления взаимодействиями. Это вариант Диаграммы деятельности, где узлами являются взаимодействия или события взаимодействия. Диаграмма обзора взаимодействий описывает взаимодействия, в которых сообщения и линии жизни скрыты. Мы можем связать «реальные» диаграммы и добиться высокой степени навигации между диаграммами внутри диаграммы обзора взаимодействия.
Временная диаграмма
Временная диаграмма показывает поведение объекта (ов) в данный период времени. По сути — это особая форма диаграммы последовательности и различия между ними состоят в том, что оси меняются местами так, что время увеличивается слева направо, а линии жизни отображаются в отдельных отсеках, расположенных вертикально.
Зачем в UML столько диаграмм?
Причина этого заключается в том, что можно взглянуть на систему с разных точек зрения ведь в разработке программного обеспечения будут участвовать многие заинтересованные стороны, такие как: аналитики, конструкторы, кодеры, тестеры, контроль качества, клиенты, технические авторы.
Все эти люди заинтересованы в различных аспектах системы, и каждый из них требует разного уровня детализации.
Например, кодер должен понимать проект системы и уметь преобразовывать проект в код низкого уровня.
Напротив, технический писатель интересуется поведением системы в целом и должен понимать, как функционирует продукт.
UML пытается предоставить язык настолько выразительным образом, что все заинтересованные стороны могут извлечь выгоду, как минимум из одной диаграммы UML.
Конспект по математике «Диаграмма»
Курс повышения квалификации
Дистанционное обучение как современный формат преподавания
Курс повышения квалификации
Методика обучения математике в основной и средней школе в условиях реализации ФГОС ОО
Курс профессиональной переподготовки
Математика: теория и методика преподавания в образовательной организации
Ищем педагогов в команду «Инфоурок»
Номер материала: ДВ-318515
Не нашли то что искали?
Вам будут интересны эти курсы:
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.
Учителя о ЕГЭ: секреты успешной подготовки
Время чтения: 11 минут
При засыпании человеческий мозг может решать сложные задачи
Время чтения: 1 минута
Минздрав включил вакцинацию подростков от ковида в календарь прививок
Время чтения: 1 минута
В Минпросвещения рассказали о формате обучения школьников после праздников
Время чтения: 1 минута
Чем заняться с детьми в новогодние праздники в Москве
Время чтения: 4 минуты
В России утвердили новый порядок формирования федерального перечня учебников
Время чтения: 1 минута
Учителя о ЕГЭ: секреты успешной подготовки
Время чтения: 11 минут
Подарочные сертификаты
Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.
Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.
Как визуализировать данные: типы графиков
Редактор Наталия Шергина специально для блога Нетологии адаптировала статью об эффективных способах визуализации данных.
Предположим, вы понимаете важность визуального представления данных, знаете, какие навыки для этого нужны и, более того, обладаете ими. Заодно представим, что у вас есть данные для визуализации, осталось только разобраться, какие виды графиков и диаграмм подойдут. В статье мы расскажем о самых эффективных способах визуализации данных — вам будет из чего выбрать.
Столбчатая диаграмма (Bar Graph)
Скорее всего, это был первый способ визуализации, с которым вы столкнулись. Вспомните школьные учебники, таких диаграмм там было много. Если вы думали, что столбчатые диаграммы вместе со школой остались позади — не спешите с ними прощаться. Многие виды данных удобно представлять с их помощью: информацию о пробках на дороге, увеличение клиентской базы, график продаж. Столбчатые диаграммы — один из самых наглядных видов представления статистики.
Линейная диаграмма (Line Chart)
Этот вид графиков напоминает вершины горного хребта, и это сравнение неслучайно. С помощью линейных диаграмм можно графически представить горы данных и извлечь столько же инсайтов. Подходят для представления колебаний акций, темпа роста компании, построения прибыльной системы.
Гистограмма с несколькими осями (Multi-Axis Charts)
Это сочетание столбчатой диаграммы и линейного графика. Подойдёт, если нужно представить два или более фактора для выявления параллелей или сравнения. Гистограммы с осями часто используют на заседании членов советов компании, чтобы сопоставить, например, рыночную цену и общую выручку.
Гистограмма (Bar Histograms)
Ещё один график из школьных учебников. Гистограммы используют для представления числовых данных одной категории и их изменения с течением времени. Пример — изменение численности населения страны за конкретный период.
Как и столбчатые диаграммы, гистограммы состоят из столбцов. Поэтому эти два вида графиков часто путают. Давайте разбираться.
Круговая диаграмма (Pie Charts)
Кто работал с Экселем, тот наверняка знаком с круговыми диаграммами. Поставил её — и отчёт сразу выглядит презентабельнее, так? А если серьёзно, то круговые диаграммы — это отличный способ представить части одного целого. Например, долю компании на рынке, ваш вклад в общий проект или разработку секторов для инвестиционного плана.
Каждому из нас приходилось работать хотя бы с одной из перечисленных диаграмм. А если нет, то их названия вы точно слышали. На этом мейнстрим заканчивается. Далее — менее популярные графики.
Диаграмма спагетти (Spaghetti Charts)
К сожалению, это не совсем о еде. Диаграмма спагетти — очень необычный вид графиков, который только набирает популярность. Здесь без визуальной подсказки не объяснишь.
Помимо метеорологии, эти диаграммы подходят для визуализации взаимосвязей, что особенно полезно в юридических и судебных вопросах.
Географическая диаграмма (Map Charts)
Географические диаграммы специально разработаны для анализа географической информации, представления пространственных отношений и региональных данных. Используйте их, если нужно графически изобразить глобальную клиентуру, план расширения компании или план диверсификации производства. Эти диаграммы покажут, какие географические области развиваются, а каким нужно больше внимания. Также они помогают принимать решение — например, куда инвестировать или какие страны лучше для жизни.
Стрим-график или график потока (Stream Graph)
Даже если вы ни разу не видели землетрясения, то о сейсмографе слышали наверняка. Это машина, которая реагирует на сейсмическую активность и записывает сейсмоволны в виде графика.
Сейсмограф фиксирует толчки 24 часа 7 дней в неделю. Данные представляются графически в виде «потока» или «волн» вдоль центральной оси. Сейсмография — не единственная сфера применения графиков потока. Они особенно эффективны для графического изображения изменений за период времени.
Пузырьковая диаграмма (Bubble Charts)
Не очень серьёзное название, но суть не в нём. Сфера применения таких диаграмм в представлении и анализе данных огромна. Если говорить технически, пузырьковая диаграмма пригодится для визуализации анализа взаимодействий и распределения. А проще говоря, информация представлена в трёх измерениях или плоскостях. Допустим, у вас три вида данных: общее количество товаров, число каждого проданного продукта и выручка от продаж каждого продукта. Если вы хотите видеть взаимосвязь этих данных на одном графике, то пузырьковая диаграмма для вас.
Лучевая диаграмма (Sunburts)
Любители интернет-магазинов, эта информация для вас. Ваше поведение на сайте и то, на какие страницы вы заходите, заносится в историю, а админы магазинов могут легко представить эту информацию в виде лучевой диаграммы, чтобы понять, куда идёт основной трафик на сайте и какие страницы посещают реже всего. Такие диаграммы идеальны для представления иерархических данных.
Полярные часы (Polar Clock)
Ещё один интересный, но пока не самый популярный вид представления данных. График работает по принципу часов и каждую секунду показывает количество проделанной работы. Похоже на окно «копирование файлов», где зелёный индикатор показывал, сколько процентов данных уже скопировано. Представьте себе то же самое, только в форме круга — это и есть диаграмма полярные часы.
Интерактивная кольцевая диаграмма (Donut Transitions)
Это та же кольцевая диаграмма, только анимированная. Интерактивная кольцевая диаграмма — один из лучших способов для выявления закономерностей между несколькими параметрами. Эффективна для представления части целого и анализа зависимости величин. При изменении анализируемых параметров изменяются и пропорции диаграммы. Пригодится тем, кто следит за динамикой изменения — например, изменения стоимости акций в результате каких-либо действий компании.
Курс
Инфографика
Это одни из наиболее эффективных способов визуализации данных. Какие-то из них более привычны, о других пока мало кто знает. Новые виды графиков и диаграмм появляются вместе с новыми видами данных, что происходит непрерывно. Это значит, что скоро появятся более продвинутые способы визуализации.
Инфографика для СМИ
Мнение автора и редакции может не совпадать. Хотите написать колонку для «Нетологии»? Читайте наши условия публикации. Чтобы быть в курсе всех новостей и читать новые статьи, присоединяйтесь к Телеграм-каналу Нетологии.