Различные уровни абстракции

Разработчикам необходимо рассматривать систему не только с различных точек зрения, но и на разных уровнях абстракции. Например, если есть набор классов, охватывающих: словарь предметной области, то программист захочет изучить свойства каждого из них, вплоть до атрибутов, операций и отношений. С другой стороны, аналитику, который обсуждает с конечным пользователем многочисленные варианты использования системы, те же самые классы готовой системы понадобятся в максимально упрощенном виде. Таким образом, можно сказать, что программист работает на более низком, а аналитик и пользователь - на более высоком уровне абстракции, но и в том, и в другом случае приходится иметь дело с одной и той же моделью. Так как диаграммы, по сути, являются графическим изображением составляющих модель элементов, вы можете нарисовать несколько диаграмм одной модели, каждая из которых прячет или, наоборот, раскрывает некоторые элементы и, следовательно, показывает разные уровни детализации.

Существует два основных способа моделировать различные уровни абстракции системы: можно, во-первых, строить диаграммы одной и той же модели, характеризующиеся различными уровнями детализации, а во-вторых, создавать разные модели с различными степенями абстракции и диаграммы трассировки от одной модели к другой.

Моделирование системы на разных уровнях абстракции с применением диаграмм разной степени детализации осуществляется следующим образом:

1. Изучите потребности ваших читателей и приступайте к созданию модели.
2. Если читатель будет использовать модель для создания реализации, то понадобятся диаграммы самого низкого уровня, содержащие много деталей. Если же он рассчитывает применять модель для изложения основных концепций конечному пользователю, то нужны высокоуровневые диаграммы, где большая часть деталей скрыта.
3. В зависимости от того, какие потребности читателя вам предстоит учесть, создайте диаграмму на подходящем уровне абстракции, скрыв или показав четыре категории сущностей, составляющих модель:
   - строительные блоки и отношения. Скройте те из них, которые не соответствуют предполагаемому уровню диаграммы или запросам читателя; - дополнения. Оставьте только те дополнения к показанным строительным блокам и отношениям, которые существенны для понимания ваших намерений;
   - поток управления. В диаграммах поведения раскрывайте только те сообщения (см. главу 15) или переходы (см. главу 21), которые имеют значение для понимания читателем ваших намерений;
   - стереотипы, (см. главу 6). Если они используются для классификации перечней таких сущностей, как атрибуты и операции, показывайте только те из них, что необходимы для понимания вашего замысла.

Основное преимущество данного подхода состоит в том, что в процессе моделирования всегда используется общий набор семантических понятий. Основной недостаток в следующем: изменения в диаграмме на одном уровне абстракции могут привести к тому, что диаграммы на другом уровне утратят актуальность.

Проектирование системы на различных уровнях абстракции с применением разноуровневых моделей производится так:

1. Рассмотрите потребности читателей и выберите необходимый уровень абстракции для каждого из них, после чего создайте для каждого уровня свою модель.
2. Модели, находящиеся на более высоком уровне, должны содержать по возможности простые абстракции, а на более низком - детализированные. Установите отношения трассировки (Trace dependencies) между связанными элементами различных моделей (см. главу 31).
3. Если вы следуете в своей работе идеологии пяти архитектурных видов системы, то возможны четыре типовые ситуации, с которыми предстоит столкнуться в процессе моделирования системы на различных уровнях абстракции:
   - прецеденты и их реализация. В модели с точки зрения прецедентов использования (см. главу 16) прецеденты трассируются к кооперациям модели с точки зрения проектирования;
   - кооперации и их реализация. Кооперации (см. главу 27) трассируются к сообществу классов, совместно функционирующих для осуществления данной кооперации;
   - компоненты и их проектирование. Компоненты (см. главу 25) модели реализации трассируются к элементам модели с точки зрения проектирования;
   - узлы и их компоненты. Узлы (см. главу 26) модели с точки зрения развертывания трассируются к компонентам модели с точки зрения реализации.

Главное преимущество такого подхода в том, что диаграммы различных уровней абстракции менее тесно связаны друг с другом. Изменение в одной модели не окажет слишком сильного влияния на остальные. Главный недостаток заключается в необходимости затрачивать дополнительные усилия на синхронизацию моделей и их диаграмм. Он становится наиболее очевидным, если ваши модели соответствуют различным фазам жизненного цикла разработки приложения, например, когда аналитическая модель отделена от проектной.

В качестве примера рассмотрим процесс моделирования системы электронной торговли. Одним из основных прецедентов такой системы является размещение заказа. Аналитику или конечному пользователю понадобятся диаграммы взаимодействия (см. главу 18) на высоком уровне абстракции, которые схематично изображают этот процесс, как на рис. 7.1.

С другой стороны, программист, отвечающий за реализацию такого сценария, должен воспользоваться более проработанной диаграммой, в которой следует расширить некоторые сообщения и добавить новые действующие лица. Такой пример показан на рис. 7.2.

Обе диаграммы относятся к одной и той же модели, но демонстрируют различные уровни детализации. Представляется разумным создать большое число подобных диаграмм, особенно если ваши инструментальные средства позволяют легко осуществлять навигацию между ними.

Рис. 7.1. Диаграмма взаимодействия на высоком уровне абстракции

Рис. 7.2. Взаимодействие на более низком уровне абстракции