مخططات التفاعل والتعاون والتسلسل مع الأمثلة

ما هو مخطط التفاعل؟

مخطط التفاعل يتم استخدامها في UML لإنشاء اتصال بين الكائنات. ولا يعالج البيانات المرتبطة بمسار اتصال معين. تركز مخططات التفاعل في الغالب على تمرير الرسائل وكيف تشكل هذه الرسائل وظيفة واحدة للنظام. تم تصميم مخططات التفاعل لعرض كيفية تحقيق الكائنات للمتطلبات الخاصة للنظام. العنصر الحاسم في مخطط التفاعل هو شريان الحياة والرسائل.

عادةً ما تمتلك عناصر UML المختلفة مخططات تفاعلية. ديtails يمكن إظهار التفاعل باستخدام العديد من الرموز مثل مخطط التسلسل، ومخطط التوقيت، ومخطط الاتصال/التعاون. تلتقط مخططات التفاعل السلوك الديناميكي لأي نظام.

مخطط التفاعل
تدوين مخطط التفاعل

فولوwing هي الأنواع المختلفة من مخططات التفاعل المحددة في UML:

  • مخطط تسلسل
  • مخطط التعاون
  • الرسم البياني توقيت

الغرض من مخطط التسلسل في مخطط UML هو تصور تسلسل تدفق الرسائل في النظام. يُظهر مخطط التسلسل في هندسة البرمجيات التفاعل بين اثنين من شرايين الحياة كتسلسل زمني للأحداث.

يسمى مخطط التعاون في UML أيضًا بمخطط الاتصال. الغرض من مخطط التعاون هو التأكيد على الجوانب الهيكلية للنظام، أي كيفية ربط شرايين الحياة المختلفة في النظام.

تركز مخططات التوقيت على المثيل الذي يتم فيه إرسال الرسالة من كائن إلى كائن آخر.

الغرض من مخطط التفاعل

تساعدك مخططات التفاعل على تصور السلوك التفاعلي للنظام. تُستخدم مخططات التفاعل لتمثيل كيفية اتصال كائن واحد أو أكثر في النظام والتواصل مع بعضهم البعض.

تركز مخططات التفاعل على السلوك الديناميكي للنظام. يوفر لنا مخطط التفاعل سياق التفاعل بين واحد أو أكثر من شرايين الحياة في النظام.

In UML، يتم استخدام مخططات التفاعل للمتابعةwing المقاصد:

  • تُستخدم مخططات التفاعل لمراقبة السلوك الديناميكي للنظام.
  • مخطط التفاعل يصور التواصل وتسلسل تمرير الرسائل في النظام.
  • يمثل مخطط نمذجة التفاعل الجوانب الهيكلية للكائنات المختلفة في النظام.
  • يمثل مخطط التفاعل التسلسل المرتب للتفاعلات داخل النظام.
  • يوفر مخطط التفاعل وسيلة لتصور البيانات في الوقت الحقيقي عبر UML.
  • يمكن استخدام مخططات تفاعل UML لشرح archiبنية النظام الموجه للكائنات أو النظام الموزع.

مصطلحات مهمة

يحتوي مخطط التفاعل على شرايين الحياة والرسائل والمشغلين وثوابت الحالة والقيود.

حبل النجاة

يمثل شريان الحياة مشاركًا واحدًا في التفاعل. فهو يصف كيفية مشاركة مثيل لمصنف معين في التفاعل.

يمثل شريان الحياة الدور الذي قد يلعبه مثيل المصنف في التفاعل. فولوwing هي سمات مختلفة من شريان الحياة،

  1. الاسم
    1. يتم استخدامه لإحالة شريان الحياة ضمن تفاعل معين.
    2. اسم شريان الحياة اختياري.
  2. النوع
    1. إنه اسم المصنف الذي يمثل شريان الحياة مثيلًا له.
  3. منتقى
    1. إنه شرط منطقي يستخدم لتحديد مثيل معين يلبي المتطلبات.
    2. سمة المحدد اختيارية أيضًا.

تم شرح تدوين شريان الحياة في قسم التدوين.

الرسائل

الرسالة هي نوع محدد من التواصل بين شريان الحياة في التفاعل. تتضمن الرسالة متابعةwing أنشطة،

  1. رسالة اتصال تستخدم لاستدعاء عملية ما.
  2. رسالة لإنشاء مثيل.
  3. رسالة لتدمير مثيل.
  4. لإرسال إشارة.

عندما يتلقى شريان الحياة رسالة اتصال، فإنه يعمل بمثابة طلب لاستدعاء عملية لها توقيع مماثل كما هو محدد في الرسالة. عندما يقوم شريان الحياة بتنفيذ رسالة، فإنه يكون مركزًا للتحكم. مع تقدم التفاعل مع مرور الوقت، ينتقل تركيز التحكم بين شرايين الحياة المختلفة. وتسمى هذه الحركة تدفق السيطرة.

فولوwing هي الرسائل المستخدمة في مخطط تفاعل النظام:

اسم الرسالة معنى
Syncرسالة سخية يظل مرسل الرسالة في انتظار أن يعيد المتلقي التحكم في تنفيذ الرسالة.
Asyncرسالة سخية المرسل لا ينتظر الرد من المتلقي؛ بدلاً من ذلك، فإنه يستمر في تنفيذ الرسالة التالية.
رسالة العودة يقوم مستلم رسالة سابقة بإرجاع تركيز التحكم إلى المرسل.
إنشاء كائن يقوم المرسل بإنشاء مثيل للمصنف.
تدمير الكائن يقوم المرسل بتدمير المثيل الذي تم إنشاؤه.
تم العثور على رسالة مرسل الرسالة خارج نطاق التفاعل.
الرسالة المفقودة لا تصل الرسالة أبدًا إلى الوجهة، ويتم فقدها في التفاعل.

ثوابت الدولة والقيود

عندما يتلقى مثيل أو شريان الحياة رسالة، فقد يؤدي ذلك إلى تغيير الحالة. الحالة هي حالة أو موقف خلال عمر الكائن حيث يفي ببعض القيود، وينفذ بعض العمليات، وينتظر بعض الأحداث.

في مخطط التفاعل، لا تتسبب جميع الرسائل في تغيير حالة المثيل. لا تحتوي بعض الرسائل على قيم بعض السمات. ليس له آثار جانبية على حالة الجسم.

المُشغل

يحدد عامل التشغيل عملية حول كيفية تنفيذ المعاملات. يدعم المشغلون في UML العمليات على البيانات في شكل تفرع بالإضافة إلى التكرار. يمكن استخدام عوامل تشغيل مختلفة لضمان استخدام التكرار والتفرع في نموذج UML. يتم استخدام عوامل التشغيل opt و alt لعمليات التفريع. يتم استخدام مشغل الحلقة لضمان عمليات التكرار التي يتم فيها تنفيذ الشرط بشكل متكرر حتى يتم الحصول على نتيجة مرضية. يتم استخدام عامل الاستراحة داخل الحلقة أو عمليات التكرار. إنه يضمن إنهاء الحلقة عند مواجهة عامل فاصل. إذا لم يتم تحديد شرط الاستراحة، فسيتم تنفيذ الحلقة لعدد لا نهائي من المرات، مما يؤدي إلى تعطل البرنامج.

فولوwing هي العوامل المستخدمة في مخطط التفاعل:

المُشغل الاسم معنى
تختار خيار يتم تنفيذ المعامل إذا كان الشرط صحيحا.
على سبيل المثال، إذا كان آخر
قديم البديل يتم تنفيذ المعامل الذي شرطه صحيح.
على سبيل المثال، التبديل
أنشوطة أنشوطة يتم استخدامه لتكرار التعليمات لفترة محددة.
استراحة استراحة يكسر الحلقة إذا كان الشرط صحيحًا أو خطأ، ويتم تنفيذ التعليمات التالية.
المرجع الرقم المرجعي يتم استخدامه للإشارة إلى تفاعل آخر.
بواسطة موازية يتم تنفيذ جميع المعاملات بالتوازي.

تكرار

في مخطط التفاعل، يمكننا أيضًا إظهار التكرار باستخدام تعبير التكرار. يتكون تعبير التكرار من محدد التكرار وعبارة التكرار الاختيارية. لا يوجد بناء جملة محدد مسبقًا لتكرار UML.

في التكرار لإظهار أن الرسائل يتم إرسالها بالتوازي، يتم استخدام محدد التكرار المتوازي. يُشار إلى محدد التكرار المتوازي بالرمز *//. يتم تحقيق التكرار في UML باستخدام مشغل الحلقة.

المتفرعة

في مخطط التفاعل، يمكننا تمثيل التفرع عن طريق إضافة شروط الحماية إلى الرسائل. تُستخدم شروط الحراسة للتحقق مما إذا كان من الممكن إرسال الرسالة أم لا. يتم إرسال الرسالة إلى الأمام فقط عندما تكون حالة الحماية الخاصة بها صحيحة. يمكن أن تحتوي الرسالة على شروط حماية متعددة، أو يمكن أن تحتوي رسائل متعددة على نفس حالة الحماية. يتم تحقيق التفرع في UML بمساعدة عوامل التشغيل alt وopt.

هذه هي بعض من أهم المصطلحات المستخدمة في مخطط تفاعل UML.

أنواع مخططات التفاعل والملاحظات

فولوwing هي الأنواع المختلفة من مخططات التفاعل المحددة في UML:

  • مخطط تسلسل
  • مخطط التعاون
  • الرسم البياني توقيت

الترميز الأساسي للتفاعل هو مستطيل به شكل خماسي في الزاوية اليسرى العليا للمستطيل box.

ما هو مخطط التسلسل؟

A مخطط تسلسل يصور ببساطة التفاعل بين الكائنات بترتيب تسلسلي. الغرض من مخطط التسلسل في UML هو تصور تسلسل تدفق الرسائل في النظام. يُظهر مخطط التسلسل التفاعل بين خطي حياة كتسلسل زمني للأحداث.

  • يوضح الرسم التخطيطي التسلسلي تنفيذ السيناريو في النظام. تشارك شرايين الحياة في النظام أثناء تنفيذ النظام.
  • في مخطط التسلسل، يتم تمثيل شريان الحياة بشريط عمودي.
  • يتم تمثيل تدفق الرسالة بين كائنين أو أكثر باستخدام خط عمودي منقط يمتد عبر الجزء السفلي من الصفحة.
  • في مخطط التسلسل، يتم استخدام أنواع مختلفة من الرسائل والعوامل الموضحة أعلاه.
  • في مخطط التسلسل، يتم أيضًا استخدام التكرار والتفرع.
مخطط تسلسل
الرموز في مخطط التسلسل

يحتوي مخطط التسلسل أعلاه على تدوينات شريان الحياة وتدوين الرسائل المختلفة المستخدمة في مخطط التسلسل مثل الإنشاء والردsyncرسالة هرمونية ، إلخ.

مثال على مخطط التسلسل

التاليwing يمثل مثال مخطط التسلسل نظام طلب ماكدونالدز:

مخطط تسلسل
مخطط تسلسلي لنظام الطلب في ماكدونالدز

التسلسل المرتب للأحداث في مخطط تسلسل معين هو كما يلي:

  1. ضع طلبية.
  2. دفع المال إلى العداد النقدي.
  3. تأكيد الطلب.
  4. تحضير الطلب.
  5. خدمة النظام.

إذا قام أحد بتغيير ترتيب العمليات، فقد يؤدي ذلك إلى تعطل البرنامج. ويمكن أن يؤدي أيضًا إلى توليد نتائج غير صحيحة أو بها أخطاء. تتم الإشارة إلى كل تسلسل في مخطط التسلسل المذكور أعلاه باستخدام نوع مختلف من الرسائل. لا يمكن للمرء استخدام نفس النوع من الرسائل للإشارة إلى جميع التفاعلات في الرسم التخطيطي لأنه يخلق تعقيدات في النظام.

يجب أن تكون حذرًا أثناء تحديد تدوين الرسالة لأي تفاعل معين. يجب أن يتطابق التدوين مع التسلسل المعين داخل الرسم التخطيطي.

فوائد مخطط التسلسل

  • تُستخدم المخططات التسلسلية لاستكشاف أي تطبيق أو نظام حقيقي.
  • تُستخدم المخططات التسلسلية لتمثيل تدفق الرسائل من كائن إلى كائن آخر.
  • المخططات التسلسلية أسهل في الصيانة.
  • من الأسهل إنشاء المخططات التسلسلية.
  • يمكن تحديث المخططات التسلسلية بسهولة وفقًا للتغيرات داخل النظام.
  • يسمح مخطط التسلسل بالهندسة العكسية وكذلك الأمامية.

عيوب مخطط التسلسل

  • يمكن أن تصبح المخططات التسلسلية complex عندما يشارك عدد كبير جدًا من شرايين الحياة في النظام.
  • إذا تم تغيير ترتيب تسلسل الرسائل، فسيتم إنتاج نتائج غير صحيحة.
  • يجب تمثيل كل تسلسل باستخدام تدوين رسالة مختلف، والذي يمكن أن يكون قليلاً complex.
  • يحدد نوع الرسالة نوع التسلسل داخل الرسم التخطيطي.

ما هو مخطط التعاون؟

مخطط التعاون يصور العلاقات والتفاعلات بين كائنات البرنامج. يتم استخدامها لفهم الكائن archiداخل النظام بدلاً من تدفق الرسالة كما في مخطط التسلسل. تُعرف أيضًا باسم "مخططات الاتصال".

وفقًا للبرمجة كائنية التوجه (OOPs)، فإن كيان الكائن له سمات مختلفة مرتبطة به. عادة، توجد كائنات متعددة داخل النظام الموجه للكائنات حيث يمكن ربط كل كائن بأي كائن آخر داخل النظام. يتم استخدام مخططات التعاون لاستكشاف architecture من الكائنات داخل النظام. يمكن تمثيل تدفق الرسائل بين الكائنات باستخدام مخطط التعاون.

فوائد مخطط التعاون

  • ويسمى أيضا باسم مخطط الاتصالات.
  • ويؤكد على الجوانب الهيكلية لمخطط التفاعل - كيفية ربط شريان الحياة.
  • يشبه بناء الجملة الخاص به بناء الجملة الخاص بالمخطط التسلسلي باستثناء أن شريان الحياة لا يحتوي على ذلك tails.
  • تتم الإشارة إلى الرسائل التي تم تمريرها عبر التسلسل عن طريق ترقيم كل رسالة أدناهarchiكالي.
  • بالمقارنة مع مخطط الاتصال مخطط التسلسل ضعيف من الناحية الدلالية.
  • الرسوم البيانية الكائنية هي حالة خاصة من مخططات الاتصال.
  • فهو يسمح لك بالتركيز على العناصر بدلاً من التركيز على تدفق الرسائل كما هو موضح في مخطط التسلسل.
  • يمكن تحويل المخططات التسلسلية بسهولة إلى مخطط تعاون لأن مخططات التعاون ليست معبرة للغاية.
  • أثناء نمذجة مخططات التعاون، مثل المخططات التسلسلية، قد يتم فقدان بعض المعلومات.

تدوينات مخطط التعاون
تدوينات مخطط التعاون

يحتوي تدوين مخطط التعاون أعلاه على خطوط الحياة بالإضافة إلى الموصلات والحلقات الذاتية والرسائل الأمامية والخلفية المستخدمة في مخطط التعاون.

عيوب مخطط التعاون

  • يمكن أن تصبح مخططات التعاون complex عند وجود عدد كبير جدًا من الكائنات داخل النظام.
  • من الصعب استكشاف كل كائن داخل النظام.
  • تستغرق مخططات التعاون وقتًا طويلاً.
  • يتم إتلاف الكائن بعد إنهاء البرنامج.
  • تتغير حالة الكائن للحظات، مما يجعل من الصعب تتبع كل تغيير يحدث داخل كائن النظام.

مثال على مخطط التعاون

فولوwing يمثل الرسم التخطيطي التسلسل على نظام إدارة الطلاب:

مخطط التعاون

مخطط التعاون لنظام إدارة الطلاب

يمثل مخطط التعاون أعلاه نظام إدارة معلومات الطالب. يتم إعطاء تدفق الاتصالات في الرسم البياني أعلاه بواسطة،

  1. يطلب الطالب تسجيل الدخول من خلال نظام تسجيل الدخول.
  2. تقوم آلية مصادقة البرنامج بفحص الطلب.
  3. إذا كان إدخال الطالب موجودًا في قاعدة البيانات، فسيتم السماح بالوصول إليه؛ آخرwise، يتم إرجاع خطأ.

ما هو مخطط التوقيت؟

الرسم البياني توقيت هو شكل موجة أو رسم بياني يستخدم لوصف حالة شريان الحياة في أي وقت. يتم استخدامه للدلالة على تحول كائن من شكل إلى شكل آخر. لا يحتوي مخطط التوقيت على تدوينات كما هو مطلوب في مخطط التسلسل والتعاون. يتم تمثيل التدفق بين البرنامج في أوقات مختلفة باستخدام شكل موجة.

  • إنه تمثيل مناسب للتفاعلات التي تركز على التوقيتات المحددة للرسائل المرسلة بين الكائنات المختلفة.
  • تُستخدم مخططات التوقيت لشرح المعالجة الزمنية التفصيلية لكائن معين.
  • تُستخدم مخططات التوقيت لشرح كيفية تغير الكائن خلال حياته.
  • تُستخدم مخططات التوقيت في الغالب مع الأنظمة الموزعة والمدمجة.
  • في UML، تتم قراءة مخططات التوقيت من اليسار إلى اليمين وفقًا لاسم شريان الحياة المحدد على الحافة اليسرى.
  • تُستخدم مخططات التوقيت لتمثيل التغييرات المختلفة التي تحدث ضمن شريان الحياة من وقت لآخر.
  • تُستخدم مخططات التوقيت لعرض تمثيل رسومي لحالات مختلفة من شريان الحياة لكل وحدة زمنية.
  • يوفر UML تدوينات مختلفة لتبسيط حالة الانتقال بين شريتي الحياة لكل وحدة زمنية.

مثال على مخطط التوقيت

يمثل مخطط التوقيت الموضح أدناه عدة مراحل من أ دورة حياة تطوير البرمجيات.

الرسم البياني توقيت

مثال على مخطط التوقيت

في الرسم البياني أعلاه، يمر البرنامج أولاً بمرحلة المتطلبات ثم التصميم والتنفيذ later مرحلة التطوير. يتم إعطاء ناتج المرحلة السابقة في ذلك الوقت المحدد إلى المرحلة الثانية كمدخل. وبالتالي، يمكن استخدام مخطط التوقيت لوصف SDLC (دورة حياة تطوير البرمجيات) في UML.

فوائد مخطط التوقيت

  • تُستخدم مخططات التوقيت لتمثيل حالة كائن ما في لحظة زمنية معينة.
  • يسمح مخطط التوقيت بالهندسة العكسية وكذلك الأمامية.
  • يمكن استخدام مخطط التوقيت لتتبع كل تغيير داخل النظام.

عيوب مخطط التوقيت

  • من الصعب فهم الرسوم البيانية للتوقيت.
  • من الصعب الحفاظ على مخططات التوقيت.

كيفية رسم مخطط التفاعل؟

تُستخدم مخططات التفاعل لتمثيل السلوك التفاعلي للنظام. تركز مخططات التفاعل على السلوك الديناميكي للنظام. يوفر لنا مخطط التفاعل سياق التفاعل بين واحد أو أكثر من شرايين الحياة في النظام.

لرسم مخطط تفاعل، عليك أولاً تحديد السيناريو الذي يتعين عليك رسم مخطط تفاعل له. بعد تحديد الموقف، حدد شرايين الحياة المختلفة التي ستشارك في التفاعل. قم بتصنيف جميع عناصر شريان الحياة واستكشفها لتحديد الروابط المحتملة وكيفية ارتباط شرايين الحياة ببعضها البعض. لرسم مخطط التفاعل، اتبعwing الأشياء مطلوبة:

  1. إجمالي عدد شرايين الحياة التي ستكون جزءًا من التفاعل
  2. هو تسلسل لتدفق الرسائل داخل كائنات مختلفة في النظام.
  3. عوامل تشغيل مختلفة لتسهيل وظيفة مخطط التفاعل.
  4. أنواع مختلفة من الرسائل لعرض التفاعل بشكل أكثر وضوحًا ودقة.
  5. التسلسل المرتب للرسائل.
  6. تنظيم وهيكل الكائن.
  7. بنيات زمنية مختلفة للكائن.

استخدام مخطط التفاعل

تتكون مخططات التفاعل من مخطط تسلسلي، ومخطط تعاوني، ومخططات توقيتية. فولوwing هو الغرض المحدد من مخطط التفاعل:

  • تُستخدم المخططات التسلسلية لاستكشاف أي تطبيق أو نظام حقيقي.
  • تُستخدم مخططات التفاعل لاستكشاف ومقارنة استخدام مخططات التسلسل والتعاون والتوقيت.
  • تُستخدم مخططات التفاعل لالتقاط سلوك النظام. يعرض الهيكل الديناميكي للنظام.
  • تُستخدم المخططات التسلسلية لتمثيل تدفق الرسائل من كائن إلى كائن آخر.
  • تُستخدم مخططات التعاون لفهم الكائن archiهيكل النظام بدلاً من تدفق الرسائل.
  • تُستخدم مخططات التفاعل لنمذجة النظام كتسلسل زمني للأحداث.
  • تُستخدم مخططات التفاعل في الهندسة العكسية وكذلك الأمامية.
  • تُستخدم مخططات التفاعل لتنظيم بنية العناصر التفاعلية.

نبذة عامة

  • التفاعلات هي ببساطة وحدات من سلوك المصنف.
  • العناصر الحاسمة في مخطط التفاعل هي شريان الحياة والرسائل.
  • تركز مخططات التفاعل في الغالب على تمرير الرسائل.
  • تلتقط مخططات التفاعل السلوك الديناميكي لأي نظام.
  • يحتوي مخطط التفاعل على مخطط تسلسلي ومخطط توقيت ومخطط اتصال/تعاون.
  • مخطط تسلسل UML هو تصور تسلسل تدفق الرسائل في النظام.
  • الغرض من مخطط التعاون هو التأكيد على الجوانب الهيكلية.
  • تركز مخططات التوقيت على المثيل الذي يتم فيه إرسال الرسالة من كائن إلى كائن آخر.