1Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi EgyetemMéréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék

IT rendszerek modellezése

Micskei Zoltánhttp://mit.bme.hu/~micskeiz

Intelligens rendszerfelügyelet (VIMIA370)

2

Bevezető

Modellezés: központi fogalomo életben, mérnöki tudományokban, informatikában…

Modell:o A „valóság” egy részletének egyszerűsített képe

Elvárások:o Leképezés, csökkentés, gyakorlatiasság

3

Absztrakció Modell készítésekor absztrakciót használunk

Student

name : String neptun : String inHostel : Boolean

4

Modellezés a gyakorlati életben?Pl.: [svéd cég] webes konyhatervezője

5

Eddig használt modellezési nyelvek

• automataDigitális technika

• folyamatábra, pszeudo kódAlgoritmus

• E/R diagramAdatbázis

• UML diagramOO program

• ….….

Minden problémához a neki megfelelő nyelv és módszer kiválasztása!

6

Modellek lehetséges felhasználása

Rendszer

Modell 1

Modell N

…

Dokumentáció

Generálás

Ellenőrzés

Analízis

…

7

Példa: modellek felhasználása

Szerver-terem

Fizikai elhelyezkedés

leírása

Logikai hálózati

topológia

Kábelezés, rack elrendezés

IP címek, hálózati beállítások

Szolgáltatások modellje

Alkalmazások telepítése

8

Modellezési nyelv

Milyen elemeket használhatunk a modellben?→ metamodell (modellezési nyelv modellje)

Típusa – példánya kapcsolat• Sablon definiálása• Kényszerek, összefüggések

9

Kapcsolatok az egyes szintek között

RendszerModell

absztrakció

konkretizáció

Metamodell

típusa

példánya

absztrakciós szintek

meta szintek

10

Több metaszint használata

m3

típusa

példánya

m2

m1

típusa

példánya

Mindegyikre „modellként” hivatkozunk

m2 m1-hez képest metamodell

De m2 m3-hoz képest példány modell

11

Példa: több szint használata, adatbázisok

E/R diagram

12

Példa: több szint használata, adatbázisok

E/R diagram

E/R diagram nyelve

13

Példa: több szint használata, adatbázisok

E/R diagram

E/R diagram nyelve

SQL séma

CREATE TABLE student ( id int NOT NULL, name char(50))

...

14

Példa: több szint használata, adatbázisok

E/R diagram

E/R diagram nyelve

SQL séma

SQL:2008 nyelv

15

SQL:2008 nyelv

Példa: több szint használata, adatbázisok

E/R diagram

E/R diagram nyelve

SQL séma

Rekordok

(1, "Micskei Zoltán")(2, "Szatmári Zoltán")...

16

Példa: több szint használata, adatbázisokE/R diagram

nyelve

E/R diagram SQL séma

Rekordok

Tábla bináris formában

Rekord bináris formában

SQL:2008 nyelv

17

Egyszerű adatmodellezés folyamata

Példány modellek építése, visszacsatolás

Modell létrehozása

Kapcsolatok, tulajdonságok definiálása

Fogalmak összegyűjtése

18

Példa: IT topológia, rendszerterv

Hogyan írjunk le egy IT rendszert?

Fogalmak: gépek, hálózatok, alkalmazások…

19

Kézi rajz

20

Visio ábra

• Definiált elemek, de• Az információ még mindig strukturálatlan szöveg• Nem lehet ellenőrizni, feldolgozni

21

Visio ábra + adatkötés

• Tulajdonsághalmaz definiálása• Értékek elemhez rendelése• Egységes kezelés

22

DEMO

Tulajdonságok megadása elemekhezo Séma: adott elemtípushoz tartozó tulajdonságok

Tárolt és megjelenített adatok szétválasztásaoMegjelenítési stílusok, különböző nézetek

Külső adatforrás kötéseo Szinkronizáció

Visio + adatkötés

23

Szabványos modellezési nyelvek„Egy közös nyelvet beszéljünk”

Definiált:o elemkészlet (absztrakt szintaxis)o ábrázolásmód (konkrét szintaxis)o jelentés (formális szemantika)o további kényszerek (jólformáltsági

szabályok)

Példa: UML (szoftverfejlesztés), SDL (telekom)…

24

UML (Unified Modeling Language)Kibocsátó: Object Management GroupMegalkotók: Rational, IBM, Oracle, HP, Unisys…Verziók: UML 1.0 – 1997, aktuális: UML 2.4.1 – 2011 Cél: vizuális modellező nyelv

25

Unified Modeling Language (UML) Korábbi OO módszerek egyesítése

o UML 1.x: OO rendszerek modellezéseo UML 2.0: általános, testreszabható nyelv

Struktúra:o osztály, objektum, komponens, telepítés

Viselkedés:o használati eset, állapotgép, aktivitás, interakció

Diagram ↔ Modell

26

UML elemkészlet (ismétlés)Osztálydiagram alap elemkészlet

Osztály

Asszociáció

Attribútum Öröklés

27

UML elemkészlet (ismétlés) Asszociáció

o Navigálhatóságo Multiplicitáso Tartalmazás: Kompozíció / Aggregáció

Példányo InstanceSpecificationo Slot

Interfészo Szerződés (elvárt működés)o Javaslat: metódusokat adjon meg

Absztrakt osztály: nem példányosítható

28

UML elemkészlet (ismétlés) Jelölések összefoglalása (a specifikációból):

29

UML elemkészlet (ismétlés) Az eddigiek csak egy apró szelete az UML-nek

A tárgyban főleg adatmodellezéssel foglalkozunko Viselkedés leírása kevésbé hangsúlyos most

Az előbbi elemkészlet jobbára elég lesz

30

Részletek megjelenítéseAttól függően, mire van szükség, többféle nézet:

Mi tipikusan ezen a szinten mozgunk most!

31

Tipikus hibák adatmodellek esetén Elnevezési koncepciók használata:

o PascalCase, camelCase; objektum név inkább kis kezdőbetű, ékezet ne legyen benne

Asszociációhoz nem kell attribútumokat felvenni, ez egy implementációs részlet

Különböző példányoknak ne legyen ugyanaz a neve

Példány szinten nem kell jelölni a kompozíciót Interfészben ne legyen attribútum

32

DEMO

Eclipse UML2 komponens

UML2 modell létrehozásao absztrakt szintaxis

Osztály diagram rajzolása a modellhez

Tulajdonságok, kapcsolatok, öröklődés

UML osztálydiagram Eclipse-ben

33

UML: absztrakt és konkrét szintaxis

Konkrét Absztrakt

34

UML metaszintek

Forrás: UML Infrastructure specification 2.4.1, p. 20

35

További információ Kirill Fakhroutdinov. UML Diagrams. website, URL:

http://www.uml-diagrams.org/o Jó webes összefoglaló az UML-ről, sok példával

J. Ludewig. „Models in software engineering – an introduction”. Software and Systems Modeling 2(1), 2003, pp. 5–14. DOI: 10.1007/s10270-003-0020-3o Egy olvasmányosabb cikk arról, hogy mi a szerepük a

modelleknek szoftver rendszerekben Jean Bézivin. “On the unification power of models”.

Software and Systems Modeling 4(2), 2005, pp. 171–188. DOI: 10.1007/s10270-005-0079-0o Tudományos cikk modellekről, metamodellekről

36

Összefoglalás

Modellezés, modellezés, modellezés

Megéri először modellezni

Adatmodellezés, metamodellezés szerepe