Основные элементы диаграммы деятельности

Начальное и конечное состояния Каждая диаграмма деятельности должна иметь единственное начальное и единственное конечное состояния. Они имеют такие же обозначения, как и на диаграмме состояний. При этом каждая деятельность начинается в начальном состоянии и заканчивается в конечном состоянии. Саму диаграмму деятельности принято располагать таким образом, чтобы действия следовали сверху вниз. В этом случае начальное состояние будет изображаться в верхней части диаграммы, а конечное в нижней. Диаграмма деятельности (activity diagram) может иметь только одно начальное состояние. Конечных же состояний может существовать множество. Новые начальные состояния могут быть только на диаграммах, декомпозирующих отдельные виды деятельности.

Начальное и конечное состояния на диаграммах деятельности изображаются как закрашенный кружок и закрашенный кружок внутри окружности, соответственно (рис.1)./4/.

Деятельность Деятельность (activity) обозначается прямоугольником с закругленными сторонами (рис.2).

Рисунок 2 — Пример элемента «деятельность» (activity).

Элемент «деятельность» (activity) используется собственно для описания определенной деятельности субъекта или объекта. С этим элементом должно быть связано наименование. Наименование должно отражать цель деятельности. Деятельность именуется глаголом в настоящем времени. На диаграммах деятельности (activity diagram) элементы с одним и тем же именем используются для обозначения одного и того же вида деятельности.

Иногда возникает необходимость представить на диаграмме деятельности некоторое сложное действие, которое, в свою очередь, состоит из нескольких более простых действий. Наличие дополнительного значка в деятельности означает, что для данной деятельности существует своя диаграмма деятельности (Sub-activity indicator) (рис.3).

Рисунок 3 — Отображение деятельности оформления заказа, включающая поддеятельность подтверждения заказа.

Переходы Переход (state transition) используется для описания связи между элементами диаграммы. Переход (state transition) обозначается сплошной линией со стрелкой (рис.4). Стрелка указывает на следующее действие.

Рисунок 4 — Пример элемента «переход» (state transition).

Переход (state transition) может иметь имя, связанное с событием, его вызвавшим. Событием называется любое происшествие, которое может быть причиной изменения состояния субъекта или объекта, или перехода от одного вида деятельности к другому виду. События могут вызывать некоторые действия. Одному событию соответствует ровно одно действие. Переход может происходить по условию. События, действия, условия можно добавить к переходу, используя для его описания спецификацию.

При построении диаграммы деятельности используются только нетриггерные переходы, то есть такие, которые выполняются сразу после завершения деятельности или выполнения соответствующего действия. Этот переход переводит деятельность в последующее состояние сразу, как только закончится действие в предыдущем состоянии.

Если из одного элемента выходит несколько переходов, то выполняться может только один из них. В этом случае для каждого из таких переходов должно быть явно записано сторожевое условие в прямых скобках. Условие же истинности должно выполняться только одного из них. Подобный случай встречается тогда, когда последовательно выполняемая деятельность должна разделиться на альтернативные ветви в зависимости от значения некоторого промежуточного результата. Такая ситуация получила название ветвления, а для ее обозначения применяется специальный символ.

Ветвления Простые последовательные переходы встречаются наиболее часто, но их одних недостаточно для моделирования любого потока управления. Как и в блок-схему, в диаграмму деятельности может быть включено ветвление или множественный переход со сторожевыми условиями. Ветвление описывает различные пути выполнения в зависимости от значения некоторого булевского выражения. Графически точка ветвления представляется ромбом, внутри которого нет никакого текста (рис.5).

Рисунок 5 — Пример элемента «решение» (decision).

В точку ветвления может входить ровно один переход, а выходить — два или более. Для каждого исходящего перехода задается булевское выражение, которое вычисляется только один раз при входе в точку ветвления. Ни для каких двух исходящих переходов сторожевые условия не должны одновременно принимать значение «истина», иначе поток управления окажется неоднозначным. Но эти условия должны покрывать все возможные варианты, иначе поток остановится.

Дорожки Диаграммы деятельности могут быть использованы не только для спецификации алгоритмов вычислений или потоков управления в программных системах. Не менее важная область их применения связана с моделированием бизнес процессов. Действительно, деятельность любой организации также представляет собой совокупность отдельных действий, направленных на достижение требуемого результата. Однако, применительно к бизнес процессам, желательно выполнение каждого действия ассоциировать с конкретным подразделением компании. В этом случае подразделение несет ответственность за реализацию отдельных действий, а сам бизнес процесс представляется в виде переходов действий из одного подразделения к другому.

Для моделирования этих особенностей в языке UML используется специальная конструкция, получившее название дорожки (swimlanes). Имеется в виду визуальная аналогия с плавательными дорожками в бассейне, если смотреть на соответствующую диаграмму. Все состояния действия на диаграмме деятельности делятся на отдельные группы, которые отделяются друг от друга вертикальными линиями. Две соседние линии образуют дорожку, а группа состояний между этими линиями выполняется отдельным подразделением (отделом, группой, отделением, филиалом) организации. Дорожки — это разновидность пакетов, описывающие связанную совокупность работ.

Названия подразделений явно указываются в верхней части дорожки. Пересекать линию дорожки могут только переходы, которые, в этом случае, обозначают выход или вход потока управления в соответствующее подразделение. Порядок следования дорожек не несет какой-либо семантической информации и определяется соображениями удобства.

Имеется некоторая связь между дорожками и параллельными потоками выполнения. Концептуально деятельность внутри каждой дорожки обычно — но не всегда — рассматривается отдельно от деятельности в соседних дорожках. Это разумно, поскольку в реальном мире подразделения организации, представленные дорожками, как правило, независимы и функционируют параллельно. Дорожка — часть области диаграммы деятельности, на которой отображаются только те деятельности, за которые отвечает конкретный объект.

Примеры изображения дорожек в диаграммах деятельности представлены на рисунках 6,7.

Рисунок 6 — Изображение дорожек на диаграмме деятельностей «Работа с веб-приложением, которое решает некую задачу в удаленной базе данных» .

Рисунок 7 — Изображение дорожек на диаграмме деятельностей «Оформление заказа завтрака в кафе» .

Объекты В общем случае действия на диаграмме деятельности выполняются над теми или иными объектами. Эти объекты либо инициируют выполнение действий, либо определяют некоторый их результат. Действия специфицируют вызовы, которые передаются от одного объекта графа деятельности к другому. Поскольку в таком ракурсе объекты играют определенную роль в понимании процесса деятельности, иногда возникает необходимость явно указать их на диаграмме.

Для графического представления объектов используется прямоугольник класса, с тем отличием, что имя объекта подчеркивается. Далее после имени может указываться характеристика состояния объекта в квадратных скобках. Такие прямоугольники объектов присоединяются к состояниям действия отношением зависимости пунктирной линией со стрелкой. Соответствующая зависимость определяет состояние конкретного объекта после выполнения предшествующего действия.

На диаграмме деятельности с дорожками расположение объекта может иметь некоторый дополнительный смысл. А именно, если объект расположен на границе двух дорожек, то это может означать, что переход к следующему состоянию действия в соседней дорожке ассоциирован с готовностью некоторого документа (объект в некотором состоянии). Если же объект целиком расположен внутри дорожки, то и состояние этого объекта целиком определяется действиями данной дорожки.

Для синхронизации отдельных действий на диаграмме деятельности никаких дополнительных обозначений не используется, поскольку синхронизация параллельных процессов может быть реализована с помощью переходов «разделение-слияние» .

Разделения и слияния Один из недостатков обычных блок-схем алгоритмов связан с проблемой изображения параллельных ветвей отдельных вычислений. Поскольку распараллеливание вычислений существенно повышает общее быстродействие программных систем, необходимы графические примитивы для представления параллельных процессов. В языке UML для этой цели используется специальный символ для разделения и слияния параллельных вычислений или потоков управления.

Простые и ветвящиеся последовательные переходы в диаграммах деятельности используются чаще всего. Однако часто возникает потребность изображения параллельных потоков, и это особенно характерно для моделирования бизнес-процессов. В UML для обозначения разделения и слияния таких параллельных потоков выполнения используется синхронизационная черта, которая рисуется в виде жирной вертикальной или горизонтальной линии. При этом разделение (concurrent fork) имеет один входящий переход и несколько выходящих, слияние (concurrent join), наоборот, имеет несколько входящих переходов и один выходящий (рис.8).

слияние разделение Рисунок 8 — Изображения разделения и слияния потоков на диаграмме деятельности В месте объединения ожидается завершение всех входящих потоков. После точки разделения деятельности выполняются параллельно. Под параллельными потоками управления имеется в виду не только истинный параллелизм, то есть одновременное выполнение, но и последовательное выполнение с переключением между потоками, что дает лишь иллюзию истинного параллелизма, а также независимое прохождение потоков в произвольном порядке. Должен поддерживаться баланс между точками разделения и слияния. Это означает, что число потоков, исходящих из точки разделения, должно быть равно числу потоков, приходящих в соответствующую ей точку слияния.