Master MIDO
2ème année
Spécifications initiales
Analyse
Conception du système
Conception des classes
Modélisation et conception orientées objet avec UML2de Michael
Blaha et James Rumbaugh, 2ème édition, Pearson Education
France, 2005 – Traduction de l’ouvrage Applying Object-Oriented Modeling and Design with UML, Prentice Hall 2005
The Unified Modeling Language Reference Manual,2nd Edition de James Rumbaugh, Ivar Jacobson et Grady Booch, Addison Wesley Professional, 2004 – Traduction française : UML 2.0, Guide de Référence, CampusPress
Le guide de l’utilisateur UMLde Grady Booch, James Rumbaugh et Ivar Jacobson, Eyrolles, 2000 – Traduction de l’ouvrage The Unified Modeling Language User Guide; Addison-Wesley, 1998UML 2 par la pratique – Etudes de cas et exercices corrigésde Pascal Roques, 4ème Édition, Eyrolles, 2005
Transparents de cours de Robert Ogor : Transparents de cours de Marie-José Blin
©Maude Manouvrier - Univ. Paris Dauphine
OMT OOSE Notation
(Object Modeling de Ivar Jacobson de Grady Booch
Technique - 1991) de James Rumbaugh
UML - Unified Modeling Language
Standard de modélisation objet
adopté en 1997 par l’Object Management Group (OMG)
Révision des spécifications initiales en 2001 – UML 1
Approbation de la version UML 2.0 en 2004
Spécifications initiales du système : définition et formulation des exigences provisoires
Analyse : Compréhension en profondeur des exigences à partir de la construction de modèles
Conception du système : Mise au point de l’architecture du système en instaurant les politiques de conception des classes
Conception des classes :
• Augmentation et ajustement des modèles du monde réel issus de l’analyse en vue d’une compatibilité avec une implémentation informatique
• Détermination des algorithmes des opérations
Implémentation : Traduction de la conception en code
Test : Vérification du bon fonctionnement de l’application
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Cahier des charges
5
Cahier des charges
S’accorder sur ce qui doit être fait dans le système
5
Cahier des charges
S’accorder sur ce qui doit être fait dans le système
Comprendre les besoins et les décrire
5
Cahier des charges
S’accorder sur ce qui doit être fait dans le système
Comprendre les besoins et les décrire
S’accorder sur la manière dont le système doit être construit
5
Cahier des charges
S’accorder sur ce qui doit être fait dans le système
Comprendre les besoins et les décrire
S’accorder sur la manière dont le système doit être construit
Coder le résultat de la conception
5
Cahier des charges
S’accorder sur ce qui doit être fait dans le système
Comprendre les besoins et les décrire
S’accorder sur la manière dont le système doit être construit
Coder le résultat de la conception
Tester si le système est conforme au cahier des charges
Élaboration et optimisation des modèles en permanence
Application des mêmes concepts et de la même notation tout au long du processus mais avec des changements de points de vue
• Premiers stades axés sur les exigences métier
• Stades ultérieurs axés sur les ressources informatiques
Grande partie de l’effort pour l’analyse et la conception
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Plusieurs styles de cycle de vie :Développement en cascade :
• Séquence linéaire des différents stades
• Pas de retour en arrière
• Passage au stade suivant après la fin complète du stade précédent
• Pour des applications bien comprises avec des exigences bien stabilisées et des résultats d’analyse et de conception prévisibles
• Pas de livraison d’un système utilisable avant la finalisation complète du système
Développement itératif:
• Développement en cascade du noyau du système
• Élargissement du périmètre du système par ajout successif de propriétés et de comportement aux objets existants et de nouveaux types d’objets
• Plusieurs itérations avant le livrable final – chaque itération comprenant un ensemble complet de stades
• Pas de construction du système dans son intégralité en une seule fois
• Valable pour la plupart des applications
Objectif : se forger une idée globale du système en différant les détails
Questions à se poser [BR05] :
• A qui l’application est-elle destinée ?
• Quels problèmes l’application résoudra-t-elle ?
• Quelles seront les conditions d’utilisation de l’application ?
• Quand l’application est-elle attendue ?
• Pourquoi l’application est-elle attendue ?
• Comment l’application fonctionnera-t-elle ?
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Exigences : description de la façon dont un système se comporte du point de vue utilisateur
Système = boîte noire dont seul le comportement externe importe
• Exigences : souvent ambiguës, incomplètes voire incohérentes, parfois fausses
« Préciser ce qui doit être réalisé et non comment l’implémentation doit le réaliser » [BR05] :
« Préciser ce qui doit être réalisé et non comment l’implémentation doit le réaliser » [BR05] :
Exigences
Périmètre du système
Définition de ce qui est exigé
Contexte de l’application
Hypothèses
Besoins de performances
10
« Préciser ce qui doit être réalisé et non comment l’implémentation doit le réaliser » [BR05] :
Exigences Conception
Périmètre du système AlgorithmesApproche générale
Définition de ce qui est exigé Structures de données
Contexte de l’application Architecture
Hypothèses Optimisation
Besoins de performances Planification des ressources
10
« Préciser ce qui doit être réalisé et non comment l’implémentation doit le réaliser » [BR05] :
Exigences Conception
Périmètre du système AlgorithmesApproche générale
Définition de ce qui est exigé Structures de données
Contexte de l’application Architecture
Hypothèses Optimisation Besoins de performances Planification des ressources
Implémentation
Plates-formes
Spécifications matérielles
Bibliothèques logicielles Standards d’interface
10
« Préciser ce qui doit être réalisé et non comment l’implémentation doit le réaliser » [BR05] :
Exigences Périmètre du système
Définition de ce qui est exigé
Contexte de l’application Hypothèses
Besoins de performances
Implémentation
Plates-formes
Spécifications matérielles
Bibliothèques logicielles
Standards d’interface Conception Approche générale
Algorithmes
Structures de données
Architecture
Optimisation
Planification des ressources « Ne pas prendre trop tôt de
! décisions de conception ou d’implémentation »
10
En vue de l’amélioration de son système d’information, souhait d’une entreprise de modéliser le processus de formation des ses employés afin d’automatiser certaines tâches
Initialisation du processus de formation à la réception d’une demande de formation par le responsable formation de la part d’un employé. Analyse de la demande par le responsable et transmission de l’accord ou du désaccord à l’intéressé.
En cas d’accord,
• Recherche par le responsable de formation, dans le catalogue des formations agréées, d’un stage correspondant à la demande.
• Transmission à l’employé demandeur du contenu de la formation correspondant à la demande et du planning des sessions.
• Après validation auprès de l’employé, inscription auprès de l’organisme de formation de l’employé par le responsable à la session de formation choisie.
En cas d’empêchement de l’employé, obligation de l’employé d’informer le responsable au plut tôt pour annuler l’inscription ou la demande.
A la fin de la formation, remise par le participant au responsable d’une fiche d’appréciation de la formation et d’un document justifiant sa présence au cours de la formation.
Contrôle, par la responsable, de la facture envoyée par l’organisme de formation avant transmission au service comptable.
repris de [Roq05] 11
« Étape du développement où on examine le problème réel pour comprendre ses besoins sans planifier l’implémentation »[BR05]
Concentration sur la création de modèles
Analyse du domaine
? Modèles du domaine
Analyse de l’application
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Objectif : obtenir un modèle précis, concis, compréhensible et correct du monde réel
Début d’une compréhension plus claire des exigences
Mise en évidence des ambiguïtés et des
incohérences de l’énoncé du problème
Abstraction des caractéristiques essentielles de l’énoncé du problème dans un modèle
repris de [BR05] 13
Description des classes du monde réel et de leurs relations
Étapes à suivre [BR05] :
1. Identifier les classes et conserver les classes pertinentes
2. Préparer un dictionnaire de données
3. Identifier les associations et conserver les associations pertinentes
4. Identifier les attributs des objets et les liens
5. Organiser et simplifier les classes en utilisant l’héritage
6. Vérifier que tous les chemins d’accès existent pour les requêtes probables
7. Itérer et affiner le modèle
8. Réexaminer le niveau d’abstraction
9. Regrouper les classes en package
©Maude Manouvrier - Univ. Paris Dauphine 14
1. Identifier les classes: trouver les classes pertinentes pour les objets du domaine de l’application
Conseils de [BR05] :
Au départ, ne pas être trop sélectif et noter tout ce qui vient à l’esprit
Ne pas se soucier trop de l’héritage ni des classes de haut niveau
Exigences sources Extraction des noms candidatesClasses inappropriéesÉlimination des classes Classes
©Maude Manouvrier - Univ. Paris Dauphine 15
1.Identifier les classes: cas du système de gestion de demandes de formation
Système d’information Processus de formation Responsable de formation
Initialisation Employé Demande de formation Analyse Recherche
Accord Désaccord Intéressé Catalogue de formations agréées Stage
Transmission Contenu de formation Planning Session
Validation Responsable Inscription Organisme de formation
Obligation Empêchement Annulation Remise
Participant Appréciation de stage Justificatif de présences Facture Contrôle Service Comptable
©Maude Manouvrier - Univ. Paris Dauphine - adapté de [Roq05] 16
1.Conserver les classes pertinentes Par élimination des :
Classes redondantes : classes exprimant le même concept / Conservation du nom le plus évocateur
Classes sans intérêt : classe sans lien avec le contexte ou ne faisant pas partie du périmètre du logiciel
Classes vagues : classes ayant des frontières mal définies ou une portée trop large
Attributs : re-formulation des noms décrivant originellement des objets individuels sous la forme d’attributs
Opérations : appliquées à des objets et non manipulées en tant qu’opérations
Rôles : reflet de la nature intrinsèque d’une classe par son nom et non du rôle de la classe dans une association
Éléments d’implémentation : éléments étrangers au monde réel Classes dérivées
©Maude Manouvrier - Univ. Paris Dauphine – repris de [BR05] 17
2. Préparer un dictionnaire de données : pour
éviter les trop nombreuses interprétations
Décrire précisément chaque classe par un paragraphe Décrire la portée de chaque classe dans le problème courant, en incluant toutes les hypothèses et les restrictions quant à son utilisation [BR05]
Décrire également les attributs, associations, opérations et valeurs énumérées
©Maude Manouvrier - Univ. Paris Dauphine 18
2. Préparer un dictionnaire de données : pour
éviter les trop nombreuses interprétations
Décrire précisément chaque classe par un paragraphe Décrire la portée de chaque classe dans le problème courant, en incluant toutes les hypothèses et les restrictions quant à son utilisation [BR05]
Décrire également les attributs, associations, opérations et valeurs énumérées
Demande de formation : Email envoyé par un employé au responsable de formation, précisant un thème, une formation ou une session particulière de formation issues du catalogue. La demande est enregistrée par la système après transmission au responsable de formation.
©Maude Manouvrier - Univ. Paris Dauphine 18
3.Identifier les associations et conserver les associations pertinentes Par élimination des :
Associations non pertinentes ou relevant de l’implémentation
Actions
Associations ternaires par décomposition associations binaires, associations qualifiées ou classes-associations Associations dérivées : associations définies en termes d’autres associations (car redondance)
3.Identifier les associations et conserver les associations pertinentes Par élimination des :
Associations non pertinentes ou relevant de l’implémentation
Actions
Associations ternaires par décomposition associations binaires, associations qualifiées ou classes-associations Associations dérivées : associations définies en termes d’autres associations (car redondance)
est inscrit à
Employé * * Session
1 -demandeur Inscription 0..1 est
* satisfaite
Demande de formation 1 par
3.Identifier les associations et conserver les associations pertinentes Par élimination des :
Associations non pertinentes ou relevant de l’implémentation
Actions
Associations ternaires par décomposition associations binaires, associations qualifiées ou classes-associations Associations dérivées : associations définies en termes
d’autres associations (car redondance)
Toutes les associations est inscrit à
formant plusieurs Employé* * Session
!chemins entre des classes n’indiquent pas une 1 -demandeur 0..1
Inscription est
redondance * satisfaite
Demande de formation 1 par
Précision de la sémantique des associations :
Éviter les associations mal nommées : choix des noms primordial pour la compréhension Indiquer les noms d’extrémités d’associations Identifier les associations qualifiées
Formation NumSession 1 0..* Session
Préciser les multiplicités
Ajouter les associations manquantes
Transformer certaines associations en agrégations
©Maude Manouvrier - Univ. Paris Dauphine – repris de [BR05] 20
4.Trouver les attributs et conserver les attributs pertinents Conseils de [BR05] :
Ne pas pousser la recherche des attributs à l’extrême.
Ne considérer que les attributs pertinents pour l’application
Rechercher en premier les attributs les plus importants ; repousser les détails à plus tard
Omettre les attributs dérivés
Rechercher les attributs des associations
Élimination des attributs inutiles ou incorrects selon les critères suivants [BR05] :
Différencier les objets de leurs valeurs
Utiliser des qualificateurs
Ne pas préciser les attributs identificateurs exceptés ceux du domaine de l’application
©Maude Manouvrier - Univ. Paris DauphineÉliminer les valeurs internes et les détails fins 21
Par généralisation ascendante : en recherchant les classes ayant des attributs, des associations ou des opérations similaires
Par spécialisation descendante : en évitant les raffinements excessifs
Généralisation vs. Énumération
©Maude Manouvrier - Univ. Paris Dauphine -repris de [Roq05] modèle de classe 22
Par généralisation ascendante : en recherchant les classes ayant des attributs, des associations ou des opérations similaires
Par spécialisation descendante : en évitant les raffinements excessifs
Penser aux questions souhaitées
Vérifier qu’il n’y a aucune question utile sans réponse
©Maude Manouvrier - Univ. Paris Dauphine – modèle de classe repris de [Roq05] 23
Penser aux questions souhaitées
Vérifier qu’il n’y a aucune question utile sans réponse
Employé 0..* est inscrit à 0..* Session nom : String -participant (from Catalogue) prénom : String Inscription
service : Stringfonction : Stringemail : Email 0..1 date : Date ElementCatalogue(from Catalogue)
1 -demandeur Désaccord
0..* 1 Motif : String
Demande de Formation Réponse
dateEmission : Date 1 donne 0..1 date : Date
dateValidité : Date lieu à Accord
©Maude Manouvrier - Univ. Paris Dauphine – modèle de classe repris de [Roq05]
Pas d’exactitude du modèle à la première passe
Nécessité de réaliser des itérations continuelles Possibilité d’avoir différentes parties du modèle à différents stades d’achèvement
Possibilité de revenir à un stade antérieur pour corriger une anomalie détectée
Raffinements probables après l’achèvement des modèles d’états et d’interactions
©Maude Manouvrier - Univ. Paris Dauphine
Recherche des classes manquantes
• Scission de classe ayant
- Des attributs et des opérations disparates
- Plusieurs rôles
• Ajout de classe
- Création de super-classe en cas d’associations de même but et de même nom
- Transformation d’une association en classe en cas d‘association ayant un rôle façonnant substantiellement la sémantique d’une classe
Recherche d’associations manquantes en cas de chemins d’accès manquants pour répondre aux requêtes Recherche des éléments superflus
• Classes avec peu d’attributs, d’opérations ou d’associations
• Associations redondantes
Ajustement des attributs et des associations
• Déplacement d’une association en cas de noms d’extrémités d’association avec un sens trop large ou trop étroit
• Transformation d’une association en association qualifiée en cas de nécessité d’accès à un objet par l’intermédiaire de la valeur d’un attribut
©Maude Manouvrier - Univ. Paris Dauphine
Après une prise en compte de l’énoncé « au pied de la lettre », nécessité d’élever le niveau d’abstraction pour :
• Augmenter la souplesse du modèle
• Réduire le nombre de classes
Amélioration du modèle par l’utilisation de patterns d’analyse
Regroupement des éléments (classes, associations, généralisation et autres packages de niveau inférieur) ayant un thème commun ou fortement couplés afin de plus facilement tracer et visualiser le modèle
©Maude Manouvrier - Univ. Paris Dauphine – packages repris de [Roq05]
Après une prise en compte de l’énoncé « au pied de la lettre », nécessité d’élever le niveau d’abstraction pour :
• Augmenter la souplesse du modèle
• Réduire le nombre de classes
Amélioration du modèle par l’utilisation de patterns d’analyse
Regroupement des éléments (classes, associations, généralisation et autres packages de niveau inférieur) ayant un thème commun ou fortement couplés afin de plus facilement tracer et visualiser le modèle
Comptabilité Demandes de formation Catalogue de formations
Entitésmétier Service comptable ; Facture Employé ; Inscription ; Réponse ; Demande de formation ; Accord; Désaccord formation ; Formation; SessionCatalogue ; Organisme de
©Maude Manouvrier - Univ. Paris Dauphine – packages repris de [Roq05]
Description du cycle de vie des objets de certaines classes
Étapes à suivre [BR05] :
1. Identifier les classes du domaine ayant des états
2. Trouver les états
3. Trouver les événements
4. Construire les diagrammes d’états
5. Évaluer les diagrammes d’états
©Maude Manouvrier - Univ. Paris Dauphine
Recherche des classes ayant un cycle de vie distinct (classes caractérisées par une progression ou représentant un comportement cyclique)
Recherche des états à partir des différences qualitatives dans le comportement, les attributs ou les associations des classes dynamiques
Recherche des classes ayant un cycle de vie distinct (classes caractérisées par une progression ou représentant un comportement cyclique)
Demande de formation
Recherche des états à partir des différences qualitatives dans le comportement, les attributs ou les associations des classes dynamiques
28
Recherche des classes ayant un cycle de vie distinct (classes caractérisées par une progression ou représentant un comportement cyclique)
Demande de formation
Recherche des états à partir des différences qualitatives dans le comportement, les attributs ou les associations des classes dynamiques
Création EnAttenteDeRéponse EnAttenteInscription Satisfaite Réalisée
28
Recherche des événements déclenchant les transitions entre les états
Capturer les informations véhiculées par un événement sous la forme d’une liste de paramètres
29
Recherche des événements déclenchant les transitions entre les états
Capturer les informations véhiculées par un événement sous la forme d’une liste de paramètres
valider / envoyer email au responsable refuser / envoyer refus à l’employé
accepter / envoyer accord à l’employé inscrire / envoyer confirmation inscription à l’employé
29
4. Construire des diagrammes d’états (exemple)
©Maude Manouvrier - Univ. Paris Dauphine -diagramme repris de [Roq05] 30
Création
valider / envoyer
email au responsable Refusée
EnAttenteDeRéponserefuser / envoyerrefus à l’employé
accepter / envoyer email d’accord à l’employé
avec contenu formation et planning des sessions
Version 1 :
Diagramme Satisfaite
d’états initialfinSession
©Maude Manouvrier - Univ. Paris Dauphine -diagramme repris de [Roq05] Réalisée 30
inscrire / envoyer confirmation inscription à l’employé
valider / envoyer
email au responsable Refusée
Version 2 refuser / envoyer
EnAttenteDeReponse refus à l’employé
accepter / envoyer email d’accord à l’employé
RechercheSession
do / envoyer contenu formation et planning session à l’employé
choixDeSession (IdSession) / envoyer
inscription à l’organisme de formation
EnAttenteInscription
inscrire / envoyer confirmation
inscription à l’employé RéaliséefinSession
©Maude Manouvrier - Univ. Paris Dauphine-diagramme repris de [Roq05] Satisfaite 31
Examiner chaque modèle d’états et vérifier la connexion de tous les états
Prêter une attention particulière aux chemins d’accès (y-a-t-il un chemin conduisant de l’état initial à un état final ?)
Vérifier que la présence des variations attendues En cas de classe cyclique, vérifier la présence de la boucle principale
Ajouter les états manquants (identifiés par les chemins manquants)
©Maude Manouvrier - Univ. Paris Dauphine 32
5.Évaluer les diagrammes d’états (exemple)
Création annuler
Version Finale EnAttenteDeReponsevalider / envoyeremail au responsablerefuser / envoyerrefus à l’employéRefuséeaccepter / envoyer email d’accord à l’employé
RechercheSession annuler
do / envoyer contenu formation et planning session à l’employé
choixDeSession (IdSession) / envoyer
commande à l’organisme de formation
EnAttenteInscription annuler / envoyer annulation àl’organisme de formation
annulerSession / envoyer inscrire / envoyer confirmation annulation à employé inscription à l’employé Satisfaite finSession Réalisée
©Maude Manouvrier - Univ. Paris Dauphine – diagramme repris de [Roq05] 33
Modèle d’interactions : rarement intéressant pour l’analyse du domaine
Itération de l’analyse [BR05]
• Nécessité de réaliser plusieurs itérations pour obtenir un modèle complet
• Affinage de l’analyse au fur et à mesure de l’amélioration de la compréhension
• Vérification du résultat avec le rédacteur de l’énoncé du problème et les experts du domaine Analyse vs. conception
• Utilisation du modèle d’analyse comme base pour l’architecture, la conception et l’implémentation du système
• Difficulté pratique pour éviter une « contamination » du modèle
d’analyse par l’implémentation
©Maude Manouvrier - Univ. Paris Dauphine 34
Objectif : ajouter les « artefacts majeurs » au modèle du domaine
Concentration de l’attention sur les détails de l’application et prise en compte des interactions
Étapes à suivre pour le modèle d’interactions [BR05] :
1. Déterminer la frontière du système
2. Trouver les acteurs
3. Trouver les cas d’utilisation
4. Trouver les événements initiaux et finaux
5. Rédiger les scénarios standards
6. Ajouter des scénarios de variations et d’exceptions
7. Trouver les événements externes
8. Préparer des diagrammes d’activités pour les cas d’utilisation complexes
9. Organiser les acteurs et les cas d’utilisation
10. Vérifier avec le modèle de classes du domaine
©Maude Manouvrier - Univ. Paris Dauphine 35
Nécessité de bien connaître le périmètre précis de l’application pour bien spécifier ses fonctionnalités Durant l’analyse : détermination de la finalité du système et de son aspect pour les utilisateurs
36
Nécessité de bien connaître le périmètre précis de l’application pour bien spécifier ses fonctionnalités Durant l’analyse : détermination de la finalité du système et de son aspect pour les utilisateurs
Le système à développer doit gérer les demandes de formation des employés d’une entreprise. Les formations agréées sont disponibles dans un ou plusieurs catalogues. La gestion et la mise à jour des catalogues ne fait pas partie des fonctionnalités du système. De même, le suivi de la présence et du bon déroulement des sessions ne font pas partie du système. En revanche, le système doit permettre d’automatiser les actions suivantes : Rédiger une demande de formation; Évaluer une demande de formation; Chercher un stage; Inscrire un employé à un stage; Commander et payer un stage.
36
Identification des objets externes agissant avec le système
Recherche d’archétypes de comportement (et non pas d’individus)
Correspondance possible entre un acteur et plusieurs objets extérieurs ou un objet extérieur et plusieurs acteur (un acteur par facette)
37
Identification des objets externes agissant avec le système
Recherche d’archétypes de comportement (et non pas d’individus)
Correspondance possible entre un acteur et plusieurs objets extérieurs ou un objet extérieur et plusieurs acteur (un acteur par facette)
Employé Responsable de Organisme de Service
formation formation comptable
37
Dresser, pour chaque acteur, la liste de ses façons fondamentalement différentes d’utiliser le système
Représenter un cas d’utilisation pour chaque type de service fourni par le système
Conserver un niveau de détails similaire pour tous les cas d’utilisation
Tracer un diagramme de cas d’utilisation préliminaire
38
Dresser, pour chaque acteur, la liste de ses façons fondamentalement différentes d’utiliser le système
Représenter un cas d’utilisation pour chaque type de service fourni par le système
Conserver un niveau de détails similaire pour tous les cas d’utilisation
38
Partition des fonctionnalités du système en unités discrètes (les cas d’utilisation) indiquant les acteurs impliqués mais pas de représentation claire du comportement
Compréhension du comportement à partir de la compréhension des séquences d’exécution de chaque cas d’utilisation
Recherche des événements initiaux et finaux de chaque cas d’utilisation
39
Partition des fonctionnalités du système en unités discrètes (les cas d’utilisation) indiquant les acteurs impliqués mais pas de représentation claire du comportement
Compréhension du comportement à partir de la compréhension des séquences d’exécution de chaque cas d’utilisation
Recherche des événements initiaux et finaux de chaque cas d’utilisation
Demander une formation :
Événement initial : Saisie d’une demande par un employé
Événement final : Enregistrement de la demande Gérer ses demandes :
Événement initial : Ouverture d’une demande existante par l’employé Événement final : (1) Annulation de la demande ou (2) Enregistrement des modifications
39
Préparation d’un ou plusieurs dialogues types pour avoir une idée du comportement attendu du système
Illustration par des scénarios des interactions importantes, des formats d’affichage externe et des échanges d’informations
Ne pas rédiger le cas général directement, mais penser en terme d’exemples d’interactions
Commencer par rédiger les scénarios des « cas normaux »
40
Préparation d’un ou plusieurs dialogues types pour avoir une idée du comportement attendu du système
Illustration par des scénarios des interactions importantes, des formats d’affichage externe et des échanges d’informations
Ne pas rédiger le cas général directement, mais penser en terme d’exemples d’interactions
Commencer par rédiger les scénarios des « cas normaux »
Exemple de scénario pour le cas d’utilisation « Demander une formation » Albert Gamotte (employé) se connecte au système. Il va dans le menu « Créer une demande ». La date du jour est automatiquement affectée à la demande. Albert Gamotte choisit parmi les thèmes disponibles le thème « Formation UML 2 ». Il enregistre sa demande et se déconnecte.
Considérer les cas particuliers tels que les entrées omises, les valeurs minimales et maximales, les valeurs dupliquées Prendre en compte les cas d’erreur (ex. valeurs invalides, absence de réponse)
Envisager les interactions pouvant se superposer aux interactions de base
• Mot de passe de l’employé erroné
• Serveur indisponible à la connexion
• Connexion à la base de données coupée
• Panne du serveur au moment de l’enregistrement de la demande
Examiner les scénarios pour identifier les événements externes :
• Entrées
• Décisions
• Interruption
• Interactions provenant ou dirigées vers des utilisateurs ou des équipements externes
Regrouper les événements ayant le même effet sous un même nom (même en cas de valeurs de paramètres différentes)
Préparer un diagramme de séquences pour chaque scénario
repris de [BR05]
« system »
: SGDF Responsable de
Employé {employé authentifié} formation
consulterCatalogue() thèmes
choisirThème()
formations du thème
choisirFormation()
sessions disponibles
choisirSession()
infos sessions
validerDemande() enregistrerDemande
« system »
: SGDF Responsable de
Employé formation
43
« system »
: SGDF Responsable de
Employé formation
43
« system »
: SGDF Responsable de
Employé formation
43
Utiliser des diagrammes d’activité pour documenter la logique métier pendant l’analyse
Ne pas utiliser les diagrammes d’activité « comme une excuse pour commencer l’implémentation »
©Maude Manouvrier - Univ. Paris Dauphine 44
8. Préparer des diagrammes d’activité pour les cas d’utilisation complexe (exemple)
9.Organiser les acteurs et les cas d’utilisation Pour les systèmes de grande taille ou les systèmes complexes, organiser les cas d’utilisation à l’aide des relations include et extend
Possibilité d’organiser les acteurs par des généralisations
Vérifier la cohérence entre le modèle du domaine et celui de l’application
Examiner les scénarios pour s’assurer que le modèle du domaine possède toutes les données nécessaires Vérifier que le modèle du domaine couvre tous les paramètres d’événements
Construire un modèle de classes d’application [BR05] :
1. Spécifier les interfaces utilisateur
2. Définir les classes frontières
3. Déterminer les contrôleurs
4. Vérifier avec le modèle d’interactions
49
IHM = « objet ou groupe d’objets fournissant aux utilisateurs d’un système un moyen cohérent d’accès aux objets du domaine, aux commandes et aux options de l’application » [BR05]
Pendant l’analyse, mettre l’accent sur le flux d’informations et le contrôle et non sur le format de présentation
Pendant l’analyse, considérer l’interface de manière grossière et ne pas se préoccuper des différentes manières d’entrer les données
Esquisser néanmoins un croquis de l’interface pour aider à visualiser le fonctionnement de l’application et s’assurer de ne rien avoir oublié d’important
©Maude Manouvrier - Univ. Paris Dauphine – repris de [BR05] 50
Classe frontière (boundary) : « classe modélisant les interactions entre le système et ses acteurs » [Roq05]
Gestion, via une classe frontière, du format d’une ou plusieurs sources externes et conversion des informations pour les transmettre au système et inversement [BR05]
Utilité de définir des classes frontières pour isoler la partie interne du système du monde extérieur [BR05]
51
Classe frontière (boundary) : « classe modélisant les interactions entre le système et ses acteurs » [Roq05]
Gestion, via une classe frontière, du format d’une ou plusieurs sources externes et conversion des informations pour les transmettre au système et inversement [BR05]
Utilité de définir des classes frontières pour isoler la partie interne du système du monde extérieur [BR05]
« boundary » « boundary »
ÉcranGeneralEmployé ÉcranDemandeFormation
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Classe frontière (boundary) : « classe modélisant les interactions entre le système et ses acteurs » [Roq05]
Gestion, via une classe frontière, du format d’une ou plusieurs sources externes et conversion des informations pour les transmettre au système et inversement [BR05]
Utilité de définir des classes frontières pour isoler la partie interne du système du monde extérieur [BR05]
« boundary » « boundary »
ÉcranGeneralEmployé ÉcranDemandeFormation
Apparition uniquement des souches des classes frontières dans le modèle d’application, l’élaboration de ces classes n’étant pas encore claire à ce stade du processus de développement [BR05]
Contrôleur : « objet actif gérant le contrôle au sein d’une application » [BR05]
• Réception de signaux par le contrôleur provenant du monde extérieur ou des objets internes au système
• Réaction à ces signaux
• Invocation des opérations sur les objets du système
• Envoi de signaux au monde extérieur
Un ou plusieurs contrôleurs par application pour séquencer le contrôle [BR05]
Liaison en général entre un contrôleur et un cas d’utilisation particulier [Roq05]
« control »
ContrôleurDemandeFormation
Construire le modèle de classes de l’application en revoyant les cas d’utilisation et en réfléchissant à leur manière de fonctionner A la fin de l’analyse, possibilité de de simuler un cas d’utilisation avec les classes de deux modèles (domaine et application)
repris de [BR05]
Modèle d’états de l’application [BR05] :
1. Déterminer les classes d’application ayant des états
2. Identifier les événements
3. Construire des diagrammes d’états
4. Comparer aux autres diagrammes d’états
5. Comparer au modèle de classes
6. Comparer au modèle d’interactions
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Bons candidats pour les diagrammes d’états : les classes de l’interface et les classes contrôleurs
Étudier les scénarios pour en extraire les événements
©Maude Manouvrier - Univ. Paris Dauphine – adapté de [BR05] 57
Bons candidats pour les diagrammes d’états : les classes de l’interface et les classes contrôleurs
Étudier les scénarios pour en extraire les événements
Contraste entre l’élaboration du modèle d’états du domaine et celui de l’application [BR05] :
Pour le modèle du domaine : recherche des états puis des événements
Concentration du modèle du domaine sur les données
Regroupements de données significatifs qui forment des états sujets à des événements
Pour le modèle de l’application : sens inverse
Concentration du modèle d’application sur les comportements
Élaboration de cas d’utilisation relevant des événements
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Construire un diagramme d’états pour chaque classe d’application ayant un comportement temporel
Envisager un diagramme de séquence pour chaque classe ayant un comportement temporel
• Diagramme d’états initial = séquences d’événements et d’états
• Correspondance entre chaque scénario ou diagramme de séquences et un chemin dans le diagramme d’états
Diagramme d’états complet ? Prise en compte de tous les scénarios et traitement de tous les événements pouvant affecter un état
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annulerDemande initialiserDemande(emp)
EnInitialisationDeDemande Diagramme
annulerDemanded’états initial
/ annuler les créerDemande(emp) pour levariables
utiliséescontrôleur de
EnCréationDeDemande demandes de
valider(dateDuJour) formation
(à compléter) EnregistrementDeDemande do / envoyer mail au responsable
et afficher message à l’employé
déconnexionEmployé
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Vérifier la complétude et la cohérence de chaque diagramme d’états et vérifier la cohérence entre les événements de différents diagrammes
Vérifier la cohérence avec le modèle de classes du domaine et celui de l’application
Comparer le modèle d’états avec les scénarios du modèle d’interactions
Simuler chaque chaque séquence manuellement et vérifier le reflet correct du comportement sur le diagramme d’états
En cas de découverte d’erreur, modifier le diagramme d’états ou les scénarios
Identifier les chemins légitimes dans le modèle d’états (?scénarios supplémentaires) et vérifier qu’ils ont un sens
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Ajouter des opérations [BR05] :
Inutile de représenter les lectures ou écritures des attributs ou de liens d’associations = opérations implicites
Correspondance entre les opérations et les activités
Issues du comportement des classes dans le monde réel
Indépendantes d’une application particulière mais avec un intérêt intrinsèque
Élargissement de la définition d’une classe au-delà des besoins stricts du problème immédiat
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DemandeDeFormation
dateEmission: Date dateValidité: Date
lier(element:ElementCatalogue) valider(dateValidité:Date) refuser() accepter() annuler()
emettre(dateEmission:Date) emettreRefus() emettreAccord()
emettreCommande()
…
Rechercher les opérations similaires et le variations de forme d’une même opération
Élargir la définition d’une opération pour englober ses variations et les cas particuliers
Utiliser l’héritage pour réduire le nombre d’opérations
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DemandeDeFormation
dateEmission: Date dateValidité: Date
Opérations de
mise à jour lier(element:ElementCatalogue)valider(dateValidité:Date)
d’attributs ou refuser() de liens ne accepter() devant pas annuler()
apparaître lors emettre(dateEmission:Date) de l’analyse emettreRefus()
emettreAccord()
emettreCommande()
…
Rechercher les opérations similaires et le variations de forme d’une même opération
Élargir la définition d’une opération pour englober ses variations et les cas particuliers
Utiliser l’héritage pour réduire le nombre d’opérations
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Objectif de l’analyse : « comprendre un problème afin de pouvoir définir une conception correcte du système »
Capture des propriétés essentielles du problème sans introduire d’artefacts d’implémentation 2 phases : • Analyse du domaine :
? Capture de la connaissance générale d’une application
? Traduction en modèle de classes, parfois d’états, rarement d’interactions
• Analyse de l’application :
? Concentration sur les artefacts principaux, importants et visibles par les utilisateurs et approuvés par les utilisateurs
? Domination du modèle d’interactions, mais importance également des modèles de classes et d’états
Importance de l’abstraction tout au long de l’analyse [BR05] :
Réfléchir de manière large en construisant les modèles
Ne pas lier l’application à des pratiques métier arbitraires et pouvant changer dans le temps
Essayer de trouver une souplesse anticipant les futures évolutions et permettant de s’y adapter
Objets logiciels internes au système
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Analyse: le quoi, indépendamment du comment
Conception du système :
• Mise au point d’une stratégie de haut niveau : l’architecture du système
Étapes a suivre [BR05] :
1. Estimer les performances du système
2. Mettre au point un plan de réutilisation
3. Organiser le système en sous-systèmes
4. Identifier les questions de concurrence inhérentes au problème
5. Allouer les sous-systèmes aux équipements matériels
6. Gérer le stockage des données
7. Gérer les ressources globales
8. Choisir une stratégie de contrôle du logiciel
9. Traiter les cas limites
10. Arbitrer les priorités
11. Sélectionner un style architectural
©Maude Manouvrier - Univ. Paris Dauphine
Objectif : déterminer la faisabilité du système
Émettre des hypothèses simplificatrices
Se contenter d’approximations, d’estimations et de suppositions si nécessaires
Deux aspects de réutilisation :
• Utilisation d’éléments existants • Création de nouveaux éléments
Nécessité d’avoir de l’expérience pour concevoir des éléments réutilisables
Exemples d’éléments réutilisables : bibliothèque, framework et pattern
Bibliothèque [BR05] : « collection de classes utiles dans de nombreux contexte » Framework [BR05] : « squelette de programme devant être étoffé pour
construire une application complète » Pattern [Roq05] : « Solution de modélisation récurrente et documentée, applicable dans un contexte donné »
3.Décomposer un système en sous-systèmesSous-système :
• Définition cohérente de traiter une partie du problème
• Ensemble de classes, d’associations, d’opérations, d’événements, de contraintes, reliés et ayant des interfaces bien définies (et restreinte) avec d’autres sous-systèmes
• Défini en termes des services qu’il fournit
Service : ensemble de fonctionnalités apparentées servant le même but Interface :
• Spécification de la forme des interactions et des flux d’informations traversant la frontière du sous-système
• Sans lien avec l’implémentation interne du sous-système
Conception d’un sous-système indépendante et sans affectation sur les autres sous-systèmes
(suite)
Décomposition en couches :
Construction d’une couche en terme de celles qui se trouvent en-dessous et fournissant une base d’ implémentation pour celles se situant au-dessus
Décomposition en partitions :
Division d’un système en sous-systèmes indépendants et faiblement couplés, chacun fournissant un type de service
Combinaison de couches et de partitions :
Nécessité pour la plupart des grands systèmes
Exemple d’architecture en couches pour le système de gestion de demandes de formation
repris de [Roq05]
Concurrence = « deux ou plusieurs activités ou événements dont l’exécution peut se chevaucher dans le temps »
Identifier la concurrence intrinsèque à l’aide du modèle d’états
Décomposition en sous-systèmes de préférence indépendants
Threadde contôle : « chemin d’exécution unique dans un ensemble de diagrammes d’états où un seul objet est actif à la fois»
Définir les tâches concurrentes en groupant des objets non concurrents dans un même thread de contôle (ou tâche)
a) Estimer les exigences en ressources matérielles
b) Arbitrer entre matériel et logiciel
c) Allouer des tâches aux processeurs
d) Choisir l’organisation et la forme de connexion des différentes unités physiques (topologie des connexions, unités redondantes, communications)
Structure de données en mémoire, fichiers ou bases de données
Unités physiques (ex. processeurs), espaces (ex. espace disques), noms logiques (ex. noms de fichiers ou de classes), accès aux données partagées (ex. bases de données)
Contrôle externe : flux d’événements visibles à l’extérieur entre les objets du système
Contrôle interne : flux d’événements au sein d’un processus
Initialisation Terminaison
Échecs
Arbitrage entre temps et espace, matériel et logiciel, simplicité et généralité, efficacité et maintenabilité Compromis dépendant des buts de l’application
Transformation par lots (batch) : « Transformation de données exécutée en une seule fois sur un ensemble complet de données d’entrées »
Transformation continue : « Transformation opérée continuellement sur des données d’entrées variant »
Interface interactive : « Système dominé par des interactions externes »
Simulation dynamique : « Système simulant l’évolution des objets du monde réel »
Système temps réel : « Système dominé par des contraintes de temps strictes »
Gestionnaire de transactions : « Système avec pour rôle le stockage et la mise à jour de données, et impliquant souvent des accès concurrents provenant de différents emplacement physiques »
Conception des classes :
• Finalisation de la définition des classes et des associations
• Choix des algorithmes des opérations
Ajout de détails et prise de décisions fines Choix des différentes façons d’implémenter les classes d’analyse
Nécessité d’avoir plusieurs itérations à des niveaux successifs d’abstraction
Critères de facilité d’implémentation, de
maintenabilité et d’extensibilité
Étapes à suivre [BR05] :
1. Combler le fossé entre exigences de haut niveau et services de bas niveau
2. Réaliser les cas d’utilisation par des opérations
3. Formuler un algorithme pour chaque opération
4. Décomposer récursivement jusqu’à obtenir des opérations de conception desservant des opérations de bas niveau
5. Remanier le modèle pour obtenir une conception plus nette
6. Optimiser les chemins d’accès aux données
7. Réifier les comportements devant être manipulés
8. Ajuster la structure des classes pour augmenter l’héritage
9. Organiser les classes et associations
©Maude Manouvrier - Univ. Paris Dauphine
1. Combler le fossé entre exigences de haut niveau et
Fonctionnalités désirées
Ressources disponibles
1. Combler le fossé entre exigences de haut niveau et
Fonctionnalités désirées
Fossé ?
Ressources disponibles
79
1. Combler le fossé entre exigences de haut niveau et
Fonctionnalités désirées
Éléments intermédiairesFossé
Ressources disponibles
79
Cas d’utilisation = définition d’un comportement mais pas de sa réalisation
Conception ? choix entre les différentes options et
préparation de l’implémentation Étapes :
a) Dresser la liste des responsabilités d’un cas d’utilisation
b) Regrouper les responsabilités en groupes cohérents ? une seule opération de bas niveau pour réaliser les responsabilités d’un même groupe
c) Affecter les nouvelles opérations de bas niveau aux classes
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a) Choisir des algorithmes qui minimisent le coût d’implémentation des opérations
« 20% des opérations comprennent 80% du temps » ?
concentrer la recherche d’algorithmes à ces opérations
Prise en compte de la complexité des calculs, de la facilité d’implémentation et de de compréhension, et de la souplesse
b) Sélectionner les structures de données appropriées aux algorithmes
Utilisation de classes conteneurs (bags, ensembles, tableaux,
listes, files, piles, dictionnaires, arbres etc.)
c) Déterminer de nouvelles classes et opérations internes en cas de nécessité
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Organiser les opérations en couches : invocation des opérations de bas niveau par les opérations de haut niveau
Opérer de manière descendante : opérations de haut niveau puis celle de bas niveau Deux manières d’opérer :
• Par fonctionnalités
Attention à ne pas trop dépendre des fonctionnalités de haut niveau
? « Système hypersensible aux changements »
• Par mécanismes
Construction du système en s’appuyant sur des mécanismes de base (mémorisation des informations, séquençage du flux de contrôle, coordination des objets, transformation des données …)
? « Système ne faisant réellement rien d’utile »
• Sélectionner une combinaison appropriée entre conception par fonctionnalités et conception par mécanismes
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5. Remanier le modèle pour obtenir une conception plus netteRefactoring :
• « processus consistant à modifier la structure interne d’un programme pour améliorer sa conception sans en changer les fonctionnalités externes »
• « Partie essentielle de tout processus de génie logiciel »
• ? Maintien de la viabilité de la conception pour la suite du développement
Conception initiale ? incohérences, redondances, et points faibles en terme d’efficacité
Nécessité de revoir la conception et de retravailler les classes et les opérations ? au final satisfaction de tous leurs usages et cohérence du point de vue conceptuel
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Trouver le juste équilibre entre efficacité et clarté
Ne pas prendre en compte l’efficacité prématurément
Bien comprendre la logique de fonctionnement du
système avant de penser à l’optimiser Étapes à suivre [BR05] :
• Fournir des chemins d’accès efficaces
Par ajout d’associations redondantes
• Réorganiser les calculs pour améliorer l’efficacité
• Sauvegarder des calculs intermédiaires pour éviter
de refaire des calculs
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Employé 0..* est inscrit à 0..* Session nom : String -participant (from Catalogue) prénom : String Inscription
service : Stringfonction : Stringemail : Email 0..1 date : Date ElementCatalogue(from Catalogue)
1 -demandeur Désaccord
0..* 1 Motif : String
Demande de Formation Réponse
dateEmission : Date 1 donne 0..1 date : Date
dateValidité : Date lieu à Accord
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Réification = « promouvoir au rang d’objet quelque chose n’étant pas un objet »
Réification d’un comportement ? encodage du comportement dans un objet et décodage lors de son exécution
Existence de patterns comportementaux réifiant les comportements
Étapes à suivre [BR05] :
Réorganiser les classes et les opérations pour accroître l’héritage
Extraire les comportements communs à plusieurs groupes de classes
? Création de super-classes abstraites
Employer la délégation pour partager les comportements en cas d’impossibilité d’utiliser l’héritage du point de vue sémantique
Délégation = « Mécanisme d’implémentation où un objet, disposant d’une opération, y répond en la transmettant à un autre objet pour qu’il l’exécute »
Étapes à suivre [BR05] :
Masquer l’information interne de la vue externe
• Séparer soigneusement les spécifications externes de l’implémentation interne
• Limiter la portée de la navigation dans le modèle de classes
• Ne pas accéder aux attributs étrangers
• Définir des interfaces à haut niveau d’abstraction
• Cacher les objets externes
• Éviter les appels en cascade de méthodes Maintenir la cohérence des entités
• Séparer la stratégie de l’implémentation
• Méthode de stratégie = instruction d’E/S, structures conditionnelles, et accès aux données
• Méthode d’implémentation = encodage de l’algorithme sans prise de décision, ni d’émission d’hypothèses, ni de traitement par défaut Raffiner les packages
• Définir des packages pour les éditer et les compiler plus facilement et pour la commodité de l’équipe de développement
• Définir des packages avec des interfaces minimales et bien définies
• Définir des packages cohérents et les organiser autour d’un thème commun
Spécifications Utilisateurs
initiales du DéveloppeursManagers
système Experts métier
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Spécifications initiales du système
Analyse :
Analyse du domaine Analyse de l’application
89 Spécifications initiales du système
Analyse :
Analyse du domaine
Analyse de l’application
Conception :
Conception du système Conception des classes
Optimisation
89
Spécifications initiales du système
Analyse :
Analyse du domaine Analyse de l’application
! Il s’agit d’un processus itératif
Spécifications initiales : genèse de l’application
• Entrée : idée brute d’une nouvelle application
• Sortie : énoncé du problème = point de départ d’une analyse approfondie
Analyse : construction de modèles pour bien comprendre les exigences en termes de ce qui doit être réalisé et non de comment cela doit être réalisé
• Entrée : énoncé du problème
• Sortie : modèles de classes, d’états et d’interactions • 2 stades :
? Analyse du domaine : pour capturer les connaissances générales d’une application
? Analyse de l’application : pour capturer les aspects informatiques de l’application visibles pour les utilisateursrepris de [BR05]
Conception : détermination de comment l’application doit être réalisée
• Entrée : modèles d’analyse
• Sortie : modèles de classes, d’états et d’interactions détaillés
• 2 stades :
? Conception du système : mise au point de l’architecture du système
? Conception des classes : Augmentation et ajustement des modèles issus de l’analyse pour qu’ils soient prêts à être implémentés
repris de [BR05]
