زبان مدلسازی یکپارچه (UML) نمودارهای زمانینوعی از نمودارهای تعاملی هستند که بر محدودیتهای زمانی اشیاء درون سیستم تمرکز دارند. این نمودارها به ویژه برای سیستمهای زمان واقعی مفید هستند که در آنها زمان و مدت زمان وقایع حیاتی است. این مقاله مفاهیم کلیدی نمودارهای زمانی UML را با استفاده از تصویر پیوسته به عنوان مرجع توضیح خواهد داد.
مفاهیم کلیدی نمودارهای زمانی UML
1. خط زندگی
خط زندگی وجود یک شیء یا شرکتکننده را در طول زمان نشان میدهد. در تصویر پیوسته، خط زندگی با عنوان «User/Acc_User» نشان داده شده و به صورت عمودی ادامه دارد که نشاندهنده مدت زمانی است که کاربر در سیستم وجود دارد.
2. حالت
حالتها شرایط یا موقعیتهایی هستند که یک شیء میتواند در آنها وجود داشته باشد. در نمودار، حالتهای مختلفی مانند «بیفعال»، «صبر کارت»، «صبر دسترسی» و «خروج کارت» نمایش داده شدهاند. هر حالت یک مرحله خاص در تعامل کاربر با سیستم را نشان میدهد.
3. محدودیت مدت زمان
محدودیتهای مدت زمان، مقدار زمانی را که یک شیء در یک حالت خاص سپری میکند مشخص میکنند. در تصویر، محدودیت مدت زمان با بازه [d..3d] نشان داده شده است که به این معناست که کاربر میتواند در حالت «صبر دسترسی» به مدتی بین d و 3واحد زمانی باشد.
4. محدودیت زمانی
محدودیتهای زمانی روابط زمانی بین رویدادهای مختلف را تعریف میکنند. در نمودار، محدودیت زمانی به صورت [t..t+3] نشان داده شده است که نشان میدهد انتقال از «کد» به «خروج کارت» باید در بازهای از t تا t+3 واحد زمانی اتفاق بیفتد.
5. تحریکها
تحریکها رویدادهای خارجی یا سیگنالهایی هستند که تغییر حالت را ایجاد میکنند. در تصویر، تحریکها با انتقال بین حالتها نمایش داده شدهاند، مانند انتقال از «صبر کارت» به «کد» و از «کد» به «خروج کارت».
6. واحد زمانی
واحد زمان، اندازهگیری پایه زمان در نمودار است. در تصویر پیوسته، واحد زمان روی محور افقی نمایش داده شده است و افزایشهای آن از 0 تا 8 است. این محور به درک بهتر زمانبندی و مدت زمان حالتها و انتقالهای مختلف کمک میکند.
تفسیر نمودار زمانی UML
- حالت اولیه: کاربر در حالت «بیفعال» شروع میشود.
- حالت صبر کارت: کاربر به حالت «صبر کارت» میرود و منتظر ارائه کارت میشود.
- حالت کد: پس از دریافت کارت، کاربر به حالت «کد» میرود، جایی که فرآیند یا تأییدیه انجام میشود.
- حالت صبر دسترسی: سپس کاربر وارد حالت «صبر دسترسی» میشود و منتظر اعطای دسترسی میماند. محدودیت مدت زمان [d..3*d] زمان انتظار مجاز را نشان میدهد.
- حالت کاردآوت: در نهایت، کاربر به حالت «کاردآوت» میرود، که نشاندهنده پردازش کارت و اعطای دسترسی است. محدودیت زمانی [t..t+3] اطمینان حاصل میکند که این انتقال در بازه زمانی مشخص انجام شود.
کاربردهای نمودار زمانی UML
نمودارهای زمانی UML در حوزههای مختلف ضروری هستند، از جمله:
- سیستمهای زمان واقعی: سیستمهایی که در آنها زمان حیاتی است، مانند سیستمهای مجتمع، سیستمهای کنترل و پروتکلهای ارتباطی.
- تحلیل عملکرد: تحلیل عملکرد سیستمهای نرمافزاری به منظور اطمینان از رعایت الزامات زمانی.
- شبیهسازی و آزمون: شبیهسازی و آزمون رفتار سیستمها تحت محدودیتهای زمانی مختلف.
ارائه جایگزین برای یک نمودار زمانی UML
نمودارهای زمانی UMLمیتوانند به سтиلهای مختلف ارائه شوند در حالی که اطلاعات یکسانی را منتقل میکنند. ارائه جایگزین در تصویر دوم، نمایش بصری را با تمرکز بر حالتها و محدودیتهای مدت زمانی سادهتر میکند و به طور صریح محرکها و محدودیتهای زمانی را نشان نمیدهد. در زیر، به بررسی ارائه جایگزین خواهیم پرداخت و توضیح خواهیم داد که دو نمودار چگونه معادل هستند.
عناصر کلیدی در ارائه جایگزین
- خط زندگی: خط زندگی بدون تغییر باقی میماند و وجود «کاربر/Acc_User» را در طول زمان نشان میدهد.
- حالتها: حالتهای «بیفعال»، «صبر کارت»، «صبر دسترسی» و «بیفعال» به وضوح نمایش داده شدهاند. کاربر به طور متوالی از این حالتها عبور میکند.
- محدودیت مدت زمان: محدودیت مدت زمان [d..3*d] برای حالت «صبر دسترسی» نشان داده شده است که زمان انتظار مجاز را نشان میدهد.
معادلبودن دو نمودار
- خط زندگی: هر دو نمودار دارای یک خط زندگی هستند که «کاربر/Acc_User» را در بازه زمانی یکسان نشان میدهند.
- حالتها: توالی حالتها در هر دو نمودار یکسان است: «بیفعال» → «صبر کارت» → «صبر دسترسی» → «بیفعال».
- محدودیت مدت زمان: هر دو نمودار محدودیت مدت زمان [d..3*d] را برای حالت «صبر دسترسی» مشخص میکنند.
- محدودیتهای زمانی ضمنی: اگرچه ارائه جایگزین به طور صریح محدودیتهای زمانی را نشان نمیدهد، اما به طور ضمنی درک میشوند. انتقالهای بین حالتها به صورت متوالی انجام میشوند و محدودیتهای مدت زمان اطمینان حاصل میکنند که الزامات زمانی رعایت شوند.
مقایسه دقیق
- حالت اولیه: هر دو نمودار با حالت «بیفعال» شروع میشوند.
- حالت انتظار کارت: انتقال به حالت «انتظار کارت» در هر دو نمودار نشان داده شده است، که نشاندهنده این است که کاربر در حال انتظار برای دریافت کارت است.
- حالت انتظار دسترسی: حالت «انتظار دسترسی» با محدودیت مدت زمان [d..3*d] در هر دو نمودار وجود دارد، که تضمین میکند کاربر برای مدت زمان مشخصی انتظار بکشد.
- حالت نهایی: هر دو نمودار پس از حالت «انتظار دسترسی» به حالت «بیفعال» باز میگردند و چرخه را کامل میکنند.
مزایای ارائه جایگزین
- سادگی: ارائه جایگزین سادهتر و راحتتر برای درک است و بر عناصر ضروری تمرکز میکند و جزئیات اضافی را حذف میکند.
- شفافیت: با حذف محرکهای مشخص و محدودیتهای زمانی، نمودار کمتر پر از جزئیات میشود و این امر باعث میشود ترسیم انتقالات حالت و محدودیتهای مدت زمانی آسانتر شود.
نتیجهگیری
نمودارهای زمانبندی UMLنمایش بصری محدودیتهای زمانی و مدت زمانی اشیاء درون یک سیستم را فراهم میکنند. با درک مفاهیم کلیدی مانند خطوط زندگی، حالتها، محدودیتهای مدت زمان، محدودیتهای زمانی، محرکها و واحدهای زمانی، توسعهدهندگان میتوانند بهطور مؤثر رفتار سیستمهای زمانواقعی را مدلسازی و تحلیل کنند. تصویر پیوسته به عنوان یک مثال عملی عمل میکند و نشان میدهد که این مفاهیم چگونه در یک سناریوی معمول به کار گرفته میشوند.
This post is also available in Deutsch, English, Español, Français, Bahasa Indonesia, 日本語, Polski, Portuguese, Ру́сский, Việt Nam, 简体中文 and 繁體中文.