基礎情報技術 ーCSⅠ(第２日目)ー 平成１9年6月15日（金） ○亀田・中村・千種 亀田の講義日程 • 亀田弘之（CS） – 6月8日イントロ＋α • ソフトウェア工学 • オブジェクト指向 など – 6月15日 UML入門 – 6月22日 UMLとそのツール – 6月29日 情報倫理・セキュリティ その他 本日の内容 1. UML各種ダイアグラムの紹介 – ユースケース図 – クラス図 – その他のUML図 2. システムの「テスト」について UMLとは （ソフトウェア工学的観点から） • UML（Unified Modeling Language） – システム開発の分野で現在最も注目されている ツール（仕様等の記述言語）の１つ。 – システムの構想をビジュアルに表現できる。 (visual language) – 誰とでも誤解なく意思疎通できる。 （communication tool） 何を作るのかは、明確にし ておかなければ… UMLとは （言語論的観点から） • UMLは言語 の１つ – 言語 • 音声言語 (Spoken Language): – 所謂話し言葉 – 若者語 etc. • 文字言語 (Written Language) ： – 書き言葉 – 法律文 etc. • 視覚言語 (Visual Language)： – 手話 (sign langauge) – ダイヤグラム（Flowchart, UML etc.） etc. ちょっと雑談(1) • 言語とは – 思考のための道具 – 知識を記述し蓄えるための道具 – 意思疎通のための道具 上記のことを意識しておくことが大切！ ちょっと雑談(2) • UMLとは UMLも １つの言語 – 思考のための道具 – 知識を記述し蓄えるための道具 – 意思疎通のための道具 通常はこの点のみが 強調されている ちょっと雑談(3) • Syntax v.s. Semantics (統語論 v.s. 意味論) • 表現形式 v.s. 意味内容 ちょっと雑談(4) • Syntax v.s. Semantics (統語論 v.s. 意味論) • 表現形式 v.s. 意味内容 講義ではこちらに 重点を置く こちらの理解が 本質 参考情報 • 思考と言語について – ヴィゴツキー：“思考と言語,” 柴田義松（訳）, 新読書社(2001). – 柴田義松：“ヴィゴツキー入門,”寺小屋新書（2006）. – 思考と言語研究会(電子情報通信学会) ( http://www.ieice.org/~tl/what.html ) 12月に工科大で開催 (参加料無料) • 意味への取り組みについて – Semantic Web（http://www.w3.org/2001/sw/） – Semantic Computing(http://www.instsec.org/) – Web2.0 さて、… UMLとは • UMLでは次のダイアグラム（図)を使用する。 UMLで使用する図（旧） 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. ユースケース図 クラス図 オブジェクト図 シーケンス図 ステートチャート図 アクティビティ図 コンポーネント図 コラボレーション図 配置図 UMLで使用する図（新） ユースケース図 クラス図 オブジェクト図 シーケンス図 ステートマシン図 （ステートチャート図） 6. アクティビティ図 7. コンポーネント図 1. 2. 3. 4. 5. 8. コミュニケーション図 （コラボレーション図） 9. 配置図 10. コンポジット図 11. タイミング図 12. 相互作用概念図 順序と内容を確認すること！ ユースケース図 • 定義： – システムの機能・要件（ユースケース）を ユーザ等（アクター ）の視点で示した図 – システムの使われ方（要求・機能）を記述するた めの図 要件（ユースケース）やアクターを具体例で示す。 (参考)ユースケース • ユースケースを図示する方法が ユースケース図である。 • ユースケース（システム要求機能）の記述方 法は、場合によってはテキストでも良い。 講義では飛ばしました。By KAMEDA ユースケースの参考図書 ・Alistair Cockburn: Writing Effective Use Cases, Addison-Wesley, ISBN 0201702258 (2000) ・ユースケース実践ガイドー効果的なユース ケースの書き方：アリスターコーバーン，翔泳 社, ISBN 4798101273(2001) 講義では飛ばしました。By KAMEDA システムの具体例 • 例： – 講習会予約システム – 缶ジュースの自動販売機 – トランプゲーム(BlackJack) – お風呂温度・水量設定システム – スケジュール閲覧システム – チャットシステム 講習会予約システム 講習会予約システム • 申込みをしている風景 Model: Chiaki KUBOMURA 協力：山野美容芸術短期大学 講習会予約システム • 事務処理をしている風景 Model: Chiaki KUBOMURA 協力：山野美容芸術短期大学 講習会予約システム • 要件（要求される機能）： – 申込み – キャンセル – 領収書発行 など • アクター： – 受講者 – 経理担当 – 顧客管理システム 缶ジュースの自動販売機 • 要件： – コイン投入待ち – 金額計算 – 販売可能商品の表示 – 購入希望商品の選定 – 商品の出力 – 釣銭の出力 • アクター： – 購入者 トランプゲーム(BlackJack) • 要件： – カードシャッフル – カード要求 – 持ち札の把握 – 勝敗の判定 – 勝敗結果の表示 • アクター： – プレイヤ 講習会予約システム（再） • 要件（要求される機能）： – 申込み – キャンセル – 領収書発行 など • アクター： – 受講者 – 経理担当 – 顧客管理システム 講習会予約システム ー ユースケース図 ー 講習会予約システム ユースケース アクター システム境界 関連 ユースケース図の用語(1) • アクター： – システムと相互作用する 利用者や外部システムの役割 – ユースケースを駆動する。 – 人間（利用者）、外部システム、ハードウェア Stickman とも言う ユースケース図の用語(2) • ユースケース： – システムが提供する機能（振る舞い） – アクターとシステムとの対話をモデル化 – ユースケースにより、システムの用途が網羅 ユース ケース名 ユースケース図の用語(3) • 関連： – アクターとユースケースとの関係 – 関係があれば線で結ぶ 関連名 • システム境界： – システムの外部と内部とを区別する。 内部 外部 トランプゲーム ー ユースケース図 ー （練習：各自で描いてみよう！） クラス図 • とても重要な図です。 • 特に、programmerにとっては。 クラス図 • 定義： – システムの静的な構造を表したもの – 問題領域やシステムの構造を、論理的・静的に 捉えるためのもの クラス図の例 • 学生と学部 0..* 1 学生 -学生番号 -氏名 -住所 学部 - 学部名 -所在地 -電話番号 ＋学生情報取得() + 入学手続き + 休学手続き + 転学部手続き クラス図の例 クラス名 • 学生と学部 関係 0..* 1 学生 学部 -学生番号 - 氏名 -氏名 -住所 -住所 -電話番号 属性 ＋学生情報取得() + 入学手続き + 休学手続き + 転学部手続き 操作 クラス図の例 クラス名 多重度 • 学生と学部 0..* 1 学生 学部 -学生番号 - 氏名 -氏名 -住所 -住所 -電話番号 属性 ＋学生情報取得() + 入学手続き + 休学手続き + 転学部手続き 操作 クラス図の用語(1) • クラス： – 具体物(インスタンス)を抽象化したもの – 属性の操作（関数）をもつ – インスタンスの設計図に相当 クラス名 属 性 操 作 クラス図の用語(1) • クラス： – 具体物(インスタンス)を抽象化したもの – 属性と属性の操作（関数）をもつ – インスタンスの設計図に相当 後で参照する ためのもの クラス名 属 性 操 作 属性のみ（属性値なし） （属性に対する）関数 クラス図の用語(2) •関係：クラス間の相互関係 クラスA クラスB 関連 集約 汎化 依存 合成 クラス図の用語(3-1) • 多重度： – クラスから生成されるインスタンス（オブジェクト） の個数などを表す。 Ｎ Ｍ クラス図の用語(3-2) • 多重度の記述法： ｎ 1.. 1..＊ ＊ 1,3,7 ｎのみ １以上 １以上 任意の数 １か３か７ 例： 3..＊ ３以上 通常は０や１が使われる 他の数字と組合わせて使用 離散値を扱う場合に使用 クラス図の例（再） クラス名 多重度 • 学生と学部 多重度１ 多重度０以上 0..* 1 学生 学部 -学生番号 - 氏名 -氏名 -住所 -住所 -電話番号 属性 ＋学生情報取得() + 入学手続き + 休学手続き + 転学部手続き 操作 練習問題 • （クラス図の作成） クラスの例１ 自動車クラス is-a関係 Racing car is a car. レーシングカー クラス バスクラス タクシークラス 自動車のクラス階層(1) 自動車 レーシングカー バス タクシー 自動車のクラス階層(2) 自動車 レーシングカー バス タクシー 例：自動車とその部品(1) 車 台 窓ガラス ボディ タイヤ エンジン ハンドル 例：自動車とその部品(2) 車 台 窓ガラス ボディイ タイヤ エンジン ハンドル 例：自動車とその部品(3) 自動車 車 台 ボディ エンジン 例：自動車とその部品(4) • 自動車のクラス階層 • 自動車とその部品 形式が同じに なっている！！ これらを区別する方法は… 例：自動車のクラス階層 自動車 汎化 特化 レーシングカー バス タクシー 例：自動車とその部品(3) 自動車 車 台 ボディ エンジン 合成の関係の場合 自動車 車 台 ボディ エンジン 集約の関係の場合 家 族 お父さん お母さん 子供 オブジェクト図 • 定義： – クラス図に出てくるオブジェクトの相互関係を示し たもの – 静的構造を把握 オブジェクト図の例 クラス図 学部 学生 オブジェクト図 ：学部 ：学生 CS 鈴木 ：学生 佐藤 ：学生 田中 オブジェクト図の例 クラス図 学部 学生 オブジェクト図 ：学部 ：学生 CS 鈴木 オブジェクト名 ：学生 リンク 佐藤 ：学生 田中 値 シーケンス図 • 定義： – オブジェクト相互の協調またはメッセージを、時間 軸に着目して表示する図 シーケンス図の例 ：obj1 ：obj2 コミュニケーション図 • 定義： – オブジェクト間のメッセージのやり取りを、接続関 係に着目して記す図 – シーケンス図とほぼ同じ内容となる。 着目点が異なる。 コミュニケーション図の例 １：番号入力 ３：実行 ２：確認ランプ :obj01 ：検索コント ローラ ４：結果画面表示 ５：結果表示 検索結果画面 ステートマシン図 • 定義： – オブジェクトの状態の変化や、その変化が起きる ための条件を表す図 ステートチャート図の例 • ジュースの自動販売機 待機中 コイン投入 キャンセル 商品選択 [120円以上] コイン投入中 [１２０円未満] コイン投入 購入可 ジュース 販売 アクティビティ図 • 定義： – システムの動的側面をフローチャートの要領で表 現する図。 （並行処理を表現することができる。） アクティビティ図の例 アクター１ アクター２ その他の図 • コンポーネント図： – ソースファイルなど、システム開発に必要なコン ポーネントとそれらの依存関係を表現する図 • 配置図： – システムを実行するハードウェアの配置やそれら の相互接続関係を表現する図 UMLで使う図（再） 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. ユースケース図 クラス図 オブジェクト図 シーケンス図 ステートマシン図（ステートチャート） アクティビティ図 コミュニケーション図 配置図 etc. UMLでの５つのビュー（１） • システム開発を成功させるためには、開発す るシステムを多様な視点（ビュー）から眺める ことが大切。 UMLでの５つのビュー（２） • • • • • ユースケースビュー 論理ビュー 並行性ビュー コンポーネントビュー 配置ビュー UMLでの各種ビュー(3) 論理ビュー ユースケースビュー クラス図 オブジェクト図 シーケンス図 ユースケース図 アクティビティ図 ステートマシン図 （ステートチャート） コミュニケーション図 （コラボレーション図） コンポーネント図 配置図 コンポーネントビュー 並行性ビュー 配置ビュー UMLでの５つのビュー（４） 1. ユースケースビュー： アクタの視点からシステム の機能を見る視点 2. 論理ビュー： システムの論理的構造をみる視点 （ビジネスロジックなど） 3. 並行性ビュー： 処理の同期・非同期に着目する 視点 4. コンポーネントビュー：開発者のビュー。ソフトウェ アコンポーネントの依存関係を見るビュー。 5. 配置ビュー： 物理的配置を見るためのビュー UMLでの各種ビュー(3) 論理ビュー ユースケースビュー クラス図 オブジェクト図 ユースケース図 アクティビティ図 シーケンス図 状態図 コラボレーション図 コンポーネント図 配置図 コンポーネントビュー 並行性ビュー 配置ビュー まとめ システム開発（１） 1. 要求分析 2. 仕様分析 • • シナリオ分析 オブジェクト分析 3. アーキテクキャ設計 4. 詳細設計 5. テスト システム開発（２） 1. 要求分析： 1. システム開発の最初の工程。 2. 顧客が望む機能を洗い出すのが目的 ー＞ユースケース図を描く （結構大変で、かつ、案外重要。Why?） 仕様分析 1. シナリオ分析： システムの振る舞いのモデ ルを記述する。シーケンス図を作るが、必要 に応じてコラボレーション図やアクティビティ 図も作る。 2. オブジェクト分析： シナリオ分析の結果を 踏まえて作成する。クラス図を作るが、必要 ならばオブジェクト図なども作る。 次は… テスト • ソフトウェアに埋もれているバグを見つけて、 取り除く作業。 • 無駄なくテストする。 • バグの発見が目的。 – 「バグが無いこと」や「品質向上」はできない。 • １つでも多くバグを見つけることが肝要！ テストの種類（１） 1. 2. 3. 4. 運用テスト システムテスト 結合テスト 単体テスト テストの種類（２） 1. 運用テスト： ユーザが実際の運用環境で 諸機能を試してみるテスト。 2. システムテスト： 運用環境に近い状況で、 システム全体の性能や機能をみるテスト。 3. 結合テスト： モジュールごとに結合し、モ ジュール間インタフェースを確認するテスト 4. 単体テスト： モジュール単位でのテスト。 テストの種類（１） ーーーーーーーーーーーーーーーーーーー 開発段階 ｜ テストの種類 ーーーーーーーーーーーーーーーーーーー • 運用テスト ｜ 要求定義 • システムテスト ｜ 外部設計 • 結合テスト ｜ 内部設計 • 単体テスト ｜ 製造 ーーーーーーーーーーーーーーーーーーー • テストはシステム開発において、極めて重要 な意味合いを持つ。 • テスト方法に関しては、いずれ本格的に勉強 してください。 • テスト項目を事前に洗い出すなど、相当の努 力を必要とします。 • テストがキチンとできなければ、まともなシス テムはできない！！ All is over.
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