Approches de développement IFT2251 : Génie logicieligt.net/~ngrenon/UdeM/cours/IFT2251/Notes de cours/ift2251... · Application de gestion de projet Traitement de texte et éditeur

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Julie Vachon, Hiver 2006

IFT2251 :Génie logiciel

Chapitre 4 - Analyse orientée objetsSection 1. Introduction à UML

Chap.4, Sect.1, p.2 Copyrights Julie Vachon, 2006

4.1. Introduction à UML1. Approches de développement2. Introduction à UML (une méthodologie

basée sur l’approche orientée aspect)3. Rappel de quelques concepts objets


4.1.1 Approches de développementLa personnalisation du modèle de processus de

développement implique le choix d’une méthodologie de développement:

Processus : Gère l’organisation générale du projet et l’ordonnancement des activités.Méthodologie: Démarche complète (modèles, techniques, outils) à suivre pour réaliser chaque activité du cycle de vie du système à développer.

méthodologie

Processus de développement


Méthodologie

modèles

outils

techniques

méthodologieDiagramme entité-associtationDiagramme de flot de donnéesDiagramme de classesDiagramme d’activitésEtc.

Atelier de génie logiciel (outil CASE)Application de gestion de projetTraitement de texte et éditeurOutil de génération de codeOutil de réingénérieEtc.

Technique de gestion de projetTechnique d’entrevue des utilisateursTechnique de modélisationTechnique de programmationEtc.

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Approche de développement

Les méthodologies reposent sur une « approche » i.e. une façon particulière de concevoir les choses…Deux grandes approches existent

Presque toutes les méthodologies se basent sur l’une ou l’autre de ces approches.


Vers une approche orientée objets

P4

P5 P6

P7P8

Données A Données B

Objet ADonnées +

Traitements

Objet BDonnées + Traitements

Objet CDonnées + Traitements

Message

Message

Approche orientée objets

Approche classique


Approche axée sur la conception modulaire et la programmation structurée.

Méthodologies classiques:SADT (Structured Analysis and Design Techniques) OU approche structuréeJSD (Jackson System Development)Technique de l’information (James Martin)Merise, Axial, IE, etc.


Approche structurée

Méthode de développement d’un système utilisant des techniques

d’analyse structurée (1960)de conception structurée (1970)de programmation structurée (1960)

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Approche structurée

Analyse structurée Diagramme entité - associationDiagramme de flot de données

Dictionnaire

Conceptionstructurée

OrganigrammeStructurogramme

Programmation structurée(au moyen de structures

de programmation)Pseudo-code

Anglais structuréGraphique d’acheminement


RemarquesCritiques:

Ensemble de techniques nécessitant d’être plus complètes et rigoureusesAnalyse et conception idéalisées (cascade…)Accent sur les processus, au détriment des donnéesAbsence de planification stratégique…

Approche qui a évoluée avec le temps: différentes variantes sont nées.


Approche de développement qui voit un système comme une collection d’objets interdépendants qui fonctionnent de concert pour exécuter des

tâches.


L’approche objet d’hier à aujourd’huiLes concepts objet sont stables et éprouvés (issus du terrain)

1967: Simula, implémente le concept de type abstrait de données (à l'aide de classes).1976: Smalltalk implémente les concepts fondateurs de l'approche objet (encapsulation, agrégation , héritage) à l'aide de : classes, associations entre classes, hiérarchies de classes, messages entre objets, etc.1980: 1er compilateur C++, normalisé par l'ANSI.

Ensuite: de nombreux langages orientés objets académiques ont étayé les concepts objets : Eiffel, Objective C, Loops...

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Méthodologies orientées objets

UML (notation)Booch, Classe-Relation, Fusion, HOOD, OMT, OOA, OOD, OOM, OOSE…



Analyse orientée objets:Définir tous les types d’objets qui sont manipulés par le système (les entités)identifier toutes les interactions avec le systèmemontrer comment les objets se comportent.

Conception orientée objets:Définir tous les types d’objets nécessaires pour communiquer avec les utilisateurs et les périphériques (interfaces) et pour contrôler l’exécution des tâches dans le système (contrôleurs).Identifier les packages, les composants, l’architecture.Raffiner la définition de chaque type d’objet de façon à pouvoirl’implanter avec un langage de programmation.

Programmation orientée objets:Écrire les instructions dans un langage de programmation pour définir ce que fait chaque type d’objets, y compris les messagesque les objets se transmettent les uns aux autres.


Analyse orientée objetsDiagramme de classes

Diagramme de cas d’utilisationDiagramme d’interactionDiagramme d’activités

Diagramme d’états

Programmation orientée objets

Instructions (Java, C++SmallTalk, etc.)

Conception orientée objetsDiagramme de classes

Diagramme de cas d’utilisationDiagramme d’interactionDiagramme d’activités

Diagramme d’étatsDiagramme de composantsDiagramme de déploiement

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RemarquesAvantages:

Approche plus intuitive (?)Réutilisation

Critiques:Approche ne convient pas toujours au type de bases de données utilisées (bases de données relationnelles)La frontière entre les phases d’analyse et de conception pas très bien définie.


On parle ici de processus, de procédures & routines, types de données abstraits, de flots

de données

Séparation des données et des processus qui les traitent.« Diviser pour régner »Conception par décomposition et factorisation des processus.

On parle ici d’objets, de méthodes, d’attributs,

d’encapsulation, d’envoi de message (interactions).

Encapsulation des données et leurs traitements dans une même unité.Penser en termes d’objets qui s’envoient des messages


Outils de développementOutils CASE (atelier de génie logiciel)

Outil de génie logiciel assisté par ordinateur conçu pour aider l’analyste à réaliser des tâches de développement.

Saltzinger et al.

p.94-99Chap.4, Sect.1, p.20 Copyrights Julie Vachon, 2006

Vers une approche orientée objetsPour exploiter les concepts objets pour l’analyse et la conceptionDéfinir un langage (syntaxe, sémantique) pour exprimer les concepts objetDéfinir une démarche d’analyse et de conception objet pour

Éviter de retomber dans une analyse fonctionnelleDéfinir des vues qui couvrent tous les aspects d’un logiciel à objets

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Vers une approche orientée objetsBesoin d’une méthodologie de développement orientée objets

MÉTHODOLOGIE

=

Techniques +

Modèles (notation) +

Outils

N.B. Une méthodologie n’est pas un processus de développement


4.1.2. Introduction à UMLMéthodologies existantes

Les premières méthodologies d'analyse (c.1970)Découpe cartésienne (fonctionnelle et hiérarchique)Exemples : méthode structurée, de Jackson

L'approche systémique (c.1980)Modélisation des données et des traitements Exemples : Merise, Axial, IE

L'émergence des méthodologies objets (c.1990)Plus de 50 méthodes objet sont apparuesExemples : Booch, Classe–Relation, Fusion, HOOD, OMT, OOA, OOD, OOM, OOSE

Aucune ne s'est réellement imposée


Introduction UMLLes premiers consensus (1995)

OMT (James Rumbaugh) : vues statiques, dynamiques et fonctionnelles

À inspiré les diagrammes de classes

OOD (Grady Booch) : vues logiques et physiquesIntroduit le concept de paquetage (élément d'organisation des modèles)À inspiré les diagrammes de composants, de déploiement, de collaboration

OOSE (Ivar Jacobson) : couvre tout le cycle de développement

Repose sur l'analyse des besoins des utilisateursÀ inspiré les diagramme de cas d’utilisation


Introduction UMLFusion et synthèse de méthodes dominantes: Unified Modeling Language

Autres méthodes Booch OMT OOSE Partenaires industriels

UML 0.8 (95)

UML 0.9 (96)

UML 1.0 (Janvier 97)

UML 1.1 (Septembre 97)Standardisation

par l’OMG

UML 2.0 (2004)UML 1.5 (Septembre 03)

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Introduction UMLUML c’est…

Une norme (OMG)Un langage visuel de modélisation pseudo-formel (rigoureux, non formel)

Diagrammes et éléments de modélisation (classes, association, agrégation, package…)


Introduction UMLUML c’est …

Un support de communication qui facilite la représentation et la compréhension

Notation graphique : facilite la comparaison et l'évaluation de solutionsNotation rigoureuse : limite les ambiguïtés et les incompréhensionsNotation abstraite : indépendante des langages de programmation, domaines d'application et processus de développement


Introduction UMLUML c’est …

Un cadre d’analyse par objetsDifférents types de diagrammes pouvant être regroupés pour offrir différentes vuesL’analyse et la conception se font graduellement par l’élaboration de modèles

Pas de barrière stricte entre analyse et conceptionLes modèles d'analyse et de conception ne diffèrent que par leur niveau d’abstraction (ajout de détails)

Approprié pour une approche de développement incrémentale et itérative

Ajout de diagrammes, raffinement, construction de prototypeChap.4, Sect.1, p.28 Copyrights Julie Vachon, 2006

Introduction UMLDiagrammes UML et vues

Modèle UML = Ensemble de diagrammes décrivant le logiciel développéLe modèle UML d’un logiciel peut être étudié sous différentes perspectives appelées « vues »Vue = Angle particulier sous lequel un participant au développement voit le logiciel

Combinaison de diagrammes intéressant (pour) un participant

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Introduction UML

Utilisateur

structure implémentation

comportement environnement


Introduction UMLDiagrammes UML et vues

Utilisateur

structure implémentation

comportement environnement

Diagramme de classes

Diagramme d’objets

Diagramme de cas d’utilisation

Diagramme de composants

Diagramme de déploiementDiagramme

d’activitésDiagramme d’états

Diagramme de collaboration

Diagramme de séquence


Introduction UMLLes vues de UML

Vue utilisateurDéfinit les buts et objectifs des utilisateurs du logiciel.Définit les besoins (services & contraintes) requis par la solution.Vue unificatrice des autres vues en ce sens qu’elle sert de référence à leur validation.

Vue structurelleDécrit les aspects statiques représentant la structure du logiciel.Identification des éléments du domaine (classes, attributs, paquetages) et des relations (association, compositions, dépendance) entre eux

Vue comportementaleDécrit les aspects dynamiques et le comportement du logiciel.Spécifie les interactions et collaborations entre éléments du système.Montre la décomposition du logiciel en termes de processus, d’interactions entre processus, de synchronisation et de communication entre activités


Introduction UMLLes vues de UML

Vue implémentationDécrit les aspects de structure et de comportement de la solutionDescription de la réalisation, de l’organisation en composants, des contraintes de développement

Vue environnementaleDécrit les aspects de structure et de comportement du domaine dans lequel la solution est réaliséeDécrit les ressources matérielles (disposition, nature, performance) et comment elles sont utilisées par le logiciel

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Introduction UMLLes diagrammes de UML

Deux grandes catégories de diagrammesDiagrammes décrivant les aspects statiques

Diagramme de classes : décrit les « données » du logiciel (structure, traitements, relations, contraintes, rôles)Diagramme d’objets : diagramme de classes instancié utilisé pour illustrer un exemple particulierDiagramme de composants : montre l'architecture physique du logiciel et l'affectation des objets aux différents composants de cette architectureDiagramme de déploiement : montre la configuration des différents composants à l'exécution et leur distribution


Introduction UMLLes diagrammes de UML

Deux grandes catégories de diagrammesDiagrammes décrivant les aspects dynamiques

Diagramme de cas d’utilisation : montre à un haut niveau d'abstraction une collection de cas d'utilisation caractérisant le comportement de tout le logicielDiagramme de séquence : montre l'échange de messages entre objets en fonction du tempsDiagramme de collaboration : s'intéresse à la structure de collaboration entre les objets (séquence, itération, concurrence)Diagramme d’états : permet de décrire le comportement dynamique d'un objet (changements d’états)Diagramme d’activités : montre l'ensemble des traitements associés à une classe, une opération ou à un cas d'utilisation (workflow)


Introduction UMLUML ce n’est toutefois pas une méthodologie, ni

un processus de développement : c’est une notation de modélisation.

Le choix du processus de développement dépend des contraintes et du domaine de l’application

Les auteurs de UML suggèrent l’utilisation d’un processus de nature incrémentale, itérative et dirigé par les besoins de l’utilisateur


Introduction UMLProcessus de développement suggéré

Comment développer un logiciel avec UML ?Processus itératif et incrémental

On développe un modèle UML, soit un ensemble de diagrammes de différents types.

À chaque itérationCompléter le modèle par de nouveaux diagrammesRaffiner les diagrammes déjà développés pour graduellement réduire leur degré d’abstractionDévelopper des prototypesValider le système par rapport aux cas d’utilisation spécifiés

Tout au long de l’analyse et de la conception

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Introduction UMLÉlaboration des diagrammes pendant l’analyse et la conception

En phase d’analyseDéveloppement des diagrammes de cas d’utilisation, de classes, de séquence (ou collaborations), d’activités, d’états

Phase de conceptionRaffinement des diagrammes de l’analyseDéveloppement des diagrammes de paquetages, de composants, et de déploiement.


Introduction UMLRéférences

Documentation sur UMLwww.rational.com/uml/resources/documentation/index.jsp

Rational Unified Process : Best practices for Software DevelopmentteamsQuelques outils CASE supportant UML

Commerciaux : Rational Rose, Together TogetherJ, NoMagic MagicDraw, I-Logix Rhapsody, Objecteering Objecteering/UML, Embarcadero Describe, PragSoft UML StudioGratuits : Poseidon, ArgoUML, ClassBuilderDisponible au DIRO : Rational Rose

Se connecter à une machine sous LinuxTaper « inclure rose »Démarrer à l’aide de la commande « rose & »


4.1.3. Rappel de quelques concepts objets

ObjetCaractéristiques

Un état Poil gris-vert, yeux bruns, heureux, nommé_Adrien

Un comportement Miauler, courir, sauter, manger

IdentitéAdrien_le_chat_de_PierreTremblay_NAS_999999999Deux objets peuvent être égaux mais ne sont jamais identiques

Adrien_le_chat_de_PierreTremblay_NAS_999999999


Rappel de quelques concepts objets

ClasseDescription générale d’un ensemble d’objets

Attributs (état)Opérations (comportements)

Moule (prototype) général sur lequel on crée des objets du même typePartie publique : interfacePartie cachée : implantationInstance : objet crée de la classe

Le chat Adrien est une instance de la classe Chat

Classe Chat

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HéritageRelation entre deux classeSémantique de l’héritage

Enrichissement Substitution

Type d’héritageSimple (hiérarchie)Multiple (risques de conflits)

Classe Chat

Classe Félin



MessageCommunication entre deux instances

Instance émettriceNom de l’opérationArguments et paramètres de sortie

fido.attrape(ballon)

roger



Variable, méthode d’instance

Variable, méthode de classe



Polymorphisme et liaison dynamique Aptitude d'un même message à déclencher des opérations différentes selon le type dynamique (type réel) de l’instance auquel il est destiné

SurchargeDans une classe, un même nom est employé pour définir deux opérations (ou attributs) de signatures différentes

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Parmi les objectifs d’apprentissageExpliquer ce qu’est une méthodologie.Expliquer la distinction entre processus de développement, méthodologie, modèle, technique et outil.Décrire les techniques et identifier quelques modèles de l’approche structurée.Décrire les techniques et identifier quelques modèles de l’approche orientée objets.Expliquer les différences conceptuelles entre l’approche structurée et l’approche orientée objets.Expliquer ce qu’est un atelier de génie logiciel et comment cet outil est utilisé pour le développement de systèmes.

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