Эффективное моделирование бизнес-процессов с применением UML: стратегии и инструменты

Ставрополь
2024
ЭФФЕКТИВНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ 
БИЗНЕС-ПРОЦЕССОВ 
С ПРИМЕНЕНИЕМ UML: 
СТРАТЕГИИ И ИНСТРУМЕНТЫ
УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ 
БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
СТАВРОПОЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ 
АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

УДК 658.5:621.395 
ББК 37.23-6:32.882
         Э94
Авторский коллектив:
Д. В. Шлаев – канд. техн. наук, заведующий кафедрой инжиниринга 
IT-решений СтГАУ;
А. А. Сорокин –  канд. экон. наук, доцент кафедры инжиниринга IT-решений СтГАУ;
С. В. Аникуев – канд. техн. наук, доцент кафедры инжиниринга IT-решений СтГАУ;
Ю. В. Орел – канд. экон. наук, доцент кафедры агороэкономики и маркетинга 
Рецензенты:
д-р экон. наук, профессор кафедры инжиниринга IT-решений 
Ставропольского государственного аграрного университета Д. А. Тамбиева;
д-р экон. наук, профессор кафедры инжиниринга IT-решений 
Ставропольского государственного аграрного университета А. В. Шуваев
Эффективное моделирование бизнес-процессов с применением UML: стратегии и инструменты : учебное пособие / 
Д. В. Шлаев, А. А. Сорокин, С. В. Аникуев, Ю. В. Орел. – 
Ставрополь, 2024. – 108 с. 
Рассматривается унифицированный язык объектно-ориентированного моделирования Unifi ed Modeling Language, реализованный 
инструментом Visual Paradigm, для моделирования и проектирования 
информационных систем, а также основные приемы работы инструментального средства в процессе реализации практических задач.
Для студентов направлений подготовки 09.03.02 Информационные системы и технологии, 38.03.05 Бизнес-информатика, а также 
в рамках реализации программ дополнительного образования.
УДК 658.5:621.395
ББК 37.23-6:32.882 
Рекомендовано к изданию учебно-методической комиссией факультета цифровых 
технологий Ставропольского государственного аграрного университета 
(протокол №5 от 28.11.2024 )
© ФГБОУ ВО Ставропольский государственный 
аграрный университет, 2024
Э94

Содержание 
Введение ....................................................................................................................... 4 
1. Язык UML .............................................................................................................. 6 
1.1 Представление языка UML .............................................................................. 6 
1.2 Диаграмма вариантов использования .............................................................. 7 
1.3 Диаграмма взаимодействия ............................................................................... 9 
1.4 Диаграмма последовательности ....................................................................... 9 
1.5 Диаграмма кооперации .................................................................................... 10 
1.6 Диаграмма классов ........................................................................................... 11 
1.7 Диаграмма состояний ...................................................................................... 21 
1.8 Диаграмма размещения ................................................................................... 24 
1.9 Диаграмма компонентов .................................................................................. 25 
2. Лабораторный практикум .................................................................................. 27 
2.1 Лабораторная работа №1. Разработка диаграмм прецедентов с помощью 
Visual Paradigm for UML ........................................................................................ 27 
2.2 Лабораторная работа №2. Разработка диаграмм классов с помощью Visual 
Paradigm for UML ................................................................................................... 38 
2.3 Лабораторная работа №3. Разработка диаграмм состояний с помощью 
Visual Paradigm for UML ........................................................................................ 56 
2.4 Лабораторная работа №4. Разработка диаграмм деятельности с помощью 
Visual Paradigm for UML ........................................................................................ 76 
2.5 Лабораторная работа №5. Разработка диаграмм последовательности с 
помощью Visual Paradigm for UML ...................................................................... 92 
Список литературы.................................................................................................. 108 
 
 
 

Введение 
Существует множество технологий и инструментальных средств, с 
помощью которых можно реализовать в некотором смысле оптимальный проект 
ИС, начиная с этапа анализа и заканчивая созданием программного кода 
системы. В большинстве случаев эти технологии предъявляют весьма жесткие 
требования к процессу разработки и используемым ресурсам, а попытки 
трансформировать их под конкретные проекты оказываются безуспешными. Эти 
технологии представлены CASE-средствами верхнего уровня или CASEсредствами полного жизненного цикла (upper CASE tools или full life-cycle CASE 
tools). Они не позволяют оптимизировать деятельность на уровне отдельных 
элементов проекта, и, как следствие, многие разработчики перешли на так 
называемые CASE-средства нижнего уровня (lower CASE tools). Однако они 
столкнулись с новой проблемой — проблемой организации взаимодействия 
между различными командами, реализующими проект. 
Унифицированный язык объектно-ориентированного моделирования 
Unified Modeling Language (UML) явился средством достижения компромисса 
между 
этими 
подходами. 
Существует 
достаточное 
количество 
инструментальных средств, поддерживающих с помощью UML жизненный цикл 
информационных систем, и, одновременно, UML является достаточно гибким 
для настройки и поддержки специфики деятельности различных команд 
разработчиков. 
Создание UML началось в октябре 1994 г., когда Джим Рамбо и Гради Буч 
из Rational Software Corporation стали работать над объединением своих методов 
OMT и Booch. В настоящее время консорциум пользователей UML Partners 
включает в себя представителей таких грандов информационных технологий, 
как Rational Software, Microsoft, IBM, Hewlett-Packard, Oracle, DEC, Unisys, 
IntelliCorp, Platinum Technology. 
UML представляет 
собой 
объектно-ориентированный 
язык 
моделирования, обладающий следующими основными характеристиками: 
является языком визуального моделирования, который обеспечивает 
разработку репрезентативных моделей для организации взаимодействия 
заказчика и разработчика ИС, различных групп разработчиков ИС; 
содержит механизмы расширения и специализации базовых концепций 
языка. 
UML 
— 
это 
стандартная 
нотация 
визуального моделирования 
программных систем, принятая консорциумом Object Managing Group (OMG) 
осенью 1997 г., и на сегодняшний день она поддерживается многими объектноориентированными CASE-продуктами. 

UML включает внутренний набор средств моделирования, которые 
сейчас приняты во многих методах и средствах моделирования. Эти концепции 
необходимы в большинстве прикладных задач, хотя не каждая концепция 
необходима в каждой части каждого приложения. Пользователям языка 
предоставлены возможности: 
строить модели на основе средств ядра, без использования механизмов 
расширения для большинства типовых приложений; 
добавлять при необходимости новые элементы и условные обозначения, 
если они не входят в ядро, или специализировать компоненты, систему условных 
обозначений (нотацию) и ограничения для конкретных предметных областей. 
 
 

1. 
Язык UML 
1.1 
Представление языка UML 
 
 
Рисунок 1.1.1 - Интегрированная модель сложной системы в нотации 
языка UML 
 
Стандарт 
UML 
предлагает 
следующий 
набор 
диаграмм 
для 
моделирования: 
диаграммы вариантов использования (use case diagrams) – для 
моделирования бизнес-процессов организации и требований к создаваемой 
системе); 
диаграммы классов (class diagrams) – для моделирования статической 
структуры классов системы и связей между ними; 
диаграммы поведения системы (behavior diagrams): 
диаграммы взаимодействия (interaction diagrams): 
диаграммы последовательности (sequence diagrams) и 
кооперативные диаграммы (collaboration diagrams) – для моделирования 
процесса обмена сообщениями между объектами; 
диаграммы состояний (statechart diagrams) – для моделирования 
поведения объектов системы при переходе из одного состояния в другое; 
диаграммы деятельностей (activity diagrams) – для моделирования 
поведения системы в рамках различных вариантов использования, или 
моделирования деятельностей; 
диаграммы реализации (implementation diagrams): 
диаграммы компонентов (component diagrams) – для моделирования 

иерархии компонентов (подсистем) системы; 
диаграммы развертывания (deployment diagrams) – для моделирования 
физической архитектуры системы. 
1.2 Диаграмма вариантов использования 
Понятие варианта использования (use case) впервые ввел Ивар Якобсон и 
придал ему такую значимость, что в настоящее время вариант использования 
превратился в основной элемент разработки и планирования проекта. 
Вариант 
использования 
представляет 
собой 
последовательность 
действий (транзакций), выполняемых системой в ответ на событие, 
инициируемое некоторым внешним объектом (действующим лицом). Вариант 
использования описывает типичное взаимодействие между пользователем и 
системой. В простейшем случае вариант использования определяется в процессе 
обсуждения с пользователем тех функций, которые он хотел бы реализовать. На 
языке UML вариант использования изображают следующим образом: 
 
Рисунок 1.1.2 - Вариант использования 
 
Действующее лицо (actor) – это роль, которую пользователь играет по 
отношению к системе. Действующие лица представляют собой роли, а не 
конкретных людей или наименования работ. Несмотря на то, что на диаграммах 
вариантов использования они изображаются в виде стилизованных человеческих 
фигурок, действующее лицо может также быть внешней системой, которой 
необходима некоторая информация от данной системы. Показывать на 
диаграмме действующих лиц следует только в том случае, когда им 
действительно необходимы некоторые варианты использования. На языке UML 
действующие лица представляют в виде фигур: 
 
Рисунок 1.1.3 - Действующее лицо (актер) 
 
Действующие лица делятся на три основных типа: 
пользователи; 
системы; 
другие системы, взаимодействующие с данной; 
время. 

Время становится действующим лицом, если от него зависит запуск 
каких-либо событий в системе. 
В языке UML на диаграммах вариантов использования поддерживается 
несколько типов связей между элементами диаграммы. Это связи коммуникации 
(communication), включения (include), расширения (extend) и обобщения 
(generalization). 
Связь коммуникации – это связь между вариантом использования и 
действующим лицом. На языке UML связи коммуникации показывают с 
помощью однонаправленной ассоциации (сплошной линии). 
 
Рисунок 1.1.4 - Пример связи коммуникации 
 
Связь включения применяется в тех ситуациях, когда имеется какой-либо 
фрагмент поведения системы, который повторяется более чем в одном варианте 
использования. С помощью таких связей обычно моделируют многократно 
используемую функциональность. 
Связь расширения применяется при описании изменений в нормальном 
поведении системы. Она позволяет варианту использования только при 
необходимости использовать функциональные возможности другого. 
 
Рисунок 1.1.5 - Пример связи включения и расширения 
 
С помощью связи обобщения показывают, что у нескольких 
действующих лиц имеются общие черты. 
 

Рисунок 1.1.6 - Пример связи обобщения 
 
1.3 Диаграмма взаимодействия 
Диаграммы взаимодействия (interaction diagrams) описывают поведение 
взаимодействующих групп объектов. Как правило, диаграмма взаимодействия 
охватывает поведение объектов в рамках только одного варианта использования. 
На такой диаграмме отображается ряд объектов и те сообщения, которыми они 
обмениваются между собой. 
Сообщение (message) – это средство, с помощью которого объектотправитель запрашивает у объекта получателя выполнение одной из его 
операций. 
Информационное (informative) сообщение – это сообщение, снабжающее 
объект-получатель некоторой информацией для обновления его состояния. 
Сообщение-запрос (interrogative) – это сообщение, запрашивающее 
выдачу некоторой информации об объекте-получателе. 
Императивное (imperative) сообщение – это сообщение, запрашивающее 
у объекта-получателя выполнение некоторых действий. 
Существует 
два 
вида 
диаграмм 
взаимодействия: 
диаграммы 
последовательности 
(sequence 
diagrams) 
и 
кооперативные 
диаграммы 
(collaboration diagrams). 
1.4 Диаграмма последовательности 
Диаграмма последовательности (sequence diagrams) отражает поток 
событий, происходящих в рамках варианта использования. 
Все действующие лица показаны в верхней части диаграммы. Стрелки 
соответствуют сообщениям, передаваемым между действующим лицом и 
объектом или между объектами для выполнения требуемых функций. 
На диаграмме последовательности объект изображается в виде 
прямоугольника, от которого вниз проведена пунктирная вертикальная линия. 
Эта линия называется линией жизни (lifeline) объекта Она представляет собой 
фрагмент жизненного цикла объекта в процессе взаимодействия. 
Каждое сообщение представляется в виде стрелки между линиями жизни 
двух объектов. Сообщения появляются в том порядке, как они показаны на 
страниц сверх вниз. Каждое сообщение помечается как минимум именем 
сообщения. При желании можно добавить также аргументы и некоторую 
управляющую информацию. Можно показать самоделегирование (selfdelegation) – сообщение, которое объект посылает самому себе, при этом стрелка 
сообщения указывает на ту же самую линию жизни. 

Рисунок 1.1.7 - Пример диаграммы последовательности 
 
1.5 Диаграмма кооперации 
Диаграммы кооперации (collaboration diagram) отображают поток 
событий через конкретный сценарий варианта использования, упорядочены по 
времени, а кооперативные диаграммы больше внимания заостряют на связях 
между объектами. 
На диаграмме кооперации представлена вся та информация, которая есть 
и на диаграмме последовательности, но кооперативная диаграмма по-другому 
описывает поток событий. Из нее легче понять связи между объектами, однако, 
труднее уяснить последовательность событий. 
На 
кооперативной 
диаграмме 
так 
же, 
как 
и 
на 
диаграмме 
последовательности, 
стрелки 
обозначают 
сообщения, 
обмен 
которыми 
осуществляется в рамках данного варианта использования. Их временная 
последовательность указывается путем нумерации сообщений.