مخططات التفاعلات Interaction Diagrams

مخططات التفاعلات Interaction Diagrams  تُستخدم مخططات التفاعل في UML لإنشاء اتصال بين الكائنات، ولا يتعامل

مع البيانات المتعلقة بمسار اتصال محدد، وتركز مخططات التفاعل بشكل أساسي على تمرير الرسائل وكيف تشكل

هذه الرسائل وظائف فردية للنظام. تم تصميم مخططات التفاعل لإظهار كيفية تلبية الكائن للمتطلبات المحددة للنظام،

العناصر الأساسية في مخططات التفاعل هي شريان الحياة والرسائل.

مخططات التفاعلات Interaction Diagrams

توجد عادةً مخططات التفاعلات Interaction Diagrams المختلفة، حيث يمكن تمثيل التفاعلات باستخدام رموز مختلفة مثل

• مخططات التسلسل.
•  الاتصال/التعاون

وما إلى ذلك. تلتقط مخططات التفاعل أي سلوك ديناميكي، وفيما يلي الأنواع المختلفة لمخططات التفاعل المحددة في UML:

• الرسم البياني توقيت
• خطة التعاون
• الرسم البياني توقيت

الغرض من مخطط التسلسل في مخطط UML هو تصور تسلسل تدفق الرسائل في النظام، وتجدها مخطط التسلسل

في هندسة البرمجيات التفاعل بين شريان الحياة كتسلسل زمني للأحداث، وتسمى مخططات التعاون في UML أيضًا بمخططات الاتصال.

والغرض من مخطط التعاون هو التأكيد على الجوانب الهيكلية للنظام، أي كيفية ربط شرايين الحياة المختلفة في النظام.

• تركز مخططات التسلسل على الحالات التي يتم فيها إرسال الرسائل من كائن إلى آخر.
• تساعدك مخططات التفاعل على تصور السلوك التفاعلي لنظامك.
• مخططات التفاعل لتمثيل كيفية اتصال كائن واحد أو أكثر في النظام والتواصل مع بعضهم البعض.
• تركز مخططات التفاعل على السلوك الديناميكي للنظام.
• توفر لنا مخططات التفاعل سياق التفاعلات بين واحد أو أكثر من شرايين الحياة للنظام.

في UML، تُستخدم مخططات التفاعل لمتابعة غرض الأجنحة:

• هذه المخططات لأجل مراقبة السلوك الديناميكي للنظام.
• تصف مخططات التفاعل تسلسل الاتصالات والرسائل في النظام.
• تمثل مخططات نمذجة التفاعل الجوانب الهيكلية للكائنات المختلفة في النظام.
• يمثل مخطط التفاعل سلسلة مرتبة من التفاعلات داخل النظام.
• توفر مخططات التفاعلات Interaction Diagrams طريقة لتصور البيانات في الوقت الفعلي من خلال UML.

يمكن استخدام مخططات التفاعلات Interaction Diagrams لشرح بنية الأنظمة الموجهة للكائنات أو الأنظمة الموزعة.

 

الفرق بين مخططات التتابع ومخططات التعاون

تحتوي مخططات التفاعل على خطوط الحياة والرسائل، والمعاملات وثوابت الحالة والقيود.

للمزيد: تعرف على مخططات المكونات

شريان الحياة أو حبل النجاة

يمثل شريان الحياة أحد المشاركين في التفاعل. فهو يصف كيفية مشاركة مثيلات مصنف معين في التفاعلات.

تمثل شرايين الحياة الأدوار التي قد يلعبها مثيل المصنف في التفاعل. وفيما يلي خصائص مختلفة من شريان الحياة،

الاسم

يتم استخدامه للإشارة إلى شريان الحياة في تفاعل معين.

اسم شريان الحياة اختياري.

النوع

إنه اسم المصنف الذي يكون شريان حياته هو المثيل.

المنتقى أو الاختيار

• إنه شرط منطقي يحدد مثيلًا محددًا يلبي المتطلبات.
• سمة المحدد اختيارية أيضًا.
• يتم شرح رموز شريان الحياة في قسم الرموز.

رسالة

المراسلة هي نوع محدد من التواصل الذي يعد شريان الحياة للتفاعل، وتتضمن هذه الرسالة أنشطة المتابعة،

• رسالة الاتصال المستخدمة للاتصال بالعملية.
• رسالة لإنشاء مثيل.
• رسالة لتدمير المثيل.
• لإرسال إشارة.

عندما يتلقى شريان الحياة رسالة اتصال، فإنه يعمل كطلب للاتصال بـ Opera الذي يحتوي عليه

الرسائل: أساس التفاعل بين الكائنات في النظام

في عالم التقنية الحديثة، تعتبر الرسائل أداة حيوية لتبادل المعلومات والتحكم في تدفق العمليات بين الكائنات المختلفة

في النظام. تشبه الرسائل الطريقة التي نتواصل بها نحن البشر، حيث نرسل ونستقبل معلومات تؤثر على تصرفاتنا واستجاباتنا. سنستعرض في هذا المقال كيفية عمل الرسائل في مخططات التفاعل، ودورها في الحفاظ على سير

العمليات بسلاسة وكفاءة.

ما هي الرسائل في مخططات التفاعلات

الرسائل هي نوع محدد من التواصل بين شرايين الحياة في النظام، حيث تُستخدم لنقل المعلومات وتنفيذ العمليات،

وتعتمد الرسائل على توقيعات محددة تحدد نوع العملية المطلوب تنفيذها.

أنواع الرسائل

هناك عدة أنواع من الرسائل المستخدمة في مخططات التفاعل:

رسالة Sync

هذه الرسالة تبقى في انتظار رد من المتلقي قبل الاستمرار.

رسالة Async

هذه الرسالة لا تنتظر رد المتلقي وتستمر في تنفيذ الرسائل التالية.

رسالة العودة

تُعيد التركيز إلى المرسل بعد تنفيذ العملية.

إنشاء كائن

تُستخدم لإنشاء مثيل جديد في النظام.

تدمير الكائن

تُستخدم لتدمير مثيل موجود.

رسالة مفقودة

هذه الرسالة لا تصل أبدًا إلى الوجهة وتُفقد في التفاعل.

تدفق السيطرة

تدفق السيطرة هو حركة التركيز بين شرايين الحياة المختلفة أثناء التفاعل. يمثل التحكم في كيفية تنقل الرسائل وتنفيذها في النظام.

الرسائل في مخطط التفاعل

تُستخدم الرسائل في مخططات التفاعلات Interaction Diagrams لتنظيم وترتيب العمليات بين شرايين الحياة، وتشمل الرسائل المختلفة مثل الرسائل المتزامنة وغير المتزامنة ورسائل العودة.

ثوابت الدولة والقيود

عندما يتلقى شريان الحياة رسالة، يمكن أن يتغير حالته. تُعرف الحالة بأنها وضعية أو موقف خلال عمر كائن يتم فيه استيفاء بعض القيود أو انتظار بعض الأحداث.

المُشغل

المُشغل هو الذي يحدد كيفية تنفيذ العمليات في النظام. يمكن أن يشمل التفرع والتكرار لضمان تنفيذ العمليات بشكل صحيح.

أنواع المُشغل

الاختيار

يتم تنفيذ العملية إذا تحقق الشرط.

البديل:

يتم تنفيذ العملية بناءً على الشرط المحدد.

 الحلقة:

تُستخدم لتكرار التعليمات لفترة محددة.

الاستراحة

تُكسر الحلقة عند تحقق الشرط.

التكرار

في مخطط التفاعل، يمكن إظهار التكرار باستخدام تعبير التكرار. يُشير إلى أن الرسائل تُرسل بشكل متوازٍ أو متكرر حتى الوصول إلى نتيجة مرضية.

التفرع

يمثل التفرع في مخطط التفاعل عن طريق إضافة شروط الحراسة إلى الرسائل. تُرسل الرسالة فقط عندما تكون حالة الحراسة الخاصة بها صحيحة.

أنواع مخططات التفاعلات Interaction Diagrams

هناك أنواع مختلفة من مخططات التفاعل المحددة في UML:

مخطط تسلسل

يُصور التفاعل بين الكائنات بترتيب تسلسلي.

مخطط التعاون

يُظهر التعاون بين الكائنات لتحقيق الهدف.

الرسم البياني توقيت

يُركز على التوقيت الدقيق لتنفيذ العمليات.

مخطط التسلسل

مخطط التسلسل يُصور التفاعل بين الكائنات بترتيب تسلسلي. يُظهر تسلسل تدفق الرسائل في النظام.

الرموز في مخطط التسلسل

تشمل الرموز المستخدمة في مخطط التسلسل شرايين الحياة والرسائل المختلفة مثل الإنشاء والرد والرسائل المتزامنة وغير المتزامنة.

مثال على مخطط التسلسل

يمثل المثال التالي مخطط تسلسل لنظام طلبات ماكدونالدز:

• العميل –> النظام: طلب وجبة
• النظام –> المطبخ: تحضير وجبة
• المطبخ –> النظام: وجبة جاهزة
• النظام –> العميل: تسليم الوجبة

الرسائل هي أساس التفاعل بين الكائنات في النظام، وتلعب دورًا حيويًا في تنظيم وتنسيق العمليات. من خلال فهم أنواع الرسائل وتدفق السيطرة، يمكننا تصميم أنظمة أكثر كفاءة وفعالية.

الأسئلة الشائعة

ما هي الرسالة في مخططات التفاعل؟

الرسالة هي نوع من التواصل بين شرايين الحياة في النظام، تُستخدم لنقل المعلومات وتنفيذ العمليات.

ما الفرق بين رسالة Sync ورسالة Async؟

رسالة Sync تنتظر رد المتلقي قبل الاستمرار، بينما رسالة Async لا تنتظر الرد وتستمر في تنفيذ الرسائل التالية.

كيف يؤثر تدفق السيطرة على التفاعل بين الكائنات؟

تدفق السيطرة يحدد كيفية تنقل الرسائل وتنفيذها بين شرايين الحياة المختلفة في النظام.

ما هو المُشغل في مخططات التفاعل؟

المُشغل هو الذي يحدد كيفية تنفيذ العمليات في النظام، ويشمل أنواع مثل الاختيار والبديل والحلقة والاستراحة.

 كيف يُظهر مخطط التسلسل التفاعل بين الكائنات؟

مخطط التسلسل يُصور التفاعل بين الكائنات بترتيب تسلسلي لتدفق الرسائل بشكل زمني.

بهذه الطريقة، يمكنك فهم كيفية استخدام الرسائل بشكل فعال في تصميم الأنظمة وتحسين التفاعل بين الكائنات المختلفة لضمان سير العمليات بسلاسة وكفاءة.

كيفية تمثيل التفاعلات بين الكائنات

تمثيل التفاعلات بين الكائنات هو عنصر أساسي في تصميم النظم البرمجية. يتيح لنا فهم كيفية تواصل الكائنات المختلفة

مع بعضها البعض وتنسيق عملياتها. في هذا المقال، وسنستعرض كيفية تمثيل هذه التفاعلات باستخدام مخططات التفاعل المختلفة في UML (لغة النمذجة الموحدة).

مقدمة حول التفاعلات بين الكائنات

تمثل التفاعلات بين الكائنات الطريقة التي تتبادل بها الكائنات المعلومات والرسائل لتنفيذ العمليات وتحقيق الأهداف المشتركة، وتلعب هذه التفاعلات دورًا حيويًا في تصميم الأنظمة البرمجية المعقدة وتساعد على فهم كيفية عمل النظام ككل.

أنواع مخططات التفاعل

توجد أنواع متعددة من مخططات التفاعل التي تساعد في تصور كيفية تفاعل الكائنات. تشمل هذه الأنواع:

1. مخطط التسلسل
2. مخطط التعاون
3. مخطط توقيت

مخطط التسلسل

مخطط التسلسل هو أداة لتصوير تفاعل الكائنات بترتيب زمني، لمعرفة كيف تتبادل الكائنات الرسائل مع بعضها البعض، وذلك بترتيب معين خلال فترة زمنية.

مكونات مخطط التسلسل:

شريان الحياة: يمثل كائنًا أو عنصرًا في النظام.

الرسائل: تمثل التبادل بين الكائنات.

الخطوط الزمنية: لتوضح تسلسل الأحداث.

مثال على مخطط التسلسل:

تخيل نظام حجز تذاكر، وبخاصة عندما يقوم المستخدم بطلب حجز، يتفاعل مع النظام، والذي بدوره يتفاعل مع قاعدة البيانات ويقوم بتحديث حالة التذاكر. يتم تمثيل هذه التفاعلات في مخطط التسلسل بترتيب زمني.

مخطط التعاون

مخطط التعاون  لإظهار كيفية تفاعل الكائنات بشكل متزامن لتحقيق هدف معين، ويركز على العلاقات بين الكائنات بدلاً من التسلسل الزمني للرسائل.

مكونات مخطط التعاون:

• الكائنات: تمثل العناصر التي تتبادل الرسائل.
• العلاقات: توضح كيفية ارتباط الكائنات ببعضها البعض.
• -الرسائل: تمثل التفاعلات بين الكائنات.
• مثال على مخطط التعاون:

في نظام إدارة المشاريع، يمكن أن يتفاعل الكائن “مدير المشروع” مع الكائن “فريق العمل” من خلال إرسال رسائل طلب معلومات، تحديث الحالة، وتقديم الملاحظات.

مخطط توقيت

مخطط توقيت للتركيز، على التوقيت الدقيق للعمليات داخل النظام،  ولتصوير التغيرات في حالة الكائنات على مر الزمن.

مكونات مخطط توقيت:

• الشرايين الزمنية: تمثل الكائنات أو العناصر.
• الحدث الزمني: ليوضح التغيرات في الحالة عبر الزمن.

مثال على مخطط توقيت:

في نظام حجز الطائرات، يمكن استخدام مخطط توقيت لعرض تغييرات حالة الرحلات والطائرات على مدار اليوم.

تدفق الرسائل في مخطط التفاعل

تدفق الرسائل هو الطريقة لنقل المعلومات بين الكائنات عبر الرسائل، ويتضمن:

• -الرسائل المتزامنة: حيث ينتظر المرسل ردًا من المتلقي.
• الرسائل غير المتزامنة: حيث يستمر المرسل في عمله دون انتظار رد.

ثوابت الحالة والقيود

عندما يتلقى كائن رسالة، قد يتغير حالته، ويمكن أن تشمل هذه التغييرات:

تحديث الحالة: مثل تغيير الحالة من “معلق” إلى “مكتمل”.

تنفيذ القيود: مثل تحقق الشروط قبل تنفيذ عملية معينة.

مثال على تمثيل التفاعل

لنأخذ مثالاً على نظام طلب الطعام عبر الإنترنت، فعندما يقوم المستخدم بطلب وجبة، يتم تبادل الرسائل بين واجهة المستخدم، النظام، وقاعدة البيانات، وهذا التفاعل يتم تمثيله في مخططات التفاعل المختلفة لتوضيح كيفية معالجة الطلب وتحديث حالة الطلب.

ما هو مخطط التسلسل؟

مخطط التسلسل هو أداة تستعملها لعرض التفاعل بين الكائنات بترتيب زمني، موضحًا كيفية تبادل الرسائل بين الكائنات.

ما الفرق بين مخطط التعاون ومخطط التسلسل؟

ذلك الذي  يركز على العلاقات بين الكائنات، بينما مخطط التسلسل يركز على الترتيب الزمني للرسائل.

 مخطط توقيت التفاعل بين الكائنات؟

وهذا نستعمل لإظهار التغيرات في حالة الكائنات على مر الزمن، مع التركيز على التوقيت الدقيق للعمليات.

 ما هي الرسائل المتزامنة وغير المتزامنة في مخططات التفاعل؟

الرسائل المتزامنة تنتظر ردًا من المتلقي، بينما الرسائل غير المتزامنة تستمر دون انتظار رد.

كيف استعمال ثوابت الحالة والقيود في التفاعل بين الكائنات؟

ثوابت الحالة والقيود تحدد كيف تتغير حالة الكائن بناءً على الرسائل المستلمة، والشروط التي يجب استيفاؤها لتنفيذ عمليات معينة.

الغرض من مخططات التفاعل

مخططات التفاعل هي أدوات نمذجة المستخدمة في UML (لغة النمذجة الموحدة) لتصوير التفاعلات بين الكائنات في النظام، كذلك تظهر أهمية هذه المخططات، في كيفية تبادل الرسائل بين الكائنات وكيفية تنفيذ العمليات بالتسلسل الزمني.

أهمية مخططات التفاعل

الغرض الأساسي من مخططات التفاعل هو:

تصوير التفاعلات الديناميكية: حيث تتفاعل الكائنات مع بعضها البعض عبر الزمن.

تحليل سلوك النظام: تساعد في فهم سلوك النظام وتحليل كيفية تنفيذ العمليات.

توثيق التصميم: توفر توثيقًا مرئيًا لتصميم النظام يمكن استخدامه للتواصل مع أعضاء الفريق والمساهمين.

تحديد المشاكل: تساعد في الكشف عن المشاكل المحتملة في تصميم النظام مثل التداخلات أو التسلسلات غير الصحيحة.

أنواع مخططات التفاعل

هناك عدة أنواع من مخططات التفاعل التي نستعملها، لتصوير التفاعلات بين الكائنات:

• مخطط التسلسل
• مخطط التعاون
• مخطط توقيت
• مخطط التسلسل

مخطط التسلسل يساعد على ظهور، التفاعل بين الكائنات بترتيب زمني، مما يفهمك كيفية تبادل الرسائل بين الكائنات عبر الزمن.

مكونات مخطط التسلسل:

• شريان الحياة: يمثل كائنًا في النظام.
• الرسائل: تمثل التبادل بين الكائنات.
• الخطوط الزمنية: توضح تسلسل الأحداث.

مخطط التعاون

مخطط التعاون للتركيز على العلاقات بين الكائنات، وكيفية تفاعلها لتحقيق هدف معين، ليوضح كيفية ارتباط الكائنات ببعضها البعض.

مكونات مخطط التعاون:

• الكائنات: تمثل العناصر التي تتبادل الرسائل.
• العلاقات: توضح كيفية ارتباط الكائنات.
• الرسائل: تمثل التفاعلات بين الكائنات.

مخطط توقيت

مخطط توقيت لتركيز على التوقيت الدقيق للعمليات داخل النظام، وذلك لتصوير التغيرات في حالة الكائنات عبر الزمن.

مكونات مخطط توقيت:

• الشرايين الزمنية: تمثل الكائنات.
• الحدث الزمني: لتوضيح التغيرات في الحالة.

فوائد استخدام مخططات التفاعل

استخدام مخططات التفاعل يوفر العديد من الفوائد، منها:

• تحسين الفهم: يساعد في فهم كيفية عمل النظام وكيفية تفاعل الكائنات.
• تحليل الأداء: لتحليل أداء النظام واكتشاف المشاكل المحتملة.
• توثيق التصميمات: لتوفير توثيقًا واضحًا لتصميم النظام يمكن الرجوع إليه في المستقبل.
• تحسين التواصل:  فيصبح التواصل أسهل بين أعضاء الفريق حول تصميم النظام وتفاعلاته.

كيفية إنشاء مخططات التفاعل

لإنشاء مخططات التفاعل بشكل فعال، لذا يجب اتباع الخطوات التالية:

تحديد الكائنات: تحديد الكائنات المشاركة في التفاعل.

تحديد الرسائل: تحديد الرسائل المتبادلة بين الكائنات.

رسم المخطط: رسم المخطط باستخدام أدوات UML وتوضيح التفاعلات.

مراجعة المخطط: مراجعة المخطط للتأكد من دقته واكتماله.

تمثيل التفاعلات بين الكائنات هو عنصر أساسي لفهم كيفية تواصل الكائنات في النظام وتنفيذ العمليات بشكل فعال، ومن خلال استخدام مخططات التفاعل مثل مخطط التسلسل، مخطط التعاون، ومخطط توقيت، يمكننا تصور وتنسيق العمليات بشكل أفضل لتحقيق أهداف النظام.