UML-diagrammer | Hvad de er, typer, anvendelser og hvordan man laver dem

UML er en måde at visualisere et softwareprogram ved hjælp af en samling af diagrammer. Notationen er udviklet fra arbejdet af Grady Booch, James Rumbaugh, Ivar Jacobson og Rational Software Corporation til brug i objektorienteret design.

Men det er siden blevet udvidet til at dække en bredere vifte af softwareingeniørprojekter. I dag accepterer Object Management Group (OMG) UML som en standard for modellering af softwareudvikling.

Hvad betyder UML?

UML betyder Samlet modelleringssprog (Unified Modeling Language). UML 2.0 hjalp med at udvide den originale UML-specifikation til at dække en bredere del af softwareudviklingsindsatsen, herunder agil praksis.

• Forbedret integration mellem strukturelle modeller som klassediagrammer og adfærdsmodeller som fx aktivitetsdiagrammer.
• Tilføjet evne til at definere et hierarki og nedbryde et softwaresystem i komponenter og underkomponenter.
• Den originale UML specificerede ni diagrammer; UML 2.x hæver det tal til 13. De fire nye diagrammer er navngivet: kommunikationsdiagram, sammensat strukturdiagram, interaktionsoversigtsdiagram og timingdiagram. Det omdøbte også statechart-diagrammer til tilstandsmaskine-diagrammer, også kendt som tilstandsdiagrammer.

Hvad er et UML-layoutdiagram?

The Unified Modeling Language (UML) kan hjælpe dig med at modellere systemer på flere måder. En af de mest populære typer af UML er layoutdiagrammet. Klassediagrammer er populære blandt softwareingeniører til at dokumentere softwarearkitektur og er en type strukturdiagram, fordi de beskriver, hvad der skal være til stede i systemet, der modelleres.

UML blev etableret som en standardiseret model til at beskrive en tilgang til programmering objektorienteret. Da klasser er byggestenene til objekter, er klassediagrammer byggestenene i UML. De forskellige komponenter i et klassediagram kan repræsentere de klasser, der faktisk vil blive programmeret, hovedobjekterne eller interaktionerne mellem klasser og objekter.

Typer af UML-diagrammer

Nuværende UML-standarder kræver 13 forskellige typer diagrammer: klasse, aktivitet, objekt, use case, sekvens, pakke, tilstand, komponent, kommunikation, sammensat struktur, interaktionsoversigt, timing og implementering.

Disse diagrammer er organiseret i to forskellige grupper: strukturelle diagrammer og adfærds- eller interaktionsdiagrammer.

klassediagram

Klassediagrammer er rygraden i næsten alle objektorienterede metoder, inklusive UML. De beskriver den statiske struktur af et system.

Pakkediagram

Pakkediagrammer er en undergruppe af klassediagrammer, men udviklere behandler dem nogle gange som en separat teknik. Pakkediagrammer organiserer elementerne i et system i relaterede grupper for at minimere afhængigheder mellem pakker.

Objektdiagram

Objektdiagrammer beskriver den statiske struktur af et system på et givet tidspunkt. De kan bruges til at teste nøjagtigheden af ​​klassediagrammer.

Sammensat strukturdiagram

Sammensatte strukturdiagrammer viser den interne del af en klasse.

Brug case diagram

Use case diagrammer modellerer funktionaliteten af ​​et system ved hjælp af aktører og use cases.

Aktivitetsdiagram

Aktivitetsdiagrammer illustrerer den dynamiske natur af et system ved at modellere strømmen af ​​kontrol fra en aktivitet til en anden. En aktivitet repræsenterer en operation på en eller anden klasse af systemet, der resulterer i en ændring i systemets tilstand. Typisk bruges aktivitetsdiagrammer til at modellere arbejdsgange eller forretningsprocesser og intern drift.

Sekvensdiagram

Sekvensdiagrammer beskriver interaktioner mellem klasser i form af en udveksling af meddelelser over tid.

Interaktionsoversigtsdiagram

Interaktionsoversigtsdiagrammer er en kombination af aktivitets- og sekvensdiagrammer. De modellerer en sekvens af handlinger og giver dig mulighed for at dekonstruere mere komplekse interaktioner til håndterbare begivenheder. Du bør bruge den samme notation i interaktionsoversigtsdiagrammer, som du ville se i et aktivitetsdiagram.

tidsdiagram

Et timingdiagram er en type UML adfærds- eller interaktionsdiagram, der fokuserer på processer, der finder sted over en bestemt tidsperiode. De er en speciel forekomst af et sekvensdiagram, bortset fra at de er vist at være det El tiempo øges fra venstre mod højre i stedet for top til bund.

Kommunikationsdiagram

Kommunikationsdiagrammer modellerer interaktioner mellem objekter i rækkefølge. De beskriver både den statiske struktur og den dynamiske adfærd i et system. På mange måder er et kommunikationsdiagram en forenklet version af et samarbejdsdiagram introduceret i UML 2.0.

Tilstandsdiagram

Tilstandsdiagrammer, nu kendt som tilstandsmaskinediagrammer, og tilstandsdiagrammer beskriver et systems dynamiske adfærd som reaktion på eksterne stimuli. Tilstandsdiagrammer er især nyttige til modellering af reaktive objekter, hvis tilstande udløses af specifikke hændelser.

Komponentdiagram

Komponentdiagrammer beskriver organiseringen af ​​de fysiske komponenter i software, herunder kildekode, runtime (binær) kode og eksekverbare filer.

Implementeringsdiagram

Implementeringsdiagrammer repræsenterer et systems fysiske ressourcer, herunder noder, komponenter og forbindelser.

Fordele ved diagrammer

UML-diagrammer tilbyder en række fordele for enhver organisation. Brug denne type diagrammer til at:

• Illustrer datamodeller for informationssystemer, uanset hvor enkle eller komplekse de er.
• Bedre forstå skemaoversigten for en applikation.
• Vis visuelt udtryk for eventuelle specifikke behov for et system og spred disse oplysninger i hele virksomheden.
• Opret detaljeret grafik, der fremhæver enhver specifik kode, der skal programmeres og implementeres i den beskrevne ramme.
• Giv en implementeringsuafhængig beskrivelse af de typer, der bruges i et system, som derefter sendes mellem dets komponenter.

Grundlæggende komponenter i et diagram

Standard UML-diagrammet består af tre sektioner:

• Øvre sektion: indeholder navnet på klassen. Denne sektion er altid påkrævet, uanset om det er klassificeringen eller et objekt.
• Mellemsektion: indeholder attributterne. Brug dette afsnit til at beskrive kvaliteterne. Dette er kun nødvendigt, når en specifik instans skal beskrives.
• Nederste sektion: omfatter operationer (metoder). Vist i listeformat optager hver operation sin egen linje. Operationer beskriver, hvordan data interagerer.

Ændring af medlemsadgang

Alle klasser har forskellige adgangsniveauer afhængigt af adgangsmodifikatoren (synlighed). Her er adgangsniveauerne med deres symboler tilsvarende:

• Offentlig (+)
• Privat (-)
• Beskyttet (#)
• Pakke (~)
• Afledt (/)
• Statisk (understreget)

Medlemsomfang

Der er to områder for medlemmer: klassifikatorer og forekomster.

Klassifikatorer er statiske medlemmer, mens forekomster er de specifikke forekomster af klassen. Hvis du er bekendt med grundlæggende OO-teori, er dette ikke noget banebrydende.

Yderligere klassediagramkomponenter

Afhængigt af konteksten kan et diagram repræsentere hovedobjekterne, interaktionerne i applikationen eller de klasser, der skal programmeres. For at besvare spørgsmålet "Hvad er et UML-diagram?" Du skal først forstå dens grundlæggende sammensætning.

• klasser: en skabelon til at skabe objekter og implementere adfærd i et system. I UML repræsenterer en klasse et objekt eller et sæt objekter, der deler en fælles struktur og adfærd. De er repræsenteret af et rektangel, der inkluderer rækker af klassenavnet, dets attributter og dets operationer. Når du tegner en klasse på et klassediagram, skal du kun udfylde den øverste række; de andre er valgfrie, hvis du ønsker at give flere detaljer.
  • Navn: første række i en klasseform.
  • Egenskaber: anden række i en klasseform. Hver attribut i klassen vises på en separat linje.
  • Metoder: Metoder, også kendt som operationer, vises i listeformat med hver operation på sin egen linje.
• Signaler: Symboler, der repræsenterer envejs asynkron kommunikation mellem aktive objekter.
• Type af data: klassifikatorer, der definerer dataværdier. Datatyper kan modellere både primitive typer og opregninger.
• Pakker: figurer designet til at organisere relaterede klassificeringsorganer i et diagram. De er symboliseret af en stor rektangel med faner.
• interfaces: en samling af operationssignaturer og/eller attributdefinitioner, der definerer et sammenhængende sæt af adfærd. Interfaces ligner klasser, bortset fra at en klasse kan have én instans af sin type, og en grænseflade skal have mindst én klasse for at implementere den.
• optællinger: repræsentationer af brugerdefinerede datatyper. En opregning inkluderer grupper af identifikatorer, der repræsenterer værdier i opregningen.
• Objekter: forekomster af en klasse eller klasser. Objekter kan føjes til et diagram for at repræsentere konkrete eller prototypiske instanser.
• Artefakter: Modelelementer, der repræsenterer de konkrete enheder i et softwaresystem, såsom dokumenter, databaser, eksekverbare filer, softwarekomponenter osv.

interaktioner: Udtrykket "interaktioner" refererer til de forskellige relationer og links, der kan eksistere i klasse- og objektdiagrammer. Nogle af de mest almindelige interaktioner omfatter:

• Arv: Den proces, hvorved et barn eller en underklasse erhverver funktionaliteten som en forælder eller superklasse, også kendt som generalisering. Det er symboliseret ved en lige linje forbundet med en lukket pilespids, der peger mod superklassen.
• To-vejs tilknytning: standardforholdet mellem to klasser. Begge klasser kender hinanden og forholder sig til hinanden. Denne sammenhæng er repræsenteret ved en lige linje mellem to klasser.
• Envejs tilknytning: et lidt mindre almindeligt forhold mellem to klasser. Den ene klasse er opmærksom på og interagerer med den anden. Envejstilknytningen er modelleret med en lige forbindelseslinje, der peger med en åben pilespids fra den kendte klasse til den kendte klasse.

Sådan laver du et UML-diagram

At oprette et klassediagram fra bunden er overraskende enkelt, især hvis du bruger Lucidchart. Bare følg disse trin:

• Åbn et tomt dokument, eller start med en skabelon.
• Aktiverer UML-formularbiblioteket. I venstre side af Lucidchart-editoren skal du klikke på "Shapes". Når du er i Shape Library Manager, skal du markere "UML" og klikke på "Gem".
• Fra de nyligt tilføjede biblioteker skal du vælge den form, du ønsker, og trække den fra værktøjskassen til lærredet.
• Modellér processens flow ved at tegne linjer mellem figurer, mens du tilføjer tekst.

Afsluttende ord

masse UML diagrammer De kortlægger tydeligt strukturen af ​​et bestemt system ved at modellere klasser, attributter, operationer og relationer mellem objekter. Med brugen af ​​visse UML-diagramprogrammer er det ikke så skræmmende at oprette disse diagrammer, som det kan se ud.