Diagramy UML | Czym są, rodzaje, zastosowania i jak je wykonać

UML to sposób wizualizacji programu przy użyciu zbioru diagramów. Notacja ewoluowała na podstawie prac Grady'ego Boocha, Jamesa Rumbaugha, Ivara Jacobsona i Rational Software Corporation do stosowania w projektowaniu obiektowym.

Jednak od tego czasu rozszerzył się i obejmuje szerszą gamę projektów inżynierii oprogramowania. Obecnie Object Management Group (OMG) akceptuje UML jako standard modelowania tworzenia oprogramowania.

Co oznacza UML?

UML oznacza Ujednolicony język modelowania (Ujednolicony język modelowania). UML 2.0 pomógł rozszerzyć oryginalną specyfikację UML, aby objąć szerszą część wysiłków związanych z tworzeniem oprogramowania, w tym praktyki zwinne.

• Lepsza integracja pomiędzy modelami strukturalnymi, takimi jak diagramy klas, a modelami behawioralnymi, takimi jak diagramy aktywności.
• Dodano umiejętność definiowania hierarchii i rozkładają system oprogramowania na komponenty i podkomponenty.
• Oryginalny UML określał dziewięć diagramów; UML 2.x podnosi tę liczbę do 13. Cztery nowe diagramy noszą nazwy: diagram komunikacji, diagram struktury złożonej, diagram przeglądu interakcji i diagram czasowy. Zmieniono także nazwę diagramów stanu na diagramy maszyny stanów, znane również jako diagramy stanu.

Co to jest diagram układu UML?

Ujednolicony język modelowania (UML) może pomóc w modelowaniu systemów na kilka sposobów. Jednym z najpopularniejszych typów UML jest diagram układu. Diagramy klas, popularne wśród inżynierów oprogramowania do dokumentowania architektury oprogramowania, są rodzajem diagramów struktury, ponieważ opisują, co musi znajdować się w modelowanym systemie.

Język UML został opracowany jako ujednolicony model służący do opisu podejścia do programowanie obiektowy. Ponieważ klasy są elementami składowymi obiektów, diagramy klas są elementami składowymi UML-a. Różne elementy diagramu klas mogą reprezentować klasy, które będą faktycznie programowane, główne obiekty lub interakcje między klasami i obiektami.

Rodzaje diagramów UML

Obecne standardy UML wymagają 13 różnych typów diagramów: klasa, aktywność, obiekt, przypadek użycia, sekwencja, pakiet, stan, komponent, komunikacja, struktura złożona, przegląd interakcji, czas i wdrożenie.

Diagramy te są podzielone na dwie różne grupy: diagramy strukturalne i diagramy behawioralne lub interakcyjne.

diagram klas

Diagramy klas stanowią podstawę prawie wszystkich metod obiektowych, w tym UML. Opisują statyczną strukturę systemu.

Schemat pakietu

Diagramy pakietów stanowią podzbiór diagramów klas, ale programiści czasami traktują je jako osobną technikę. Diagramy pakietów organizują elementy systemu w powiązane grupy, aby zminimalizować zależności między pakietami.

Schemat obiektu

Diagramy obiektowe opisują statyczną strukturę systemu w danym czasie. Można ich używać do testowania dokładności diagramów klas.

Schemat struktury złożonej

Diagramy struktury złożonej przedstawiają wewnętrzną część klasy.

Diagram przypadków użycia

Diagramy przypadków użycia modelują funkcjonalność systemu za pomocą aktorów i przypadków użycia.

Schemat działania

Diagramy aktywności ilustrują dynamiczną naturę systemu poprzez modelowanie przepływu sterowania z jednego działania do drugiego. Działanie reprezentuje operację na jakiejś klasie systemu, która powoduje zmianę stanu systemu. Zazwyczaj diagramy działań służą do modelowania przepływu pracy lub procesów biznesowych i operacji wewnętrznych.

Diagram sekwencji

Diagramy sekwencji opisują interakcje pomiędzy klasami w kategoriach wymiany komunikatów w czasie.

Diagram przeglądu interakcji

Diagramy przeglądu interakcji są kombinacją diagramów czynności i diagramów sekwencji. Modelują sekwencję działań i pozwalają dekonstruować bardziej złożone interakcje na możliwe do zarządzania zdarzenia. Na diagramach przeglądu interakcji powinieneś używać tej samej notacji, którą widzisz na diagramie aktywności.

schemat rozrządu

Diagram czasowy to rodzaj diagramu behawioralnego lub interakcyjnego UML, który koncentruje się na procesach zachodzących w określonym przedziale czasu. Są one szczególnym przypadkiem diagramu sekwencji, z tą różnicą, że pokazano je jako El Tiempo zwiększa się od lewej do prawej, zamiast od góry do dołu.

Schemat komunikacji

Diagramy komunikacyjne modelują interakcje pomiędzy obiektami w kolejności. Opisują zarówno strukturę statyczną, jak i dynamiczne zachowanie systemu. Pod wieloma względami diagram komunikacji jest uproszczoną wersją diagramu współpracy wprowadzonego w UML 2.0.

Diagram stanu

Diagramy stanów, obecnie znane jako diagramy maszyn stanów, oraz diagramy stanów opisują dynamiczne zachowanie systemu w odpowiedzi na bodźce zewnętrzne. Diagramy stanów są szczególnie przydatne do modelowania obiektów reaktywnych, których stany są wyzwalane przez określone zdarzenia.

Schemat komponentów

Diagramy komponentów opisują organizację fizycznych komponentów oprogramowania, w tym kodu źródłowego, kodu wykonawczego (binarnego) i plików wykonywalnych.

Schemat wdrożenia

Diagramy wdrożenia przedstawiają zasoby fizyczne systemu, w tym węzły, komponenty i połączenia.

Korzyści z diagramów

Diagramy UML oferują szereg korzyści każdej organizacji. Użyj tego typu diagramów, aby:

• Ilustruj modele danych dla systemów informatycznych, niezależnie od tego, jak proste lub złożone.
• Lepsze zrozumienie przeglądu schematu aplikacji.
• Wizualnie wyrażaj wszelkie specyficzne potrzeby dotyczące systemu i rozpowszechniaj tę informację w całej firmie.
• Twórz szczegółowe grafiki przedstawiające dowolny konkretny kod, który należy zaprogramować i zaimplementować w opisywanym frameworku.
• Podaj niezależny od implementacji opis typów używanych w systemie, które są następnie przekazywane między jego komponentami.

Podstawowe elementy diagramu

Standardowy diagram UML składa się z trzech sekcji:

• Górna część: zawiera nazwę klasy. Ta sekcja jest zawsze wymagana, niezależnie od tego, czy jest to klasyfikator, czy obiekt.
• Część środkowa: zawiera atrybuty. Użyj tej sekcji, aby opisać cechy. Jest to konieczne tylko przy opisywaniu konkretnego przypadku.
• Dolna część: obejmuje operacje (metody). Każda operacja wyświetlana w formie listy zajmuje osobną linię. Operacje opisują sposób interakcji danych.

Modyfikatory dostępu członków

Wszystkie klasy mają różne poziomy dostępu w zależności od modyfikatora dostępu (widoczności). Oto poziomy dostępu wraz z ich symbole odpowiedni:

• Publiczne (+)
• Prywatny (-)
• Chroniony (#)
• Pakiet (~)
• Pochodne (/)
• Statyczny (podkreślony)

Zakresy członkowskie

Istnieją dwa zakresy elementów członkowskich: klasyfikatory i instancje.

Klasyfikatory są elementami statycznymi, natomiast instancje są konkretnymi instancjami klasy. Jeśli znasz podstawową teorię OO, nie jest to nic przełomowego.

Dodatkowe komponenty diagramu klas

W zależności od kontekstu diagram może przedstawiać główne obiekty, interakcje w aplikacji lub klasy, które mają zostać zaprogramowane. Aby odpowiedzieć na pytanie „Co to jest diagram UML?” Najpierw musisz zrozumieć jego podstawowy skład.

• Lekcje: szablon do tworzenia obiektów i implementowania zachowań w systemie. W UML klasa reprezentuje obiekt lub zbiór obiektów, które mają wspólną strukturę i zachowanie. Są one reprezentowane przez prostokąt zawierający wiersze nazwy klasy, jej atrybutów i operacji. Kiedy rysujesz klasę na diagramie klas, wystarczy wypełnić tylko górny wiersz; pozostałe są opcjonalne, jeśli chcesz podać więcej szczegółów.
  • Nazwa: pierwszy wiersz w formularzu klasy.
  • Atrybuty: drugi rząd w kształcie klasy. Każdy atrybut klasy jest wyświetlany w osobnej linii.
  • Metody: Metody, zwane także operacjami, są wyświetlane w formie listy, a każda operacja znajduje się w osobnej linii.
• Sygnały: Symbole reprezentujące jednokierunkową komunikację asynchroniczną między aktywnymi obiektami.
• Rodzaj danych: klasyfikatory definiujące wartości danych. Typy danych mogą modelować zarówno typy pierwotne, jak i wyliczenia.
• Pakiety: kształty zaprojektowane do organizowania powiązanych klasyfikatorów na diagramie. Symbolizuje je duży prostokąt z zakładkami.
• Interfejsy: zbiór sygnatur operacji i/lub definicji atrybutów, które definiują spójny zestaw zachowań. Interfejsy są podobne do klas, z tą różnicą, że klasa może mieć jedną instancję swojego typu, a interfejs musi mieć co najmniej jedną klasę, aby ją zaimplementować.
• Wyliczenia: reprezentacje typów danych zdefiniowanych przez użytkownika. Wyliczenie obejmuje grupy identyfikatorów reprezentujących wartości w wyliczeniu.
• Obiekty: instancje klasy lub klas. Do diagramu można dodawać obiekty, aby reprezentować konkretne lub prototypowe instancje.
• Artefakty: Elementy modelu reprezentujące konkretne jednostki w systemie oprogramowania, takie jak dokumenty, Bazy danych, pliki wykonywalne, komponenty oprogramowania itp.

Interakcje: Termin „interakcje” odnosi się do różnych relacji i powiązań, które mogą istnieć na diagramach klas i obiektów. Do najczęstszych interakcji należą:

• Dziedzictwo: Proces, w wyniku którego klasa potomna lub podklasa nabywa funkcjonalność klasy nadrzędnej lub nadklasy, znany również jako generalizacja. Symbolizuje to linia prosta połączona z zamkniętym grotem strzałki, skierowana w stronę nadklasy.
• Stowarzyszenie dwukierunkowe: domyślna relacja między dwiema klasami. Obie klasy znają się i są ze sobą powiązane. To skojarzenie jest reprezentowane przez linię prostą pomiędzy dwiema klasami.
• Stowarzyszenie jednokierunkowe: nieco mniej powszechna relacja między dwiema klasami. Jedna klasa jest świadoma drugiej i wchodzi z nią w interakcję. Jednokierunkowe skojarzenie modeluje się za pomocą prostej linii łączącej skierowanej otwartym grotem strzałki od klasy wiedzącej do klasy znanej.

Jak zrobić diagram UML

Tworzenie diagramu klas od zera jest zaskakująco proste, szczególnie jeśli używasz Lucidchart. Wykonaj następujące kroki:

• Otwórz pusty dokument lub zacznij od szablonu.
• Włącza bibliotekę formularzy UML. Po lewej stronie edytora Lucidchart kliknij „Kształty”. Po wejściu do Menedżera bibliotek kształtów zaznacz „UML” i kliknij „Zapisz”.
• Z nowo dodanych bibliotek wybierz żądany kształt i przeciągnij go z przybornika na płótno.
• Modeluj przebieg procesu, rysując linie pomiędzy kształtami podczas dodawania tekstu.

Ostatnie słowa

L Diagramy UML-a Wyraźnie odwzorowują strukturę konkretnego systemu, modelując klasy, atrybuty, operacje i relacje między obiektami. Przy użyciu niektórych programów do tworzenia diagramów UML tworzenie tych diagramów nie jest tak trudne, jak mogłoby się wydawać.