Limbajul de modelare unificat (UML) este un limbaj de modelare de uz general. Scopul principal al UML este de a defini o modalitate standard de a vizualiza modul în care a fost proiectat un sistem. Este destul de asemănător cu planurile folosite în alte domenii ale ingineriei. UML este nu un limbaj de programare , este mai degrabă un limbaj vizual.

Subiecte importante pentru diagramele Unified Modeling Language (UML).

repetarea unei hărți în java

• Ce este UML?
• De ce avem nevoie de UML?
• Diferite tipuri de diagrame UML
• Diagrame UML structurale
• Diagrame UML comportamentale
• Concepte orientate pe obiecte utilizate în diagramele UML
• Instrumente pentru crearea diagramelor UML
• Pași pentru a crea diagrame UML
• Cele mai bune practici pentru diagramele UML
• UML și Dezvoltare Agile
• Provocări comune în modelarea UML
• Beneficiile utilizării diagramelor UML

1. Ce este UML?

Unified Modeling Language (UML) este un limbaj de modelare vizuală standardizat utilizat în domeniul ingineriei software pentru a oferi o modalitate generală, de dezvoltare și intuitivă de a vizualiza proiectarea unui sistem. UML ajută la specificarea, vizualizarea, construirea și documentarea artefactelor sistemelor software.

• Folosim diagrame UML pentru a prezenta comportament si structura a unui sistem.
• UML ajută inginerii de software, oamenii de afaceri și arhitecții de sistem cu modelare, proiectare și analiză.
• Object Management Group (OMG) a adoptat Unified Modeling Language ca standard în 1997. De atunci, acesta este gestionat de OMG.
• Organizația Internațională pentru Standardizare (ISO) a publicat UML ca standard aprobat în 2005. UML a fost revizuit de-a lungul anilor și este revizuit periodic.

2. De ce avem nevoie de UML?

• Aplicațiile complexe necesită colaborare și planificare din partea mai multor echipe și, prin urmare, necesită o modalitate clară și concisă de a comunica între ele.
• Oamenii de afaceri nu înțeleg codul. Deci UML devine esențial pentru a comunica cu non-programatorii despre cerințele esențiale, funcționalitățile și procesele sistemului.
• Se economisește mult timp atunci când echipele pot vizualiza procesele, interacțiunile utilizatorilor și structura statică a sistemului.

3. Diferite tipuri de diagrame UML

UML este legat de orientat pe obiecte proiectare și analiză. UML folosește elemente și formează asocieri între ele pentru a forma diagrame. Diagramele în UML pot fi clasificate în linii mari ca:

4. Diagrame UML structurale

4.1. Diagrama de clasă

Diagrama UML cea mai utilizată este diagrama de clasă. Este elementul de bază al tuturor sistemelor software orientate pe obiecte. Folosim diagrame de clase pentru a descrie structura statică a unui sistem, arătând clasele sistemului, metodele și atributele acestora. Diagramele de clasă ne ajută, de asemenea, să identificăm relația dintre diferite clase sau obiecte.

4.2. Diagrama structurii compozite

Folosim diagrame de structură compusă pentru a reprezenta structura internă a unei clase și punctele sale de interacțiune cu alte părți ale sistemului.

• O diagramă de structură compozită reprezintă relația dintre părți și configurația lor care determină modul în care se comportă clasificatorul (clasa, o componentă sau un nod de implementare).
• Ele reprezintă structura internă a unui clasificator structurat care utilizează piese, porturi și conectori.
• De asemenea, putem modela colaborări folosind diagrame de structură compozită.
• Sunt similare cu diagramele de clasă, cu excepția faptului că reprezintă părți individuale în detaliu, în comparație cu întreaga clasă.

4.3. Diagrama obiectului

O diagramă de obiect poate fi denumită o captură de ecran a instanțelor dintr-un sistem și a relației care există între ele. Deoarece diagramele de obiecte descriu comportamentul atunci când obiectele au fost instanțiate, suntem capabili să studiem comportamentul sistemului într-un anumit moment.

• O diagramă obiect este similară cu o diagramă de clase, cu excepția faptului că arată instanțele claselor din sistem.
• Reprezentăm clasificatorii actuali și relațiile lor folosind diagrame de clasă.
• Pe de altă parte, o diagramă de obiecte reprezintă exemple specifice de clase și relații dintre ele la un moment dat.

4.4. Diagrama componentelor

Diagramele componentelor sunt folosite pentru a reprezenta modul în care au fost organizate componentele fizice dintr-un sistem. Le folosim pentru modelarea detaliilor implementării.

• Diagramele componente descriu relația structurală dintre elementele sistemului software și ne ajută să înțelegem dacă cerințele funcționale au fost acoperite de dezvoltarea planificată.
• Diagramele componentelor devin esențiale pentru utilizare atunci când proiectăm și construim sisteme complexe.
• Interfețele sunt folosite de componentele sistemului pentru a comunica între ele.

4.5. Diagrama de implementare

Diagramele de implementare sunt folosite pentru a reprezenta hardware-ul sistemului și software-ul acestuia. Ne spune ce componente hardware există și ce componente software rulează pe ele.

np.concatenate

• Ilustram arhitectura sistemului ca distribuție a artefactelor software peste ținte distribuite.
• Un artefact este informația care este generată de software-ul de sistem.
• Ele sunt utilizate în principal atunci când un software este utilizat, distribuit sau implementat pe mai multe mașini cu configurații diferite.

4.6. Diagrama pachetului

Folosim Diagramele pachetelor pentru a descrie modul în care pachetele și elementele lor au fost organizate. O diagramă de pachet ne arată pur și simplu dependențele dintre diferite pachete și compoziția internă a pachetelor.

• Pachetele ne ajută să organizăm diagramele UML în grupuri semnificative și să facem diagrama ușor de înțeles.
• Ele sunt utilizate în principal pentru a organiza diagrame de clasă și cazuri de utilizare.

5. Diagrame UML comportamentale

5.1. Diagramele mașinii de stat

O diagramă de stare este utilizată pentru a reprezenta starea sistemului sau a unei părți a sistemului la momente finite de timp. Este o diagramă comportamentală și reprezintă comportamentul folosind tranziții de stare finită.

• Diagramele de stare mai sunt denumite Mașini de stat și Diagrame de stat
• Acești termeni sunt adesea folosiți interschimbabil. Deci, pur și simplu, o diagramă de stări este folosită pentru a modela comportamentul dinamic al unei clase ca răspuns la timp și stimuli externi în schimbare.

5.2. Diagrame de activitate

Folosim Diagramele de activitate pentru a ilustra fluxul de control într-un sistem. De asemenea, putem folosi o diagramă de activitate pentru a ne referi la pașii implicați în execuția unui caz de utilizare.

• Modelăm activități secvențiale și concurente folosind diagrame de activități. Deci, în principiu, descriem vizual fluxurile de lucru folosind o diagramă de activități.
• O diagramă de activitate se concentrează pe starea fluxului și pe secvența în care se întâmplă.
• Descriem sau descriem ce cauzează un anumit eveniment folosind o diagramă de activitate.

5.3. Diagrame de caz de utilizare

Diagramele de caz de utilizare sunt folosite pentru a descrie funcționalitatea unui sistem sau a unei părți a unui sistem. Ele sunt utilizate pe scară largă pentru a ilustra cerințele funcționale ale sistemului și interacțiunea acestuia cu agenții externi (actorii).

• Un caz de utilizare este practic o diagramă care reprezintă diferite scenarii în care sistemul poate fi utilizat.
• O diagramă de caz de utilizare ne oferă o vedere la nivel înalt a ceea ce face sistemul sau o parte a sistemului fără a intra în detalii de implementare.

5.4. Diagrama secvenței

O diagramă de secvență ilustrează pur și simplu interacțiunea dintre obiecte într-o ordine secvențială, adică ordinea în care au loc aceste interacțiuni.

• De asemenea, putem folosi termenii diagrame de evenimente sau scenarii de evenimente pentru a ne referi la o diagramă de secvență.
• Diagramele de secvență descriu cum și în ce ordine funcționează obiectele dintr-un sistem.
• Aceste diagrame sunt utilizate pe scară largă de oamenii de afaceri și dezvoltatorii de software pentru a documenta și înțelege cerințele pentru sistemele noi și existente.

5.5. Diagrama de comunicare

O diagramă de comunicare (cunoscută sub numele de Diagrama de colaborare în UML 1.x) este utilizată pentru a afișa mesaje secvențiale schimbate între obiecte.

• O diagramă de comunicare se concentrează în primul rând pe obiecte și relațiile lor.
• Putem reprezenta informații similare folosind diagrame de secvență, totuși diagramele de comunicare reprezintă obiecte și legături într-o formă liberă.

5.6. Diagrama de sincronizare

Diagramele de timp sunt o formă specială de diagrame de secvență care sunt utilizate pentru a descrie comportamentul obiectelor într-un interval de timp. Le folosim pentru a arăta constrângerile de timp și durată care guvernează schimbările stărilor și comportamentului obiectelor.

5.7. Diagrama de prezentare a interacțiunii

O diagramă de prezentare generală a interacțiunii modelează o secvență de acțiuni și ne ajută să simplificăm interacțiunile complexe în apariții mai simple. Este un amestec de diagrame de activitate și secvențe.

c matrice de șiruri de program

6. Concepte orientate pe obiecte utilizate în diagramele UML

1. Clasă: O clasă definește modelul, adică structura și funcțiile unui obiect.
2. Obiecte : Obiectele ne ajută să descompunem sisteme mari și ne ajută să ne modularizăm sistemul. Modularitatea ajută la împărțirea sistemului nostru în componente ușor de înțeles, astfel încât să ne putem construi sistemul piesă cu piesă.
3. Moştenire: Moștenirea este un mecanism prin care clasele copil moștenesc proprietățile claselor lor părinte.
4. Abstracție: Abstracția în UML se referă la procesul de subliniere a aspectelor esențiale ale unui sistem sau obiect, ignorând detaliile irelevante. Prin eliminarea complexităților inutile, abstracția facilitează o înțelegere și o comunicare mai clară între părțile interesate.
5. Încapsulare: Legarea datelor împreună și protejarea lor de lumea exterioară este denumită încapsulare.
6. Polimorfism: Mecanism prin care funcțiile sau entitățile pot exista sub diferite forme.

6.1. Adăugiri în UML 2.0

• Au fost încorporate metodologii de dezvoltare software precum agile și s-a extins domeniul de aplicare al specificației UML originale.
• Inițial, UML a specificat 9 diagrame. UML 2.x a crescut numărul de diagrame de la 9 la 13. Cele patru diagrame care au fost adăugate sunt: ​​diagrama de timp, diagrama de comunicare, diagrama de prezentare a interacțiunii și diagrama structurii compozite. UML 2.x a redenumit diagramele de diagrame de stat în diagrame de mașină de stat.
• UML 2.x a adăugat capacitatea de a descompune sistemul software în componente și subcomponente.

7. Instrumente pentru crearea diagramelor UML

Există mai multe instrumente disponibile pentru crearea diagramelor Unified Modeling Language (UML), care sunt utilizate în mod obișnuit în dezvoltarea de software pentru a reprezenta vizual arhitectura, proiectarea și implementarea sistemului. Iată câteva instrumente populare de creare a diagramei UML:

• Lucidchart: Lucidchart este un instrument de diagramă bazat pe web care acceptă diagramele UML. Este ușor de utilizat și colaborativ, permițând mai multor utilizatori să lucreze la diagrame în timp real.
• Draw.io: Draw.io este un instrument de diagramă gratuit, bazat pe web, care acceptă diferite tipuri de diagrame, inclusiv UML. Se integrează cu diverse servicii de stocare în cloud și poate fi folosit offline.
• Paradigma vizuală: Visual Paradigm oferă o suită cuprinzătoare de instrumente pentru dezvoltarea de software, inclusiv diagrame UML. Oferă atât versiuni online, cât și versiuni desktop și acceptă o gamă largă de diagrame UML.
• StarUML: StarUML este un instrument de modelare UML open-source cu o interfață ușor de utilizat. Acceptă diagramele standard UML 2.x și permite utilizatorilor să-și personalizeze și să-și extindă funcționalitatea prin pluginuri.
• Papirus: Papyrus este un instrument de modelare UML open-source care face parte din Proiectul de modelare Eclipse. Oferă un mediu personalizabil pentru crearea, editarea și vizualizarea diagramelor UML.
• PlantUML: PlantUML este un instrument bazat pe text care vă permite să creați diagrame UML folosind o sintaxă simplă și care poate fi citită de om. Este adesea folosit împreună cu alte instrumente și acceptă o varietate de tipuri de diagrame.

8. Pași pentru a crea diagrame UML

Crearea diagramelor Unified Modeling Language (UML) implică un proces sistematic care include de obicei următorii pași:

scan.nextstring java

• Pasul 1: Identificați scopul:
  • Determinați scopul creării diagramei UML. Diferite tipuri de diagrame UML servesc diverselor scopuri, cum ar fi captarea cerințelor, proiectarea arhitecturii sistemului sau documentarea relațiilor de clasă.
• Pasul 2: Identificați elementele și relațiile:
  • Identificați elementele cheie (clase, obiecte, cazuri de utilizare etc.) și relațiile lor care trebuie reprezentate în diagramă. Acest pas implică înțelegerea structurii și comportamentului sistemului pe care îl modelați.
• Pasul 3: Selectați tipul de diagramă UML adecvat:
  • Alegeți tipul de diagramă UML care se potrivește cel mai bine nevoilor dvs. de modelare. Tipurile comune includ diagrame de clasă, diagrame de cazuri de utilizare, diagrame de secvență, diagrame de activități și multe altele.
• Pasul 4: Creați o schiță brută:
  • Înainte de a utiliza un instrument de modelare UML, poate fi util să creați o schiță brută pe hârtie sau pe o tablă albă. Acest lucru vă poate ajuta să vizualizați aspectul și conexiunile dintre elemente.
• Pasul 5: Alegeți un instrument de modelare UML:
  • Selectați un instrument de modelare UML care se potrivește preferințelor și cerințelor dvs. Există diverse instrumente disponibile, atât online, cât și offline, care oferă caracteristici pentru crearea și editarea diagramelor UML.
• Pasul 6: Creați diagrama:
  • Deschideți instrumentul de modelare UML selectat și creați un nou proiect sau diagramă. Începeți să adăugați elemente (de exemplu, clase, cazuri de utilizare, actori) la diagramă și conectați-le cu relații adecvate (de exemplu, asocieri, dependențe).
• Pasul 7: Definiți proprietățile elementului:
  • Pentru fiecare element din diagramă, specificați proprietățile și atributele relevante. Aceasta poate include atribute și metode de clasă, detalii despre cazuri de utilizare sau orice altă informație specifică tipului de diagramă.
• Pasul 8: Adăugați adnotări și comentarii:
  • Îmbunătățiți claritatea diagramei dvs. adăugând adnotări, comentarii și note explicative. Acest lucru ajută pe oricine care revizuiește diagrama să înțeleagă deciziile de proiectare și logica din spatele acesteia.
• Pasul 9: Validați și revizuiți:
  • Examinați diagrama pentru acuratețe și completitudine. Asigurați-vă că relațiile, constrângerile și elementele reprezintă cu acuratețe sistemul sau procesul dorit. Validați-vă diagrama în raport cu cerințele și faceți ajustările necesare.
• Pasul 10: Rafinați și repetați:
  • Rafinați diagrama pe baza feedback-ului și a informațiilor suplimentare. Diagramele UML sunt adesea create iterativ pe măsură ce înțelegerea sistemului evoluează.
• Pasul 11: Generați documentația:
  • Unele instrumente UML vă permit să generați documentație direct din diagramele dvs. Aceasta poate include documentație de clasă, descrieri de cazuri de utilizare și alte informații relevante.

Notă: Rețineți că pașii specifici pot varia în funcție de tipul diagramei UML și de instrumentul pe care îl utilizați.

9. Cele mai bune practici pentru diagramele UML

Unified Modeling Language (UML) este un instrument puternic pentru vizualizarea și documentarea designului unui sistem. Pentru a crea diagrame UML eficiente și semnificative, este esențial să urmați cele mai bune practici. Iată câteva dintre cele mai bune practici UML:

1. Înțelegeți publicul: Luați în considerare publicul dvs. atunci când creați diagrame UML. Adaptați nivelul de detaliu și alegerea diagramelor pentru a se potrivi cu înțelegerea și nevoile publicului dvs., fie că sunt dezvoltatori, arhitecți sau părți interesate.
2. Păstrați diagramele simple și concentrate: Încercați simplitatea în diagramele dvs. Fiecare diagramă ar trebui să se concentreze pe un aspect specific al sistemului sau pe un anumit set de relații. Evitați dezordinea și detaliile inutile care pot distrage atenția de la mesajul principal.
3. Utilizați convenții de denumire consistente: Adoptă nume consistente și semnificative pentru clase, obiecte, atribute, metode și alte elemente UML. Convențiile de denumire clare și bine gândite sporesc înțelegerea diagramelor dvs.
4. Urmați notațiile UML standard: Respectați notațiile și simbolurile UML standard. Consecvența în utilizarea convențiilor UML asigură că diagramele dumneavoastră sunt ușor de înțeles de către alții care sunt familiarizați cu UML.
5. Păstrați relațiile explicite: Definiți și etichetați clar relațiile dintre elemente. Utilizați săgețile adecvate, notațiile de multiplicitate și nume de asociere pentru a comunica natura conexiunilor dintre clase, obiecte sau cazuri de utilizare.

10. UML și Dezvoltare Agile

Unified Modeling Language (UML) și dezvoltarea Agile sunt două abordări diferite ale dezvoltării software și pot fi integrate eficient pentru a îmbunătăți procesul general de dezvoltare. Iată câteva puncte cheie despre relația dintre UML și dezvoltarea Agile:

10.1. UML în Dezvoltare Agilă

• Vizualizare și comunicare: Diagramele UML oferă o modalitate vizuală de a reprezenta arhitectura, designul și comportamentul sistemului. În dezvoltarea Agile, unde comunicarea este crucială, diagramele UML pot servi ca instrumente eficiente de comunicare între membrii echipei, părțile interesate și chiar publicul non-tehnic.
• Povești utilizator și cazuri de utilizare: Diagramele de caz de utilizare UML pot fi folosite pentru a captura și modela poveștile utilizatorilor în dezvoltarea Agile. Cazurile de utilizare ajută la înțelegerea sistemului din perspectiva utilizatorului final și contribuie la crearea poveștilor utilizatorilor.
• Modelare iterativă: Metodologiile agile pun accent pe dezvoltarea iterativă, iar UML poate fi adaptat pentru a sprijini această abordare. Modelele UML pot fi create și rafinate treptat pe măsură ce înțelegerea sistemului evoluează în timpul fiecărei iterații.
• Tehnici de modelare agilă: Tehnicile agile de modelare, cum ar fi maparea poveștii utilizatorului și maparea impactului, completează UML oferind modalități ușoare de a vizualiza și comunica cerințele și designul. Aceste tehnici se aliniază cu principiul Agile de a aprecia software-ul de lucru peste documentația cuprinzătoare.

10.2. Echilibrarea agilității și modelării

• Modelare adaptivă: Adoptați o abordare de modelare adaptivă în care UML este utilizat în măsura necesară pentru comunicare și înțelegere eficientă. Accentul ar trebui să fie pe furnizarea de valoare prin intermediul software-ului funcțional, mai degrabă decât pe o documentare exhaustivă.
• Împuternicirea echipei: Împuterniciți echipa de dezvoltare să aleagă nivelul potrivit de modelare în funcție de nevoile proiectului. Membrii echipei ar trebui să se simtă confortabil folosind UML ca instrument de comunicare fără a se simți împovărați de cerințele excesive de modelare.

11. Provocări comune în modelarea UML

1. Timp intensiv: Modelarea UML poate fi percepută ca consumatoare de timp, mai ales în mediile Agile cu ritm rapid, unde se pune accent pe dezvoltarea rapidă. Echipele pot avea dificultăți să țină pasul cu nevoia de actualizări frecvente ale diagramelor UML.
2. Supradocumentare: Principiile agile valorează software-ul de lucru în detrimentul unei documentații cuprinzătoare. Există riscul de supradocumentare atunci când utilizați UML, deoarece echipele pot petrece prea mult timp pe diagrame detaliate care nu contribuie direct la furnizarea de valoare.
3. Modificarea cerințelor: Proiectele agile se confruntă adesea cu cerințe în schimbare, iar diagramele UML pot deveni rapid depășite. Menținerea pasului cu aceste schimbări și asigurarea faptului că modelele UML reflectă starea actuală a sistemului poate fi o provocare.
4. Probleme de colaborare: Agile pune accent pe colaborarea dintre membrii echipei și, uneori, diagramele UML sunt văzute ca artefacte pe care doar anumiți membri ai echipei le înțeleg. Asigurarea faptului că toată lumea poate contribui și beneficia de modelele UML poate fi o provocare.

12. Beneficiile utilizării diagramelor UML

1. Standardizare: UML oferă o modalitate standardizată de reprezentare a modelelor de sistem, asigurând că dezvoltatorii și părțile interesate pot comunica folosind un limbaj vizual comun.
2. Comunicare: Diagramele UML servesc ca un instrument puternic de comunicare între părțile interesate, inclusiv dezvoltatori, designeri, testeri și utilizatori de afaceri. Ele ajută la transmiterea ideilor complexe într-un mod mai ușor de înțeles.
3. Vizualizare: Diagramele UML facilitează vizualizarea componentelor sistemului, a relațiilor și a proceselor. Această reprezentare vizuală ajută la înțelegerea și proiectarea sistemelor complexe.
4. Documentație: Diagramele UML pot fi folosite ca instrumente eficiente de documentare. Ele oferă o modalitate structurată și organizată de a documenta diferite aspecte ale unui sistem, cum ar fi arhitectura, designul și comportamentul.
5. Analiză și proiectare: UML acceptă atât fazele de analiză, cât și fazele de proiectare ale dezvoltării software. Ajută la modelarea cerințelor unui sistem și apoi la transformarea lor într-un design care poate fi implementat.