Уніфікована мова моделювання (UML) це мова моделювання загального призначення. Основною метою UML є визначення стандартного способу візуалізувати спосіб розробки системи. Він дуже схожий на креслення, які використовуються в інших галузях техніки. UML є не мова програмування , це скоріше візуальна мова.

Важливі теми для діаграм уніфікованої мови моделювання (UML).

сортування в списку в java

• Що таке UML?
• Навіщо нам UML?
• Різні типи діаграм UML
• Структурні діаграми UML
• Поведінкові діаграми UML
• Об’єктно-орієнтовані поняття, що використовуються в діаграмах UML
• Інструменти для створення діаграм UML
• Кроки для створення діаграм UML
• Найкращі практики діаграм UML
• UML і гнучка розробка
• Загальні виклики моделювання UML
• Переваги використання діаграм UML

1. Що таке UML?

Уніфікована мова моделювання (UML) — це стандартизована мова візуального моделювання, яка використовується в області розробки програмного забезпечення для забезпечення загального призначення, розвитку та інтуїтивно зрозумілого способу візуалізації дизайну системи. UML допомагає у визначенні, візуалізації, створенні та документуванні артефактів програмних систем.

• Ми використовуємо діаграми UML для зображення поведінка і структура системи.
• UML допомагає розробникам програмного забезпечення, бізнесменам і системним архітекторам у моделюванні, проектуванні та аналізі.
• Група управління об’єктами (OMG) прийняла Unified Modeling Language як стандарт у 1997 році. Відтоді нею керує OMG.
• Міжнародна організація стандартизації (ISO) опублікувала UML як затверджений стандарт у 2005 році. UML переглядався протягом багатьох років і періодично переглядався.

2. Навіщо нам UML?

• Складні програми вимагають співпраці та планування з боку кількох команд, а отже, потребують чіткого та короткого способу спілкування між ними.
• Бізнесмени не розуміють код. Таким чином, UML стає необхідним для спілкування з непрограмістами щодо основних вимог, функцій і процесів системи.
• Заощаджується багато часу, коли команди можуть візуалізувати процеси, взаємодію користувачів і статичну структуру системи.

3. Різні типи діаграм UML

UML пов'язаний з об'єктно-орієнтованим проектування та аналіз. UML використовує елементи та формує асоціації між ними для формування діаграм. Діаграми в UML можна загалом класифікувати як:

4. Структурні діаграми UML

4.1. Діаграма класів

Найпоширенішою діаграмою UML є діаграма класів. Це будівельний блок усіх об’єктно-орієнтованих програмних систем. Ми використовуємо діаграми класів для зображення статичної структури системи, показуючи класи системи, їхні методи та атрибути. Діаграми класів також допомагають нам визначити зв’язок між різними класами або об’єктами.

4.2. Композитна структурна схема

Ми використовуємо складені структурні діаграми для представлення внутрішньої структури класу та його точок взаємодії з іншими частинами системи.

• Складена структурна діаграма представляє зв’язок між частинами та їхньою конфігурацією, яка визначає, як поводиться класифікатор (клас, компонент або вузол розгортання).
• Вони представляють внутрішню структуру структурованого класифікатора, що використовує частини, порти та роз’єми.
• Ми також можемо моделювати співпрацю за допомогою складених структурних діаграм.
• Вони схожі на діаграми класів, за винятком того, що вони детально представляють окремі частини порівняно з усім класом.

4.3. Діаграма об'єкта

Діаграму об’єктів можна назвати знімком екрана екземплярів у системі та зв’язків, які існують між ними. Оскільки діаграми об’єктів зображують поведінку, коли об’єкти створені, ми можемо вивчати поведінку системи в певний момент.

• Діаграма об’єктів подібна до діаграми класів, за винятком того, що вона показує екземпляри класів у системі.
• Ми зображуємо фактичні класифікатори та їхні зв’язки за допомогою діаграм класів.
• З іншого боку, діаграма об’єктів представляє конкретні екземпляри класів і зв’язки між ними в певний момент часу.

4.4. Діаграма компонентів

Діаграми компонентів використовуються для представлення того, як організовані фізичні компоненти в системі. Ми використовуємо їх для моделювання деталей реалізації.

• Діаграми компонентів зображують структурний зв’язок між елементами програмної системи та допомагають нам зрозуміти, чи були функціональні вимоги охоплені запланованою розробкою.
• Діаграми компонентів стають важливими для використання, коли ми проектуємо та будуємо складні системи.
• Інтерфейси використовуються компонентами системи для зв’язку один з одним.

4.5. Схема розгортання

Діаграми розгортання використовуються для представлення системного апаратного забезпечення та його програмного забезпечення. Вони повідомляють нам, які апаратні компоненти існують і які компоненти програмного забезпечення на них працюють.

• Ми проілюструємо архітектуру системи як розподіл програмних артефактів по розподілених цілях.
• Артефакт — це інформація, яку генерує системне програмне забезпечення.
• Вони в основному використовуються, коли програмне забезпечення використовується, розповсюджується або розгортається на кількох машинах із різними конфігураціями.

4.6. Діаграма упаковки

Ми використовуємо діаграми пакетів, щоб показати, як організовано пакети та їхні елементи. Діаграма пакетів просто показує нам залежності між різними пакетами та внутрішнім складом пакетів.

• Пакети допомагають нам організовувати діаграми UML у значущі групи та зробити діаграму легкою для розуміння.
• Вони в основному використовуються для організації діаграм класів і варіантів використання.

5. Поведінкові діаграми UML

5.1. Діаграми кінцевого автомата

Діаграма стану використовується для представлення стану системи або частини системи в кінцеві моменти часу. Це поведінкова діаграма, яка представляє поведінку за допомогою кінцевих переходів між станами.

char до рядка в java

• Діаграми стану також називають Державні машини і Діаграми стану
• Ці терміни часто використовуються як синоніми. Простіше кажучи, діаграма стану використовується для моделювання динамічної поведінки класу у відповідь на час і зміну зовнішніх подразників.

5.2. Діаграми діяльності

Ми використовуємо діаграми діяльності, щоб проілюструвати потік керування в системі. Ми також можемо використовувати діаграму активності для позначення кроків, які беруть участь у виконанні варіанту використання.

• Ми моделюємо послідовні та одночасні дії за допомогою діаграм діяльності. Отже, ми в основному зображуємо робочі процеси візуально за допомогою діаграми діяльності.
• Діаграма діяльності фокусується на умові потоку та послідовності, в якій це відбувається.
• Ми описуємо або зображуємо причини певної події за допомогою діаграми діяльності.

5.3. Діаграми випадків використання

Діаграми варіантів використання використовуються для зображення функціональності системи або частини системи. Вони широко використовуються для ілюстрації функціональних вимог системи та її взаємодії із зовнішніми агентами (акторами).

• Варіант використання — це, по суті, діаграма, що представляє різні сценарії, у яких можна використовувати систему.
• Діаграма варіантів використання дає нам високорівневе уявлення про те, що робить система або частина системи, не вдаючись у деталі впровадження.

5.4. Діаграма послідовності

Діаграма послідовності просто зображує взаємодію між об’єктами в послідовному порядку, тобто порядок, у якому відбуваються ці взаємодії.

• Ми також можемо використовувати терміни діаграми подій або сценарії подій для позначення діаграми послідовності.
• Діаграми послідовності описують, як і в якому порядку функціонують об’єкти в системі.
• Ці діаграми широко використовуються бізнесменами та розробниками програмного забезпечення для документування та розуміння вимог до нових та існуючих систем.

5.5. Діаграма зв'язку

Діаграма зв’язку (відома як діаграма співпраці в UML 1.x) використовується для відображення послідовних повідомлень, якими обмінюються об’єкти.

• Комунікаційна діаграма зосереджена насамперед на об’єктах та їхніх зв’язках.
• Ми можемо представити подібну інформацію за допомогою діаграм послідовності, однак діаграми зв’язку представляють об’єкти та зв’язки у вільній формі.

5.6. Часова діаграма

Часова діаграма – це особлива форма діаграми послідовності, яка використовується для зображення поведінки об’єктів протягом певного періоду часу. Ми використовуємо їх, щоб показати обмеження часу та тривалості, які керують змінами в станах і поведінці об’єктів.

5.7. Оглядова діаграма взаємодії

Оглядова діаграма взаємодії моделює послідовність дій і допомагає нам спростити складні взаємодії в простіші випадки. Це суміш діаграм діяльності та послідовності.

весна mvc

6. Об'єктно-орієнтовані поняття, що використовуються в діаграмах UML

1. Клас: Клас визначає схему, тобто структуру та функції об’єкта.
2. Об'єкти : Об’єкти допомагають нам декомпонувати великі системи та модульувати нашу систему. Модульність допомагає розділити нашу систему на зрозумілі компоненти, щоб ми могли будувати нашу систему частина за частиною.
3. Спадок: Спадкування — це механізм, за допомогою якого дочірні класи успадковують властивості своїх батьківських класів.
4. Абстракція: Абстракція в UML відноситься до процесу підкреслення суттєвих аспектів системи або об’єкта, ігноруючи нерелевантні деталі. Абстрагування від непотрібних складнощів сприяє чіткішому розумінню та спілкуванню між зацікавленими сторонами.
5. Інкапсуляція: Зв’язування даних і захист їх від зовнішнього світу називається інкапсуляцією.
6. Поліморфізм: Механізм, за допомогою якого функції або сутності можуть існувати в різних формах.

6.1. Доповнення в UML 2.0

• Методології розробки програмного забезпечення, як-от agile, були включені, а обсяг оригінальної специфікації UML було розширено.
• Спочатку UML описував 9 діаграм. У UML 2.x кількість діаграм збільшено з 9 до 13. Чотири діаграми, які було додано, це: діаграма часу, діаграма зв’язку, діаграма огляду взаємодії та діаграма складеної структури. UML 2.x перейменував діаграми станів на діаграми кінцевих автоматів.
• UML 2.x додав можливість декомпонувати програмну систему на компоненти та підкомпоненти.

7. Інструменти для створення діаграм UML

Є кілька доступних інструментів для створення діаграм уніфікованої мови моделювання (UML), які зазвичай використовуються в розробці програмного забезпечення для візуального представлення архітектури, дизайну та реалізації системи. Ось кілька популярних інструментів для створення діаграм UML:

• Lucidchart: Lucidchart — це веб-інструмент для створення діаграм, який підтримує діаграми UML. Він зручний і дає змогу кількому користувачам працювати над діаграмами в режимі реального часу.
• Draw.io: Draw.io — це безкоштовний веб-інструмент для створення діаграм, який підтримує різні типи діаграм, включаючи UML. Він інтегрується з різними хмарними службами зберігання даних і може використовуватися в автономному режимі.
• Візуальна парадигма: Visual Paradigm надає комплексний набір інструментів для розробки програмного забезпечення, включаючи діаграми UML. Він пропонує як онлайнову, так і настільну версії та підтримує широкий спектр діаграм UML.
• StarUML: StarUML — це інструмент моделювання UML із відкритим кодом і зручним інтерфейсом. Він підтримує стандартні діаграми UML 2.x і дозволяє користувачам налаштовувати та розширювати його функціональність за допомогою плагінів.
• Папірус: Papyrus — це інструмент моделювання UML з відкритим кодом, який є частиною проекту моделювання Eclipse. Він забезпечує настроюване середовище для створення, редагування та візуалізації діаграм UML.
• PlantUML: PlantUML — це текстовий інструмент, який дозволяє створювати діаграми UML, використовуючи простий і зрозумілий синтаксис. Він часто використовується в поєднанні з іншими інструментами та підтримує різні типи діаграм.

8. Кроки для створення діаграм UML

Створення діаграм Уніфікованої мови моделювання (UML) передбачає систематичний процес, який зазвичай включає такі кроки:

• Крок 1: Визначте мету:
  • Визначте мету створення діаграми UML. Різні типи діаграм UML служать різним цілям, таким як фіксація вимог, проектування архітектури системи або документування зв’язків класів.
• Крок 2: Визначте елементи та зв’язки:
  • Визначте ключові елементи (класи, об’єкти, випадки використання тощо) та їхні зв’язки, які необхідно відобразити на діаграмі. Цей крок передбачає розуміння структури та поведінки системи, яку ви моделюєте.
• Крок 3. Виберіть відповідний тип діаграми UML:
  • Виберіть тип діаграми UML, який найкраще відповідає вашим потребам моделювання. Поширені типи включають діаграми класів, діаграми варіантів використання, діаграми послідовностей, діаграми діяльності тощо.
• Крок 4: Створіть приблизний ескіз:
  • Перш ніж використовувати інструмент моделювання UML, може бути корисно створити приблизний ескіз на папері чи дошці. Це може допомогти вам візуалізувати макет і зв’язки між елементами.
• Крок 5. Виберіть інструмент моделювання UML:
  • Виберіть інструмент моделювання UML, який відповідає вашим уподобанням і вимогам. Існують різноманітні інструменти, доступні як онлайн, так і офлайн, які пропонують функції для створення та редагування діаграм UML.
• Крок 6: Створіть діаграму:
  • Відкрийте вибраний інструмент моделювання UML і створіть новий проект або діаграму. Почніть додавати елементи (наприклад, класи, варіанти використання, актори) до діаграми та зв’яжіть їх відповідними зв’язками (наприклад, асоціаціями, залежностями).
• Крок 7: Визначте властивості елемента:
  • Для кожного елемента на діаграмі вкажіть відповідні властивості та атрибути. Це може включати атрибути та методи класу, деталі варіантів використання або будь-яку іншу інформацію, специфічну для типу діаграми.
• Крок 8: Додайте анотації та коментарі:
  • Збільште ясність вашої діаграми, додавши анотації, коментарі та пояснювальні примітки. Це допомагає кожному, хто переглядає діаграму, зрозуміти конструктивні рішення та логіку, що стоять за нею.
• Крок 9: Перевірка та перегляд:
  • Перегляньте схему на точність і повноту. Переконайтеся, що зв’язки, обмеження та елементи точно представляють передбачувану систему або процес. Перевірте свою схему відповідно до вимог і внесіть необхідні корективи.
• Крок 10: Уточніть і повторіть:
  • Уточніть діаграму на основі відгуків і додаткової інформації. Діаграми UML часто створюються ітераційно в міру розвитку розуміння системи.
• Крок 11: Створення документації:
  • Деякі інструменти UML дозволяють створювати документацію безпосередньо з ваших діаграм. Це може включати документацію класу, описи варіантів використання та іншу відповідну інформацію.

Примітка: Пам’ятайте, що конкретні кроки можуть відрізнятися залежно від типу діаграми UML та інструменту, який ви використовуєте.

найкраща усмішка в світі

9. Найкращі практики діаграм UML

Уніфікована мова моделювання (UML) є потужним інструментом для візуалізації та документування дизайну системи. Щоб створювати ефективні та значущі діаграми UML, важливо дотримуватися найкращих практик. Ось кілька передових методів UML:

1. Зрозумійте аудиторію: Створюючи діаграми UML, враховуйте свою аудиторію. Налаштуйте рівень деталізації та вибір діаграм відповідно до розуміння та потреб вашої аудиторії, будь то розробники, архітектори чи зацікавлені особи.
2. Зробіть діаграми простими та зосередженими: Прагніть до простоти своїх схем. Кожна діаграма має бути зосереджена на певному аспекті системи або конкретному наборі зв’язків. Уникайте безладу та непотрібних деталей, які можуть відволікати від основного повідомлення.
3. Використовуйте послідовні правила іменування: Прийміть узгоджені та змістовні імена для класів, об’єктів, атрибутів, методів та інших елементів UML. Чіткі та добре продумані угоди про найменування підвищують зрозумілість ваших діаграм.
4. Дотримуйтеся стандартних нотацій UML: Дотримуйтеся стандартних позначень і символів UML. Узгодженість у використанні умов UML гарантує, що ваші діаграми будуть легко зрозумілі іншим, хто знайомий з UML.
5. Тримайте відносини явними: Чітко визначте та позначте зв’язки між елементами. Використовуйте відповідні стрілки, позначення множинності та назви асоціацій, щоб передати природу зв’язків між класами, об’єктами чи варіантами використання.

10. UML і гнучка розробка

Уніфікована мова моделювання (UML) і гнучка розробка — це два різні підходи до розробки програмного забезпечення, які можна ефективно інтегрувати для покращення загального процесу розробки. Ось кілька ключових моментів про взаємозв’язок між UML і гнучкою розробкою:

10.1. UML в гнучкій розробці

• Візуалізація та комунікація: Діаграми UML забезпечують візуальний спосіб представлення архітектури, дизайну та поведінки системи. У гнучкій розробці, де комунікація має вирішальне значення, UML-діаграми можуть служити ефективними інструментами спілкування між членами команди, зацікавленими сторонами та навіть нетехнічною аудиторією.
• Історії користувачів і випадки використання: Діаграми варіантів використання UML можна використовувати для запису та моделювання історій користувачів у розробці Agile. Варіанти використання допомагають зрозуміти систему з точки зору кінцевого користувача та сприяють створенню історій користувачів.
• Ітеративне моделювання: Гнучкі методології наголошують на ітераційній розробці, і UML можна адаптувати для підтримки цього підходу. Моделі UML можна створювати та вдосконалювати поступово, оскільки розуміння системи розвивається під час кожної ітерації.
• Методи гнучкого моделювання: Методи гнучкого моделювання, такі як відображення історій користувача та відображення впливу, доповнюють UML, надаючи легкі способи візуалізації та передачі вимог і дизайну. Ці методи узгоджуються з принципом Agile, згідно з яким робоче програмне забезпечення цінується над повною документацією.

10.2. Баланс спритності та моделювання

• Адаптивне моделювання: Прийміть підхід до адаптивного моделювання, де UML використовується в обсязі, необхідному для ефективного спілкування та розуміння. Основна увага повинна бути зосереджена на забезпеченні цінності через робоче програмне забезпечення, а не на вичерпну документацію.
• Розширення можливостей команди: Допоможіть команді розробників вибрати правильний рівень моделювання відповідно до потреб проекту. Члени команди повинні відчувати себе комфортно, використовуючи UML як засіб спілкування, не відчуваючи тягаря через надмірні вимоги до моделювання.

11. Загальні виклики моделювання UML

1. Інтенсивний час: Моделювання UML може сприйматися як процес, що забирає багато часу, особливо в швидкоплинних середовищах Agile, де наголошується на швидкому розвитку. Командам може бути важко йти в ногу з потребою частого оновлення діаграм UML.
2. Надлишок документації: Принципи Agile цінують робоче програмне забезпечення, а не повну документацію. Під час використання UML існує ризик надмірної документації, оскільки команди можуть витрачати надто багато часу на детальні діаграми, які безпосередньо не сприяють досягненню цінності.
3. Зміна вимог: Гнучкі проекти часто стикаються зі змінними вимогами, і діаграми UML можуть швидко застаріти. Не відставати від цих змін і гарантувати, що UML-моделі відображають поточний стан системи, може бути складно.
4. Проблеми співпраці: Agile наголошує на співпраці між членами команди, і іноді діаграми UML розглядаються як артефакти, які розуміють лише деякі члени команди. Забезпечення того, щоб кожен міг зробити свій внесок у моделі UML і отримати від них користь, може бути складним завданням.

12. Переваги використання діаграм UML

1. Стандартизація: UML забезпечує стандартизований спосіб представлення системних моделей, гарантуючи, що розробники та зацікавлені сторони можуть спілкуватися за допомогою спільної візуальної мови.
2. Зв'язок: Діаграми UML служать потужним інструментом спілкування між зацікавленими сторонами, включаючи розробників, дизайнерів, тестувальників і бізнес-користувачів. Вони допомагають передавати складні ідеї більш зрозумілою манерою.
3. Візуалізація: Діаграми UML полегшують візуалізацію системних компонентів, зв’язків і процесів. Це візуальне представлення допомагає розуміти та проектувати складні системи.
4. Документація: Діаграми UML можна використовувати як ефективні засоби документування. Вони забезпечують структурований і організований спосіб документування різних аспектів системи, таких як архітектура, дизайн і поведінка.
5. Аналіз і дизайн: UML підтримує як фази аналізу, так і проектування розробки програмного забезпечення. Це допомагає моделювати вимоги до системи, а потім перетворювати їх у проект, який можна реалізувати.