Unified Modeling Language (UML) je univerzálny modelovací jazyk. Hlavným cieľom UML je definovať štandardný spôsob vizualizovať spôsob, akým bol systém navrhnutý. Je to celkom podobné plánom používaným v iných oblastiach strojárstva. UML je nie programovací jazyk , je to skôr vizuálny jazyk.

Dôležité témy pre diagramy UML (Unified Modeling Language).

herec ranbir kapoor vek

• čo je UML?
• Prečo potrebujeme UML?
• Rôzne typy UML diagramov
• Štrukturálne diagramy UML
• Behaviorálne diagramy UML
• Objektovo orientované koncepty používané v diagramoch UML
• Nástroje na vytváranie UML diagramov
• Kroky na vytvorenie diagramov UML
• Najlepšie postupy diagramov UML
• UML a agilný vývoj
• Bežné výzvy v modelovaní UML
• Výhody používania diagramov UML

1. Čo je UML?

Unified Modeling Language (UML) je štandardizovaný vizuálny modelovací jazyk používaný v oblasti softvérového inžinierstva, ktorý poskytuje všeobecný, vývojový a intuitívny spôsob vizualizácie návrhu systému. UML pomáha pri špecifikácii, vizualizácii, konštrukcii a dokumentácii artefaktov softvérových systémov.

• Na zobrazenie používame diagramy UML správanie a štruktúru systému.
• UML pomáha softvérovým inžinierom, obchodníkom a systémovým architektom s modelovaním, návrhom a analýzou.
• Object Management Group (OMG) prijala Unified Modeling Language ako štandard v roku 1997. Odvtedy ho spravuje OMG.
• Medzinárodná organizácia pre štandardizáciu (ISO) zverejnila UML ako schválený štandard v roku 2005. UML bol v priebehu rokov revidovaný a pravidelne sa reviduje.

2. Prečo potrebujeme UML?

• Komplexné aplikácie vyžadujú spoluprácu a plánovanie viacerých tímov, a preto si vyžadujú jasný a stručný spôsob komunikácie medzi nimi.
• Podnikatelia nerozumejú kódu. UML sa tak stáva nevyhnutným na komunikáciu s neprogramátormi o základných požiadavkách, funkcionalitách a procesoch systému.
• Keď tímy môžu vizualizovať procesy, interakcie používateľov a statickú štruktúru systému, ušetrí sa veľa času.

3. Rôzne typy UML diagramov

UML je prepojené s objektovo orientovaným dizajn a analýza. UML využíva prvky a vytvára medzi nimi asociácie na vytváranie diagramov. Diagramy v UML možno vo všeobecnosti klasifikovať ako:

4. Štrukturálne diagramy UML

4.1. Diagram triedy

Najpoužívanejším UML diagramom je diagram tried. Je stavebným kameňom všetkých objektovo orientovaných softvérových systémov. Diagramy tried používame na zobrazenie statickej štruktúry systému zobrazením tried systému, ich metód a atribútov. Diagramy tried nám tiež pomáhajú identifikovať vzťah medzi rôznymi triedami alebo objektmi.

4.2. Diagram zloženej štruktúry

Na znázornenie vnútornej štruktúry triedy a jej bodov interakcie s ostatnými časťami systému používame diagramy zloženej štruktúry.

• Diagram zloženej štruktúry predstavuje vzťah medzi časťami a ich konfiguráciou, ktorá určuje, ako sa bude klasifikátor (trieda, komponent alebo uzol nasadenia) správať.
• Predstavujú vnútornú štruktúru štruktúrovaného klasifikátora, ktorý využíva časti, porty a konektory.
• Spoluprácu môžeme modelovať aj pomocou kompozitných štruktúrnych diagramov.
• Podobajú sa diagramom tried s tým rozdielom, že detailne predstavujú jednotlivé časti v porovnaní s celou triedou.

4.3. Diagram objektu

Diagram objektu možno označiť ako snímku obrazovky inštancií v systéme a vzťahu, ktorý medzi nimi existuje. Keďže diagramy objektov zobrazujú správanie, keď boli objekty vytvorené, môžeme študovať správanie systému v konkrétnom okamihu.

• Diagram objektov je podobný diagramu tried s tým rozdielom, že zobrazuje inštancie tried v systéme.
• Zobrazujeme skutočné klasifikátory a ich vzťahy pomocou diagramov tried.
• Na druhej strane, objektový diagram predstavuje konkrétne inštancie tried a vzťahy medzi nimi v určitom časovom bode.

4.4. Diagram komponentov

Diagramy komponentov sa používajú na znázornenie usporiadania fyzických komponentov v systéme. Používame ich na modelovanie detailov implementácie.

• Diagramy komponentov zobrazujú štrukturálny vzťah medzi prvkami softvérového systému a pomáhajú nám pochopiť, či boli funkčné požiadavky pokryté plánovaným vývojom.
• Diagramy komponentov sa stávajú nevyhnutnými pri navrhovaní a budovaní zložitých systémov.
• Rozhrania používajú komponenty systému na vzájomnú komunikáciu.

4.5. Diagram nasadenia

Diagramy nasadenia sa používajú na znázornenie hardvéru systému a jeho softvéru. Hovorí nám, aké hardvérové ​​komponenty existujú a aké softvérové ​​komponenty na nich bežia.

pátranie protivníka

• Architektúru systému ilustrujeme ako distribúciu softvérových artefaktov cez distribuované ciele.
• Artefakt je informácia, ktorú generuje systémový softvér.
• Používajú sa predovšetkým vtedy, keď sa softvér používa, distribuuje alebo nasadzuje na viacerých počítačoch s rôznymi konfiguráciami.

4.6. Diagram balíka

Diagramy balíkov používame na znázornenie usporiadania balíkov a ich prvkov. Diagram balíkov nám jednoducho ukazuje závislosti medzi rôznymi balíkmi a vnútorným zložením balíkov.

• Balíky nám pomáhajú organizovať diagramy UML do zmysluplných skupín a zjednodušiť ich na pochopenie.
• Používajú sa predovšetkým na organizáciu diagramov tried a prípadov použitia.

5. Behaviorálne diagramy UML

5.1. Štátne schémy strojov

Stavový diagram sa používa na znázornenie stavu systému alebo časti systému v konečných časových intervaloch. Je to diagram správania a predstavuje správanie pomocou prechodov konečných stavov.

• Stavové diagramy sa označujú aj ako Štátne stroje a Stavové diagramy
• Tieto výrazy sa často používajú zameniteľne. Jednoducho povedané, stavový diagram sa používa na modelovanie dynamického správania triedy v reakcii na čas a meniace sa vonkajšie podnety.

5.2. Diagramy aktivity

Diagramy aktivít používame na ilustráciu toku riadenia v systéme. Môžeme tiež použiť diagram aktivity, aby sme sa odvolali na kroky zapojené do vykonávania prípadu použitia.

• Postupné a súbežné aktivity modelujeme pomocou diagramov aktivít. Takže v podstate zobrazujeme pracovné postupy vizuálne pomocou diagramu aktivít.
• Diagram aktivity sa zameriava na stav toku a postupnosť, v ktorej sa to deje.
• Opisujeme alebo zobrazujeme, čo spôsobuje konkrétnu udalosť pomocou diagramu aktivity.

5.3. Diagramy prípadov použitia

Diagramy prípadov použitia sa používajú na znázornenie funkčnosti systému alebo časti systému. Široko sa používajú na ilustráciu funkčných požiadaviek systému a jeho interakcie s vonkajšími činiteľmi (aktérmi).

• Prípad použitia je v podstate diagram predstavujúci rôzne scenáre, v ktorých je možné systém použiť.
• Diagram prípadov použitia nám poskytuje prehľad na vysokej úrovni o tom, čo systém alebo časť systému robí, bez toho, aby sme zachádzali do podrobností implementácie.

5.4. Sekvenčný diagram

Sekvenčný diagram jednoducho zobrazuje interakciu medzi objektmi v sekvenčnom poradí, t. j. v poradí, v akom tieto interakcie prebiehajú.

• Na označenie sekvenčného diagramu môžeme použiť aj termíny diagramy udalostí alebo scenáre udalostí.
• Sekvenčné diagramy popisujú, ako a v akom poradí fungujú objekty v systéme.
• Tieto diagramy sú široko používané obchodníkmi a vývojármi softvéru na dokumentáciu a pochopenie požiadaviek na nové a existujúce systémy.

5.5. Komunikačný diagram

Komunikačný diagram (známy ako Collaboration Diagram v UML 1.x) sa používa na zobrazenie sekvenčných správ vymieňaných medzi objektmi.

• Komunikačný diagram sa zameriava predovšetkým na objekty a ich vzťahy.
• Podobné informácie môžeme reprezentovať pomocou sekvenčných diagramov, avšak komunikačné diagramy predstavujú objekty a prepojenia vo voľnej forme.

5.6. Časový diagram

Časový diagram je špeciálna forma sekvenčných diagramov, ktoré sa používajú na zobrazenie správania objektov v časovom rámci. Používame ich na zobrazenie obmedzení času a trvania, ktoré riadia zmeny stavov a správania objektov.

5.7. Diagram prehľadu interakcií

Diagram prehľadu interakcií modeluje postupnosť akcií a pomáha nám zjednodušiť zložité interakcie na jednoduchšie udalosti. Je to zmes diagramov aktivít a sekvencií.

c kód pole reťazcov

6. Objektovo orientované koncepty používané v UML diagramoch

1. Trieda: Trieda definuje plán, t. j. štruktúru a funkcie objektu.
2. Objekty : Objekty nám pomáhajú rozkladať veľké systémy a pomáhajú nám modularizovať náš systém. Modularita pomáha rozdeliť náš systém na zrozumiteľné komponenty, aby sme mohli zostaviť náš systém kus po kuse.
3. Dedičnosť: Dedičnosť je mechanizmus, ktorým podradené triedy dedia vlastnosti svojich rodičovských tried.
4. Abstrakcia: Abstrakcia v UML sa týka procesu zdôrazňovania základných aspektov systému alebo objektu bez ohľadu na nepodstatné detaily. Abstrahovaním preč nepotrebné zložitosti abstrakcia uľahčuje jasnejšie pochopenie a komunikáciu medzi zainteresovanými stranami.
5. Zapuzdrenie: Spájanie údajov a ich ochrana pred vonkajším svetom sa nazýva zapuzdrenie.
6. Polymorfizmus: Mechanizmus, pomocou ktorého môžu funkcie alebo entity existovať v rôznych formách.

6.1. Dodatky v UML 2.0

• Boli začlenené metodológie vývoja softvéru ako agile a rozsah pôvodnej špecifikácie UML bol rozšírený.
• Pôvodne UML špecifikovalo 9 diagramov. UML 2.x zvýšil počet diagramov z 9 na 13. Boli pridané štyri diagramy: časový diagram, komunikačný diagram, diagram prehľadu interakcií a diagram zloženej štruktúry. UML 2.x premenoval diagramy stavových diagramov na diagramy stavových strojov.
• UML 2.x pridalo možnosť rozložiť softvérový systém na komponenty a podkomponenty.

7. Nástroje na vytváranie UML diagramov

Existuje niekoľko dostupných nástrojov na vytváranie diagramov Unified Modeling Language (UML), ktoré sa bežne používajú pri vývoji softvéru na vizuálne znázornenie architektúry, dizajnu a implementácie systému. Tu je niekoľko populárnych nástrojov na vytváranie diagramov UML:

• Lucidchart: Lucidchart je webový nástroj na vytváranie diagramov, ktorý podporuje diagramy UML. Je to užívateľsky prívetivé a spolupracujúce, čo umožňuje viacerým používateľom pracovať na diagramoch v reálnom čase.
• Draw.io: Draw.io je bezplatný webový nástroj na vytváranie diagramov, ktorý podporuje rôzne typy diagramov vrátane UML. Integruje sa s rôznymi službami cloudového úložiska a možno ho používať offline.
• Vizuálna paradigma: Visual Paradigm poskytuje komplexný balík nástrojov pre vývoj softvéru, vrátane UML diagramov. Ponúka online aj desktopové verzie a podporuje širokú škálu UML diagramov.
• StarUML: StarUML je open-source modelovací nástroj UML s užívateľsky prívetivým rozhraním. Podporuje štandardné diagramy UML 2.x a umožňuje používateľom prispôsobiť a rozšíriť jeho funkčnosť pomocou doplnkov.
• Papyrus: Papyrus je open-source modelovací nástroj UML, ktorý je súčasťou projektu Eclipse Modeling Project. Poskytuje prispôsobiteľné prostredie na vytváranie, úpravu a vizualizáciu diagramov UML.
• PlantUML: PlantUML je textový nástroj, ktorý vám umožňuje vytvárať diagramy UML pomocou jednoduchej a ľudsky čitateľnej syntaxe. Často sa používa v spojení s inými nástrojmi a podporuje rôzne typy diagramov.

8. Kroky na vytvorenie diagramov UML

Vytváranie diagramov UML (Unified Modeling Language) zahŕňa systematický proces, ktorý zvyčajne zahŕňa nasledujúce kroky:

• Krok 1: Identifikujte účel:
  • Určite účel vytvorenia diagramu UML. Rôzne typy UML diagramov slúžia na rôzne účely, ako napríklad zachytávanie požiadaviek, návrh architektúry systému alebo dokumentovanie vzťahov medzi triedami.
• Krok 2: Identifikujte prvky a vzťahy:
  • Identifikujte kľúčové prvky (triedy, objekty, prípady použitia atď.) a ich vzťahy, ktoré je potrebné v diagrame znázorniť. Tento krok zahŕňa pochopenie štruktúry a správania systému, ktorý modelujete.
• Krok 3: Vyberte vhodný typ diagramu UML:
  • Vyberte typ diagramu UML, ktorý najlepšie vyhovuje vašim potrebám modelovania. Bežné typy zahŕňajú diagramy tried, diagramy prípadov použitia, diagramy sekvencií, diagramy aktivít a ďalšie.
• Krok 4: Vytvorte hrubý náčrt:
  • Pred použitím nástroja na modelovanie UML môže byť užitočné vytvoriť hrubý náčrt na papier alebo tabuľu. To vám môže pomôcť vizualizovať rozloženie a prepojenia medzi prvkami.
• Krok 5: Vyberte si nástroj na modelovanie UML:
  • Vyberte si modelovací nástroj UML, ktorý vyhovuje vašim preferenciám a požiadavkám. K dispozícii sú rôzne nástroje, online aj offline, ktoré ponúkajú funkcie na vytváranie a úpravu diagramov UML.
• Krok 6: Vytvorte diagram:
  • Otvorte vybraný nástroj na modelovanie UML a vytvorte nový projekt alebo diagram. Začnite pridávať prvky (napr. triedy, prípady použitia, aktéri) do diagramu a spájajte ich s vhodnými vzťahmi (napr. asociácie, závislosti).
• Krok 7: Definujte vlastnosti prvku:
  • Pre každý prvok v diagrame zadajte príslušné vlastnosti a atribúty. Môže to zahŕňať atribúty a metódy triedy, podrobnosti o prípade použitia alebo akékoľvek iné informácie špecifické pre typ diagramu.
• Krok 8: Pridajte anotácie a komentáre:
  • Zvýšte prehľadnosť svojho diagramu pridaním anotácií, komentárov a vysvetliviek. To pomáha každému, kto si prezerá diagram, porozumieť návrhovým rozhodnutiam a logike, ktorá je za tým.
• Krok 9: Overenie a kontrola:
  • Skontrolujte správnosť a úplnosť diagramu. Uistite sa, že vzťahy, obmedzenia a prvky presne reprezentujú zamýšľaný systém alebo proces. Overte svoj diagram podľa požiadaviek a vykonajte potrebné úpravy.
• Krok 10: Spresnite a opakujte:
  • Upravte diagram na základe spätnej väzby a ďalších poznatkov. UML diagramy sa často vytvárajú iteratívne, ako sa vyvíja chápanie systému.
• Krok 11: Vytvorenie dokumentácie:
  • Niektoré nástroje UML vám umožňujú generovať dokumentáciu priamo z vašich diagramov. Môže to zahŕňať dokumentáciu triedy, popisy prípadov použitia a ďalšie relevantné informácie.

Poznámka: Pamätajte, že konkrétne kroky sa môžu líšiť v závislosti od typu diagramu UML a nástroja, ktorý používate.

9. Najlepšie postupy pre diagramy UML

Unified Modeling Language (UML) je výkonný nástroj na vizualizáciu a dokumentáciu návrhu systému. Ak chcete vytvoriť efektívne a zmysluplné diagramy UML, je nevyhnutné dodržiavať osvedčené postupy. Tu sú niektoré osvedčené postupy UML:

1. Pochopte publikum: Pri vytváraní diagramov UML zvážte svoje publikum. Prispôsobte úroveň detailov a výber diagramov tak, aby zodpovedali chápaniu a potrebám vášho publika, či už sú to vývojári, architekti alebo zainteresované strany.
2. Udržujte diagramy jednoduché a sústredené: Zamerajte sa na jednoduchosť vo svojich diagramoch. Každý diagram by sa mal zamerať na špecifický aspekt systému alebo konkrétnu množinu vzťahov. Vyhnite sa neporiadku a zbytočným detailom, ktoré môžu odvrátiť pozornosť od hlavného posolstva.
3. Použite konvencie konzistentného pomenovania: Prijmite konzistentné a zmysluplné názvy tried, objektov, atribútov, metód a iných prvkov UML. Jasné a dobre premyslené konvencie pomenovania zvyšujú zrozumiteľnosť vašich diagramov.
4. Postupujte podľa štandardných zápisov UML: Dodržiavajte štandardné notácie a symboly UML. Konzistentnosť pri používaní UML konvencií zaisťuje, že vaše diagramy budú ľahko pochopiteľné pre ostatných, ktorí sú oboznámení s UML.
5. Udržujte vzťahy explicitné: Jasne definujte a označte vzťahy medzi prvkami. Použite vhodné šípky, multiplicitné zápisy a názvy asociácií na komunikáciu povahy spojení medzi triedami, objektmi alebo prípadmi použitia.

10. UML a agilný vývoj

Unified Modeling Language (UML) a agilný vývoj sú dva rôzne prístupy k vývoju softvéru a možno ich efektívne integrovať, aby sa zlepšil celkový proces vývoja. Tu je niekoľko kľúčových bodov o vzťahu medzi UML a agilným vývojom:

prenosová rýchlosť v arduino

10.1. UML v agilnom vývoji

• Vizualizácia a komunikácia: Diagramy UML poskytujú vizuálny spôsob reprezentácie architektúry, dizajnu a správania systému. V agilnom vývoji, kde je komunikácia kľúčová, môžu UML diagramy slúžiť ako efektívne komunikačné nástroje medzi členmi tímu, zainteresovanými stranami a dokonca aj netechnickým publikom.
• Príbehy používateľov a prípady použitia: Diagramy prípadov použitia UML možno použiť na zachytenie a modelovanie používateľských príbehov v agilnom vývoji. Prípady použitia pomáhajú pochopiť systém z pohľadu koncového používateľa a prispievajú k vytváraniu príbehov používateľov.
• Iteratívne modelovanie: Agilné metodológie zdôrazňujú iteračný vývoj a UML môže byť prispôsobené na podporu tohto prístupu. Modely UML je možné vytvárať a zdokonaľovať postupne podľa toho, ako sa porozumenie systému vyvíja počas každej iterácie.
• Agilné modelovacie techniky: Techniky agilného modelovania, ako je mapovanie používateľského príbehu a mapovanie vplyvu, dopĺňajú UML tým, že poskytujú ľahké spôsoby vizualizácie a komunikácie požiadaviek a dizajnu. Tieto techniky sú v súlade s agilným princípom oceňovania pracovného softvéru pred komplexnou dokumentáciou.

10.2. Vyváženie agility a modelovania

• Adaptívne modelovanie: Osvojte si prístup adaptívneho modelovania, kde sa UML používa v rozsahu potrebnom na efektívnu komunikáciu a porozumenie. Dôraz by sa mal klásť skôr na poskytovanie hodnoty prostredníctvom fungujúceho softvéru než na vyčerpávajúcu dokumentáciu.
• Posilnenie tímu: Umožnite vývojovému tímu vybrať správnu úroveň modelovania na základe potrieb projektu. Členovia tímu by sa mali cítiť pohodlne pri používaní UML ako komunikačného nástroja bez toho, aby sa cítili zaťažení nadmernými požiadavkami na modelovanie.

11. Bežné výzvy v modelovaní UML

1. Časovo náročné: Modelovanie UML môže byť vnímané ako časovo náročné, najmä v rýchlo sa rozvíjajúcich agilných prostrediach, kde sa kladie dôraz na rýchly vývoj. Tímy môžu mať problém držať krok s potrebou častých aktualizácií diagramov UML.
2. Nadmerná dokumentácia: Agilné princípy oceňujú pracovný softvér pred komplexnou dokumentáciou. Pri používaní UML existuje riziko nadmernej dokumentácie, pretože tímy môžu stráviť príliš veľa času podrobnými diagramami, ktoré priamo neprispievajú k poskytovaniu hodnoty.
3. Zmena požiadaviek: Agilné projekty často čelia meniacim sa požiadavkám a diagramy UML môžu rýchlo zastarať. Udržať krok s týmito zmenami a zabezpečiť, aby modely UML odrážali aktuálny stav systému, môže byť náročné.
4. Problémy spolupráce: Agile kladie dôraz na spoluprácu medzi členmi tímu a niekedy sú diagramy UML vnímané ako artefakty, ktorým rozumejú len niektorí členovia tímu. Zabezpečiť, aby každý mohol prispieť k modelom UML a profitovať z nich, môže byť výzvou.

12. Výhody používania UML diagramov

1. štandardizácia: UML poskytuje štandardizovaný spôsob reprezentácie modelov systému a zabezpečuje, že vývojári a zainteresované strany môžu komunikovať pomocou spoločného vizuálneho jazyka.
2. komunikácia: Diagramy UML slúžia ako výkonný komunikačný nástroj medzi zainteresovanými stranami vrátane vývojárov, dizajnérov, testerov a podnikových používateľov. Pomáhajú pri sprostredkovaní zložitých myšlienok zrozumiteľnejším spôsobom.
3. Vizualizácia: UML diagramy uľahčujú vizualizáciu systémových komponentov, vzťahov a procesov. Táto vizuálna reprezentácia pomáha pochopiť a navrhnúť zložité systémy.
4. Dokumentácia: UML diagramy môžu byť použité ako efektívne dokumentačné nástroje. Poskytujú štruktúrovaný a organizovaný spôsob dokumentácie rôznych aspektov systému, ako je architektúra, dizajn a správanie.
5. Analýza a dizajn: UML podporuje fázy analýzy aj návrhu vývoja softvéru. Pomáha pri modelovaní požiadaviek systému a ich následnej transformácii do dizajnu, ktorý je možné implementovať.