de_DEen_USes_ESfa_IRfr_FRid_IDjapl_PLpt_PTru_RUvizh_CNzh_TW

Umfassender Leitfaden zu UML-Zeitdiagrammen

Einführung

UML (Unified Modeling Language) Zeitdiagramme sind eine Art von Interaktionsdiagramm, das sich auf die zeitlichen Beschränkungen von Interaktionen konzentriert. Sie werden verwendet, um die Interaktionen zwischen Objekten innerhalb eines bestimmten Zeitraums darzustellen und die Veränderungen von Zuständen im Laufe der Zeit hervorzuheben. Dieser Leitfaden bietet eine detaillierte Übersicht über UML-Zeitdiagramme, einschließlich ihres Zwecks, ihrer wichtigsten Elemente und der Erstellung und Interpretation dieser Diagramme.

What is Timing Diagram?

Zweck von UML-Zeitdiagrammen

UML-Zeitdiagramme werden verwendet, um:

  • Über Zeitverläufe nachzudenken: Analyse und Verständnis der zeitlichen Aspekte der Interaktionen zwischen Objekten.
  • Zeitliche Beschränkungen darstellen: Darstellung der Bedingungen, die innerhalb bestimmter Zeitintervalle erfüllt sein müssen.
  • Echtzeit-Systeme modellieren: Darstellung von Systemen, bei denen die Zeit ein kritischer Faktor ist, wie beispielsweise eingebettete Systeme, Kommunikationsprotokolle und Leistungsanalyse.

Beispiel-Anwendungsfälle:

  • Medizinisches Gebiet: Modellierung der Stadien einer Krankheit und der Zeitpunkte von Interventionen.
  • Benutzererfahrung: Analyse der Latenz und Leistung einer Website oder Anwendung.

Wichtige Elemente von UML-Zeitdiagrammen

Lebenslinie

Eine Lebenslinie stellt einen einzelnen Teilnehmer an der Interaktion dar. Sie kann ein Objekt, ein Akteur oder jede andere Entität sein, die an der Interaktion teilnimmt. Lebenslinien werden als horizontale Balken dargestellt, die die Existenz des Teilnehmers über die Zeit zeigen.

Zustands- oder Zustands-Zeitlinie

Eine Zustands- oder Zustands-Zeitlinie stellt den Zustand eines Objekts oder eine Bedingung dar, die erfüllt werden muss. Sie wird als horizontaler Balken mit Segmenten dargestellt, die verschiedene Zustände oder Bedingungen über die Zeit anzeigen.

Dauer-Beschränkung

Eine Dauer-Beschränkung legt die Dauer fest, innerhalb der eine Bedingung erfüllt sein muss. Sie wird durch einen horizontalen Balken mit zwei senkrechten Linien dargestellt, die den Beginn und das Ende der Dauer anzeigen.

Zeit-Beschränkung

Eine Zeit-Beschränkung legt einen Zeitpunkt fest, bis zu dem eine Bedingung erfüllt sein muss. Sie wird durch eine senkrechte Linie dargestellt, die die Lebenslinie an diesem spezifischen Zeitpunkt schneidet.

Zerstörungsereignis

Ein Zerstörungsereignis stellt den Zeitpunkt dar, zu dem ein Objekt zerstört wird. Es wird durch ein „X“ am Ende der Lebenslinie dargestellt.

Notation

Die Notation in UML-Zeitdiagrammen umfasst Beschriftungen und Anmerkungen, die zusätzliche Informationen über die zeitlichen Beschränkungen und Bedingungen liefern.

Erstellung von UML-Zeitdiagrammen

Schritte zur Erstellung eines UML-Zeitdiagramms

  1. Teilnehmer identifizieren: Bestimmen Sie die Objekte, Akteure oder Entitäten, die an der Interaktion teilnehmen werden.
  2. Lebenslinien definieren: Zeichnen Sie horizontale Balken, um die Lebenslinien der Teilnehmer darzustellen.
  3. Zustände oder Bedingungen hinzufügen: Teilen Sie die Lebenslinien in Segmente, um verschiedene Zustände oder Bedingungen über die Zeit darzustellen.
  4. Dauerbeschränkungen angeben: Fügen Sie horizontale Balken mit senkrechten Linien hinzu, um die Dauer anzugeben, innerhalb derer Bedingungen erfüllt werden müssen.
  5. Zeitbeschränkungen angeben: Fügen Sie senkrechte Linien hinzu, die die Lebenslinien schneiden, um bestimmte Zeitpunkte anzugeben, bis zu denen Bedingungen erfüllt sein müssen.
  6. Zerstörungsvorfälle hinzufügen: Setzen Sie ein „X“ am Ende der Lebenslinie, um die Zerstörung des Objekts darzustellen.
  7. Beschriften und annotieren: Fügen Sie Beschriftungen und Anmerkungen hinzu, um zusätzliche Informationen zu den Zeitbeschränkungen und Bedingungen bereitzustellen.

Interpretation von UML-Zeitdiagrammen

Verständnis von Lebenslinien

  • Horizontale Balken: Stellen Sie die Existenz des Teilnehmers über die Zeit dar.
  • Segmente: Zeigen Sie verschiedene Zustände oder Bedingungen über die Zeit an.

Verständnis von Dauerbeschränkungen

  • Horizontale Balken mit senkrechten Linien: Stellen Sie die Dauer dar, innerhalb derer eine Bedingung erfüllt werden muss.
  • Start- und Endpunkte: Zeigen Sie den Beginn und das Ende der Dauer an.

Verständnis von Zeitbeschränkungen

  • Senkrechte Linien: Stellen Sie bestimmte Zeitpunkte dar, bis zu denen Bedingungen erfüllt sein müssen.
  • Schnittpunkt mit Lebenslinien: Zeigen Sie den spezifischen Zeitpunkt auf der Lebenslinie an.

Verständnis von Zerstörungsauftritten

  • „X“-Symbol: Stellt die Zerstörung des Objekts dar.
  • Ende der Lebenslinie: Der Zerstörungsauftritt befindet sich am Ende der Lebenslinie.

Verständnis der Notation

  • Beschriftungen und Anmerkungen: Bieten zusätzliche Informationen zu zeitlichen Beschränkungen und Bedingungen.
  • Zusätzliche Informationen: Fügen Sie alle relevanten Details hinzu, die beim Verständnis der zeitlichen Aspekte der Interaktion helfen.

Beispiel: Website-Zeit

Dieses UML-Zeitdiagramm veranschaulicht die Abfolge von Ereignissen und zeitlichen Beschränkungen, die bei einer Web-Interaktion beteiligt sind, wobei der Fokus auf den zeitlichen Aspekten eines Web-Anfrage- und Antwortzyklus liegt. Das Diagramm trägt den Titel „sd Website Timing“ und enthält vier Lebenslinien, die die Teilnehmer der Interaktion darstellen: Web-Benutzer, Web-Browser, DNS-Auflöser und Web-Server. Die horizontale Achse stellt die Zeit dar, gemessen in Sekunden.

Major elements of timing UML diagram - lifeline, timeline, state or condition, message, duration constraint, timing ruler.

Lebenslinien und Zustände

  1. Web-Benutzer
    • Zustände/Bedingungen:
      • Inaktiv: Der Benutzer interagiert nicht aktiv mit der Web-Seite.
      • URL: Der Benutzer gibt eine URL in den Web-Browser ein.
      • Warten: Der Benutzer wartet auf das Laden der Web-Seite.
      • Anzeigen: Der Benutzer betrachtet die Web-Seite.
  2. Web-Browser
    • Zustände/Bedingungen:
      • Inaktiv: Der Browser verarbeitet keine Anfrage aktiv.
      • Verarbeitung: Der Browser verarbeitet die Benutzereingabe oder die Antwort des Servers.
      • Warten: Der Browser wartet auf eine Antwort vom Server.
    • Ereignisse/Reize:
      • URL auflösen: Der Browser löst die URL in eine IP-Adresse auf.
      • HTTP-Anfrage: Der Browser sendet eine HTTP-Anfrage an den Webserver.
      • Seite anzeigen: Der Browser zeigt die Webseite dem Benutzer an.
    • Zeitliche Einschränkungen:
      • Der Prozess der URL-Auflösung sollte zwischen 0 und 400 Millisekunden dauern.
      • Die HTTP-Anfrage sollte innerhalb von 50 bis 200 Millisekunden nach der URL-Auflösung gesendet werden.
      • Die Seite sollte dem Benutzer innerhalb von 100 bis 500 Millisekunden nach Erhalt der HTTP-Antwort angezeigt werden.
  3. DNS-Auflöser
    • Zustände/Zustände:
      • Ruhen: Der DNS-Auflöser löst keinen Domainnamen aktiv auf.
      • Verarbeitung: Der DNS-Auflöser verarbeitet eine Anfrage zur Auflösung eines Domainnamens.
    • Zeitliche Einschränkungen:
      • Der DNS-Auflösungsprozess sollte zwischen 0 und 400 Millisekunden dauern.
  4. Webserver
    • Zustände/Zustände:
      • Warten: Der Webserver wartet auf eine eingehende Anfrage.
      • Verarbeitung: Der Webserver verarbeitet die eingehende Anfrage.
      • Antwort senden: Der Webserver sendet eine Antwort zurück an den Webbrowser.
    • Zeitliche Einschränkungen:
      • Der Webserver sollte innerhalb von 200 bis 800 Millisekunden nach Erhalt der Anfrage eine Antwort senden.

Interaktionen und zeitliche Einschränkungen

  1. Webbenutzer zu Webbrowser:
    • Der Benutzer gibt eine URL in den Webbrowser ein, wodurch der Zustand von „Inaktiv“ zu „URL“ wechselt.
    • Der Webbrowser löst die URL auf, was zwischen 0 und 400 Millisekunden dauern sollte.
  2. Webbrowser zu DNS-Resolver:
    • Der Webbrowser sendet eine synchrone Nachricht an den DNS-Resolver, um die URL in eine IP-Adresse aufzulösen.
    • Der DNS-Resolver verarbeitet die Anfrage, was zwischen 0 und 400 Millisekunden dauern sollte.
  3. Webbrowser zu Webserver:
    • Der Webbrowser sendet eine HTTP-Anfrage an den Webserver, die innerhalb von 50 bis 200 Millisekunden nach der Auflösung der URL gesendet werden sollte.
    • Der Webserver verarbeitet die Anfrage und sendet eine Antwort zurück an den Webbrowser.
    • Der Webserver sollte die Antwort innerhalb von 200 bis 800 Millisekunden nach Erhalt der Anfrage senden.
  4. Webbrowser zu Webbenutzer:
    • Der Webbrowser zeigt die Webseite dem Benutzer an, was innerhalb von 100 bis 500 Millisekunden nach Erhalt der HTTP-Antwort erfolgen sollte.
    • Der Benutzer wechselt von „Warten“ zu „Ansehen“ der Webseite.

Zeitliche Einschränkungen

  • URL-Auflösung: Der Prozess der URL-Auflösung sollte zwischen 0 und 400 Millisekunden dauern.
  • HTTP-Anfrage: Die HTTP-Anfrage sollte innerhalb von 50 bis 200 Millisekunden nach der Auflösung der URL gesendet werden.
  • Webserver-Antwort: Der Webserver sollte innerhalb von 200 bis 800 Millisekunden nach Erhalt der Anfrage eine Antwort senden.
  • Seitenanzeige: Die Webseite sollte dem Benutzer innerhalb von 100 bis 500 Millisekunden nach Erhalt der HTTP-Antwort angezeigt werden.

Zustandsänderungen

  • Webbenutzer: Übergänge von „Inaktiv“ zu „URL“ zu „Warten“ zu „Anzeigen“.
  • Webbrowser: Übergänge von „Inaktiv“ zu „Verarbeiten“ zu „Warten“ zu „Seite anzeigen“.
  • DNS-Auflöser: Übergänge von „Inaktiv“ zu „Verarbeiten“ zurück zu „Inaktiv“.
  • Webserver: Übergänge von „Warten“ zu „Verarbeiten“ zu „Antwort senden“ zurück zu „Warten“.

Synchronisierte Nachricht

  • Der Webbrowser sendet eine synchrone Nachricht an den DNS-Auflöser, um die URL aufzulösen, was darauf hinweist, dass der Browser wartet, bis der DNS-Auflöser die Auflösung abgeschlossen hat, bevor er fortfährt.

Ereignis oder Reiz

  • Die HTTP-Anfrage, die der Webbrowser an den Webserver sendet, ist ein Ereignis, das den Webserver dazu anregt, die Anfrage zu verarbeiten und eine Antwort zu senden.

Dieses Zeitdiagramm modelliert die zeitlichen Aspekte einer Web-Interaktion effektiv, stellt sicher, dass alle zeitlichen Einschränkungen erfüllt sind und die Interaktion wie erwartet innerhalb der festgelegten Zeitintervalle verläuft.

Zeitdiagramm

  1. Lebenslinie für Benutzer:
    • Horizontale Linie, die die Interaktion des Benutzers mit der Website darstellt.
    • Segmente, die verschiedene Zustände der Interaktion des Benutzers anzeigen (z. B. Anfrage gesendet, Anfrage erhalten, Antwort gesendet).
    • Dauerbeschränkungen für jeden Zustand.
    • Zeitbeschränkungen für bestimmte Ereignisse (z. B. Anfrage gesendet, Antwort erhalten).
  2. Lebenslinie für Server:
    • Horizontale Linie, die die Verarbeitung der Anfrage des Benutzers durch den Server darstellt.
    • Segmente, die verschiedene Zustände der Verarbeitung durch den Server anzeigen (z. B. Anfrage erhalten, Verarbeiten, Antwort gesendet).
    • Dauerbeschränkungen für jeden Zustand.
    • Zeitbeschränkungen für bestimmte Ereignisse (z. B. Anfrage erhalten, Antwort gesendet).
  3. Notation:
    • Beschriftungen, die die Zustände der Benutzerinteraktion und der Serververarbeitung anzeigen.
    • Anmerkungen, die die zeitlichen Beschränkungen und Bedingungen für die Interaktion erklären.

Fazit

UML-Zeitdiagramme sind unerlässlich für die Modellierung und Analyse der zeitlichen Aspekte der Interaktionen zwischen Objekten. Durch das Verständnis der wichtigsten Elemente und die Einhaltung der Schritte zur Erstellung und Interpretation können Sie Zeitdiagramme effektiv nutzen, um über Zeit zu reflektieren und zeitgesteuerte Systeme zu modellieren.

Literaturverzeichnis

  1. Was ist ein Zeitdiagramm?
  2. 12. Zeitdiagramm – Visual Paradigm Community Circle
  3. Wie zeichnet man ein Zeitdiagramm?
  4. Zeitbeschränkungen Zeitdiagramm – UML – Diskutieren Sie das Visual Paradigm
  5. Einführung in UML-Diagramme in Visual Paradigm – ArchiMetric
  6. Zeitdiagramm, UML-Diagramm-Beispiel: Zustands-/Bedingungs-Zeitverlauf – Visual Paradigm Community Circle
  7. UML-Praxisleitfaden – Alles, was Sie über UML-Modellierung wissen müssen
  8. Zeitdiagramm – UML 2-Diagramme – UML-Modellierungstool
  9. Zeitdiagramm – Visual Paradigm Community Circle

 

 

Der Artikel ist auch in English, Español, فارسی, Français, Bahasa Indonesia, 日本語, Polski, Portuguese, Ру́сский, Việt Nam, 简体中文 and 繁體中文 verfügbar.

Kommentar hinterlassen

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert