ساختار در مقابل رفتار: دو نوع اصلی دیاگرام UML

UML, در ابزارکامل خود برای نمایش سیستم‌های نرم‌افزاری، انواع مختلف دیاگرام‌های خود را به دو گروه اصلی تقسیم می‌کند: دیاگرام‌های ساختاری و دیاگرام‌های رفتاری. این تقسیم‌بندی دلیلی ندارد؛ این امر دو دیدگاه اصلی را نشان می‌دهد که هر سیستم پیچیده می‌تواند از آنها درک شود: چه چیزی استاست از چه چیزی ساخته شده است، و چه کاری انجام می‌دهدانجام می‌دهد. درک این تمایز کلیدی است تا بتوان UML را به طور مؤثر برای طراحی، تحلیل، و مستندسازی نرم‌افزار استفاده کرد.

دیاگرام‌های ساختاری: سیستم چیست

دیاگرام‌های ساختاری به جنبه‌های ثابت یک سیستم نرم‌افزاری می‌پردازند. آنها عناصری از سیستم را نشان می‌دهند که به طور کلی در طول زمان پایدار هستند، با تمرکز بر مؤلفه‌هایی که سیستم را تشکیل می‌دهند و نحوه سازماندهی و ارتباط آنها. آنها را مانند نقشه‌های ساختمان در نظر بگیرید؛ آنها دیوارها، اتاق‌ها، لوله‌ها، و سیم‌کشی برق – چیزهایی که ساختار فیزیکی و ارتباطات ذاتی آن را تعریف می‌کنند، بی‌تفاوت اینکه چه کسی از آن عبور می‌کند یا چه فعالیت‌هایی در داخل آن انجام می‌شود.

هدف اصلی دیاگرام‌های ساختاری نشان دادن معماری سیستم:

• اجزای: قطعات یا اجزایی که سیستم را تشکیل می‌دهند.

• روابط: نحوه اتصال این اجزا، تعامل، یا وابستگی به یکدیگر.

• سازمان‌دهی: نحوه چیدمان و گروه‌بندی سیستم به واحد‌های منطقی یا فیزیکی.

با استفاده از نمودارهای ساختاری، توسعه‌دهندگان و معماران می‌توانند عناصر اساسی سیستم را درک کنند، نقص‌های طراحی بالقوه در ساختار آن را شناسایی کنند، و اطمینان حاصل کنند که اجزای مختلف به درستی ترکیب شده‌اند تا الزامات کلی را برآورده کنند. آنها به سوالاتی مانند زیر پاسخ می‌دهند: «کلاس‌های اصلی در برنامه ما چیستند؟»“, «چگونه ماژول‌های مختلف به هم متصل می‌شوند؟»“, یا «نرم‌افزار به طور فیزیکی کجا اجرا خواهد شد؟»“

نمودارهای ساختاری رایج شامل موارد زیر هستند:

• نمودار کلاس: نمایش دادن کلاس‌ها، رابط‌ها، ویژگی‌ها، عملیات، و روابط آنها، که پایه‌ای برای طراحی شیء‌گرا محسوب می‌شود.
  
  

• نمودار شی: نشان‌دهنده‌ی حالات کلاس‌ها و روابط بین آن‌ها در یک زمان خاص است، مثالی ملموس از ساختار مفهومی نمودار کلاس ارائه می‌دهد.

• نمودار مؤلفه: سازمان‌دهی و وابستگی‌های بین مؤلفه‌های نرم‌افزاری را نشان می‌دهد، نشان می‌دهد که چگونه با هم ترکیب می‌شوند تا سیستم بزرگ‌تری ایجاد کنند.

• نمودار نصب: نمایش فیزیکی نصب آثار نرم‌افزاری روی گره‌های سخت‌افزاری را ارائه می‌کند، نرم‌افزار را به محیط اجرایی خود نگاشت می‌کند.

• نمودار بسته: عناصر مدل را در گروه‌های منطقی (بسته‌ها) سازمان‌دهی می‌کند و وابستگی‌های آن‌ها را نشان می‌دهد، کمک می‌کند تا پیچیدگی در سیستم‌های بزرگ مدیریت شود.
  
  

• نمودار ساختار ترکیبی: ساختار داخلی یک طبقه‌بندی‌کننده (مانند کلاس یا مؤلفه) را به جزئیات توضیح می‌دهد، شامل قسمت‌های آن، دروازه‌ها، و اتصالات.

نمودارهای رفتاری: سیستم چه کاری انجام می‌دهد

در مقابل نمودارهای ساختاری، نمودارهای رفتاری بر جنبه‌های پویای یک سیستم نرم‌افزاری تمرکز دارند. آن‌ها نشان می‌دهند که سیستم چگونه عمل می‌کند، چگونه عناصر آن در طول زمان با یکدیگر تعامل دارند، و چگونه به رویدادها و تحریک‌های مختلف پاسخ می‌دهد. اگر نمودارهای ساختاری نقشه‌های ساختمان باشند، نمودارهای رفتاری مانند بازدیدهای سیستم هستند، جریان‌های فرآیند، یا دستورالعمل‌های استفاده – نشان می‌دهند که افراد یا فرآیندها چگونه از ساختمان عبور می‌کنند، اقداماتی که انجام می‌دهند، و اینکه چه اتفاقی به دنبال آن می‌افتد.

هدف اصلی نمودارهای رفتاری نشان دادن عملکردوپویایییک سیستم است:

• تعاملات: چگونه بخش‌های مختلف سیستم یا کاربران خارجی با یکدیگر ارتباط برقرار کرده و اطلاعات را مبادله می‌کنند.

• فرآیندها: توالی مراحل یا فعالیت‌هایی که در داخل سیستم رخ می‌دهد.

• تغییرات حالت: چگونه اشیاء یا خود سیستم بین حالت‌های مختلف انتقال می‌یابند.

نمودارهای رفتاری برای درک جنبه‌های عملیاتی سیستم حیاتی هستند،تأیید نیازها، و اطمینان از اینکه سیستم مطابق انتظار رفتار می‌کند. به پاسخ به سوالاتی مانند زیر کمک می‌کنند: «چگونه کاربر وارد سیستم می‌شود؟“, «چه مراحلی هنگام پردازش پرداخت رخ می‌دهد؟“, یا «چگونه یک شیء وضعیت خود را در طول چرخه عمر خود تغییر می‌دهد؟“

نمودارهای رفتاری رایج شامل:

• نمودار موارد مصرف: عملکرد یک سیستم را از دید کاربر خارجی توصیف می‌کند،ناظر بر اجرا کردن فعالیت‌ها و کاربران (اکتورها) است.

• نمودار توالی:نمایش دادن توالی زمانی پیام‌هایی که بین اشیاء عبور می‌کنند تا یک عملکرد یا سناریو خاص انجام شود.

• نمودار فعالیت:جریان کنترل یا جریان اشیاء را مدل می‌کند،توالی اقدامات و تصمیمات درون یک فرآیند را نشان می‌دهد.
  
  

• نمودار ماشین حالت (نمودار حالت‌ها):رفتار یک شی یا سیستم را با نشان دادن حالت‌های آن و انتقال‌های بین آنها بر اساس رویدادها توضیح می‌دهد.

• نمودار ارتباطی (قبلاً نمودار همکاری):مشابه یک نمودار توالی،اما بر سازمان ساختاری اشیاءی تمرکز دارد که پیام‌ها را ارسال و دریافت می‌کنند.

• نمودار زمان‌بندی:یک نمودار تعامل خاص که تغییرات حالت یا مقدار یک نمونه طبقه‌بندی یا نقش را در طول زمان نشان می‌دهد.

تعامل متقابل

اگرچه متمایز هستند،نمودارهای ساختاری و رفتاری اغلب به همراه هم استفاده می‌شوند تا دید جامعی از یک سیستم نرم‌افزاری ارائه دهند.یک نمودار ساختاری ممکن است کلاس‌ها را تعریف کند،در حالی که یک نمودار رفتاری نشان می‌دهد که نمونه‌های این کلاس‌ها چگونه با یکدیگر تعامل دارند تا یک وظیفه انجام دهند.برای مثال،یک نمودار کلاس ممکن است یک کلاس سفارش و یک کلاس مشتری را نشان دهد،در حالی که یک نمودار توالی مراحل مربوط به زمانی که یک مشتری یک سفارش.

درک تفاوت بین این دو دسته، متخصصان نرم‌افزار را قادر می‌سازد تا بهترین نمودار را برای وظیفه مورد نظر انتخاب کنند، که منجر به ارتباط واضح‌تر، طراحی بهتر و در نهایت پروژه‌های نرم‌افزاری موفق‌تر می‌شود.

اگر می‌خواهید به‌طور عمیق‌تر در مورد UML و گزینه‌های بصری‌سازی پشتیبانی‌شده با هوش مصنوعی آن آشنا شوید، به مرکز منابع UML ما مراجعه کنید.مرکز منابع UML.

This post is also available in Deutsch, English, Español, Français, Bahasa Indonesia, 日本語, Polski, Portuguese, Ру́сский, Việt Nam, 简体中文 and 繁體中文.