Овладение диаграммамиUnified Modeling Language (UML) для проектирования и разработки программного обеспечения

ДиаграммыUnified Modeling Language (UML)

Unified Modeling Language (UML) — это стандартный, универсальный язык визуального моделирования, используемый в инженерии программного обеспечения для отображения архитектуры системы. Это не язык программирования, а визуальный язык, который помогает в спецификации, визуализации, построении и документировании элементов программных систем.

Зачем использовать UML?

• Сотрудничество:Сложные приложения требуют четкой коммуникации между несколькими командами. UML помогает устранить разрыв между техническими и нетехническими заинтересованными сторонами.
• Понимание:Бизнесмены и архитекторы систем могут понять ключевые требования, функциональные возможности и процессы системы с помощью UML.
• Экономия времени:Визуализация процессов и статической структуры системы помогает сэкономить время и ресурсы в дальнейшем.

Типы диаграмм UML

Диаграммы UML можно условно разделить на две категории: структурные и поведенческие.

1. Структурные диаграммы UML

1.1. Диаграмма классов

• Иллюстрирует статическую структуру системы с использованием классов, их методов и атрибутов.
• Помогает выявить отношения между различными классами или объектами.
• Инструмент визуального моделирования UML:Диаграмма классов

1.2. Диаграмма композитной структуры

• Представляет внутреннюю структуру класса и его точки взаимодействия с другими частями системы.
• Похоже на диаграммы классов, но акцентируется на отдельных частях с детализацией.
• Инструмент визуального моделирования UML:Диаграмма композитной структуры

1.3. Диаграмма объектов

• Иллюстрирует конкретные экземпляры классов и отношения между ними в определенный момент времени.
• Похоже на диаграммы классов, но показывает реальные классификаторы и их отношения.
• Инструмент визуального моделирования UML:Диаграмма объектов

1.4. Диаграмма компонентов

• Представляет, как физические компоненты в системе организованы.
• Помогает понять, были ли покрыты функциональные требования планируемой разработкой.
• Инструмент UML Visual Paradigm: Диаграмма компонентов

1.5. Диаграмма развертывания

• Представляет аппаратное обеспечение системы и ее программное обеспечение.
• Иллюстрирует архитектуру системы и распределение программных артефактов по распределенным целям.
• Инструмент UML Visual Paradigm: Диаграмма развертывания

1.6. Диаграмма пакетов

• Иллюстрирует, как организованы пакеты и их элементы.
• Показывает зависимости между различными пакетами и внутреннюю структуру пакетов.
• Инструмент UML Visual Paradigm: Диаграмма пакетов

2. Поведенческие диаграммы UML

2.1. Диаграмма состояний

• Представляет динамическое поведение класса в ответ на время и изменяющиеся внешние воздействия.
• Моделирует состояние системы в конечные моменты времени с использованием конечных переходов состояний.
• Инструмент UML Visual Paradigm: Диаграмма состояний

2.2. Диаграмма деятельности

• Иллюстрирует поток управления в системе.
• Моделирует последовательные и параллельные действия, обеспечивая визуальное представление рабочих процессов.
• Инструмент UML Visual Paradigm: Диаграмма деятельности

2.3. Диаграмма вариантов использования

• Иллюстрирует функциональность системы или ее части.
• Иллюстрирует функциональные требования и взаимодействие системы с внешними агентами (актерами).
• Инструмент UML Visual Paradigm: Диаграмма вариантов использования

2.4. Диаграмма последовательности

• Иллюстрирует взаимодействие между объектами в последовательном порядке.
• Описывает, как и в каком порядке функционируют объекты в системе.
• Инструмент UML Visual Paradigm: Диаграмма последовательности

2.5. Диаграмма взаимодействия

• Показывает последовательные сообщения, обмениваемые между объектами.
• Основное внимание уделяется объектам и их взаимосвязям.
• Инструмент UML Visual Paradigm: Диаграмма взаимодействия

2.6. Диаграмма временных интервалов

• Особая форма диаграммы последовательности, которая иллюстрирует поведение объектов в течение временного интервала.
• Показывает временные и временные ограничения, регулирующие изменения состояний и поведения объектов.
• Инструмент UML Visual Paradigm: Диаграмма временных интервалов

2.7. Диаграмма обзора взаимодействий

• Моделирует последовательность действий и упрощает сложные взаимодействия до более простых случаев.
• Смесь диаграмм активности и диаграмм последовательности.
• Инструмент UML Visual Paradigm: Диаграмма обзора взаимодействий

Объектно-ориентированные концепции, используемые в диаграммах UML

• Класс: Определяет структуру и функции объекта.
• Объекты: Помогают разбивать большие системы и модульно организовывать систему.
• Наследование: Дочерние классы наследуют свойства родительских классов.
• Абстракция: Подчеркивает существенные аспекты системы, игнорируя незначительные детали.
• Инкапсуляция: Защищает данные от внешнего мира, объединяя их вместе.
• Полиморфизм: Позволяет функциям или объектам существовать в различных формах.

Лучшие практики диаграмм UML

• Поймите свою аудиторию и адаптируйте диаграммы под их потребности.
• Держите диаграммы простыми и сосредоточенными на конкретных аспектах системы.
• Используйте единые правила именования и стандартные обозначения UML.
• Ясно обозначьте отношения с помощью соответствующих обозначений и меток.
• Сбалансируйте разработку по методологии Agile и моделирование, чтобы обеспечить ценность и сохранить гибкость.

Шаги по созданию диаграмм UML

1. Определите цель диаграммы.
2. Определите ключевые элементы и отношения.
3. Выберите соответствующий тип диаграммы UML.
4. Создайте черновой эскиз.
5. Выберите инструмент моделирования UML (например, Visual Paradigm)).
6. Создайте диаграмму.
7. Определите свойства элементов.
8. Добавьте аннотации и комментарии.
9. Проверьте и просмотрите.
10. Уточните и повторите.

Распространенные проблемы и преимущества моделирования UML

• Проблемы:Высокая трудоемкость, избыточная документация, изменяющиеся требования, проблемы взаимодействия.
• Преимущества:Стандартизация, коммуникация, визуализация, документирование, анализ и проектирование.

UML и разработка по методологии Agile

• Диаграммы UML служат эффективными инструментами коммуникации в разработке по методологии Agile.
• Диаграммы вариантов использования могут фиксировать пользовательские истории и моделировать взаимодействие пользователей.
• Итеративное моделирование в UML поддерживает итеративный подход разработки по методологии Agile.
• Сбалансированность гибкости и моделирования: адаптивное моделирование, расширение полномочий команды и ценность рабочего программного обеспечения.

Эта статья также доступна на Deutsch, English, Español, فارسی, Français, Bahasa Indonesia, 日本語, Polski, Portuguese, Việt Nam, 简体中文 and 繁體中文