Giới thiệu về sơ đồ lớp: Hướng dẫn dành cho người mới bắt đầu về mô hình hóa UML

Sơ đồ lớp UML (Ngôn ngữ mô hình hóa thống nhất) là công cụ thiết yếu để trực quan hóa và thiết kế cấu trúc tĩnh của một hệ thống. Chúng cung cấp một cách rõ ràng và súc tích để biểu diễn các lớp, giao diện, sự hợp tác và các mối quan hệ giữa chúng trong một hệ thống. Hướng dẫn này sẽ dẫn bạn qua các khái niệm chính của sơ đồ lớp UML, cung cấp các ví dụ và mẹo thực tế để giúp bạn thành thạo khía cạnh nền tảng này của UML.

Mục đích của sơ đồ lớp

Sơ đồ lớp là một sơ đồ cấu trúccho thấy một tập hợp các lớp, giao diện và sự hợp tác, cùng với các mối quan hệ giữa chúng. Đây là sơ đồ phổ biến nhất trong việc mô hình hóa các hệ thống hướng đối tượng. Sơ đồ lớp tập trung vào góc nhìn thiết kế tĩnhcủa một hệ thống, tập trung vào từ vựng, sự hợp tác hoặc sơ đồ. Chúng đóng vai trò nền tảng cho các sơ đồ thành phần và triển khai.

Góc nhìn tĩnh

Sơ đồ lớp biểu diễn góc nhìn tĩnh của một hệ thống, có nghĩa là chúng không thể hiện hành vi phụ thuộc vào thời gian. Chúng mô tả các thành phần của mô hình độc lập với thời gian, làm nổi bật những khái niệm có ý nghĩa và hữu ích có thể tồn tại trong thế giới thực, trong các triển khai phần mềm hoặc phần cứng, hoặc dưới dạng trừu tượng. Các sơ đồ này có thể bao gồm các thành phần biểu diễn các khái niệm thế giới thực, khái niệm trừu tượng, khái niệm triển khai hoặc khái niệm máy tính.

Các yếu tố chính của sơ đồ lớp

Lớp

Một lớp là một mô tả về một tập hợp các đối tượngmà chia sẻ các thuộc tính, thao tác, mối quan hệ và ngữ nghĩa giống nhau. Đó là một khái niệm trừu tượng về những thứ thuộc về từ vựng của hệ thống. Các lớp là yếu tố mô hình hóa UML phổ biến nhấtvà có thể biểu diễn các yếu tố phần mềm, phần cứng hoặc khái niệm.

Thuộc tính và thao tác

• Thuộc tính: Các thuộc tính của lớp mà chúng ta quan tâm.
• Thao tác: Những việc mà các đối tượng của lớp đó có thể thực hiện.

Ký hiệu

Ký hiệu cho một lớp là một hình chữ nhậtvới một ô bắt buộc để hiển thị tên. Các ô tùy chọn có thể hiển thị thuộc tính và thao tác của lớp.

Các mức độ ý nghĩa

Các lớp có thể tồn tại ở các mức độ ý nghĩa khác nhau, bao gồm các mức phân tích, thiết kế và triển khai.

Lớp trừu tượng và lớp cụ thể

• Lớp trừu tượng: Một lớp không thể được khởi tạo trực tiếp. Tên của nó có thể in nghiêng.
• Lớp cụ thể: Một lớp có thể có các thể hiện riêng biệt.

Thuộc tính và thao tác phạm vi lớp

Một lớp có thể được coi là mộtđối tượng toàn cục. Các thuộc tính phạm vi lớp là thuộc tính của đối tượng ngầm định này, và các thao tác phạm vi lớp áp dụng cho chính lớp, chứ không phải cho một đối tượng.

Stereotype

Một lớp có thể được hiển thị với một stereotype bằng dấu guillemets (« và »). Stereotype chỉ ra một danh mục đặc biệt của phần tử mô hình hoặc một thuật ngữ mới trong ngữ pháp.

Thao tác tạo

Một lớp có thể có mộtthao tác tạo (hàm tạo), được hiển thị như một thao tác gạch chân trong lớp.

Quan hệ

Sơ đồ lớp cũng thể hiện các quan hệ giữa các lớp, bao gồm:

• Liên kết: Mô tả các kết nối ngữ nghĩa giữa các đối tượng riêng biệt của các lớp đã cho.
• Tổng quát hóa: Liên kết các mô tả chung của các bộ phân loại cha (lớp cha) với các bộ phân loại con chuyên biệt hơn (lớp con).
• Phụ thuộc: Thể hiện các mối quan hệ giữa các phần tử, chẳng hạn như các mức độ trừ tượng, tham số mẫu, quyền hạn hoặc cách sử dụng.

Thể hiện và đối tượng

• Đối tượng: Một thể hiện của một lớp. Nó là một cá thể có danh tính, cấu trúc và hành vi của nó được mô tả bởi lớp.
• Trạng thái: Các giá trị hiện tại của các thuộc tính của một đối tượng.

Ký hiệu

Ký hiệu cho một bản thiết kế thể hiện UML (đối tượng) là một hộp với một ngăn bắt buộc cho trường tên, bao gồm tên đối tượng, dấu “:” và tên lớp được tạo thể hiện. Một ngăn thứ hai tùy chọn có thể hiển thị các khe (thuộc tính và các giá trị hiện tại của chúng). Tên của thể hiện được gạch chân.

Nội dung sơ đồ

Các thể hiện có thể xuất hiện trên cả sơ đồ lớp và sơ đồ đối tượng. Một lớp có thể được kết nối với thể hiện của nó bằng một mũi tên nét đứt thể hiện mối quan hệ phụ thuộc.

Nội dung sơ đồ

Sơ đồ lớp chứa các lớp, giao diện, hợp tác và mối quan hệ. Chúng cũng có thể chứa các ghi chú và ràng buộc. Sơ đồ lớp có thể bao gồm các gói hoặc hệ thống con để nhóm các phần tử mô hình thành các khối lớn hơn.

Sử dụng sơ đồ lớp

Sơ đồ lớp được sử dụng để mô hình hóa quan điểm thiết kế tĩnh của một hệ thống. Chúng có thể được sử dụng để:

• Mô hình hóa từ vựng của hệ thống.
• Mô hình hóa các hợp tác giữa các lớp.
• Mô hình hóa các lược đồ cơ sở dữ liệu logic.

Mối quan hệ với các sơ đồ khác

Sơ đồ lớp liên quan đến các sơ đồ khác, chẳng hạn như:

• Sơ đồ đối tượng: Hiển thị các thể hiện của các lớp và các mối quan hệ của chúng.
• Sơ đồ thành phầnvàSơ đồ triển khai: Giống như sơ đồ lớp nhưng chứa thành phần và nút tương ứng.

Trừu tượng

Sơ đồ lớp là một dạng trừu tượng cung cấp một cái nhìn đơn giản hóa của một hệ thống, ghi lại các chi tiết quan trọng trong khi che giấu độ phức tạp không cần thiết.

Nhiều sơ đồ

Nhiều sơ đồ lớp thường được yêu cầu để hiển thị toàn bộ quan điểm tĩnh của một hệ thống. Mỗi sơ đồ nên tập trung vào một khía cạnh cụ thể của hệ thống.

Sơ đồ như một phép chiếu

Sơ đồ lớp là một phép chiếu vào một mô hình. Đó là một trình bày đồ họa của một tập hợp các phần tử.

Kỹ thuật thiết kế tiến và kỹ thuật thiết kế ngược

Sơ đồ lớp có thể được sử dụng để thiết kế tiến và thiết kế ngược cho mô hình và mã nguồn.

Siêu mô hình

Ngữ pháp trừu tượng của UML sử dụng các mô hình MOF để hiển thị ngữ pháp UML. Các mô hình MOF này sử dụng một tập con của các sơ đồ cấu trúc UML. Các hộp trên các sơ đồ ngữ pháp trừu tượng là «Các siêu lớp». Các phần tử của UML là các thể hiện của các «Siêu lớp» này.

Ví dụ về sơ đồ lớp

Hệ thống thư viện

Hãy cùng xem xét một hệ thống thư viện đơn giản để minh họa các khái niệm chính của sơ đồ lớp.

Các lớp

• Sách: Đại diện cho một cuốn sách trong thư viện.
  • Thuộc tính: tựa đề, tác giả, ISBN
  • Thao tác: mượn(), trả()
• Người mượn: Đại diện cho một người mượn thư viện.
  • Thuộc tính: tên, mã thành viên
  • Thao tác: mượnSách(), trảSách()
• Thư viện viên: Đại diện cho một thư viện viên.
  • Thuộc tính: tên, mã nhân viên
  • Thao tác: thêmSách(), removeBook()

Quan hệ

• Liên kết:
  • Một Người dùng có thể mượn nhiều Sáchs.
  • Một Thư viện viên có thể quản lý nhiều Sáchs.
• Tổng quát hóa:
  • Người dùng và Thư viện viên có thể được tổng quát hóa thành một Lớp Người lớp.
• Phụ thuộc:
  • Lớp LibrarySystem lớp phụ thuộc vào Sách, Người dùng, và Thư viện viên.

Các thể hiện

• Đối tượng: Một thể hiện của Sách với tiêu đề = “UML cho người mới bắt đầu”, tác giả = “John Doe”, ISBN = “1234567890”.

Hệ thống thương mại điện tử

Hãy cùng xem xét một hệ thống thương mại điện tử để minh họa rõ hơn các khái niệm.

Lớp

• Sản phẩm: Đại diện cho một sản phẩm trong cửa hàng.
  • Thuộc tính: tên, giá, số lượng tồn kho
  • Thao tác: thêmVàoGiỏHàng(), xóaTừGiỏHàng()
• Khách hàng: Đại diện cho một khách hàng.
  • Thuộc tính: tên, mã khách hàng
  • Thao tác: đặt đơn(), xem lịch sử đơn hàng()
• Đơn hàng: Đại diện cho một đơn hàng được khách hàng đặt.
  • Thuộc tính: mã đơn hàng, ngày, trạng thái
  • Thao tác: tính tổng(), giao đơn()

Mối quan hệ

• Liên kết:
  • Một Khách hàng có thể đặt nhiều Đơn hàngcái.
  • Một Đơn hàng có thể chứa nhiều Sản phẩms.
• Tổng quát hóa:
  • Khách hàng và Quản trị viên có thể được tổng quát hóa thành một Người dùng lớp.
• Các phụ thuộc:
  • Lớp EcommerceSystem lớp phụ thuộc vào Sản phẩm, Khách hàng, và Đơn hàng.

Các thể hiện

• Đối tượng: Một thể hiện của Sản phẩm với tên = “Laptop”, giá = “$999.99”, kho = “100”.

Kết luận

Hiểu rõ các khái niệm chính của sơ đồ lớp UML là nền tảng để mô hình hóa hiệu quả cấu trúc tĩnh của một hệ thống. Sơ đồ lớp cung cấp một cách rõ ràng và súc tích để biểu diễn các lớp, thuộc tính, thao tác và mối quan hệ của chúng. Bằng cách nắm vững các khái niệm này và áp dụng vào các ví dụ thực tế, bạn có thể tạo ra các sơ đồ có ý nghĩa và hữu ích, phản ánh bản chất thiết kế của hệ thống của mình. Dù bạn là một nhà phát triển có kinh nghiệm hay mới bắt đầu, sơ đồ lớp UML cung cấp một công cụ mạnh mẽ để trực quan hóa và truyền đạt các hệ thống phức tạp.

Chúc bạn vẽ sơ đồ vui vẻ!

Tài liệu tham khảo

1. Hướng dẫn sơ đồ lớp UML
   • Hướng dẫn sơ đồ lớp UML 
   • Tài liệu hướng dẫn toàn diện này cung cấp cái nhìn sâu sắc về sơ đồ lớp UML, bao gồm cách tạo và sử dụng chúng một cách hiệu quả. Nó cũng nhấn mạnh các tính năng của phiên bản cộng đồng Visual Paradigm, phần mềm UML miễn phí.
2. Công cụ sơ đồ lớp miễn phí
   • Công cụ sơ đồ lớp miễn phí 
   • Visual Paradigm Online cung cấp phiên bản miễn phí để tạo sơ đồ lớp và các sơ đồ UML khác. Công cụ này thân thiện với người dùng và hỗ trợ nhiều loại sơ đồ mà không giới hạn số lượng sơ đồ hoặc hình dạng.
3. Sơ đồ lớp là gì?
   • Sơ đồ lớp là gì?
   • Bài viết này giải thích các khái niệm cơ bản về sơ đồ lớp trong UML, bao gồm cấu trúc và các thành phần của chúng. Nó cũng cung cấp những hiểu biết về việc sử dụng Visual Paradigm để tạo các sơ đồ này.
4. Làm thế nào để vẽ sơ đồ lớp?
   • Làm thế nào để vẽ sơ đồ lớp? 
   • Hướng dẫn từng bước về cách vẽ sơ đồ lớp bằng Visual Paradigm, bao gồm các mẹo về việc tạo các kiểu liệt kê và kết nối các thành viên.
5. Phần mềm sơ đồ lớp trực tuyến
   • Phần mềm sơ đồ lớp trực tuyến 
   • Công cụ sơ đồ lớp trực tuyến của Visual Paradigm được thiết kế để nhanh chóng và trực quan, cho phép người dùng tạo các sơ đồ UML chuyên nghiệp một cách nhanh chóng và hợp tác.
6. Sơ đồ UML: Hướng dẫn toàn diện
   • Sơ đồ UML: Hướng dẫn toàn diện 
   • Tài liệu này bao quát các loại sơ đồ UML khác nhau, bao gồm sơ đồ lớp, và tầm quan trọng của chúng trong kỹ thuật phần mềm. Nó thảo luận về cách sơ đồ lớp thể hiện cấu trúc tĩnh của một hệ thống và các mối quan hệ giữa các lớp.
7. Hướng dẫn toàn diện về sơ đồ lớp UML
   • Hướng dẫn toàn diện về sơ đồ lớp UML 
   • Bài viết này cung cấp cái nhìn chi tiết về sơ đồ lớp UML, các thành phần của chúng và cách chúng được sử dụng trong các giai đoạn khác nhau của thiết kế hệ thống. Nó cũng đề cập đến việc sử dụng Visual Paradigm để tạo các sơ đồ này.
8. Giới thiệu về sơ đồ UML trong Visual Paradigm
   • Giới thiệu về các sơ đồ UML trong Visual Paradigm
   • Bài viết này giới thiệu các loại sơ đồ UML khác nhau được hỗ trợ bởi Visual Paradigm, với trọng tâm vào sơ đồ lớp và vai trò của chúng trong việc mô hình hóa cấu trúc tĩnh của một hệ thống.
9. Học sơ đồ lớp với Visual Paradigm
   • Học sơ đồ lớp với Visual Paradigm
   • Hướng dẫn từng bước về việc tạo sơ đồ lớp bằng Visual Paradigm, bao gồm các phương pháp tốt nhất để giữ cho sơ đồ đơn giản và rõ ràng.
10. Điều hướng UML: Tổng quan về 14 loại sơ đồ và tính ứng dụng của chúng trong môi trường Agile
    • Điều hướng UML: Tổng quan về 14 loại sơ đồ và tính ứng dụng của chúng trong môi trường Agile
    • Tổng quan này thảo luận về các loại sơ đồ UML khác nhau, bao gồm sơ đồ lớp, và tính ứng dụng của chúng trong môi trường phát triển phần mềm Agile.

Các tài liệu tham khảo này cung cấp cái nhìn toàn diện về sơ đồ lớp và UML, cùng với các hướng dẫn thực tế về việc sử dụng Visual Paradigm để tạo các sơ đồ này.

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