در نمودارهای uml از انواع خطوط استفاده می شود. مدل سازی UML

UML یک زبان مدل سازی گرافیکی یکپارچه برای توصیف، تجسم، طراحی و مستندسازی سیستم های OO است. UML برای پشتیبانی از فرآیند مدل‌سازی نرم‌افزار بر اساس رویکرد OO، سازمان‌دهی رابطه مفاهیم مفهومی و برنامه‌ای و بازتاب مشکلات مقیاس‌گذاری سیستم‌های پیچیده طراحی شده است. مدل های UML در تمام مراحل چرخه عمر نرم افزار، از تجزیه و تحلیل کسب و کار گرفته تا تعمیر و نگهداری سیستم، استفاده می شوند. سازمان های مختلفمی توانند UML را بنا به صلاحدید خود، بسته به حوزه های مشکل خود و فناوری های مورد استفاده، اعمال کنند.

تاریخچه مختصری از UML

در اواسط دهه 90، نویسندگان مختلف چندین روش مدل‌سازی OO را پیشنهاد کردند که هر کدام از نمادهای گرافیکی خود استفاده می‌کردند. علاوه بر این، هر یک از این روش ها خود را داشتند نقاط قوت، اما به ما اجازه ساخت یک مدل به اندازه کافی کامل از PS را نداد تا آن را "از همه طرف" نشان دهیم، یعنی تمام پیش بینی های لازم (به مقاله 1 مراجعه کنید). علاوه بر این، فقدان استاندارد مدل سازی OO، انتخاب مناسب ترین روش را برای توسعه دهندگان دشوار می کرد، که مانع از پذیرش گسترده رویکرد OO برای توسعه نرم افزار شد.

به درخواست گروه مدیریت اشیاء (OMG)، سازمانی که مسئول پذیرش استانداردها در زمینه فناوری های شی و پایگاه داده است، مشکل فوری یکسان سازی و استانداردسازی توسط نویسندگان سه روش محبوب OO حل شد - G. بوچ، D. Rambo و A. Jacobson، که با هم تلاش کردند نسخه UML 1.1 را ایجاد کردند که توسط OMG در سال 1997 به عنوان یک استاندارد تأیید شد.

UML یک زبان است

هر زبانی شامل واژگان و قوانینی برای ترکیب کلمات برای ایجاد ساختارهای معنادار است. این به ویژه نحوه ساختار زبان های برنامه نویسی است، مانند UML. ویژگی بارز آن این است که فرهنگ لغت زبان توسط عناصر گرافیکی تشکیل شده است. هر نماد گرافیکی دارای معنای خاصی است که با آن مرتبط است، بنابراین یک مدل ایجاد شده توسط یک توسعه دهنده می تواند توسط دیگری و همچنین توسط یک ابزار نرم افزاری که UML را تفسیر می کند به وضوح درک شود. از اینجا، به ویژه، نتیجه می شود که یک مدل نرم افزار ارائه شده در UML می تواند به طور خودکار به یک زبان برنامه نویسی OO (مانند Java، C++، VisualBasic) ترجمه شود، یعنی اگر یک ابزار مدل سازی بصری خوب وجود داشته باشد که از UML پشتیبانی می کند، مدل ساخته شده است، ما همچنین خالی را دریافت خواهیم کرد کد برنامه، مربوط به این مدل است.

باید تاکید کرد که UML یک زبان است نه یک روش. توضیح می دهد که از چه عناصری باید مدل ها را ایجاد کرد و چگونه آنها را خواند، اما در مورد اینکه کدام مدل ها و در چه مواردی باید توسعه یابند چیزی نمی گوید. برای ایجاد یک روش مبتنی بر UML، لازم است آن را با توضیحاتی در مورد فرآیند توسعه نرم افزار تکمیل کنید. نمونه ای از چنین فرآیندی، فرآیند یکپارچه منطقی است که در مقالات بعدی مورد بحث قرار خواهد گرفت.

فرهنگ لغت UML

مدل در قالب موجودیت ها و روابط بین آنها نشان داده شده است که در نمودارها نشان داده شده است.

نهادهاانتزاعاتی هستند که عناصر اصلی مدل ها هستند. چهار نوع موجودیت وجود دارد - ساختاری (کلاس، رابط، جزء، مورد استفاده، همکاری، گره)، رفتاری (تعامل، حالت)، گروه بندی (بسته ها) و حاشیه نویسی (نظر). هر نوع موجودیت نمایش گرافیکی خود را دارد. هنگام مطالعه نمودارها، نهادها به تفصیل مورد بحث قرار خواهند گرفت.

رابطهارتباطات مختلف بین موجودیت ها را نشان می دهد. انواع روابط زیر در UML تعریف شده است:

• اعتیادچنین ارتباطی را بین دو موجود نشان می دهد که تغییر در یکی از آنها - مستقل - می تواند بر معناشناسی دیگری - وابسته تأثیر بگذارد. وابستگی با یک فلش نقطه‌دار نشان داده می‌شود که از موجودیت وابسته به موجودیت مستقل هدایت می‌شود.
• انجمنیک رابطه ساختاری است که نشان می دهد اشیاء یک موجود با اشیاء موجودی دیگر مرتبط هستند. از لحاظ گرافیکی، یک ارتباط به صورت خطی نشان داده می شود که موجودیت های مرتبط را به هم متصل می کند. انجمن ها برای حرکت بین اشیا استفاده می کنند. به عنوان مثال، ارتباط بین کلاس‌های «سفارش» و «محصول» می‌تواند از یک سو برای یافتن تمام محصولات مشخص‌شده در یک سفارش خاص، یا از سوی دیگر برای یافتن همه سفارش‌هایی که حاوی این محصول هستند، استفاده شود. واضح است که برنامه های مربوطه باید مکانیزمی را اجرا کنند که چنین ناوبری را فراهم کند. اگر پیمایش فقط در یک جهت مورد نیاز باشد، با یک فلش در انتهای ارتباط نشان داده می شود. یک مورد خاص از تداعی تجمع است - رابطه ای به شکل "کل" - "بخش". از نظر گرافیکی، با یک الماس در انتها نزدیک به ذات-کل برجسته شده است.
• تعمیمرابطه بین یک موجودیت اصلی و یک موجودیت فرزند است. اساساً، این رابطه منعکس کننده خاصیت وراثت برای کلاس ها و اشیا است. تعمیم به صورت خطی نشان داده می شود که با یک مثلث به سمت موجودیت اصلی ختم می شود. کودک ساختار (ویژگی ها) و رفتار (روش) والدین را به ارث می برد، اما در عین حال می تواند دارای عناصر ساختاری جدید و روش های جدید باشد. UML امکان ارث بری چندگانه را فراهم می کند، جایی که یک موجودیت به بیش از یک موجودیت اصلی مرتبط است.
• پیاده سازی- رابطه بین موجودی که یک ویژگی رفتار (رابط) را با موجودی که اجرای این رفتار را تعریف می کند (کلاس، جزء). این رابطه معمولاً هنگام مدل‌سازی اجزا استفاده می‌شود و در مقالات بعدی با جزئیات بیشتر توضیح داده خواهد شد.

نمودارها UML نمودارهای زیر را ارائه می دهد:

• نمودارهایی که رفتار سیستم را توصیف می کنند:
• نمودارهای حالت
• نمودارهای فعالیت،
• نمودارهای اشیاء،
• نمودارهای توالی،
• نمودارهای همکاری؛
• نمودارهایی که پیاده سازی فیزیکی سیستم را توصیف می کنند:
• نمودارهای اجزاء؛
• نمودارهای استقرار

نمای کنترل مدل. بسته ها

قبلاً گفتیم که برای اینکه یک مدل به خوبی توسط انسان ها درک شود، لازم است که آن را به صورت سلسله مراتبی سازماندهی کنیم و تعداد کمی موجودیت در هر سطح از سلسله مراتب باقی بماند. UML شامل ابزاری برای سازماندهی نمایش سلسله مراتبی یک مدل - بسته ها است. هر مدلی شامل مجموعه‌ای از بسته‌ها است که ممکن است شامل کلاس‌ها، موارد استفاده و سایر موجودیت‌ها و نمودارها باشد. یک بسته می تواند حاوی بسته های دیگری باشد که امکان ایجاد سلسله مراتب را فراهم می کند. UML نمودارهای بسته جداگانه ارائه نمی دهد، اما ممکن است در نمودارهای دیگر ظاهر شوند. بسته به صورت یک مستطیل با یک نشانک به تصویر کشیده شده است.

آنچه UML ارائه می دهد.

• توصیف سلسله مراتبی یک سیستم پیچیده با شناسایی بسته ها.
• رسمی کردن الزامات عملکردی برای سیستم با استفاده از دستگاه موارد استفاده؛
• جزئیات مورد نیاز سیستم با ساختن نمودارها و سناریوهای فعالیت؛
• شناسایی کلاس های داده و ساخت یک مدل داده مفهومی در قالب نمودارهای کلاس.
• شناسایی کلاس هایی که توصیف می کنند رابط کاربریو ایجاد یک طرح ناوبری صفحه نمایش؛
• شرح فرآیندهای تعامل بین اشیاء هنگام انجام عملکردهای سیستم؛
• شرح رفتار شی در قالب نمودارهای فعالیت و حالت.
• شرح اجزای نرم افزار و تعامل آنها از طریق رابط.
• شرح معماری فیزیکی سیستم

و آخرین مورد ...

با وجود تمام جذابیت های UML، استفاده از آن در مدل سازی نرم افزار واقعی بدون ابزارهای مدل سازی بصری دشوار خواهد بود. چنین ابزارهایی به شما این امکان را می دهند که نمودارها را به سرعت بر روی صفحه نمایش ارائه دهید، آنها را مستند کنید، الگوهای کد برنامه را در زبان های برنامه نویسی مختلف OO ایجاد کنید و طرحواره های پایگاه داده ایجاد کنید. اکثر آنها شامل امکان مهندسی مجدد کدهای برنامه هستند - بازیابی برخی از پیش بینی های مدل PS توسط تجزیه و تحلیل خودکارکدهای منبع برنامه ها، که برای اطمینان از انطباق بین مدل و کدها و هنگام طراحی سیستم هایی که عملکرد سیستم های قبلی را به ارث می برند بسیار مهم است.

زبان مدلسازی یکپارچه (UML) در حال حاضر استاندارد عملی برای توصیف (مستند کردن) نتایج طراحی و توسعه سیستم های شی گرا است. توسعه UML در سال 1994 توسط Grady Booch و James Rumbaugh که در Rational Software کار می کردند آغاز شد. در پاییز 1995، ایوار جاکوبسون به آنها پیوست و در اکتبر همان سال، نسخه اولیه 0.8 روش Unified Method منتشر شد. از آن زمان، چندین نسخه از مشخصات UML منتشر شده است که دو مورد از آنها دارای وضعیت استاندارد بین المللی هستند:

UML 1.4.2 - "ISO/IEC 19501:2005. فناوری اطلاعات. پردازش توزیع باز زبان مدلسازی یکپارچه (UML). نسخه 1.4.2" (انگلیسی "فناوری اطلاعات. پردازش توزیع شده باز. زبان مدل سازی یکپارچه (UML). نسخه 1.4.2").

UML 2.4.1 - "ISO/IEC 19505-1:2012. فناوری اطلاعات. زبان مدلسازی یکپارچه گروه مدیریت شیء (OMG UML). بخش 1. زیرساخت" (eng. "فناوری اطلاعات -- گروه مدیریت شیء زبان مدلسازی واحد (OMG) UML) - قسمت 1: Infrastructure) و "ISO/IEC 19505-2:2012 زبان مدلسازی واحد برای گروه مدیریت اشیا (OMG UML) قسمت 2. Superstructure" (eng. "Information Technology - Object"). زبان مدلسازی یکپارچه گروه مدیریت (OMG UML) - قسمت 2: روبنا").

آخرین مشخصات زبان رسمی را می توان در www.omg.org یافت.

ساختار کلی UML در شکل زیر نشان داده شده است.

برنج. 11.1. ساختار UML

11.2. معنای UML و نحو

معناشناسی - شاخه ای از زبان شناسی که معنای واحدهای زبان، در درجه اول کلمات و عبارات آن را مطالعه می کند.

نحو - روش های ترکیب کلمات و اشکال آنها در عبارات و جملات، ترکیب جملات در جملات پیچیده، روش های ایجاد عبارات به عنوان بخشی از یک متن.

بنابراین، در رابطه با UML، معناشناسی و نحو تعیین کننده سبک ارائه (ساخت مدل)، که ترکیبی از زبان های طبیعی و رسمی برای نمایش مفاهیم اساسی (عناصر مدل) و مکانیسم های گسترش آنها است.

11.3. نماد UML

نشانه گذاری یک تفسیر گرافیکی از معناشناسی برای نمایش بصری آن است.

UML سه تعریف می کند نوع موجودیت :

ساختاری - انتزاعی که بازتابی از یک شی مفهومی یا فیزیکی است.

گروه بندی - عنصری که برای ترکیب معنایی عناصر نمودار استفاده می شود.

توضیحی (تشخیری) - نظر در مورد یک عنصر نمودار.

جدول زیر نشان می دهد شرح مختصرموجودیت های اصلی مورد استفاده در نمادهای گرافیکی و روش های اصلی نمایش آنها.

جدول 11.1. نهادها

تایپ کنید	نام	تعیین	تعریف (معناشناسی)
ساختاری	(کلاس)		مجموعه ای از اشیاء که ساختار و رفتار مشترکی دارند
	(شیء)		انتزاعی از یک موجود واقعی یا خیالی با مرزهای مفهومی، شخصیت، حالت و رفتار کاملاً مشخص. از دیدگاه UML، اشیاء نمونه هایی از یک کلاس (نمونه هایی از یک موجودیت) هستند.
	(بازیگر)	مهندس خدمات مسیر	موجودی خارج از سیستم که با سیستم تعامل دارد و از آن استفاده می کند عملکردبرای دستیابی به اهداف خاص یا حل مشکلات خاص. بنابراین، یک کنشگر منبع یا گیرنده خارجی اطلاعات است
	(مورد استفاده)		شرح اقدامات انجام شده توسط سیستم که منجر به نتیجه قابل توجهی برای بازیگر می شود
	(ایالت)		توصیف لحظه ای از زندگی یک موجود که شرایطی را برآورده می کند، فعالیتی را انجام می دهد یا منتظر وقوع رویدادی است.
	همکاری (همکاری)		شرح مجموعه ای از نمونه های بازیگران، اشیا و تعامل آنها در فرآیند حل یک مشکل خاص
	(جزء)		بخش فیزیکی سیستم (فایل)، از جمله ماژول های سیستم که اجرای مجموعه ای از رابط ها را ارائه می دهد
	(رابط)	iCalculation	مجموعه ای از عملیات که یک سرویس (مجموعه خدمات) ارائه شده توسط یک کلاس یا جزء را تعریف می کند
	(گره)		بخش فیزیکی سیستم (کامپیوتر، چاپگر و غیره) که منابعی را برای حل یک مشکل فراهم می کند
گروه بندی	(بسته)		مکانیزم کلی برای گروه بندی عناصر بر خلاف یک جزء، یک بسته یک مفهوم کاملا مفهومی (انتزاعی) است. موارد خاص یک بسته عبارتند از سیستم و مدل
	(قطعه)		ناحیه تعامل خاص بین نمونه های بازیگر و اشیاء
	(پارتیشن فعالیت)		گروهی از عملیات (حوزه مسئولیت) که توسط یک موجودیت (عملگر، شی، جزء، گره و غیره) انجام می شود.
	(منطقه فعالیت غیرقابل وقفه)		گروهی از عملیات که توالی عادی اجرای آنها می تواند در نتیجه وقوع یک موقعیت غیرعادی قطع شود.
توضیحی	توجه داشته باشید (نظر)		برای عنصر نظر دهید با یک خط چین به عنصر نظر داده شده متصل می شود

برخی منابع، به ویژه [،]، موجودیت های رفتاری را نیز شناسایی می کنند تعاملاتو ماشین های حالت محدود، اما از نظر منطقی باید آنها را به عنوان نمودار طبقه بندی کرد.

برخی از موجودیت های فوق با توجه به آنها دلالت دارند توضیحات مفصلدر نمودارهای تجزیه در نمودار سطح بالا با یک نماد یا برچسب خاص مشخص شده اند.

در جدول زیر توضیحاتی در مورد انواع مختلف ارائه شده است روابط UML در نمودارها برای نشان دادن روابط بین موجودیت ها استفاده می شود.

جدول 11.3. رابطه

نام	تعیین	تعریف (معناشناسی)
انجمن		توصیف رابطه ارتباط معنی داربین دو یا چند موجودیت عمومی ترین نوع رابطه
تجمع		زیرشاخه‌ای از ارتباط که رابطه «جزء» - «کل» را توصیف می‌کند، که در آن «جزء» می‌تواند جدا از «کل» وجود داشته باشد. لوزی از سمت "کل" نشان داده شده است. این رابطه فقط بین موجودیت هایی از همان نوع مشخص می شود
ترکیب		یک نوع فرعی از تجمع که در آن "قطعات" نمی توانند جدا از "کل" وجود داشته باشند. به عنوان یک قاعده، "قطعات" به طور همزمان با "کل" ایجاد و از بین می روند.
وابستگی		رابطه ای بین دو نهاد که در آن تغییر در یک موجودیت (مستقل) می تواند بر وضعیت یا رفتار موجودیت دیگر (وابسته) تأثیر بگذارد. سمت فلش یک موجودیت مستقل را نشان می دهد
تعمیم		رابطه بین یک موجود تعمیم یافته (جد، والد) و یک موجود تخصصی (فرزند، دختر). مثلث از سمت والدین نشان داده شده است. این رابطه فقط بین موجودیت هایی از همان نوع مشخص می شود
تحقق		رابطه بین موجودیت ها که در آن یک موجودیت اقدامی را مشخص می کند که موجودیت دیگر متعهد به انجام آن است. روابط در دو مورد استفاده می شود: بین رابط ها و کلاس ها (یا اجزاء)، بین موارد استفاده و همکاری ها. سمت پیکان نهادی را نشان می دهد که عمل را تعریف می کند (رابط یا مورد استفاده)

برای تداعی، تجمع و ترکیب را می توان مشخص کرد کثرت (eng. multiplicity)، مشخص کردن تعداد کل نمونه‌های موجودیت‌های شرکت‌کننده در رابطه. معمولاً در هر طرف رابطه در نزدیکی موجودیت مربوطه نشان داده می شود. تعدد را می توان به روش های زیر نشان داد:

- * - هر تعداد کپی، از جمله هیچ کدام.

عدد صحیح غیر منفی - تعدد به شدت ثابت و برابر با عدد مشخص شده است (به عنوان مثال: 1، 2 یا 5).

محدوده اعداد صحیح غیر منفی "عدد اول.. عدد دوم" (به عنوان مثال: 1..5، 2..10 یا 0..5).

محدوده ای از اعداد از یک مقدار اولیه خاص تا یک "نخستین عدد.. *" نهایی دلخواه (به عنوان مثال: 1..*، 5..* یا 0..*)؛

فهرست کردن اعداد صحیح و محدوده های غیر منفی که با کاما از هم جدا شده اند (به عنوان مثال: 1، 3..5، 10، 15..*).

اگر تعدد مشخص نشده باشد، مقدار آن 1 در نظر گرفته می شود. تعدد نمونه های موجود در وابستگی، تعمیم و اجرا همیشه 1 فرض می شود.

جدول زیر توضیحاتی را ارائه می دهد مکانیسم های گسترش ، برای روشن شدن معنای موجودیت ها و روابط استفاده می شود. در مورد کلی، مکانیسم گسترش رشته ای از متن است که در داخل پرانتز یا علامت نقل قول قرار می گیرد.

جدول 11.4. مکانیسم های گسترش

علاوه بر کلیشه هایی که به عنوان رشته ای از متن در علامت نقل قول نشان داده شده اند، می توان از کلیشه های گرافیکی در نمودارها استفاده کرد. شکل زیر نمونه هایی از نمایش استاندارد و کلیشه ای را نشان می دهد.

الف) تعیین استاندارد		ب) تعیین استاندارد با کلیشه متن		ج) کلیشه گرافیکی

برنج. 11.2. نمونه هایی از نمایش کلاس استاندارد و کلیشه ای

نمودار نشان دهنده گروه بندی عناصر نشانه گذاری برای نمایش برخی از جنبه های توسعه یافته است سیستم اطلاعاتی. نمودارها معمولاً یک گراف متصل هستند که در آن موجودیت ها رئوس و روابط قوس هستند. جدول زیر نشان می دهد شرح مختصرنمودارهای UML

جدول 11.5. نمودارها

استاندارد UML 2.x همچنین نمودارهای اضافی و بسیار تخصصی را تعریف می کند:

نمودار شی - مشابه، اما اشیا به جای کلاس ها نمایش داده می شوند.

نمودار زمان - وضعیت یک شی را در طول زمان توصیف می کند.

نمودار ساختار ترکیبی - پورت ها (شامل رابط ها) یک کلاس را برای تعامل با کلاس های دیگر توصیف می کند.

نمودار نمایه - مشابه با شرح کلاس های موجود در آنها؛

نمودار نمای کلی تعامل - مشابه، اما با قطعات تعامل پنهان (قطعاتی با برچسب ref). یک زمینه (مفهومی) را نشان می دهد که عناصر آن در نمودارهای تجزیه جداگانه مشخص می شود.

به منظور نمایش مفهومی بزرگ‌تر از معماری داخلی سیستم، اکثریت در طول ساخت اجازه استفاده از کلیشه‌های گرافیکی تثبیت‌شده را می‌دهند. چنین نموداری 1 نامیده می شود، اما به لیست نمودارهای تعریف شده توسط استاندارد UML تعلق ندارد.

هنگام توسعه یک مدل جداگانه از یک سیستم، چندین نوع نمودار ساخته می شود. علاوه بر این، هنگام توسعه یک مدل از یک سیستم پیچیده، به عنوان یک قاعده، چندین نمودار از همان نوع ساخته می شود. در عین حال، اگر لازم نیست، نیازی به ایجاد انواع جداگانه نمودارها ندارید. به عنوان مثال، نمودارها و قابل تعویض هستند، آنها فقط برای اشیاء با رفتار پیچیده ساخته شده اند. جدول زیر توصیه هایی را در مورد نیاز به توسعه (روشن) نمودارها برای مدل های سیستم ارائه می دهد.

جدول 11.6. رابطه بین مدل ها و نمودارها

جدول زیر مدل آزمایشی را نشان نمی دهد، زیرا به عنوان بخشی از ساخت آن، نمودارها توسعه نمی یابند، اما برای کامل بودن و سازگاری بررسی (تست) شده اند.

برخی از نمودارها پس از ساخت نیاز به توسعه و شفاف سازی به عنوان بخشی از توسعه مدل بعدی (فرایند تکنولوژیکی) دارند. بنابراین، برای مثال، آنها باید در طول توسعه روشن شوند. در مدل ها

4. مفهوم " " را تعریف کنید.

مدل UML(مدل UML) مجموعه ای از مجموعه محدودی از ساختارهای زبانی است که اصلی ترین آنها موجودیت ها و روابط بین آنها هستند.

نهادها و روابط مدل خود نمونه هایی از متاکلاس های متامدل هستند.

با در نظر گرفتن مدل UML از کلی ترین موقعیت ها، می توان گفت که این یک نمودار (به طور دقیق تر، یک چند شبه هایپر دیگراف بارگذاری شده) است که در آن رئوس و یال ها با اطلاعات اضافی بارگذاری می شوند و می توانند ساختار داخلی پیچیده ای داشته باشند. . رئوس این نمودار موجودیت و یال ها روابط نامیده می شوند.. بقیه بخش شامل یک اما سریع (مقدماتی) است بررسی کاملانواع موجودیت ها و روابط موجود خوشبختانه تعداد آنها زیاد نیست. در فصول بعدی کتاب مجدداً همه موجودیت ها و روابط با جزئیات بیشتر و با ذکر مثال بررسی شده است.

1.4.1. نهادها

برای سهولت دید کلی، موجودیت ها در UML را می توان به چهار گروه تقسیم کرد:

• ساختاری؛
• رفتاری؛
• گروه بندی
• حاشیه نویسی

نهادهای ساختاری، همانطور که ممکن است حدس بزنید، برای توصیف ساختار در نظر گرفته شده اند. به طور معمول، نهادهای ساختاری شامل موارد زیر است.

شیء(شیء) 1 - موجودی که منحصر به فرد است و حالت و رفتار را در بر می گیرد.

کلاس(کلاس) 2 - توصیف مجموعه ای از اشیاء با ویژگی های مشترک که حالت را تعریف می کند و عملیاتی که رفتار را تعریف می کند.

رابط(رابط) 3 - مجموعه ای از عملیات نامگذاری شده که مجموعه ای از خدمات را تعریف می کند که می تواند توسط مصرف کننده درخواست شود و توسط یک ارائه دهنده خدمات ارائه شود.

همکاری(همکاری) 4 - مجموعه ای از اشیاء که برای رسیدن به هدفی با هم تعامل دارند.

شخصیت(بازیگر) 5 - موجودیتی که خارج از سیستم مدل شده قرار دارد و مستقیماً با آن در تعامل است.

∇ چنین رابطه ای قطعا وجود دارد که در شکل 1 بیان شده است. سلسله مراتب انواع نمودار برای UML 1به عنوان یک رابطه وابستگی با کلیشه "تصفیه".

∇∇ در UML 1، یک ارتباط غیرارادی بین نمودار همکاری و موجودیتی به همین نام به وجود آمد که کاملاً درست نبود و گاهی اوقات گمراه کننده بود.

∇∇∇ در UML 2، بار نحوی و معنایی نمودار حالت به قدری تغییر کرده است که نام دیگر محتوا را منعکس نمی کند.

فهرستی از نمودارهای جدید و نام آنها در این کتاب در زیر آورده شده است.

• نمودار ساختار ترکیبی
• نمودار بسته
• نمودار ماشین حالت
• نمودار ارتباطی
• نمودار نمای کلی تعامل
• نمودار زمان بندی

در شکل سلسله مراتب انواع نمودار برای UML 2 (قسمت 1 و 2)یک نمودار کلاس ارائه شده است که رابطه بین نمودارها را در UML 2 نشان می دهد.

بعداً در این فصل به طور خلاصه تمام سیزده نمودار متعارف را شرح خواهیم داد تا برای آنچه در ادامه می‌آید مقداری زمینه و واژگان داشته باشیم. جزئیات در فصل های باقی مانده کتاب آورده شده است.

اما قبل از اینکه به بخش بعدی برویم، اجازه دهید یک انحراف کوچک در مورد اینکه چگونه استاندارد نیاز به طراحی نمودارها دارد، انجام دهیم. یک الگوی کلی ارائه نمودار در زیر نشان داده شده است.

دو عنصر اصلی طراحی وجود دارد: یک قاب بیرونی و یک برچسب با نام نمودار. اگر همه چیز با قاب ساده است - این یک مستطیل است که ناحیه ای را که عناصر نمودار باید در آن قرار گیرند محدود می کند ، نام نمودار در قالب خاصی که در شکل نشان داده شده است نوشته می شود. نشانه گذاری برای نمودارها.

این شکل برچسب پیچیده توسط همه ابزارها پشتیبانی نمی شود. با این حال، این ضروری نیست، زیرا معناشناسی اولیه است و نشانه گذاری ثانویه است. در ادامه از یک مستطیل به عنوان برچسب نمودار در سرتاسر استفاده می کنیم و این نباید باعث سردرگمی شود.

برچسب ها (انواع) ممکن برای نمودارها در جدول زیر نشان داده شده است. تگ های پیشنهادی استاندارد در ستون دوم نوشته می شوند. با این حال، همانطور که تمرین نشان داده است، قوانین پیشنهاد شده توسط استاندارد همیشه راحت و منطقی نیستند، بنابراین ستون سوم جدول حاوی جایگزینی است که به نظر ما معقول است.

جدول انواع نمودار و برچسب ها

UML مخفف کلمه Unified Modeling Language است. در واقع، یکی از محبوب‌ترین تکنیک‌های مدل‌سازی فرآیند کسب‌وکار است و یک نماد استاندارد بین‌المللی برای تعیین، تجسم و مستندسازی توسعه نرم‌افزار است. تعریف شده توسط تیم مدیریت تسهیلات، در نتیجه چندین مورد پدیدار شد سیستم های اضافینمادهای UML و در حال حاضر به استاندارد واقعی برای مدل سازی بصری تبدیل شده است. اصل اساسی هر برنامه نویسی شی گرا با ساخت یک مدل شروع می شود.

UML در نتیجه هرج و مرج پیرامون توسعه نرم افزار و مستندسازی ایجاد شد. در دهه 1990 چندین مورد وجود داشت به طرق مختلفارسالی ها سیستم های نرم افزاری. نیاز به یک راه UML بصری یکپارچه‌تر برای نمایش این سیستم‌ها وجود داشت و در نتیجه بین سال‌های 1994 و 1996 توسط سه مهندس نرم‌افزار که در Rational Software کار می‌کردند، توسعه یافت. بعداً در سال 1997 به عنوان یک استاندارد پذیرفته شد و تا به امروز باقی مانده است، تنها با چند به روز رسانی.

اساسا UML یک زبان مدل سازی است هدف کلیدر زمینه توسعه نرم افزار. با این حال، اکنون راه خود را در مستندسازی چندین فرآیند تجاری یا گردش کار، مانند نمودارهای فعالیت، پیدا کرده است. یک نوع نمودار UML می تواند به عنوان جایگزینی برای فلوچارت استفاده شود. آنها هم راه استانداردتری برای مدل‌سازی گردش کار و هم طیف وسیعی از ویژگی‌ها را برای بهبود خوانایی و کارایی ارائه می‌دهند.

معماری بر اساس یک متا شی است که اساس ایجاد زبان UML را تعریف می کند. برای ایجاد یک برنامه کامل به اندازه کافی دقیق است. UML کاملاً اجرایی را می توان با استفاده از چندین پلتفرم مستقر کرد فن آوری های مختلفبا تمام فرآیندها در کل چرخه توسعه نرم افزار.

UML برای توسعه کاربر یک زبان مدلسازی بصری در نظر گرفته شده است. از مفاهیم توسعه سطح بالا مانند ساختارها، الگوها و همکاری پشتیبانی می کند. UML مجموعه ای از عناصر است مانند:

1. عبارات زبان برنامه نویسی
2. بازیگران - نقشی را که کاربر یا هر سیستم دیگری در تعامل با شی ایفا می کند، توصیف می کند.
3. فعالیت هایی که برای اجرای قرارداد کار باید انجام شود و به صورت نمودار ارائه شده است.
4. یک فرآیند کسب و کار که شامل مجموعه ای از وظایف است که خدمات خاصی را برای مشتریان ایجاد می کند که توسط نمودار جریانی از اقدامات متوالی تجسم می شود.
5. اجزای نرم افزار منطقی و قابل استفاده مجدد

نمودارهای UML به دو دسته تقسیم می شوند. نوع اول شامل هفت نوع نمودار است که اطلاعات ساختاری را نشان می دهد، دومی - هفت نوع باقی مانده، نشان دهنده انواع کلی رفتار است. این نمودارها برای مستندسازی معماری سیستم ها استفاده می شوند و به طور مستقیم در مدل سازی UML سیستم نقش دارند.

نمودارهای UML به عنوان نمایش ایستا و پویا از مدل سیستم ارائه می شوند. نمای استاتیک شامل نمودارهای کلاس و ترکیب است که ساختار استاتیک را برجسته می کند. نمای پویا نشان دهنده تعامل بین اشیاء و تغییرات در حالات داخلی اشیا با استفاده از نمودارهای توالی، فعالیت و حالت است.

طیف گسترده‌ای از ابزارهای مدل‌سازی UML برای ساده‌سازی مدل‌سازی در دسترس هستند، از جمله IBM Rose، Rhapsody، MagicDraw، StarUML، ArgoUML، Umbrello، BOUML، PowerDesigner و Dia.

استفاده از UML انواع مختلفی دارد هم در اسناد توسعه نرم افزار و هم در فرآیندهای تجاری:

1. طرح. در این مورد، نمودارهای UML برای انتقال جنبه ها و ویژگی های مختلف سیستم استفاده می شود. با این حال، این فقط یک نمای سطح بالا از سیستم است و به احتمال زیاد شامل تمام جزئیات لازم برای تکمیل پروژه تا انتها نخواهد بود.
2. طراحی پیشرو - طراحی طرح قبل از کدگذاری برنامه انجام می شود. این کار برای بررسی بهترسیستم یا گردش کاری که کاربر سعی در ایجاد آن دارد. بسیاری از مشکلات یا کاستی های طراحی را می توان شناسایی کرد که سلامت و رفاه کلی پروژه را بهبود می بخشد.
3. طراحی معکوس هنگامی که کد نوشته می شود، نمودارهای UML به عنوان شکلی از مستندات برای فعالیت ها، نقش ها، شرکت کنندگان و گردش های کاری مختلف نمایش داده می شوند.
4. طرح اولیه. در این مورد، نمودار به عنوان یک طراحی کامل عمل می کند که فقط به پیاده سازی واقعی سیستم یا نرم افزار نیاز دارد. این اغلب با استفاده از ابزارهای CASE (ابزارهای مهندسی نرم افزار به کمک کامپیوتر) انجام می شود. عیب اصلی استفاده از ابزارهای CASE این است که به سطح معینی از دانش، آموزش کاربران و همچنین مدیریت و کارکنان نیاز دارند.

UML یک زبان برنامه نویسی مستقل مانند Java، C++ یا Python نیست، اما با ابزارهای مناسب می تواند به یک UML زبان شبه برنامه تبدیل شود. برای دستیابی به این هدف، کل سیستم باید در نمودارهای مختلف مستندسازی شود و با استفاده از نرم افزار مناسب، بتوان نمودارها را مستقیماً به کد تبدیل کرد. این روش تنها زمانی می تواند مفید باشد که زمان صرف شده برای ترسیم نمودارها زمان کمتری نسبت به نوشتن کد واقعی داشته باشد. اگرچه UML برای مدل‌سازی سیستم‌ها ایجاد شده است، اما کاربردهای متعددی در حوزه‌های تجاری پیدا کرده است.

در زیر نمونه ای از نمودار UML برای مدل سازی کسب و کار آورده شده است.

یک راه حل عملی ارائه بصری جریان فرآیند برای فروش تلفنی از طریق نمودار فعالیت است. از لحظه ای که سفارش به عنوان ورودی گرفته می شود تا لحظه ای که سفارش تکمیل می شود و خروجی خاصی داده می شود.

انواع مختلفی از نمودارهای UML وجود دارد، و هر یک از آنها وظایف متفاوتی را انجام می دهند، چه قبل از اجرا و چه بعد از آن، به عنوان بخشی از مستندات. دو دسته وسیع که همه انواع دیگر را پوشش می دهند، نمودار رفتار و نمودار ساختار هستند. همانطور که از نام آن پیداست، برخی از نمودارهای UML تلاش می کنند تا ساختار یک سیستم یا فرآیند را تجزیه و تحلیل و به تصویر بکشند، در حالی که برخی دیگر رفتار سیستم، شرکت کنندگان و اجزای آن را توصیف می کنند.

انواع مختلف به شرح زیر تقسیم می شوند:

1. نه همه 14 انواع مختلفنمودارهای UML به طور منظم هنگام مستندسازی سیستم ها و معماری ها استفاده می شوند.
2. اصل پارتو برای استفاده از نمودارهای UML نیز اعمال می شود.
3. 20 درصد نمودارها در 80 درصد مواقع توسط توسعه دهندگان استفاده می شود.

رایج ترین عناصر مورد استفاده در توسعه نرم افزار عبارتند از:

• نمودارهای استفاده؛
• نمودارهای کلاس؛
• دنباله ها

نمودارهای فعالیت مهم ترین نمودارهای UML برای ایجاد مدل های فرآیند کسب و کار هستند. در توسعه نرم افزار از آنها برای توصیف جریان فعالیت های مختلف استفاده می شود. آنها می توانند سریال یا موازی باشند. آنها اشیاء مورد استفاده، مصرف یا تولید شده توسط یک فعالیت و روابط بین فعالیت های مختلف را توصیف می کنند.

همه موارد فوق برای مدل‌سازی فرآیندهای کسب‌وکار که از یکی به دیگری منتهی می‌شوند، مهم هستند، زیرا آنها با شروع و پایان روشن به هم مرتبط هستند. در محیط کسب و کار، به آن نقشه برداری فرآیند کسب و کار نیز گفته می شود. شخصیت های اصلی نویسنده، ویراستار و ناشر هستند. همانطور که مثال UMLموارد زیر قابل استناد است. زمانی که یک بازبین به یک پیش نویس نگاه می کند و به این نتیجه می رسد که باید تغییراتی ایجاد شود. سپس نویسنده پیش نویس را اصلاح می کند و دوباره آن را برای تجزیه و تحلیل مرور می آورد.

نمودار استفاده

سنگ بنای سیستم - برای تجزیه و تحلیل الزامات سطح سیستم استفاده می شود. این الزامات در موارد استفاده مختلف بیان می شود. سه جزء اصلی یک نمودار UML عبارتند از:

1. عملکردی - به عنوان موارد استفاده ارائه شده است.
2. یک فعل که یک عمل را توصیف می کند.
3. بازیگران - برای تعامل با سیستم. نقش بازیگر می تواند کاربران، سازمان ها یا یک برنامه خارجی باشد. روابط بین شرکت کنندگان با فلش های مستقیم نشان داده می شود.

به عنوان مثال، برای نمودار مدیریت موجودی. در این مورد، یک مالک، یک تامین کننده، یک مدیر، یک متخصص موجودی و یک بازرس موجودی وجود دارد. ظروف گرد نشان دهنده اعمالی هستند که توسط بازیگران انجام می شود. اقدامات ممکن: خرید و پرداخت سهام، بررسی کیفیت موجودی، بازگرداندن موجودی یا توزیع آن.

این نوع نمودار برای نشان دادن رفتار پویا بین شرکت کنندگان در یک سیستم، ساده کردن ارائه آن بدون انعکاس جزئیات پیاده سازی مناسب است.

موقت

نمودارهای زمان بندی UML برای نشان دادن روابط شی در جایی که تمرکز وابسته به زمان است استفاده می شود. جالب نیست که چگونه اشیا با یکدیگر تعامل یا تغییر می دهند، اما کاربر می خواهد تصور کند که اشیا و سوژه ها چگونه در یک محور زمانی خطی عمل می کنند.

هر شرکت کننده منفرد از طریق یک خط زندگی نشان داده می شود، که اساساً یک خط است که مراحلی را تشکیل می دهد که شرکت کننده فردی از یک مرحله به مرحله دیگر حرکت می کند. تمرکز بر مدت زمان رویدادها و تغییراتی است که بسته به آن رخ می دهد.

اجزای اصلی نمودار زمان بندی عبارتند از:

1. Lifeline یک عضو فردی است.
2. جدول زمانی حالت - یک مسیر زندگی می تواند از حالت های مختلف در یک فرآیند عبور کند.
3. محدودیت مدت زمان یک محدودیت بازه زمانی است که نشان دهنده مدت زمان مورد نیاز برای ارضای محدودیت است.
4. محدودیت زمانی - محدود کردن فاصله زمانی که در طی آن چیزی باید توسط یک شرکت کننده تکمیل شود.
5. ظهور تخریب - ظاهر پیامی است که یک شرکت کننده را نابود می کند و نشان دهنده پایان چرخه زندگی آن شرکت کننده است.

نمودارهای افقی که نمودار حالت نیز نامیده می شود، برای توصیف حالات مختلف یک جزء در یک سیستم استفاده می شود. یک قالب نام محدود را می پذیرد زیرا نمودار اساساً ماشینی است که حالت های چندگانه یک شی و نحوه تغییر آن را بر اساس رویدادهای داخلی و خارجی توصیف می کند.

یک نمودار حالت بسیار ساده از یک ماشین مانند یک بازی شطرنج است. یک بازی شطرنج معمولی شامل حرکاتی است که توسط سفید و حرکاتی که توسط سیاه انجام می شود. سفید اولین حرکت را دارد که در نتیجه بازی را آغاز می کند. پایان بازی می تواند بدون توجه به اینکه سفید یا سیاه برنده شود رخ دهد. بازی می تواند با یک مسابقه، یک layover یا یک تساوی (حالت های مختلف ماشین) به پایان برسد. Statcharts عمدتاً در طراحی UML رو به جلو و معکوس استفاده می شود. سیستم های مختلف.

متوالی

این نوع نمودار مهم ترین نمودار UML نه تنها در میان جامعه علوم کامپیوتر، بلکه به عنوان یک مدل در سطح طراحی برای توسعه برنامه های کاربردی تجاری است. آنها در هنگام توصیف فرآیندهای تجاری به دلیل ماهیت بدیهی بصری خود محبوب هستند. همانطور که از نام آن پیداست، نمودارها توالی پیام ها و تعاملاتی را که بین سوژه ها و اشیا رخ می دهد، توصیف می کنند. بازیگران یا اشیا فقط در مواقع ضروری یا زمانی که شی دیگری بخواهد با آنها ارتباط برقرار کند می توانند فعال باشند. همه ارتباطات به ترتیب زمانی ارائه شده است.

برای بدست آوردن بیشتر اطلاعات کامل، می توانید مثال نمودار توالی UML را در زیر در نظر بگیرید.

همانطور که از مثال آمده است، نمودارهای ساختاریبرای نمایش ساختار سیستم استفاده می شود. به طور خاص، از این زبان در توسعه نرم افزار برای نشان دادن معماری یک سیستم و نحوه اتصال اجزای مختلف به یکدیگر استفاده می شود.

نمودار کلاس UML رایج ترین نوع نمودار برای اسناد نرم افزاری است. از آنجایی که اکثر برنامه‌های ایجاد شده امروزی هنوز بر اساس الگوی برنامه‌نویسی شی‌گرا هستند، استفاده از نمودارهای کلاس برای مستندسازی نرم‌افزار به عقل سلیم تبدیل می‌شود. این به این دلیل است که OOP بر اساس کلاس های UML و روابط بین آنها است. به طور خلاصه، نمودارها شامل کلاس ها به همراه ویژگی های آنها هستند که به آنها فیلدهای داده نیز گفته می شود و رفتار آنها به نام توابع عضو.

به طور خاص، هر کلاس دارای 3 فیلد است: نام در بالا، ویژگی ها درست زیر نام، عملیات/رفتارها در پایین. ارتباط بین کلاس های مختلف(که توسط یک خط اتصال نشان داده می شود) یک نمودار کلاس را تشکیل می دهد. مثال بالا یک نمودار کلاس پایه را نشان می دهد.

اشیاء

هنگام بحث در مورد نمودارهای ساختار UML، باید مفاهیم علوم کامپیوتر را بررسی کرد. در مهندسی نرم افزار، کلاس ها به عنوان انواع داده های انتزاعی در نظر گرفته می شوند، در حالی که اشیاء نمونه هایی هستند، برای مثال، اگر "Car" وجود داشته باشد، که یک نوع انتزاعی کلی است، نمونه ای از کلاس "Car" "Audi" خواهد بود.

نمودارهای شی UML به توسعه دهندگان نرم افزار کمک می کند تا بررسی کنند که آیا ساختار انتزاعی ایجاد شده در صورت پیاده سازی در عمل، یعنی زمانی که اشیاء نمونه سازی می شوند، یک ساختار قابل اجرا را نشان می دهد یا خیر. برخی از توسعه دهندگان این را یک سطح ثانویه از بررسی دقت می دانند. نمونه هایی از کلاس ها را نمایش می دهد. به طور دقیق تر، کلاس عمومی "Client" اکنون یک مشتری واقعی دارد، به عنوان مثال، به نام "جیمز". جیمز نمونه‌ای از یک کلاس عمومی‌تر است و ویژگی‌های یکسانی دارد، اما با مقادیر مشخص‌شده. همین کار با حساب کاربری"حساب ها و پس انداز." آنها هر دو شیء کلاسهای مربوطه خود هستند.

استقرارها

نمودارهای استقرار برای تجسم رابطه بین نرم افزار و سخت افزار استفاده می شود. برای دقیق تر بودن، با نمودارهای استقرار، می توانید یک مدل فیزیکی از نحوه استقرار اجزای نرم افزاری (مصنوعات) بر روی اجزای سخت افزاری معروف به گره بسازید.

یک طرح استقرار ساده شده معمولی برای یک برنامه وب شامل:

1. گره ها (سرور برنامه و سرور پایگاه داده).
2. طرح واره مصنوعات برنامه مشتری و پایگاه داده.

نمودار بسته شبیه به مجموعه ماکرو برای نمودارهای استقرار UML است که در بالا توضیح دادیم. بسته های مختلف حاوی گره ها و مصنوعات هستند. آنها نمودارها را گروه بندی می کنند و اجزاء را به گروه ها مدل می کنند، دقیقاً مانند فضای نامی که نام های مختلفی را که تا حدودی به هم مرتبط هستند در بر می گیرد. در نهایت، یک بسته همچنین می‌تواند توسط چندین بسته دیگر برای نمایش سیستم‌ها و رفتار پیچیده‌تر ساخته شود.

هدف اصلی نمودار بسته نشان دادن روابط بین اجزای مختلف بزرگی است که تشکیل می دهند سیستم پیچیده. برنامه نویسان این ویژگی انتزاعی را یک مزیت خوب برای استفاده از نمودارهای بسته می دانند، به خصوص زمانی که برخی جزئیات ممکن است از تصویر بزرگ حذف شوند.

مانند هر چیز دیگری در زندگی، برای انجام درست کاری به ابزار مناسب نیاز دارید. ابزارهایی که حاشیه نویسی UML و الگوهای نمودار را ارائه می دهند برای مستندسازی نرم افزارها، فرآیندها یا سیستم ها استفاده می شوند. ابزارهای مستندسازی مختلفی برای آن وجود دارد نرم افزار، که می تواند به شما در ترسیم نمودار کمک کند.

آنها معمولاً در دسته های اصلی زیر قرار می گیرند:

1. کاغذ و خودکار آسان است. کاغذ و قلم بردارید، کد نحو UML را از اینترنت باز کنید و هر نوع نموداری را که نیاز دارید بکشید.
2. ابزارهای آنلاین - چندین برنامه آنلاین وجود دارد که می توانید از آنها برای ایجاد نمودار استفاده کنید. اکثر آنها ارائه می دهند اشتراک پولییا تعداد محدودی نمودار در سطح آزاد.
3. ابزارهای آنلاین رایگان تقریباً مشابه ابزارهای پولی هستند. تفاوت اصلی این است که پولی ها نیز آموزش و قالب های آمادهبرای نمودارهای خاص
4. برنامه دسکتاپ - نرم افزار دسکتاپ معمولی برای استفاده برای نمودارها و تقریباً هر نمودار دیگری، Microsoft Visio است. ویژگی ها و قابلیت های پیشرفته ای را ارائه می دهد. تنها نقطه ضعف این است که باید برای آن پول پرداخت کنید.

بنابراین، کاملاً واضح است که UML یک جنبه مهم مرتبط با توسعه نرم افزار شی گرا است. از نمادهای گرافیکی برای ایجاد استفاده می کند مدل های بصریبرنامه های سیستمی

UML یک زبان مدل سازی گرافیکی همه منظوره برای مشخص کردن، تجسم، طراحی و مستندسازی تمام مصنوعات ایجاد شده در طول توسعه سیستم های نرم افزاری است.

کتاب‌های خوب زیادی وجود دارد که UML را با جزئیات توصیف می‌کنند (گاهی اوقات حتی با جزئیات زیاد)، من می‌خواهم مفاهیم اساسی در مورد نمودارها، موجودیت‌ها و ارتباطات بین آنها را برای یادآوری سریع در یک مکان جمع‌آوری کنم، چیزی شبیه به یک برگه تقلب.

در این مقاله از مطالب کتاب استفاده شده است: Ivanov D. Yu., Novikov F. A. زبان مدل سازی یکپارچه UMLو لئوننکوف آموزش UML.

ابتدا در مورد ویرایشگر تصمیم می گیریم. تحت لینوکس، ویرایشگرهای UML مختلف را امتحان کردم، بیشتر از همه UMLet را دوست داشتم، اگرچه در جاوا نوشته شده است، اما بسیار سریع حرکت می کند و شامل اکثر قالب های موجودیت است. همچنین ArgoUML، یک ویرایشگر UML چند پلتفرمی، که به زبان جاوا نیز نوشته شده است، وجود دارد که از نظر عملکردی غنی است اما سرعت آن را کاهش می دهد.

توقف کردم UMlet، آن را در زیر نصب کنید آرچ لینوکسو اوبونتو:

# در Arch Linux yaourt -S umlet # در Ubuntu sudo apt-get install umlet

در UML، تمام موجودیت ها را می توان به انواع زیر تقسیم کرد:

• ساختاری؛
• رفتاری؛
• گروه بندی
• حاشیه نویسی

چهار نوع اصلی از روابط مورد استفاده در UML وجود دارد:

وابستگی- نشان می دهد که تغییر در یک موجود مستقل به نحوی بر موجودیت وابسته تأثیر می گذارد. از نظر گرافیکی، رابطه وابستگی به عنوان یک خط نقطه چین با یک فلش از موجودیت وابسته به موجود مستقل نشان داده می شود.

انجمن- در صورتی رخ می دهد که یک موجودیت مستقیماً با دیگری (یا به دیگران) مرتبط باشد - ارتباط نه تنها می تواند باینری باشد. از نظر گرافیکی، یک ارتباط به عنوان یک خط ثابت با اضافات مختلف که موجودیت های مرتبط را به هم متصل می کند، نشان داده می شود.

تعمیمرابطه بین دو نهاد است که یکی از آنها مورد خاص (تخصصی) دیگری است. از نظر گرافیکی، یک تعمیم به صورت یک خط با یک فلش مثلثی و پر نشده در انتهای آن، که از خاص (زیر کلاس) به کلی (ابر کلاس) هدایت می شود، نشان داده می شود.

پیاده سازی ها- یک رابطه پیاده سازی نشان می دهد که یک موجودیت پیاده سازی دیگری است. از نظر گرافیکی، پیاده‌سازی به‌صورت یک خط نقطه چین با یک فلش مثلثی و پر نشده در انتها نشان داده می‌شود که از موجودیت اجراکننده به موجودیت در حال اجرا هدایت می‌شود.

در UML 2تعریف شده است 13 انواع نمودارها طبق استانداردها، هر نمودار باید دارای یک قاب با یک مستطیل (گوشه سمت راست پایین تراشیده شده) در گوشه بالا سمت چپ باشد که نشان دهنده شناسه (تگ) نمودار و عنوان باشد.

نمودارهایی برای به تصویر کشیدن ساختار یک سیستم:

• نمودار مؤلفه (برچسب جزء);
• نمودار استقرار، برچسب استقرار);
• نمودار کلاس (نمودار کلاس، برچسب کلاس);
• نمودار شی (برچسب شی);
• نمودار ساختار ترکیبی، برچسب کلاس);

نمودارهایی برای نشان دادن رفتار سیستم:

• نمودار همگام سازی (نمودار تعامل، برچسب زمان بندی);
• نمودار فعالیت (برچسب فعالیت);
• نمودار توالی، برچسب SD);
• نمودار ارتباطی (برچسب کام);
• نمودار ماشین حالت، برچسب ماشین حالت);
• نمودار نمای کلی تعامل، برچسب تعامل);

نمودارها برجسته هستند:

• نمودار مورد استفاده (نمودار مورد استفاده، برچسب مورد استفاده)؛
• نمودار بسته (نمودار بسته، برچسب بسته بندی);

نمودار استفاده

نمودار استفاده(نمودار مورد استفاده) کلی ترین نمایش هدف عملکردی سیستم است.

هنگامی که نمودار مورد استفاده را به عنوان مدلی از یک سیستم در نظر می گیرید، می توانید آن را با یک مدل جعبه سیاه مرتبط کنید. هر مورد استفاده، دنباله ای از اقدامات را تعریف می کند که باید توسط سیستم طراحی شده در هنگام تعامل با بازیگر مربوطه انجام شود.

یک نمودار استفاده از دو نوع موجودیت اساسی استفاده می کند: موارد استفاده و بازیگران، که بین آنها انواع اساسی روابط زیر برقرار می شود.

رابطه انجمن- این رابطه مشخص می کند که یک بازیگر چه نقش خاصی را در هنگام تعامل با یک نمونه استفاده ایفا می کند. یک رابطه ارتباطی با یک خط ثابت بین یک بازیگر و یک مورد استفاده نشان داده می شود. این خط ممکن است دارای نمادهای اضافی مانند نام و چندگانه باشد.

رابطه بسط- رابطه بین نمونه های یک مورد خاص و مورد استفاده عمومی تر را تعریف می کند که ویژگی های آن بر اساس نحوه ترکیب این نمونه ها با یکدیگر تعیین می شود. بنابراین، اگر یک رابطه گسترش از مورد استفاده A به مورد استفاده B وجود داشته باشد، به این معنی است که ویژگی‌های یک نمونه استفاده B را می‌توان به دلیل وجود ویژگی‌ها در مورد استفاده گسترده A گسترش داد.

رابطه گسترش بین موارد استفاده نشان داده شده است خط نقطه چینبا یک فلش (گزینه رابطه وابستگی) که به دور از مورد استفاده که پسوند مورد استفاده اصلی است اشاره می کند.

رابطه تعمیمنشان دهنده این واقعیت است که برخی از موارد استفاده A را می توان به استفاده از مورد B تعمیم داد. در این مورد، گزینه A اختصاصی شدن گزینه B خواهد بود. در این مورد، B جد یا والد A نامیده می شود و گزینه A عبارت است از. فرزند گزینه استفاده از V.

از نظر گرافیکی، این رابطه با یک خط ثابت با یک فلش به شکل مثلث باز نشان داده می‌شود که نشان‌دهنده مورد استفاده والدین است.

یک رابطه تعمیم بین موارد استفاده زمانی استفاده می شود که لازم به ذکر است موارد استفاده از کودک تمام ویژگی ها و رفتار موارد استفاده والدین را دارند.

رابطه شمولبین دو مورد استفاده نشان می دهد که برخی از رفتارهای مشخص شده برای یک مورد استفاده به عنوان یک جزء تشکیل دهنده در توالی رفتارهای مورد استفاده دیگر گنجانده شده است.

یک رابطه دربرگیری از مورد استفاده A به مورد استفاده B نشان می دهد که هر نمونه از مورد استفاده A شامل ویژگی های کاربردی مشخص شده برای مورد استفاده B است.

از نظر گرافیکی، این رابطه با یک خط نقطه چین با یک فلش (نوعی از رابطه وابستگی) که از مورد استفاده پایه به مورد شامل شده هدایت می شود نشان داده می شود.

نمودار کلاس

نمودار کلاس(نمودار کلاس) راه اصلی برای توصیف ساختار استاتیک یک سیستم است.

یک نمودار کلاس از یک نوع موجودیت اصلی استفاده می کند: کلاس ها (شامل موارد خاص متعدد کلاس ها: رابط ها، انواع اولیه، کلاس های انجمن و غیره)، که بین آنها انواع اصلی روابط زیر برقرار می شود: وابستگی ها، انجمن ها، تعمیم ها، پیاده سازی ها.

رابطه وابستگیبه طور کلی، نشان‌دهنده رابطه معنایی بین دو عنصر مدل یا دو مجموعه از این عناصر است که یک رابطه تداعی، تعمیم یا اجرا نیست. یک رابطه وابستگی در شرایطی استفاده می شود که برخی از تغییرات به یک عنصر مدل ممکن است نیاز به تغییر به عنصر مدل دیگری داشته باشد که به آن بستگی دارد.

یک رابطه وابستگی به صورت گرافیکی با یک خط نقطه چین بین عناصر متناظر با یک فلش در یک انتها نشان داده می شود که فلش از کلاس مشتری وابستگی به کلاس مستقل یا منبع اشاره دارد.

ممکن است کلمات کلیدی خاصی (کلیشه ای) در بالای فلش وجود داشته باشد:

• "دسترسی" - برای نشان دادن در دسترس بودن ویژگی های عمومی و عملیات کلاس منبع برای کلاس های مشتری است.
• "bind" - کلاس کلاینت می تواند از برخی الگوها برای پارامترسازی بعدی خود استفاده کند.
• "اشتقاق" - ویژگی های کلاس مشتری را می توان از ویژگی های کلاس منبع محاسبه کرد.
• "واردات" - ویژگی های عمومی و عملیات کلاس منبع بخشی از کلاس مشتری می شوند، گویی مستقیماً در آن اعلام شده اند.
• "refine" - نشان می دهد که کلاس مشتری به دلایل تاریخی به عنوان یک پالایش کلاس منبع عمل می کند. اطلاعات اضافیدر حین کار روی پروژه

رابطه انجمنمربوط به وجود رابطه ای بین کلاس ها است. این رابطه با یک خط ثابت با نمادهای ویژه اضافی که ویژگی های فردی یک انجمن خاص را مشخص می کند نشان داده می شود. به عنوان اضافی شخصیت های خاصمی توان از نام انجمن و همچنین نام و تعدد کلاس های نقش انجمن استفاده کرد. نام انجمن یک عنصر اختیاری از تعیین آن است.

رابطه تجمعاگر یکی از کلاس ها موجودیتی را نشان دهد که موجودیت های دیگری را به عنوان اجزاء در بر می گیرد، بین چندین کلاس رخ می دهد. برای نشان دادن روابط سیستمی از نوع "قسمت کل" استفاده می شود.

نسبت ترکیبیک مورد خاص از یک رابطه تجمع است. این رابطه برای برجسته کردن شکل خاصی از رابطه «جزء-کل» است که در آن اجزای سازنده به نوعی در کل قرار دارند. ویژگی رابطه بین آنها در این است که اجزا نمی توانند جدا از کل عمل کنند، یعنی با از بین رفتن کل، تمام اجزای آن از بین می روند.

رابطه تعمیمرابطه ای است بین یک عنصر کلی تر (والد یا جد) و یک یا خاص تر عنصر خاص(فرزند یا اولاد). هنگامی که این رابطه در نمودار کلاس اعمال می شود، ساختار سلسله مراتبی کلاس ها و وراثت ویژگی ها و رفتار آنها را توصیف می کند. این فرض را بر این می گذارد که کلاس decendant تمام خصوصیات و رفتار کلاس ancestor را دارد و همچنین دارای ویژگی ها و رفتار خاص خود است که کلاس ancestor ندارد.

نمودار ماشین

نمودار ماشین(نمودار ماشین حالت) یا نمودار حالتدر UML 1 (نمودار نمودار حالت) یکی از راه‌های توصیف رفتار با جزئیات در UML است. در اصل، نمودارهای ماشین، همانطور که از نام آن پیداست، نموداری از حالات و انتقال یک ماشین حالت محدود هستند که با بسیاری از جزئیات و جزئیات اضافی بارگذاری شده است.

نمودار حالت، فرآیند تغییر حالت های تنها یک کلاس، یا به طور دقیق تر، یک نمونه از یک کلاس خاص را توصیف می کند، به عنوان مثال، تمام تغییرات ممکن در وضعیت یک شی خاص را مدل می کند. در این حالت، تغییر در وضعیت یک شی می تواند ناشی از تأثیرات خارجی از اشیاء دیگر یا از خارج باشد. برای توصیف واکنش یک شی به چنین تأثیرات خارجی است که از نمودارهای حالت استفاده می شود.

در یک نمودار خودکار، یک نوع اصلی از موجودیت استفاده می‌شود - حالت‌ها، و یک نوع رابطه - انتقال، اما برای هر دوی آنها انواع زیادی، موارد خاص و نمادهای اضافی تعریف شده‌اند. خودکار جنبه‌های دینامیکی سیستم مدل‌سازی‌شده را در قالب یک نمودار جهت‌دار نشان می‌دهد که راس آن با حالت‌ها و قوس‌ها به انتقال‌ها مطابقت دارد.

حالت اولیهحالت خاصی است که شامل هیچ گونه کنش داخلی نیست (شبه حالت). شی به طور پیش فرض در زمان اولیه در این حالت قرار دارد. این برای نشان دادن ناحیه گرافیکی در نمودار حالت است که فرآیند تغییر حالت ها از آن آغاز می شود.

فینال (نهایی)حالت حالت خاصی است که شامل هیچ گونه کنش داخلی (شبه دولت) نیز نمی شود. شی به طور پیش فرض پس از اینکه ماشین کار خود را در آخرین نقطه زمانی کامل کرد، در این حالت قرار خواهد گرفت.

نمودار فعالیت

هنگام مدل‌سازی رفتار یک سیستم در حال طراحی یا تجزیه و تحلیل، نه تنها ارائه فرآیند تغییر حالت‌های آن ضروری است، بلکه جزئیات اجرای الگوریتمی و منطقی عملیات انجام شده توسط سیستم نیز ضروری است.

نمودار فعالیت(نمودار فعالیت) روش دیگری برای توصیف رفتار است که از نظر بصری شبیه فلوچارت خوب قدیمی یک الگوریتم است. برای مدل سازی فرآیند انجام عملیات استفاده می شود.

استفاده اصلی از نمودارهای فعالیت، تجسم ویژگی های پیاده سازی عملیات کلاس است، زمانی که لازم است الگوریتم هایی برای اجرای آنها ارائه شود.

یک نمودار فعالیت از یک نوع اصلی موجودیت - عمل و یک نوع رابطه - انتقال (انتقال کنترل) استفاده می کند. از سازه هایی مانند چنگال، ادغام، اتصالات و انشعاب نیز استفاده می شود. به عنوان یک نام توصیه می شود اقدام سادهاز یک فعل با کلمات توضیحی استفاده کنید.

نمودار توالی

نمودار توالی(نمودار توالی) روشی برای توصیف رفتار یک سیستم "با استفاده از مثال" است.

در واقع نمودار توالی رکوردی از پروتکل یک جلسه خاص از سیستم (یا قطعه ای از چنین پروتکلی) است. در برنامه نویسی شی گرا، مهمترین چیز در زمان اجرا، ارسال پیام بین اشیاء در حال ارتباط است. دنباله ارسال پیام است که در این نمودار نمایش داده می شود، از این رو نام آن است.

یک نمودار توالی از یک نوع اصلی موجودیت استفاده می کند - نمونه هایی از طبقه بندی کننده های تعاملی (عمدتاً کلاس ها، مؤلفه ها و بازیگران) - و یک نوع رابطه - ارتباطاتی که در طول آن پیام ها رد و بدل می شوند.

انواع پیام های احتمالی (تصویر گرفته شده از larin.in):

نمودار ارتباطی

نمودار ارتباطی(نمودار ارتباطی) - راهی برای توصیف رفتار که از نظر معنایی معادل نمودار توالی است. در واقع، این همان توصیف توالی مبادله پیام نمونه‌های متقابل طبقه‌بندی‌کننده‌ها است که فقط با ابزارهای گرافیکی دیگر بیان می‌شود.

بنابراین، در نمودار ارتباطی، و همچنین در نمودار توالی، از یک نوع اصلی از موجودیت ها استفاده می شود - نمونه هایی از طبقه بندی کننده های تعاملی و یک نوع رابطه - اتصالات. با این حال، در اینجا تاکید بر زمان نیست، بلکه بر ساختار ارتباطات بین نمونه های خاص است.

نمودار مؤلفه

نمودار مؤلفه(نمودار مؤلفه) - روابط بین ماژول ها (منطقی یا فیزیکی) که سیستم مدل شده را تشکیل می دهند را نشان می دهد.

نوع اصلی موجودیت ها در نمودار مؤلفه، خود مؤلفه ها و همچنین رابط هایی هستند که از طریق آنها روابط بین مؤلفه ها مشخص می شود. روابط زیر در نمودار مؤلفه اعمال می شود:

• پیاده سازی بین مؤلفه ها و رابط ها (یک جزء یک رابط را پیاده سازی می کند).
• وابستگی بین مؤلفه ها و رابط ها (کامپوننت از رابط استفاده می کند).

نمودار قرارگیری

نمودار قرارگیری(نمودار استقرار)، همراه با نمایش ترکیب و اتصالات عناصر سیستم، نحوه قرارگیری فیزیکی آنها بر روی منابع محاسباتی در زمان اجرا را نشان می دهد.

در نمودار چیدمان، در مقایسه با نمودار مؤلفه، دو نوع موجودیت اضافه می‌شود: یک مصنوع، که اجرای یک مؤلفه و یک گره است (می‌تواند یک طبقه‌بندی کننده باشد که نوع گره را توصیف می‌کند یا یک نمونه خاص) و رابطه ارتباط بین گره ها، نشان می دهد که گره ها به طور فیزیکی در طول اجرا به هم متصل شده اند.

نمودار شی

نمودار شی(نمودار شی) - نمونه ای از نمودار کلاس است.

یک نمودار شی از یک نوع اصلی از موجودیت استفاده می کند: اشیاء (نمونه هایی از کلاس ها) که بین آنها اتصالات خاصی نشان داده شده است (اغلب نمونه هایی از انجمن ها). نمودارهای اشیاء ماهیت کمکی دارند - در واقع، اینها نمونه هایی هستند (ممکن است بگوییم تخلیه حافظه) که نشان می دهد چه اشیایی در دسترس هستند و ارتباطات بین آنها در یک لحظه خاص از عملکرد سیستم.

نمودار ساختار داخلی(نمودار ساختار ترکیبی) برای نمایش دقیق‌تر طبقه‌بندی‌کننده‌های ساختاری، در درجه اول کلاس‌ها و اجزاء استفاده می‌شود.

یک طبقه‌بندی‌کننده ساختاری به‌صورت مستطیلی با نام طبقه‌بندی‌کننده در بالا نشان داده می‌شود. داخلش قطعات هست ممکن است چندین قسمت وجود داشته باشد. قطعات می توانند با یکدیگر تعامل داشته باشند. این با استفاده از اتصالات انواع مختلف نشان داده شده است. محل روی مرز بیرونی قطعه ای که کانکتور به آن متصل می شود پورت نامیده می شود. پورت ها نیز در مرز بیرونی طبقه بندی سازه قرار دارند.

نمودار نمای کلی تعاملنمودار نمای کلی تعامل نوعی از نمودار فعالیت با نحو توسعه یافته است: عناصر یک نمودار نمای کلی تعامل می توانند پیوندهایی به کاربردهای تعاملی باشند که توسط نمودارهای دنباله ای تعریف شده اند.

نمودار زمان بندی

نمودار زمان بندینمودار زمان‌بندی شکل خاصی از نمودار توالی است که بر وضعیت‌های متغیر نمونه‌های طبقه‌بندی‌کننده مختلف و هماهنگ‌سازی زمان‌بندی آنها تمرکز دارد.

نمودار بسته

نمودار بسته(نمودار بسته) تنها ابزاری است که به شما امکان می دهد پیچیدگی خود مدل را مدیریت کنید.

عناصر اصلی نماد بسته ها و وابستگی ها با کلیشه های مختلف هستند.

مدل رابطه موجودیت (مدل ER)

آنالوگ نمودارهای کلاس(UML) شاید مدل ER، که هنگام طراحی پایگاه داده (مدل رابطه ای) استفاده می شود.

مدل رابطه نهادی (ER-model) یک مدل داده است که به شما امکان می دهد نمودارهای مفهومی یک حوزه موضوعی را توصیف کنید. مدل ER در طراحی پایگاه داده سطح بالا (مفهومی) استفاده می شود. با کمک آن می توانید موجودیت های کلیدی را شناسایی کرده و ارتباطاتی را که می توان بین این موجودیت ها ایجاد کرد شناسایی کرد. ویکی پدیا

هر قطعه از یک منطقه موضوعی را می توان به عنوان مجموعه ای از موجودیت ها نشان داد که بین آنها تعدادی اتصال وجود دارد.

مفاهیم اساسی:

ذات(موجود) شیئی است که می توان آن را به نحوی شناسایی کرد که آن را از سایر اشیاء متمایز می کند، برای مثال، مشتری 777. موجودیت در واقع مجموعه ای از صفات است.

مجموعه نهاد(مجموعه نهاد) - مجموعه ای از موجودات از همان نوع (دارای ویژگی های یکسان).

اتصال(رابطه) ارتباطی است که بین چندین نهاد ایجاد می شود.

دامنه(دامنه) - مجموعه ای از مقادیر (حوزه تعریف) ویژگی.

سه نوع پیوند باینری وجود دارد:

• یک به یک- یک نمونه واحد از یک موجودیت یک کلاس با یک نمونه واحد از یک موجودیت کلاس دیگر مرتبط است، به عنوان مثال، HEAD - DEPARTMENT.
• 1 تا Nیا یک به بسیاری- یک نمونه واحد از یک موجودیت یک کلاس با بسیاری از نمونه های موجودیت یک کلاس دیگر مرتبط است، به عنوان مثال، DEPARTMENT - EMPLOYEE.
• N به Mیا بسیاری از بسیاری- بسیاری از نمونه های یک موجودیت یک کلاس با بسیاری از نمونه های موجودیت یک کلاس دیگر مرتبط هستند، به عنوان مثال، EMPLOYEE - PROJECT.
فرهنگ لغت مفاهیم اساسی در UML

شیء- موجودی که منحصر به فرد است و حالت و رفتار را در بر می گیرد.

کلاس- توصیف مجموعه ای از اشیاء با ویژگی های مشترک که حالت را تعریف می کند و عملیاتی که رفتار را تعریف می کند.

رابط- مجموعه ای از عملیات نامگذاری شده که مجموعه ای از خدمات را تعریف می کند که می تواند توسط یک مصرف کننده درخواست شود و توسط یک ارائه دهنده خدمات ارائه شود.

همکاری- مجموعه ای از اشیاء که برای رسیدن به هدفی با هم تعامل دارند.

بازیگر- موجودی که خارج از سیستم مدل شده قرار دارد و مستقیماً با آن در تعامل است.

جزء- یک بخش مدولار از سیستم با مجموعه ای واضح از رابط های مورد نیاز و ارائه شده.

مصنوع- عنصری از اطلاعات که در طول فرآیند توسعه نرم افزار استفاده یا تولید می شود. به عبارت دیگر، آرتیفکت یک واحد فیزیکی پیاده سازی است که از یک عنصر مدل (مانند یک کلاس یا جزء) مشتق شده است.

گره- یک منبع محاسباتی که مصنوعات روی آن قرار می گیرند و در صورت لزوم اجرا می شوند.

نهادهای رفتاری برای توصیف رفتار در نظر گرفته شده اند. تنها دو نهاد رفتاری اصلی وجود دارد: حالت و عمل.

ایالت- دوره ای از چرخه زندگی یک شی که در طی آن شیء شرایط خاصی را برآورده می کند و فعالیت های خود را انجام می دهد یا منتظر وقوع رویدادی است.

اقدام- محاسبه اولیه اتمی

ماشینبسته ای است که بسیاری از مفاهیم لازم برای نمایش رفتار موجودیت مدل شده را در قالب یک فضای گسسته با تعداد محدود حالت ها و انتقال ها تعریف می کند.

طبقه بندی کنندهتوصیف کننده مجموعه ای از اشیاء از همان نوع است.

خواندن اضافی

• فاولر M. UML. مبانی، ویرایش سوم
• Buch G., Rambo D., Jacobson I. UML language. راهنمای کاربر