Uniforme modelleringstaal (UML) is een modelleringstaal voor algemene doeleinden. Het belangrijkste doel van UML is het definiëren van een standaardmanier om visualiseren de manier waarop een systeem is ontworpen. Het lijkt veel op blauwdrukken die in andere technische gebieden worden gebruikt. UML is geen programmeertaal , het is eerder een beeldtaal.

Belangrijke onderwerpen voor UML-diagrammen (Unified Modeling Language).

array van strings in c-programmering

• Wat is UML?
• Waarom hebben we UML nodig?
• Verschillende soorten UML-diagrammen
• Structurele UML-diagrammen
• Gedrags-UML-diagrammen
• Objectgeoriënteerde concepten gebruikt in UML-diagrammen
• Hulpmiddelen voor het maken van UML-diagrammen
• Stappen om UML-diagrammen te maken
• Best practices voor UML-diagrammen
• UML en Agile ontwikkeling
• Veel voorkomende uitdagingen bij UML-modellering
• Voordelen van het gebruik van UML-diagrammen

1. Wat is UML?

Unified Modeling Language (UML) is een gestandaardiseerde visuele modelleringstaal die wordt gebruikt op het gebied van software-engineering om een ​​algemene, ontwikkelingsgerichte en intuïtieve manier te bieden om het ontwerp van een systeem te visualiseren. UML helpt bij het specificeren, visualiseren, construeren en documenteren van de artefacten van softwaresystemen.

• We gebruiken UML-diagrammen om de gedrag en structuur van een systeem.
• UML helpt software-ingenieurs, zakenmensen en systeemarchitecten met modellering, ontwerp en analyse.
• De Object Management Group (OMG) heeft Unified Modeling Language in 1997 als standaard aangenomen. Sindsdien wordt het beheerd door OMG.
• De Internationale Organisatie voor Standaardisatie (ISO) heeft UML in 2005 als goedgekeurde standaard gepubliceerd. UML is in de loop der jaren herzien en wordt periodiek herzien.

2. Waarom hebben we UML nodig?

• Complexe applicaties vereisen samenwerking en planning van meerdere teams en vereisen daarom een ​​duidelijke en beknopte manier om onderling te communiceren.
• Zakenlieden begrijpen de code niet. UML wordt dus essentieel om met niet-programmeurs te communiceren over essentiële vereisten, functionaliteiten en processen van het systeem.
• Er wordt veel tijd bespaard wanneer teams processen, gebruikersinteracties en de statische structuur van het systeem kunnen visualiseren.

3. Verschillende soorten UML-diagrammen

UML is gekoppeld aan objectgeoriënteerd ontwerp en analyse. UML maakt gebruik van elementen en vormt daartussen associaties om diagrammen te vormen. Diagrammen in UML kunnen grofweg worden geclassificeerd als:

4. Structurele UML-diagrammen

4.1. Klassendiagram

Het meest gebruikte UML-diagram is het klassendiagram. Het is de bouwsteen van alle objectgeoriënteerde softwaresystemen. We gebruiken klassendiagrammen om de statische structuur van een systeem weer te geven door de klassen van het systeem, hun methoden en attributen te tonen. Klassendiagrammen helpen ons ook de relatie tussen verschillende klassen of objecten te identificeren.

4.2. Samengesteld structuurdiagram

We gebruiken samengestelde structuurdiagrammen om de interne structuur van een klasse en de interactiepunten ervan met andere delen van het systeem weer te geven.

• Een samengesteld structuurdiagram vertegenwoordigt de relatie tussen onderdelen en hun configuratie, die bepalen hoe de classificator (klasse, een component of een implementatieknooppunt) zich gedraagt.
• Ze vertegenwoordigen de interne structuur van een gestructureerde classificator die gebruik maakt van onderdelen, poorten en connectoren.
• We kunnen samenwerkingen ook modelleren met behulp van samengestelde structuurdiagrammen.
• Ze lijken op klassendiagrammen, behalve dat ze individuele onderdelen gedetailleerd weergeven in vergelijking met de hele klasse.

4.3. Objectdiagram

Een objectdiagram kan worden gezien als een screenshot van de instanties in een systeem en de relatie die daartussen bestaat. Omdat objectdiagrammen gedrag weergeven wanneer objecten zijn geïnstantieerd, kunnen we het gedrag van het systeem op een bepaald moment bestuderen.

• Een objectdiagram lijkt op een klassendiagram, behalve dat het de instanties van klassen in het systeem toont.
• We geven feitelijke classificatoren en hun relaties weer met behulp van klassendiagrammen.
• Aan de andere kant vertegenwoordigt een objectdiagram specifieke voorbeelden van klassen en relaties daartussen op een bepaald tijdstip.

4.4. Componentdiagram

Componentdiagrammen worden gebruikt om weer te geven hoe de fysieke componenten in een systeem zijn georganiseerd. We gebruiken ze voor het modelleren van implementatiedetails.

• Componentdiagrammen geven de structurele relatie weer tussen softwaresysteemelementen en helpen ons te begrijpen of aan functionele vereisten is voldaan door de geplande ontwikkeling.
• Componentdiagrammen worden essentieel om te gebruiken bij het ontwerpen en bouwen van complexe systemen.
• Interfaces worden door componenten van het systeem gebruikt om met elkaar te communiceren.

4.5. Implementatiediagram

Implementatiediagrammen worden gebruikt om de systeemhardware en de bijbehorende software weer te geven. Het vertelt ons welke hardwarecomponenten er bestaan ​​en welke softwarecomponenten daarop draaien.

collectie Java

• We illustreren systeemarchitectuur als distributie van softwareartefacten over gedistribueerde doelen.
• Een artefact is de informatie die wordt gegenereerd door systeemsoftware.
• Ze worden voornamelijk gebruikt wanneer software wordt gebruikt, gedistribueerd of geïmplementeerd over meerdere machines met verschillende configuraties.

4.6. Pakketdiagram

We gebruiken pakketdiagrammen om weer te geven hoe pakketten en hun elementen zijn georganiseerd. Een pakketdiagram toont ons eenvoudigweg de afhankelijkheden tussen verschillende pakketten en de interne samenstelling van pakketten.

• Pakketten helpen ons om UML-diagrammen in betekenisvolle groepen te organiseren en het diagram gemakkelijk te begrijpen te maken.
• Ze worden voornamelijk gebruikt om klasse- en use case-diagrammen te organiseren.

5. Gedrags-UML-diagrammen

5.1. Staatsmachinediagrammen

Een toestandsdiagram wordt gebruikt om de toestand van het systeem of een deel van het systeem op eindige tijdstippen weer te geven. Het is een gedragsdiagram en vertegenwoordigt het gedrag met behulp van eindige toestandsovergangen.

• Toestandsdiagrammen worden ook wel genoemd Staatsmachines En Diagrammen van staatskaarten
• Deze termen worden vaak door elkaar gebruikt. Simpel gezegd wordt een toestandsdiagram gebruikt om het dynamische gedrag van een klasse te modelleren als reactie op de tijd en veranderende externe stimuli.

5.2. Activiteitendiagrammen

We gebruiken activiteitendiagrammen om de controlestroom in een systeem te illustreren. We kunnen ook een activiteitendiagram gebruiken om te verwijzen naar de stappen die betrokken zijn bij de uitvoering van een use case.

• We modelleren opeenvolgende en gelijktijdige activiteiten met behulp van activiteitendiagrammen. We geven workflows dus feitelijk visueel weer met behulp van een activiteitendiagram.
• Een activiteitendiagram richt zich op de toestand van de stroom en de volgorde waarin deze plaatsvindt.
• Met behulp van een activiteitendiagram beschrijven of geven we weer wat de oorzaak van een bepaalde gebeurtenis is.

5.3. Use Case-diagrammen

Use Case Diagrammen worden gebruikt om de functionaliteit van een systeem of een deel van een systeem weer te geven. Ze worden veel gebruikt om de functionele vereisten van het systeem en de interactie ervan met externe agenten (actoren) te illustreren.

• Een use case is in feite een diagram dat verschillende scenario's weergeeft waarin het systeem kan worden gebruikt.
• Een use case-diagram geeft ons een overzicht op hoog niveau van wat het systeem of een deel van het systeem doet, zonder in details te treden over de implementatie.

5.4. Volgordediagram

Een sequentiediagram geeft eenvoudigweg de interactie tussen objecten weer in een opeenvolgende volgorde, dat wil zeggen de volgorde waarin deze interacties plaatsvinden.

• We kunnen ook de termen gebeurtenisdiagrammen of gebeurtenisscenario's gebruiken om naar een sequentiediagram te verwijzen.
• Volgordediagrammen beschrijven hoe en in welke volgorde de objecten in een systeem functioneren.
• Deze diagrammen worden veel gebruikt door zakenmensen en softwareontwikkelaars om de vereisten voor nieuwe en bestaande systemen te documenteren en te begrijpen.

5.5. Communicatiediagram

Een communicatiediagram (bekend als samenwerkingsdiagram in UML 1.x) wordt gebruikt om de opeenvolgende berichten weer te geven die tussen objecten worden uitgewisseld.

• Een communicatiediagram richt zich primair op objecten en hun relaties.
• We kunnen vergelijkbare informatie weergeven met behulp van reeksdiagrammen, maar communicatiediagrammen vertegenwoordigen objecten en koppelingen in een vrije vorm.

5.6. Timingdiagram

Timingdiagrammen zijn een speciale vorm van reeksdiagrammen die worden gebruikt om het gedrag van objecten over een tijdsbestek weer te geven. We gebruiken ze om tijd- en duurbeperkingen weer te geven die veranderingen in toestanden en gedrag van objecten bepalen.

5.7. Interactieoverzichtsdiagram

Een interactieoverzichtsdiagram modelleert een reeks acties en helpt ons complexe interacties te vereenvoudigen tot eenvoudiger gebeurtenissen. Het is een mix van activiteiten- en sequentiediagrammen.

lengte van tekenreeks-java

6. Objectgeoriënteerde concepten gebruikt in UML-diagrammen

1. Klas: Een klasse definieert de blauwdruk, dat wil zeggen de structuur en functies van een object.
2. Voorwerpen : Objecten helpen ons grote systemen te ontbinden en ons systeem te modulariseren. Modulariteit helpt ons systeem op te delen in begrijpelijke componenten, zodat we ons systeem stukje bij beetje kunnen opbouwen.
3. Erfenis: Overerving is een mechanisme waarmee onderliggende klassen de eigenschappen van hun bovenliggende klassen erven.
4. Abstractie: Abstractie in UML verwijst naar het proces waarbij de essentiële aspecten van een systeem of object worden benadrukt, terwijl irrelevante details worden genegeerd. Door onnodige complexiteiten weg te abstraheren, vergemakkelijkt abstractie een duidelijker begrip en communicatie tussen belanghebbenden.
5. Inkapseling: Het samenbinden van gegevens en het beschermen ervan tegen de buitenwereld wordt inkapseling genoemd.
6. Polymorfisme: Mechanisme waardoor functies of entiteiten in verschillende vormen kunnen bestaan.

6.1. Toevoegingen in UML 2.0

• Methodologieën voor softwareontwikkeling zoals agile zijn geïntegreerd en de reikwijdte van de oorspronkelijke UML-specificatie is verbreed.
• Oorspronkelijk specificeerde UML 9 diagrammen. UML 2.x heeft het aantal diagrammen vergroot van 9 naar 13. De vier diagrammen die zijn toegevoegd zijn: timingdiagram, communicatiediagram, interactieoverzichtsdiagram en samengesteld structuurdiagram. UML 2.x hernoemde statechart-diagrammen naar state-machinediagrammen.
• UML 2.x heeft de mogelijkheid toegevoegd om een ​​softwaresysteem op te splitsen in componenten en subcomponenten.

7. Hulpmiddelen voor het maken van UML-diagrammen

Er zijn verschillende tools beschikbaar voor het maken van Unified Modeling Language (UML)-diagrammen, die vaak worden gebruikt bij softwareontwikkeling om de systeemarchitectuur, het ontwerp en de implementatie visueel weer te geven. Hier zijn enkele populaire tools voor het maken van UML-diagrammen:

• Lucidchart: Lucidchart is een webgebaseerde tool voor het maken van diagrammen die UML-diagrammen ondersteunt. Het is gebruiksvriendelijk en collaboratief, waardoor meerdere gebruikers in realtime aan diagrammen kunnen werken.
• Teken.io: Draw.io is een gratis, webgebaseerde tool voor het maken van diagrammen die verschillende diagramtypen ondersteunt, waaronder UML. Het kan worden geïntegreerd met verschillende cloudopslagdiensten en kan offline worden gebruikt.
• Visueel paradigma: Visual Paradigm biedt een uitgebreid pakket tools voor softwareontwikkeling, inclusief UML-diagrammen. Het biedt zowel online- als desktopversies en ondersteunt een breed scala aan UML-diagrammen.
• StarUML: StarUML is een open-source UML-modelleringstool met een gebruiksvriendelijke interface. Het ondersteunt de standaard UML 2.x-diagrammen en stelt gebruikers in staat de functionaliteit ervan aan te passen en uit te breiden via plug-ins.
• Papyrus: Papyrus is een open-source UML-modelleringstool die deel uitmaakt van het Eclipse Modeling Project. Het biedt een aanpasbare omgeving voor het maken, bewerken en visualiseren van UML-diagrammen.
• PlantUML: PlantUML is een op tekst gebaseerd hulpmiddel waarmee u UML-diagrammen kunt maken met behulp van een eenvoudige en voor mensen leesbare syntaxis. Het wordt vaak gebruikt in combinatie met andere tools en ondersteunt een verscheidenheid aan diagramtypen.

8. Stappen om UML-diagrammen te maken

Het maken van Unified Modeling Language (UML)-diagrammen omvat een systematisch proces dat doorgaans de volgende stappen omvat:

• Stap 1: Identificeer het doel:
  • Bepaal het doel van het maken van het UML-diagram. Verschillende soorten UML-diagrammen dienen verschillende doeleinden, zoals het vastleggen van vereisten, het ontwerpen van systeemarchitectuur of het documenteren van klassenrelaties.
• Stap 2: Identificeer elementen en relaties:
  • Identificeer de belangrijkste elementen (klassen, objecten, gebruiksscenario's, enz.) en hun relaties die in het diagram moeten worden weergegeven. Deze stap omvat het begrijpen van de structuur en het gedrag van het systeem dat u modelleert.
• Stap 3: Selecteer het juiste UML-diagramtype:
  • Kies het UML-diagramtype dat het beste bij uw modelleringsbehoeften past. Veel voorkomende typen zijn onder meer klassendiagrammen, use case-diagrammen, reeksdiagrammen, activiteitendiagrammen en meer.
• Stap 4: Maak een ruwe schets:
  • Voordat u een UML-modelleringstool gebruikt, kan het handig zijn om een ​​ruwe schets op papier of een whiteboard te maken. Dit kan u helpen de lay-out en verbindingen tussen elementen te visualiseren.
• Stap 5: Kies een UML-modelleringstool:
  • Selecteer een UML-modelleringstool die past bij uw voorkeuren en vereisten. Er zijn verschillende tools beschikbaar, zowel online als offline, die functies bieden voor het maken en bewerken van UML-diagrammen.
• Stap 6: Maak het diagram:
  • Open de geselecteerde UML-modelleringstool en maak een nieuw project of diagram. Begin met het toevoegen van elementen (bijvoorbeeld klassen, gebruiksscenario's, actoren) aan het diagram en verbind ze met de juiste relaties (bijvoorbeeld associaties, afhankelijkheden).
• Stap 7: Elementeigenschappen definiëren:
  • Geef voor elk element in het diagram relevante eigenschappen en attributen op. Dit kunnen klassekenmerken en -methoden, use case-details of andere informatie zijn die specifiek is voor het diagramtype.
• Stap 8: annotaties en opmerkingen toevoegen:
  • Verbeter de duidelijkheid van uw diagram door annotaties, opmerkingen en toelichtingen toe te voegen. Dit helpt iedereen die het diagram bekijkt de ontwerpbeslissingen en de logica erachter te begrijpen.
• Stap 9: Valideren en beoordelen:
  • Controleer het diagram op nauwkeurigheid en volledigheid. Zorg ervoor dat de relaties, beperkingen en elementen het beoogde systeem of proces nauwkeurig weergeven. Valideer uw diagram aan de hand van de vereisten en breng de nodige aanpassingen aan.
• Stap 10: Verfijn en herhaal:
  • Verfijn het diagram op basis van feedback en aanvullende inzichten. UML-diagrammen worden vaak iteratief gemaakt naarmate het begrip van het systeem evolueert.
• Stap 11: Documentatie genereren:
  • Met sommige UML-tools kunt u rechtstreeks vanuit uw diagrammen documentatie genereren. Dit kan klassedocumentatie, use case-beschrijvingen en andere relevante informatie omvatten.

Opmerking: Houd er rekening mee dat de specifieke stappen kunnen variëren, afhankelijk van het UML-diagramtype en de tool die u gebruikt.

9. Best practices voor UML-diagrammen

Unified Modeling Language (UML) is een krachtig hulpmiddel voor het visualiseren en documenteren van het ontwerp van een systeem. Om effectieve en zinvolle UML-diagrammen te maken, is het essentieel om best practices te volgen. Hier zijn enkele best practices voor UML:

1. Begrijp het publiek: Houd rekening met uw publiek bij het maken van UML-diagrammen. Pas het detailniveau en de keuze van de diagrammen aan, zodat deze aansluiten bij het begrip en de behoeften van uw publiek, of dit nu ontwikkelaars, architecten of belanghebbenden zijn.
2. Houd diagrammen eenvoudig en doelgericht: Streef naar eenvoud in uw diagrammen. Elk diagram moet zich richten op een specifiek aspect van het systeem of een bepaalde reeks relaties. Vermijd rommel en onnodige details die de aandacht kunnen afleiden van de hoofdboodschap.
3. Gebruik consistente naamgevingsconventies: Gebruik consistente en betekenisvolle namen voor klassen, objecten, attributen, methoden en andere UML-elementen. Duidelijke en goed doordachte naamgevingsconventies vergroten de begrijpelijkheid van uw diagrammen.
4. Volg standaard UML-notaties: Houd u aan de standaard UML-notaties en -symbolen. Consistentie bij het gebruik van UML-conventies zorgt ervoor dat uw diagrammen gemakkelijk worden begrepen door anderen die bekend zijn met UML.
5. Houd relaties expliciet: Definieer en label relaties tussen elementen duidelijk. Gebruik de juiste pijlen, veelheidsnotaties en associatienamen om de aard van verbindingen tussen klassen, objecten of gebruiksscenario's duidelijk te maken.

10. UML en Agile ontwikkeling

Unified Modeling Language (UML) en Agile-ontwikkeling zijn twee verschillende benaderingen van softwareontwikkeling, en ze kunnen effectief worden geïntegreerd om het algehele ontwikkelingsproces te verbeteren. Hier zijn enkele belangrijke punten over de relatie tussen UML en Agile-ontwikkeling:

anders Java

10.1. UML in Agile Ontwikkeling

• Visualisatie en communicatie: UML-diagrammen bieden een visuele manier om systeemarchitectuur, ontwerp en gedrag weer te geven. Bij Agile-ontwikkeling, waar communicatie cruciaal is, kunnen UML-diagrammen dienen als effectieve communicatiemiddelen tussen teamleden, belanghebbenden en zelfs niet-technische doelgroepen.
• Gebruikersverhalen en gebruiksscenario's: UML use case-diagrammen kunnen worden gebruikt om gebruikersverhalen vast te leggen en te modelleren in Agile-ontwikkeling. Use cases helpen bij het begrijpen van het systeem vanuit het perspectief van de eindgebruiker en dragen bij aan het creëren van gebruikersverhalen.
• Iteratieve modellering: Agile-methodologieën leggen de nadruk op iteratieve ontwikkeling, en UML kan worden aangepast om deze aanpak te ondersteunen. UML-modellen kunnen stapsgewijs worden gemaakt en verfijnd naarmate het begrip van het systeem tijdens elke iteratie evolueert.
• Agile modelleringstechnieken: Agile modelleringstechnieken, zoals user story mapping en impact mapping, vullen UML aan door lichtgewicht manieren te bieden om vereisten en ontwerp te visualiseren en te communiceren. Deze technieken sluiten aan bij het Agile-principe waarbij werkende software belangrijker wordt geacht dan uitgebreide documentatie.

10.2. Balans tussen flexibiliteit en modellering

• Adaptieve modellering: Hanteer een adaptieve modelleringsaanpak waarbij UML wordt gebruikt voor zover dat nodig is voor effectieve communicatie en begrip. De nadruk moet liggen op het leveren van waarde via werkende software, in plaats van op uitgebreide documentatie.
• Teamempowerment: Geef het ontwikkelingsteam de mogelijkheid om het juiste modelleringsniveau te kiezen op basis van de behoeften van het project. Teamleden moeten zich op hun gemak voelen bij het gebruik van UML als communicatiemiddel zonder zich belast te voelen door buitensporige modelleringsvereisten.

11. Veel voorkomende uitdagingen bij UML-modellering

1. Tijds intensief: UML-modellering kan als tijdrovend worden ervaren, vooral in snelle Agile-omgevingen waar snelle ontwikkeling wordt benadrukt. Teams kunnen moeite hebben om gelijke tred te houden met de behoefte aan frequente updates van UML-diagrammen.
2. Overdocumentatie: Agile-principes waarderen werkende software boven uitgebreide documentatie. Er bestaat een risico op overdocumentatie bij het gebruik van UML, omdat teams te veel tijd kunnen besteden aan gedetailleerde diagrammen die niet direct bijdragen aan het leveren van waarde.
3. Veranderende vereisten: Agile-projecten hebben vaak te maken met veranderende eisen en UML-diagrammen kunnen snel verouderd raken. Het kan een uitdaging zijn om deze veranderingen bij te houden en ervoor te zorgen dat UML-modellen de huidige systeemstatus weerspiegelen.
4. Samenwerkingsproblemen: Agile legt de nadruk op samenwerking tussen teamleden, en soms worden UML-diagrammen gezien als artefacten die alleen bepaalde teamleden begrijpen. Ervoor zorgen dat iedereen kan bijdragen aan en profiteren van UML-modellen kan een uitdaging zijn.

12. Voordelen van het gebruik van UML-diagrammen

1. Standaardisatie: UML biedt een gestandaardiseerde manier om systeemmodellen weer te geven, waardoor ontwikkelaars en belanghebbenden kunnen communiceren met behulp van een gemeenschappelijke beeldtaal.
2. Communicatie: UML-diagrammen dienen als een krachtig communicatiemiddel tussen belanghebbenden, waaronder ontwikkelaars, ontwerpers, testers en zakelijke gebruikers. Ze helpen complexe ideeën op een begrijpelijkere manier over te brengen.
3. Visualisatie: UML-diagrammen vergemakkelijken de visualisatie van systeemcomponenten, relaties en processen. Deze visuele weergave helpt bij het begrijpen en ontwerpen van complexe systemen.
4. Documentatie: UML-diagrammen kunnen worden gebruikt als effectieve documentatietools. Ze bieden een gestructureerde en georganiseerde manier om verschillende aspecten van een systeem te documenteren, zoals architectuur, ontwerp en gedrag.
5. Analyse en ontwerp: UML ondersteunt zowel de analyse- als de ontwerpfase van softwareontwikkeling. Het helpt bij het modelleren van de vereisten van een systeem en deze vervolgens om te zetten in een ontwerp dat kan worden geïmplementeerd.