Sơ đồ UML: Đặc điểm, sơ đồ và các loại

Các hệ thống phần mềm phát triển phức tạp rất nhanh, và các nhóm không thể hình dung được kiến ​​trúc sẽ gặp khó khăn trong việc truyền đạt các quyết định thiết kế. UML cung cấp một ký hiệu trực quan chung trước khi bất kỳ đoạn mã nào được viết ra.

Tại sao nên sử dụng UML? Lịch sử hoàn chỉnh

Những năm 1990 là thời kỳ phát triển của các ngôn ngữ hướng đối tượng như C++. Các ngôn ngữ hướng đối tượng này được sử dụng để tạo ra các hệ thống phức tạp nhưng hấp dẫn.

Do hệ thống được phát triển rất phức tạp để hiểu nên dẫn đến các vấn đề về thiết kế và phân tích gặp phải sau khi triển khai hệ thống. Thật khó để giải thích hệ thống này cho người khác.

Ngay sau khi UML được giới thiệu, nhiều thử nghiệm và cách tiếp cận mang tính thay đổi cuộc chơi đã được thực hiện để đơn giản hóa các nhiệm vụ phân tích hệ thống khó khăn như vậy.

UML là ngôn ngữ mô hình hóa thống nhất hướng đối tượng. Nó được phát minh bởi các kỹ sư phần mềm xuất sắc Grady Booch, Ivar Jacobson và James Rumbaugh của phần mềm Rational trong năm 1994 và 1995. Nó được phát triển cho đến năm 1996.

Mỗi một trong số những người phát minh ra UML, gồm Grady Booch, Ivar Jacobson và James Rumbaugh, đều có một ý tưởng tuyệt vời để thiết kế một ngôn ngữ giúp giảm bớt sự phức tạp.

• Phương pháp của Booch rất linh hoạt khi sử dụng trong quá trình thiết kế và xây dựng các đồ vật.
• Phương pháp của Jacobson cung cấp một cách tuyệt vời để giải quyết các trường hợp sử dụng. Nó cũng có một cách tiếp cận mạnh mẽ cho thiết kế cấp cao.
• Phương pháp của Rumbaugh tỏ ra rất hữu ích khi xử lý các hệ thống nhạy cảm.

Later trên, các mô hình hành vi và biểu đồ trạng thái đã được giới thiệu trong UML do David Harel phát minh ra.

UML được Nhóm quản lý đối tượng (OMG) công nhận là tiêu chuẩn vào năm 1997. Nhóm quản lý đối tượng chịu trách nhiệm quản lý UML kể từ khi nó được áp dụng làm tiêu chuẩn.

Năm 2005, Tổ chức Tiêu chuẩn hóa Quốc tế đã phê duyệt UML làm tiêu chuẩn ISO. Nó được sử dụng trong các ngành công nghiệp khác nhau để tạo ra các mô hình hướng đối tượng.

Phiên bản UML mới nhất là 2.5.1 được phát hành vào tháng 2017 năm XNUMX.

Phiên bản UML

Ngày	phiên bản	Giới thiệu
Tháng Mười Một 1997	1.1	UML đã được Nhóm quản lý đối tượng thông qua. Đây là phiên bản đầu tiên của UML.
tháng 2000	1.3	Một nâng cấp nhỏ đã được thực hiện cho mô hình hiện tại với những thay đổi đáng chú ý về ngữ nghĩa, ký hiệuvà các siêu mô hình của UML.
Tháng Chín 2001	1.4	Đây là giai đoạn cập nhật lớn cho UML. Nó mở rộng UML bằng cách cung cấp nhiều phần mở rộng khác nhau. Khả năng hiển thị, tạo tác, khuôn mẫu đã được giới thiệu trong sơ đồ.
tháng 2003	1.5	Các tính năng như thủ tục, cơ chế luồng dữ liệu đã được thêm vào UML.
2005 Tháng Giêng	1.4.2	UML đã được ISO chấp nhận làm tiêu chuẩn.
Tháng Tám 2005	2.0	Các sơ đồ mới như đối tượng, gói, thời gian, tương tác đã được thêm vào UML. Các tính năng mới đã được thêm vào sơ đồ hoạt động và trình tự. Sơ đồ cộng tác được đổi tên thành sơ đồ truyền thông. Nhiều tính năng và thay đổi đã được giới thiệu trong sơ đồ hiện có.
Ngày 2006 Tháng Tư	2.1	Các sửa đổi đã được thực hiện đối với UML 2.0.
2007 Tháng Hai	2.1.1	Upgrades đã được giới thiệu trong UML 2.1.
Tháng Mười Một 2007	2.1.2	UML 2.1.1 đã được định nghĩa lại.
2009 Tháng Hai	2.2	Lỗi UML 2.1.2 đã được sửa.
2010 Tháng Năm	2.3	UML 2.2 đã được sửa đổi và có những thay đổi nhỏ đối với sơ đồ thành phần.
Tháng Tám 2011	2.4.1	Các thay đổi về lớp, gói và khuôn mẫu đã được thực hiện. UML 2.3 đã được sửa đổi với các tính năng nâng cao.
Tháng Sáu 2015	2.5	UML 2.4.1 đã được sửa đổi với một số thay đổi nhỏ. UML được đơn giản hóa hơn so với trước đây. Chức năng hoạt động nhanh hơn và khả năng tạo ra các mô hình hiệu quả hơn đã được giới thiệu. Các tính năng lỗi thời đã bị loại bỏ. Mô hình và mẫu đã bị loại bỏ như các cấu trúc phụ trợ.

Đặc điểm của UML

1. Nó là một ngôn ngữ mô hình hóa tổng quát.
2. Nó khác với các ngôn ngữ lập trình phần mềm như Python, NS, C++, Vv
3. Nó là một ngôn ngữ hình ảnh có thể được sử dụng để tạo ra các phần tử mô hình hóa mạnh mẽ.
4. Nó liên quan đến thiết kế và phân tích hướng đối tượng.
5. Nó có các ứng dụng không giới hạn ngay cả bên ngoài ngành công nghiệp phần mềm. Nó có thể được sử dụng để hình dung quy trình làm việc của một nhà máy.

Mô hình khái niệm

Trước khi bắt đầu với khái niệm UML, người ta phải hiểu những điều cơ bản của mô hình khái niệm.

Một mô hình khái niệm được tạo thành từ nhiều khái niệm khác nhau có liên quan với nhau. Nó giúp chúng ta hiểu

• Các đối tượng là gì?
• Sự tương tác diễn ra như thế nào để thực hiện một quá trình?

Một mô hình khái niệm là cần thiết trong UML. Bạn phải hiểu các thực thể và mối quan hệ giữa chúng trước khi thực sự lập mô hình hệ thống.

Các khái niệm hướng đối tượng sau đây là bắt buộc khi bắt đầu với UML:

• Đối tượngNó là một thực thể trong thế giới thực. Có nhiều đối tượng khác nhau trong cùng một hệ thống. Nó là một khối xây dựng cơ bản của UML.
• LớpLớp (Class) chẳng khác gì một thùng chứa nơi các đối tượng và mối quan hệ giữa chúng được duy trì.
• Abstracsản xuất: Đây là cơ chế biểu diễn một thực thể mà không hiển thị chi tiết triển khai. Nó được sử dụng để trực quan hóa hành vi của một đối tượng.
• di sản: Là cơ chế mở rộng một lớp hiện có để tạo ra một lớp mới.
• Tính đa hình: Là cơ chế biểu diễn một đối tượng có nhiều dạng được sử dụng cho các mục đích khác nhau.
• Đóng gói: Đây là phương pháp liên kết đối tượng và dữ liệu với nhau thành một đơn vị. Nó đảm bảo sự kết hợp chặt chẽ giữa đối tượng và dữ liệu.

Ở trên còn được gọi là khối xây dựng cơ bản của một UML.

Sơ đồ UML là gì?

Sơ đồ UML là đầu ra của Ngôn ngữ mô hình hóa thống nhất. Nó là sự biểu diễn bằng hình ảnh của các lớp, đối tượng và mối quan hệ giữa chúng. Sơ đồ UML là mô hình mô tả một phần của hệ thống. Nó được sử dụng để xác định chức năng hoặc thiết kế của một hệ thống. Sơ đồ phải rõ ràng và súc tích để người xem có thể dễ dàng hiểu được.

Sơ đồ UML được chia thành ba loại khác nhau như,

• Sơ đồ kết cấu
• Sơ đồ hành vi
• Sơ đồ tương tác

Sơ đồ cấu trúc trong UML

Sơ đồ cấu trúc được sử dụng để thể hiện một cái nhìn tĩnh của một hệ thống. Nó đại diện cho một phần của hệ thống tạo nên cấu trúc của hệ thống. Sơ đồ cấu trúc thể hiện các đối tượng khác nhau trong hệ thống.

Sau đây là các sơ đồ cấu trúc khác nhau trong UML:

• Sơ đồ lớp
• Sơ đồ đối tượng
• Sơ đồ gói hàng
• Sơ đồ thành phần
• Sơ đồ triển khai

Sơ đồ hành vi trong UML

Bất kỳ hệ thống thế giới thực nào cũng có thể được biểu diễn ở dạng tĩnh hoặc dạng động. Một hệ thống được gọi là hoàn chỉnh nếu nó được thể hiện theo cả hai cách tĩnh và động. Sơ đồ hành vi thể hiện hoạt động của một hệ thống.

Các sơ đồ UML liên quan đến phần tĩnh của hệ thống được gọi là sơ đồ cấu trúc. Các sơ đồ UML xử lý các phần chuyển động hoặc động của hệ thống được gọi là sơ đồ hành vi.

Sau đây là các sơ đồ hành vi khác nhau trong UML:

• Sơ đồ hoạt động
• Sử dụng sơ đồ trường hợp
• Sơ đồ máy trạng thái

Sơ đồ tương tác trong UML

Sơ đồ tương tác không gì khác hơn là một tập hợp con của sơ đồ hành vi. Nó được sử dụng để trực quan hóa luồng giữa các thành phần ca sử dụng khác nhau của một hệ thống. Sơ đồ tương tác được sử dụng để hiển thị sự tương tác giữa hai thực thể và cách dữ liệu chảy trong chúng.

Sau đây là các sơ đồ tương tác khác nhau trong UML:

• Sơ đồ thời gian
• Biểu đồ trình tự
• Sơ đồ cộng tác

Giải thích chi tiết về các sơ đồ trên sẽ được giải thích trong các hướng dẫn tiếp theo.

Sơ đồ UML cấu trúc so với sơ đồ UML hành vi

Bảng dưới đây so sánh hai loại sơ đồ UML để giúp các nhóm lựa chọn loại phù hợp.

đặc tính	Sơ đồ cấu trúc	Sơ đồ hành vi
Xem	tĩnh	Năng động
Tập trung	Các thành phần và mối quan hệ của chúng	Các hành động và tương tác của hệ thống
Các ví dụ	Lớp, Đối tượng, Gói, Thành phần, Triển khai	Hoạt động, Trường hợp sử dụng, Máy trạng thái
Cách dùng thông thường	Archithiết kế kết cấu và cơ sở dữ liệu	Quy trình làm việc, hành trình người dùng, chuyển đổi trạng thái
Được tạo khi	Xác định cấu trúc hệ thống ngay từ đầu	Mô hình hóa hành vi thời gian thực và logic nghiệp vụ.

Công cụ UML

Có nhiều công cụ có sẵn trên thị trường để tạo sơ đồ UML. Một số dựa trên máy tính để bàn trong khi một số khác có thể được sử dụng trực tuyến. Sau đây là danh sách các công cụ được tuyển chọn có thể được sử dụng để tạo mô hình UML:

• Edraw Max:- Bấm vào đây
• Moqups:- Bấm vào đây
• Tầm nhìn: - Bấm vào đây
• ConceptDraw:- Bấm vào đây
• StarUML:- Bấm vào đây
• Ô:- Bấm vào đây
• Công cụ thiết kế UML: - Bấm vào đây

Chúng tôi sẽ sử dụng StarUML Ứng dụng tạo sơ đồ UML.

Các bước cài đặt: Mở link: http://staruml.io/download

Theo thông số kỹ thuật PC của bạn. Tải xuống bất kỳ phiên bản nào của ứng dụng. Ở đây chúng ta sẽ chọn tùy chọn Windows.

Sau khi tải xuống ứng dụng, hãy cài đặt nó với tất cả các tùy chọn mặc định. Sau khi cài đặt, khởi chạy StarUML ứng dụng trong PC của bạn.

Bạn sẽ thấy cửa sổ sau:

Bây giờ bạn có thể bắt đầu tạo sơ đồ UML.

Câu Hỏi Thường Gặp