Uml-language

Уніфікована мова моделювання програмного забезпечення (UML-Unified Modeling Language) та нотації проектування IDEF (Integrated DEFinition) (IDEF0, IDEF1, IDEF2, IDEF3).

UML (англ. Unified Modeling Language) — уніфікована мова моделювання, використовується у парадигмі об'єктно-орієнтованого програмування.

UML - це мова, призначена для візуалізації, спеціфікації, конструювання й документування програмних систем. Слово «уніфікований» у назві мови означає, що UML може використовуватися для моделювання широкого кола додатків від вбудованих систем і систем реального часу до розподілених web-додатків. Виразні засоби мови дозволяють описати систему зі всіх точок зору, що мають відношення до розробки й розгортання.

UML є мовою широкого профілю, це відкритий стандарт, що використовує графічні позначення для створення абстрактної моделі системи, яка називається UML-моделлю. UML був створений для визначення, візуалізації, проєктування й документування в основному програмних систем. UML не є мовою програмування, але в засобах виконання UML-моделей як інтерпретованого коду можлива кодогенерація.

Перша версія (1.0) UML вийшла 13 січня 1997р., вона була створена консорціумом UML Partners за запитом Object Management Group (OMG) — організації, відповідальної за прийняття стандартів в галузі об'єктних технологій і баз даних.

У вересні 1997 року, версія 1.1 UML була представлена на голосування в OMG.

Поточна версія — 2.0.

Завдання UML.

Мова UML призначена для рішення наступних завдань:

1. надати в розпорядження користувачів готову до використання виразну потужну мову візуального моделювання, що дозволяє розробляти осмислені моделі й обмінюватися ними;

2. передбачити внутрішні механізми розширюваності й спеціалізації базових концепцій мови;

3. забезпечити максимальну незалежність проекту створення програмного забезпечення від конкретних мов програмування й процесів розробки;

4. забезпечити формальну основу для однозначної інтерпретації мови;

5. стимулювати розширення ринку об’єктно-орієнтованих інструментальних засобів створення програмного забезпечення;

6. інтегрувати кращий практичний досвід використання мови й реалізації програмних засобів його підтримки.

У значній мірі мова UML не залежить від процесу розробки програмного забезпечення. Уніфікований процес розробки ПЗ (Rational Unified Process, RUP) - це один з підходів до організації життєвого циклу ПЗ, який особливо добре сполучається з UML. Цей комерційний продукт задає строгий регламент розподілу завдань і відповідальності між виконавцями в процесі розробки ПЗ.

Застосування

UML може бути застосовано на всіх етапах життєвого циклу аналізу бізнес-систем і розробки прикладних програм. Різні види діаграм які підтримуються UML, і найбагатший набір можливостей представлення певних аспектів системи робить UML універсальним засобом опису як програмних, так і ділових систем.

Діаграми дають можливість представити систему (як ділову, так і програмну) у такому вигляді, щоб її можна було легко перевести в програмний код.

Основною причиною використання мови UML є спілкування розробників між собою.

Крім того, UML спеціально створювалася для оптимізації процесу розробки програмних систем, що дозволяє збільшити ефективність їх реалізації у кілька разів і помітно поліпшити якість кінцевого продукту.

UML чудово зарекомендувала себе в багатьох успішних програмних проєктах. Засоби автоматичної генерації кодів дозволяють перетворювати моделі мовою UML у вихідний код об'єктно-орієнтованих мов програмування, що ще більш прискорює процес розробки.

Практично усі CASE-засоби (програми автоматизації процесу аналізу і проєктування) мають підтримку UML. Моделі розроблені в UML, дозволяють значно спростити процес кодування і направити зусилля програмістів безпосередньо на реалізацію системи.

Діаграми підвищують супроводжуваність проєкту і полегшують розробку документації.

UML необхідний:

• керівникам проєктів, які керують розподілом завдань і контролем за проєктом ;
• проєктувальникам інформаційних систем які розробляють технічні завдання для програмістів;
• бізнес-аналітикам, які досліджують реальну систему і здійснюють інжиніринг і реінжиніринг бізнесу компанії;
• програмістам які реалізують модулі інформаційної системи.

При модифікації системи об'єктний підхід дозволяє легко включати в систему нові об'єкти і виключати застарілі без істотної зміни її життєздатності. Використання побудованої моделі при модифікаціях системи дає можливість усунути небажані наслідки змін, оскільки вони не ламають структури системи, а тільки змінюють поведінку об'єктів.

Діаграми

В UML використовується 14 видів діаграм (для уникнення непорозумінь, також наведено англомовні назви):

Structure Diagrams: Class diagram Component diagram Composite structure diagram Collaboration (UML2.0) Deployment diagram Object diagram Package diagram Behavior Diagrams: Activity diagram State Machine diagram Use case diagram Interaction Diagrams: Collaboration (UML1.x) / Communication diagram (UML2.0) Interaction overview diagram (UML2.0) Sequence diagram UML Timing Diagram (UML2.0)

Структурні діаграми: Діаграма класів Діаграма компонентів Композитної/складеної структури Кооперації (UML2.0) Діаграма розгортування Діаграма об'єктів Діаграма пакетів Діаграми поведінки: Діаграма діяльності Діаграма станів (UML) Діаграма прецедентів Діаграми взаємодії: Діаграма Кооперації (UML1.x) / Комунікації (UML2.0) Огляду взаємодії (UML2.0) Діаграма послідовності Діаграма Синхронізації (UML2.0)

Структурні діаграми Структурні діаграми (англ. Structure Diagrams) відображають статичні стани системи. За їхньою допомогою виділяються основні елементи системи, яка проектується. Оскільки структурні діаграми відображують саме структури, вони використовуються при документуванні архітектури програмного забезпечення.

Діаграма профілю Діаграма профілю (англ. Profile Diagram) — діаграма профілю працює на рівні метамоделі, щоб показати стереотипи як класи зі стереотипом «стереотип», а профілі як пакети зі стереотипом «профіль». Відношення розширення (суцільна лінія із замкнутим, заповненим наконечником стрілки) вказує, який елемент метамоделі поширює даний стереотип. Діаграма профілю не існувала в UML 1. Вона була представлена в UML 2 для відображення використання профілів. До її впровадження для відображення цієї проблеми використовувалися інші діаграми.

Діаграма класів Діаграма класів (англ. Class Diagram) — статична структурна діаграма, яка описує струкутру системи, демонструє класи системи, їхні атрибути, методи й залежності між класами.

Існують різні точки зору на побудову діаграм класів залежно від цілей їхнього застосування:

концептуальна точка зору — діаграма класів описує модель предметної області, у ній присутні тільки класи прикладних об'єктів; точка зору специфікації — діаграма класів застосовується при проектуванні інформаційних систем; точка зору реалізації — діаграма класів містить класи, які використовуються безпосередньо у програмному коді (при використанні об'єктно-орієнтованих мов програмування).

Діаграма компонентів Діаграма компонентів (англ. Component diagram) — статична структурна діаграма, яка показує поділ програмної системи на структурні компоненти й зв'язки (залежності) між компонентами. В якості фізичних компонентів можуть виступати файли, бібліотеки, модулі, файли виконання, пакети й т.п.

Діаграма композитної/складеної структури

Діаграма композитної/складеної структури (англ. Composite structure diagram) — статична структура діаграма, яка демонструє внутрішню структура класів й, за можливістю, взаємодію елементів (частин) внутрішньої структури класу.

• Підвидом діаграм композитної структури є Діаграми кооперації (англ. Collaboration diagram, введені в UML 2.0), які показують ролі й взаємодію класів у рамках кооперації. Кооперації є зручними для моделювання шаблонів проектування.

Діаграми композитної структури можуть використовуватися разом з діаграмами класів.

Діаграма розгортання Діаграма розгортання, діаграма розміщення (англ. Deployment diagram) — слугує для моделювання працюючих вузлів (апаратних засобів, англ. node) й артефактів, які на них розгорнуті. У UML2 на вузлах розгортаються артефакти, (англ. artifact), тоді як у UML1 на вузлах розгоралися компоненти. Між артефактом і логічним елементом (компонентом), який він реалізує, установлюється залежність маніфестації.

Діаграма об'єктів Діаграма об'єктів (англ. Object diagram) — демонструє повний або частковий знімок системи, яка моделюється, у заданий момент часу. На діаграмі об'єктів відображуються примірники класів (об'єктів) системи з указанням поточних значень їхніх атрибутів й зв'язків між об'єктами.

Діаграма пакетів Діаграма пакетів (англ. Package diagram) — структуран діаграма, основним змістом якої є пакети і відношення між ними. Жорсткий розділ між різними структурними діаграмами не проводиться, тому дана назва пропонується виключно для зручності й не має семантичного значення (пакети й діаграми пакетів можуть бути присутніми на інших структурних діаграмах). Діаграми пакетів служать, насамперед, в організацію елементів у групи за ознакою з метою спрощення структури та організації роботи з моделлю системи.

IDEF (I-CAM DEFinition або Integrated DEFinition)

Нотація - система умовних позначень та модель для опису та підготовки до автоматизації бізнес-процесів. IDEF (I-CAM DEFinition або Integrated DEFinition) — методологія сімейства ICAM (Integrated Computer-Aided Manufacturing) для вирішення завдань моделювання складних систем, що дозволяють відображати та аналізувати моделі діяльності широкого спектру складних систем у різних розрізах. При цьому широта та глибина обстеження процесів у системі визначається самим розробником, що дозволяє не перевантажувати створювану модель зайвими даними.

IDEF-методології створювалися у межах запропонованої ВПС США програми комп'ютеризації промисловості — ICAM, під час реалізації якої виявилася потреба у розробці методів аналізу процесів взаємодії виробничих (промислових) системах. Принциповою вимогою при розробці аналізованого сімейства методологій була можливість ефективного обміну інформацією між усіма фахівцями – учасниками програми ICAM (звідси назва: Icam DEFinition – IDEF; інший варіант – Integrated DEFinition). Після опублікування стандарту він був успішно застосований у різних галузях бізнесу, показавши себе ефективним засобом аналізу, конструювання та відображення бізнес-процесів. Понад те, що з широким застосуванням IDEF (і попередньої методології — SADT) пов'язано виникнення основних ідей популярного нині поняття BPR (бізнес-процес реінжиніринг).

IDEF0 - функціональні моделі, засновані на методі SADT;

Function Modeling (Моделювання бізнес-процесу) – методологія функціонального моделювання. За допомогою наочної графічної мови IDEF0 система, що вивчається, постає перед розробниками та аналітиками у вигляді набору взаємопов'язаних функцій (функціональних блоків — у термінах IDEF0). Як правило, моделювання засобами IDEF0 є першим етапом вивчення будь-якої системи. Методологію IDEF0 можна вважати наступним етапом розвитку добре відомої графічної мови опису функціональних систем SADT (Structured Analysis and Design Technique);

IDEF1X - діаграми даних "сутність-зв'язок" (ERD);

Information Modeling — методологія моделювання інформаційних потоків усередині системи, що дозволяє відображати та аналізувати їх структуру та взаємозв'язки.

IDEF1X (IDEF1 Extended) – Data Modeling – методологія моделювання баз даних на основі моделі «сутність-зв'язок». Застосовується для побудови інформаційної моделі, що представляє структуру інформації, необхідної підтримки функцій виробничої системи чи середовища. Метод IDEF1, розроблений Т. Реймі (T. Ramey) на основі підходів П. Чена і дозволяє побудувати модель даних, еквівалентну реляційній моделі у третій нормальній формі. В даний час на основі вдосконалення методології IDEF1 створено її нову версію — методологію IDEF1X. Вона розроблена з урахуванням таких вимог, як простота вивчення та можливість автоматизації. IDEF1X-діаграми використовуються рядом поширених CASE-засобів (зокрема, ERwin, Design/IDEF).

IDEF2

Simulation Model Design – методологія динамічного моделювання розвитку систем. У зв'язку з дуже серйозними складнощами аналізу динамічних систем від цього стандарту практично відмовилися, і його розвиток припинився на початковому етапі. Нині присутні алгоритми та його комп'ютерні реалізації, дозволяють перетворювати набір статичних діаграм IDEF0 в динамічні моделі, побудовані з урахуванням «розфарбованих мереж Петрі» (CPN — Color Petri Nets);

IDEF3 - діаграми потоків робіт (Work Flow Diagrams);

Process Description Capture (Документування технологічних процесів) — методологія документування процесів, які у системі (наприклад, для підприємства), описує сценарій і послідовність операцій кожному за процесу. IDEF3 має прямий взаємозв'язок із методологією IDEF0 - кожна функція (функціональний блок) може бути представлена у вигляді окремого процесу засобами IDEF3;