Unified Modeling Language (UML) er et generell modellspråk. Hovedmålet med UML er å definere en standard måte å visualisere måten et system er designet på. Det er ganske likt tegninger som brukes i andre ingeniørfag. UML er ikke et programmeringsspråk , det er snarere et visuelt språk.

Viktige emner for UML-diagrammer (Unified Modeling Language).

btree og b tree

• Hva er UML?
• Hvorfor trenger vi UML?
• Ulike typer UML-diagrammer
• Strukturelle UML-diagrammer
• Atferdsmessige UML-diagrammer
• Objektorienterte konsepter brukt i UML-diagrammer
• Verktøy for å lage UML-diagrammer
• Trinn for å lage UML-diagrammer
• UML-diagrammer viser beste praksis
• UML og smidig utvikling
• Vanlige utfordringer i UML-modellering
• Fordeler med å bruke UML-diagrammer

1. Hva er UML?

Unified Modeling Language (UML) er et standardisert visuelt modelleringsspråk som brukes innen programvareteknikk for å gi en generell, utviklingsmessig og intuitiv måte å visualisere utformingen av et system. UML hjelper med å spesifisere, visualisere, konstruere og dokumentere artefakter av programvaresystemer.

• Vi bruker UML-diagrammer for å skildre oppførsel og struktur av et system.
• UML hjelper programvareingeniører, forretningsmenn og systemarkitekter med modellering, design og analyse.
• Object Management Group (OMG) tok i bruk Unified Modeling Language som standard i 1997. Det har vært administrert av OMG siden den gang.
• Den internasjonale standardiseringsorganisasjonen (ISO) publiserte UML som en godkjent standard i 2005. UML har blitt revidert gjennom årene og vurderes med jevne mellomrom.

2. Hvorfor trenger vi UML?

• Komplekse applikasjoner trenger samarbeid og planlegging fra flere team og krever derfor en klar og konsis måte å kommunisere mellom dem.
• Forretningsmenn forstår ikke kode. Så UML blir viktig for å kommunisere med ikke-programmerere om viktige krav, funksjoner og prosesser i systemet.
• Mye tid blir spart nedover linjen når team kan visualisere prosesser, brukerinteraksjoner og den statiske strukturen til systemet.

3. Ulike typer UML-diagrammer

UML er knyttet til objektorientert design og analyse. UML bruker elementer og danner assosiasjoner mellom dem for å danne diagrammer. Diagrammer i UML kan grovt klassifiseres som:

4. Strukturelle UML-diagrammer

4.1. Klassediagram

Det mest brukte UML-diagrammet er klassediagrammet. Det er byggesteinen i alle objektorienterte programvaresystemer. Vi bruker klassediagrammer for å skildre den statiske strukturen til et system ved å vise systemets klasser, deres metoder og attributter. Klassediagrammer hjelper oss også med å identifisere forhold mellom ulike klasser eller objekter.

4.2. Sammensatt strukturdiagram

Vi bruker sammensatte strukturdiagrammer for å representere den interne strukturen til en klasse og dens interaksjonspunkter med andre deler av systemet.

• Et sammensatt strukturdiagram representerer forholdet mellom deler og deres konfigurasjon som bestemmer hvordan klassifisereren (klassen, en komponent eller en distribusjonsnode) oppfører seg.
• De representerer den interne strukturen til en strukturert klassifisering som gjør bruk av deler, porter og kontakter.
• Vi kan også modellere samarbeid ved hjelp av sammensatte strukturdiagrammer.
• De ligner på klassediagrammer, bortsett fra at de representerer individuelle deler i detalj sammenlignet med hele klassen.

4.3. Objektdiagram

Et objektdiagram kan refereres til som et skjermbilde av forekomstene i et system og forholdet som eksisterer mellom dem. Siden objektdiagrammer viser atferd når objekter har blitt instansiert, er vi i stand til å studere oppførselen til systemet på et bestemt øyeblikk.

ssis

• Et objektdiagram ligner på et klassediagram, bortsett fra at det viser forekomstene av klasser i systemet.
• Vi skildrer faktiske klassifiserere og deres relasjoner ved å bruke klassediagrammer.
• På den annen side representerer et objektdiagram spesifikke forekomster av klasser og relasjoner mellom dem på et tidspunkt.

4.4. Komponentdiagram

Komponentdiagrammer brukes til å representere hvordan de fysiske komponentene i et system har blitt organisert. Vi bruker dem til å modellere implementeringsdetaljer.

• Komponentdiagrammer viser det strukturelle forholdet mellom programvaresystemelementer og hjelper oss å forstå om funksjonskrav har blitt dekket av planlagt utvikling.
• Komponentdiagrammer blir essensielle å bruke når vi designer og bygger komplekse systemer.
• Grensesnitt brukes av komponenter i systemet for å kommunisere med hverandre.

4.5. Implementeringsdiagram

Distribusjonsdiagrammer brukes til å representere systemmaskinvare og dets programvare. Det forteller oss hvilke maskinvarekomponenter som finnes og hvilke programvarekomponenter som kjører på dem.

• Vi illustrerer systemarkitektur som distribusjon av programvareartefakter over distribuerte mål.
• En artefakt er informasjonen som genereres av systemprogramvare.
• De brukes først og fremst når en programvare brukes, distribueres eller distribueres over flere maskiner med forskjellige konfigurasjoner.

4.6. Pakkediagram

Vi bruker pakkediagrammer for å vise hvordan pakker og deres elementer har blitt organisert. Et pakkediagram viser oss ganske enkelt avhengighetene mellom ulike pakker og intern sammensetning av pakker.

• Pakker hjelper oss å organisere UML-diagrammer i meningsfulle grupper og gjøre diagrammet enkelt å forstå.
• De brukes først og fremst til å organisere klasse- og bruksdiagrammer.

5. Atferdsmessige UML-diagrammer

5.1. Statlige maskindiagrammer

Et tilstandsdiagram brukes til å representere tilstanden til systemet eller en del av systemet ved endelige tider. Det er et atferdsdiagram og det representerer atferden ved bruk av endelige tilstandsoverganger.

• Tilstandsdiagrammer blir også referert til som Statlige maskiner og Statskartdiagrammer
• Disse begrepene brukes ofte om hverandre. Så enkelt, et tilstandsdiagram brukes til å modellere den dynamiske oppførselen til en klasse som respons på tid og endrede ytre stimuli.

5.2. Aktivitetsdiagrammer

Vi bruker aktivitetsdiagrammer for å illustrere flyten av kontroll i et system. Vi kan også bruke et aktivitetsdiagram for å referere til trinnene som er involvert i gjennomføringen av en use case.

• Vi modellerer sekvensielle og samtidige aktiviteter ved hjelp av aktivitetsdiagrammer. Så vi skildrer i utgangspunktet arbeidsflyter visuelt ved hjelp av et aktivitetsdiagram.
• Et aktivitetsdiagram fokuserer på tilstanden til flyten og rekkefølgen den skjer i.
• Vi beskriver eller skildrer hva som forårsaker en bestemt hendelse ved hjelp av et aktivitetsdiagram.

5.3. Bruk case-diagrammer

Use Case Diagrammer brukes til å skildre funksjonaliteten til et system eller en del av et system. De er mye brukt for å illustrere de funksjonelle kravene til systemet og dets interaksjon med eksterne agenter(aktører).

• En use case er i utgangspunktet et diagram som representerer ulike scenarier der systemet kan brukes.
• Et use case-diagram gir oss et overblikk over hva systemet eller en del av systemet gjør uten å gå inn på implementeringsdetaljer.

5.4. Sekvensdiagram

Et sekvensdiagram viser ganske enkelt interaksjon mellom objekter i en sekvensiell rekkefølge, dvs. rekkefølgen som disse interaksjonene finner sted.

• Vi kan også bruke begrepene hendelsesdiagrammer eller hendelsesscenarier for å referere til et sekvensdiagram.
• Sekvensdiagrammer beskriver hvordan og i hvilken rekkefølge objektene i et system fungerer.
• Disse diagrammene er mye brukt av forretningsmenn og programvareutviklere for å dokumentere og forstå krav til nye og eksisterende systemer.

5.5. Kommunikasjonsdiagram

Et kommunikasjonsdiagram (kjent som Collaboration Diagram i UML 1.x) brukes til å vise sekvenserte meldinger som utveksles mellom objekter.

• Et kommunikasjonsdiagram fokuserer først og fremst på objekter og deres relasjoner.
• Vi kan representere lignende informasjon ved å bruke sekvensdiagrammer, men kommunikasjonsdiagrammer representerer objekter og lenker i fri form.

5.6. Tidsdiagram

Timing Diagram er en spesiell form for sekvensdiagrammer som brukes til å skildre oppførselen til objekter over en tidsramme. Vi bruker dem til å vise tids- og varighetsbegrensninger som styrer endringer i tilstander og oppførsel til objekter.

5.7. Interaksjonsoversiktsdiagram

Et interaksjonsoversiktsdiagram modellerer en sekvens av handlinger og hjelper oss å forenkle komplekse interaksjoner til enklere forekomster. Det er en blanding av aktivitets- og sekvensdiagrammer.

java hvordan overstyre

6. Objektorienterte konsepter brukt i UML-diagrammer

1. Klasse: En klasse definerer blåskriften, dvs. strukturen og funksjonene til et objekt.
2. Objekter : Objekter hjelper oss med å dekomponere store systemer og hjelper oss med å modularisere systemet vårt. Modularitet bidrar til å dele opp systemet vårt i forståelige komponenter slik at vi kan bygge systemet vårt bit for bit.
3. Arv: Arv er en mekanisme der barneklasser arver egenskapene til foreldreklassene sine.
4. Abstraksjon: Abstraksjon i UML refererer til prosessen med å fremheve de essensielle aspektene ved et system eller objekt mens man ser bort fra irrelevante detaljer. Ved å abstrahere bort unødvendig kompleksitet, legger abstraksjon til rette for en klarere forståelse og kommunikasjon mellom interessenter.
5. Innkapsling: Å binde data sammen og beskytte dem mot den ytre verden kalles innkapsling.
6. Polymorfisme: Mekanisme som gjør funksjoner eller enheter i stand til å eksistere i forskjellige former.

6.1. Tillegg i UML 2.0

• Programvareutviklingsmetoder som smidig har blitt innlemmet og omfanget av den originale UML-spesifikasjonen har blitt utvidet.
• Opprinnelig spesifiserte UML 9 diagrammer. UML 2.x har økt antall diagrammer fra 9 til 13. De fire diagrammene som ble lagt til er: tidsdiagram, kommunikasjonsdiagram, interaksjonsoversiktsdiagram og sammensatt strukturdiagram. UML 2.x omdøpt tilstandskartdiagrammer til tilstandsmaskindiagrammer.
• UML 2.x la til muligheten til å dekomponere programvaresystem til komponenter og underkomponenter.

7. Verktøy for å lage UML-diagrammer

Det er flere tilgjengelige verktøy for å lage UML-diagrammer (Unified Modeling Language), som ofte brukes i programvareutvikling for å visuelt representere systemarkitektur, design og implementering. Her er noen populære verktøy for å lage UML-diagram:

• Lucidchart: Lucidchart er et nettbasert diagramverktøy som støtter UML-diagrammer. Det er brukervennlig og samarbeidende, slik at flere brukere kan jobbe med diagrammer i sanntid.
• Draw.io: Draw.io er et gratis, nettbasert diagramverktøy som støtter ulike diagramtyper, inkludert UML. Den integreres med ulike skylagringstjenester og kan brukes offline.
• Visuelt paradigme: Visual Paradigm tilbyr en omfattende pakke med verktøy for programvareutvikling, inkludert UML-diagrammer. Den tilbyr både online- og desktopversjoner og støtter et bredt spekter av UML-diagrammer.
• StarUML: StarUML er et åpen kildekode UML-modelleringsverktøy med et brukervennlig grensesnitt. Den støtter standard UML 2.x-diagrammer og lar brukere tilpasse og utvide funksjonaliteten gjennom plugins.
• Papyrus: Papyrus er et åpen kildekode UML-modelleringsverktøy som er en del av Eclipse Modeling Project. Det gir et tilpassbart miljø for å lage, redigere og visualisere UML-diagrammer.
• PlantUML: PlantUML er et tekstbasert verktøy som lar deg lage UML-diagrammer ved hjelp av en enkel og lesbar syntaks. Den brukes ofte sammen med andre verktøy og støtter en rekke diagramtyper.

8. Trinn for å lage UML-diagrammer

jquery dette klikket

Å lage UML-diagrammer (Unified Modeling Language) involverer en systematisk prosess som vanligvis inkluderer følgende trinn:

• Trinn 1: Identifiser formålet:
  • Bestem formålet med å lage UML-diagrammet. Ulike typer UML-diagrammer tjener ulike formål, for eksempel å fange opp krav, designe systemarkitektur eller dokumentere klasseforhold.
• Trinn 2: Identifiser elementer og relasjoner:
  • Identifiser nøkkelelementene (klasser, objekter, brukstilfeller osv.) og deres relasjoner som må representeres i diagrammet. Dette trinnet innebærer å forstå strukturen og oppførselen til systemet du modellerer.
• Trinn 3: Velg passende UML-diagramtype:
  • Velg UML-diagramtypen som best passer dine modelleringsbehov. Vanlige typer inkluderer klassediagrammer, bruksdiagrammer, sekvensdiagrammer, aktivitetsdiagrammer og mer.
• Trinn 4: Lag en grov skisse:
  • Før du bruker et UML-modelleringsverktøy, kan det være nyttig å lage en grov skisse på papir eller en tavle. Dette kan hjelpe deg med å visualisere oppsettet og forbindelsene mellom elementene.
• Trinn 5: Velg et UML-modelleringsverktøy:
  • Velg et UML-modelleringsverktøy som passer dine preferanser og krav. Det er forskjellige verktøy tilgjengelig, både online og offline, som tilbyr funksjoner for å lage og redigere UML-diagrammer.
• Trinn 6: Lag diagrammet:
  • Åpne det valgte UML-modelleringsverktøyet og lag et nytt prosjekt eller diagram. Begynn å legge til elementer (f.eks. klasser, brukstilfeller, aktører) til diagrammet og koble dem med passende relasjoner (f.eks. assosiasjoner, avhengigheter).
• Trinn 7: Definer elementegenskaper:
  • Angi relevante egenskaper og attributter for hvert element i diagrammet. Dette kan inkludere klasseattributter og metoder, brukscasedetaljer eller annen informasjon som er spesifikk for diagramtypen.
• Trinn 8: Legg til merknader og kommentarer:
  • Forbedre klarheten i diagrammet ditt ved å legge til merknader, kommentarer og forklarende notater. Dette hjelper alle som ser gjennom diagrammet for å forstå designbeslutningene og logikken bak det.
• Trinn 9: Valider og gjennomgå:
  • Se gjennom diagrammet for nøyaktighet og fullstendighet. Sørg for at relasjonene, begrensningene og elementene nøyaktig representerer det tiltenkte systemet eller prosessen. Valider diagrammet ditt mot kravene og foreta nødvendige justeringer.
• Trinn 10: Avgrens og gjenta:
  • Avgrens diagrammet basert på tilbakemeldinger og ytterligere innsikt. UML-diagrammer lages ofte iterativt ettersom forståelsen av systemet utvikler seg.
• Trinn 11: Generer dokumentasjon:
  • Noen UML-verktøy lar deg generere dokumentasjon direkte fra diagrammene dine. Dette kan inkludere klassedokumentasjon, brukscasebeskrivelser og annen relevant informasjon.

Merk: Husk at de spesifikke trinnene kan variere basert på UML-diagramtypen og verktøyet du bruker.

9. UML diagrammer beste praksis

Unified Modeling Language (UML) er et kraftig verktøy for å visualisere og dokumentere utformingen av et system. For å lage effektive og meningsfulle UML-diagrammer er det viktig å følge beste praksis. Her er noen gode fremgangsmåter for UML:

1. Forstå publikum: Vurder publikum når du lager UML-diagrammer. Skreddersy detaljnivået og valget av diagrammer for å matche forståelsen og behovene til publikum, enten de er utviklere, arkitekter eller interessenter.
2. Hold diagrammer enkle og fokuserte: Mål for enkelhet i diagrammene dine. Hvert diagram bør fokusere på et spesifikt aspekt av systemet eller et bestemt sett med relasjoner. Unngå rot og unødvendige detaljer som kan distrahere fra hovedbudskapet.
3. Bruk konsistente navnekonvensjoner: Vedta konsistente og meningsfulle navn for klasser, objekter, attributter, metoder og andre UML-elementer. Tydelige og gjennomtenkte navnekonvensjoner øker forståelsen av diagrammene dine.
4. Følg standard UML-notasjoner: Følg standard UML-notasjoner og symboler. Konsistens i bruk av UML-konvensjoner sikrer at diagrammene dine lett kan forstås av andre som er kjent med UML.
5. Hold relasjoner eksplisitte: Definer tydelig og merk relasjoner mellom elementer. Bruk passende piler, multiplisitetsnotasjoner og assosiasjonsnavn for å kommunisere arten av forbindelser mellom klasser, objekter eller brukstilfeller.

10. UML og smidig utvikling

Unified Modeling Language (UML) og Agile-utvikling er to forskjellige tilnærminger til programvareutvikling, og de kan integreres effektivt for å forbedre den generelle utviklingsprosessen. Her er noen nøkkelpunkter om forholdet mellom UML og smidig utvikling:

10.1. UML i smidig utvikling

• Visualisering og kommunikasjon: UML-diagrammer gir en visuell måte å representere systemarkitektur, design og oppførsel. I smidig utvikling, der kommunikasjon er avgjørende, kan UML-diagrammer tjene som effektive kommunikasjonsverktøy mellom teammedlemmer, interessenter og til og med ikke-tekniske målgrupper.
• Brukerhistorier og brukstilfeller: UML use case-diagrammer kan brukes til å fange opp og modellere brukerhistorier i Agile utvikling. Brukstilfeller hjelper til med å forstå systemet fra et sluttbrukerperspektiv og bidrar til å lage brukerhistorier.
• Iterativ modellering: Agile metodikker legger vekt på iterativ utvikling, og UML kan tilpasses for å støtte denne tilnærmingen. UML-modeller kan opprettes og foredles trinnvis etter hvert som forståelsen av systemet utvikler seg under hver iterasjon.
• Smidige modelleringsteknikker: Smidige modelleringsteknikker, som kartlegging av brukerhistorier og kartlegging av effekt, utfyller UML ved å tilby lette måter å visualisere og kommunisere krav og design på. Disse teknikkene stemmer overens med Agile-prinsippet om å verdsette fungerende programvare fremfor omfattende dokumentasjon.

10.2. Balansering av smidighet og modellering

• Adaptiv modellering: Vedta en adaptiv modelleringstilnærming der UML brukes i den grad det er nødvendig for effektiv kommunikasjon og forståelse. Fokuset bør være på å levere verdi gjennom fungerende programvare fremfor uttømmende dokumentasjon.
• Team Empowerment: Gi utviklingsteamet mulighet til å velge riktig nivå av modellering basert på prosjektets behov. Teammedlemmer skal føle seg komfortable med å bruke UML som et kommunikasjonsverktøy uten å føle seg tynget av overdrevne modelleringskrav.

11. Vanlige utfordringer i UML-modellering

1. Tidkrevende: UML-modellering kan oppleves som tidkrevende, spesielt i fartsfylte Agile miljøer hvor rask utvikling vektlegges. Lag kan slite med å holde tritt med behovet for hyppige oppdateringer av UML-diagrammer.
2. Overdokumentasjon: Agile prinsipper verdsetter fungerende programvare fremfor omfattende dokumentasjon. Det er en risiko for overdokumentasjon ved bruk av UML, siden team kan bruke for mye tid på detaljerte diagrammer som ikke direkte bidrar til å levere verdi.
3. Endre krav: Agile prosjekter møter ofte endrede krav, og UML-diagrammer kan raskt bli utdaterte. Det kan være utfordrende å holde tritt med disse endringene og sikre at UML-modeller gjenspeiler dagens systemtilstand.
4. Samarbeidsproblemer: Agile legger vekt på samarbeid mellom teammedlemmer, og noen ganger blir UML-diagrammer sett på som artefakter som bare enkelte teammedlemmer forstår. Å sikre at alle kan bidra til og dra nytte av UML-modeller kan være en utfordring.

12. Fordeler med å bruke UML-diagrammer

1. Standardisering: UML gir en standardisert måte å representere systemmodeller på, og sikrer at utviklere og interessenter kan kommunisere ved hjelp av et felles visuelt språk.
2. Kommunikasjon: UML-diagrammer fungerer som et kraftig kommunikasjonsverktøy mellom interessenter, inkludert utviklere, designere, testere og forretningsbrukere. De hjelper til med å formidle komplekse ideer på en mer forståelig måte.
3. Visualisering: UML-diagrammer letter visualisering av systemkomponenter, relasjoner og prosesser. Denne visuelle representasjonen hjelper til med å forstå og designe komplekse systemer.
4. Dokumentasjon: UML-diagrammer kan brukes som effektive dokumentasjonsverktøy. De gir en strukturert og organisert måte å dokumentere ulike aspekter ved et system, som arkitektur, design og oppførsel.
5. Analyse og design: UML støtter både analyse- og designfaser av programvareutvikling. Det hjelper med å modellere kravene til et system og deretter transformere dem til et design som kan implementeres.