Для чого потрібні UML діаграми?

У сьогоднішньому матеріалі від компанії FoxmindED розбираємося з таким поняттям як uml діаграми, а також розглянемо ефективність їхнього застосування в еджайл-розробці.

Unified Modeling Language (UML) – це стандартна мова моделювання. Вона використовується для візуалізації, специфікації, конструювання та документування програмних систем. Історія виникнення UML налічує понад два десятиліття. Його розробка розпочалася наприкінці 20-го століття групою експертів з об’єктно-орієнтованого програмування, серед яких були Граді Буч, Джеймс Рамбо та Івар Якобсон. У 1997 році UML було прийнято як стандарт OMG (Object Management Group), що зробило його ще більш значущим для індустрії розробки ПЗ.

Важливою рисою UML є його універсальність. Він підходить для моделювання різних типів систем, включно з програмними додатками, базами даних, розподіленими системами та багато іншого.

Основні типи діаграм 

Діаграми UML класифікуються на:

• Структурні – містять діаграми класів (відображає структуру класів у системі та їхні взаємозв’язки), компонентів (дає змогу уявити структуру високорівневих компонентів системи та їхні залежності) і об’єктів (фокусується на конкретних об’єктах у системі та їхніх взаємодіях).

• Поведінкові – включають діаграми випадків використання (описує взаємодію між системою та її користувачем), активностей (моделює потоки управління або процесів у системі) і послідовності (показує взаємодію між різними об’єктами в системі в певній послідовності подій).

А тепер розглянемо докладніше…

Структурні діаграми 

Призначені для візуалізації статичної структури системи, тобто її складових елементів та їхніх взаємозв’язків.

Існує три основні типи структурних діаграм UML: 

• Діаграма класів – ключовий інструмент для моделювання структури об’єктно-орієнтованих систем. Вона дає змогу представити класи, їхні атрибути, методи та взаємозв’язки між ними. Наприклад, під час розроблення системи управління завданнями, на такій діаграмі ми можемо уявити класи “Завдання”, “Користувач”, “Проєкт” і визначити їхні атрибути й методи, як-от назва завдання або створення завдання.

• Діаграма компонентів описує фізичну структуру системи та її компоненти. Вона допомагає побачити, які компоненти входять до системи і як вони взаємодіють. Наприклад, під час проєктування веб-додатка на такій діаграмі можна показати клієнтський і серверний код, базу даних, бібліотеки та зовнішні сервіси, а також їхні взаємозв’язки.

• Діаграма об’єктів зосереджується на конкретних об’єктах у системі та їхніх взаємодіях, представляючи миттєвий стан системи. Наприклад, у системі управління замовленнями інтернет-магазину на такій діаграмі можна показати конкретні об’єкти, як-от замовлення, товари, користувачі, та їхні взаємозв’язки в певний момент часу.

Під час проєктування архітектури застосунку такі діаграми можна використовувати по-різному: якщо це база даних, то діаграма класів допомагає визначити сутності та їхні атрибути, а діаграма компонентів – показує компоненти, як-от таблиці та збережені процедури.

Скажімо, для розроблення мікросервісної архітектури діаграма компонентів демонструє кожен сервіс як окремий компонент та їхні взаємозв’язки.

Поведінкові діаграми UML

Поведінкові діаграми UML призначені для опису динамічної поведінки системи, тобто її взаємодії з навколишнім середовищем і внутрішніх процесів.

Розглянемо три основні типи поведінкових діаграм UML: 

• Діаграма випадків використання описує функціональність системи з погляду користувачів, допомагаючи виявити основні сценарії використання та визначити акторів, які взаємодіють із системою. Наприклад, під час розроблення системи управління бібліотекою на такій діаграмі можна показати сценарії, як-от “Замовлення книжки”, “Пошук книжки”, “Реєстрація користувача”, а також акторів, як-от “Користувач” і “Бібліотекар”.

• Діаграма активностей використовується для моделювання потоків управління або процесів у системі. Вона відображає послідовність дій, необхідних для виконання певного завдання або процесу. Наприклад, під час моделювання процесу оформлення замовлення в інтернет-магазині на такій діаграмі можна показати послідовність дій користувача, починаючи з вибору товару, додавання його в кошик, оформлення замовлення і завершення покупки.

• Діаграма послідовності відображає взаємодію між об’єктами в системі в певному порядку. Вона допомагає візуалізувати послідовність повідомлень, що передаються між об’єктами в рамках певного сценарію використання. Наприклад, під час моделювання системи чату на такій діаграмі можна показати, як користувач надсилає повідомлення, як воно передається через сервер і доставляється іншому користувачеві, а також які дії виконуються у відповідь на отримання повідомлення.

Поведінкові діаграми відіграють важливу роль у розумінні процесів і взаємодії в системі:

• Для проектування інтерфейсу користувача діаграма випадків використання визначає функціональні можливості та потреби користувачів, забезпечуючи створення зручного інтерфейсу.
• Для оптимізації бізнес-процесів діаграма активностей допомагає візуалізувати процеси і виявити області для поліпшення, допомагаючи бізнес-аналітикам поліпшити ефективність бізнесу.
• Під час тестування і налагодження ПЗ діаграма послідовності моделює сценарії використання системи, спрощуючи процес тестування і налагодження.

FoxmindEd – це навчальний центр, що має велику різноманітність напрямків курсів для новачків та програмістів з досвідом!

Тільки починаєте свій шлях в ІТ? Спробуйте курси Start

Вже маєте базові навички програмування? Тоді
курси Junior саме для вас.

Хочете поглибити свої знання в ІТ? Ми маємо курси Middle/Senior

Процес розроблення UML діаграм

Розробка uml діаграм складається з кількох етапів:

• Визначення функціональних і нефункціональних вимог, а також очікуваної поведінки системи.
• Виявлення ключових сценаріїв використання системи для визначення основних функціональних можливостей і потреб користувачів.
• Визначення відповідних типів UML діаграм для моделювання архітектури системи відповідно до вимог проєкту.
• Використання спеціалізованих інструментів для створення UML діаграм, таких як Lucidchart, Visual Paradigm тощо.
• Перевірка створених діаграм на відповідність вимогам проєкту та виявлення можливих помилок чи недоліків.
• Внесення змін до діаграм у разі виявлення змін у вимогах або архітектурі системи.
• Візуалізація структури та поведінки системи з використанням створених діаграм для кращого розуміння всіма учасниками проєкту та забезпечення єдиного бачення архітектури.

Отже, якщо вам потрібно описати структуру системи та взаємозв’язок між її компонентами, використовуйте діаграми класів, компонентів і об’єктів.

Якщо ж вам потрібно моделювати процеси та взаємодію в системі, то рекомендується звернутися до діаграм випадків використання, активностей і послідовності.

Інструменти

Lucidchart і Visual Paradigm – популярні інструменти для створення UML діаграм. Lucidchart надає широкий набір інструментів для створення різних типів UML діаграм. Його ключові функції включають можливість колаборативного редагування, інтеграцію з іншими сервісами та експорт у різні формати.

Visual Paradigm – це комплексний інструмент із підтримкою UML діаграм та інших типів діаграм. Його функціонал включає широкий набір інструментів для моделювання, генерацію коду, гнучку систему налаштування та підтримку колаборації.

Перед тим як вибрати відповідне ПЗ, слід спершу оцінити потреби проєкту, а також: врахувати бюджет і вартість ПЗ, дослідити функціональність і зручність використання, ну і звернути увагу на підтримку та оновлення.

Значення в еджайл-розробці

У чому ж полягає роль UML діаграм в Agile-розробці?

1. Візуалізація вимог: UML діаграми, такі як діаграми випадків використання та діаграми класів, допомагають візуалізувати вимоги до системи, що дає змогу команді краще зрозуміти, що потрібно створити.

2. Проектування архітектури: за допомогою діаграм, таких як діаграми компонентів і послідовності, команди можуть моделювати архітектуру системи та візуалізувати взаємодію між її компонентами.

3. Комунікація та спільне проєктування: діаграми слугують засобом комунікації між учасниками команди та зацікавленими сторонами, що сприяє розумінню вимог та узгодженню рішень.

4. Документація та навчання: створені UML-діаграми можуть слугувати як документація проєкту, що спрощує його підтримку та оновлення, а також навчання нових учасників команди.

Прикладами ефективного застосування UML в Agile-командах можуть бути:

• Проектування ітерацій: використання діаграм класів і активностей для планування і розробки функціональності в рамках кожної ітерації.

• Розробка призначеного для користувача інтерфейсу: застосування діаграм послідовності та активностей для проектування призначеного для користувача інтерфейсу та визначення взаємодії з системою.

• Управління змінами: візуалізація змін в архітектурі та вимогах проєкту за допомогою UML діаграм для швидкої адаптації та прийняття обґрунтованих рішень.

Майбутнє

Майбутнє UML діаграм залежить від розвитку технологій і змін у вимогах до розробки програмного забезпечення. Очікується, що UML інструменти будуть тісно інтегруватися з іншими інструментами розробки, забезпечуючи безперервний процес створення програмного забезпечення. Також покращиться функціональність і користувацький досвід в інструментах створення UML діаграм.

З розвитком технологій розвиватимуться і методики створення UML діаграм, що відповідають сучасним підходам до моделювання та архітектури систем. У майбутньому можна очікувати ухилення від формальних методів документування на користь більш гнучких і адаптивних підходів, таких як візуальне моделювання в реальному часі. Також збільшуватиметься автоматизація процесу створення та оновлення UML діаграм з використанням інструментів і технологій машинного навчання та штучного інтелекту.

Важливим напрямком буде участь UML діаграм у розвитку нових методологій розроблення, таких як Continuous Integration і Microservices, надаючи необхідні інструменти для моделювання та проєктування архітектури системи.

Висновок

UML діаграми – невід’ємна частина розробки програмного забезпечення. Вона забезпечує розуміння вимог, проєктування архітектури та взаєморозуміння в команді. Тому їхня значущість безперервно зростає, оскільки вони допомагають мінімізувати помилки, поліпшити ефективність і якість проєкту. У майбутньому, з розвитком технологій, UML діаграми продовжуватимуть відігравати важливу роль, а їхнє використання розвиватиметься й адаптуватиметься до нових викликів і можливостей.