Что такое UML

UML — унифицированный язык моделирования (Unified Modeling Language) — это система обозначений, которую можно применять для объектно-ориентированного анализа и проектирования. Его можно использовать для визуализации, спецификации, конструирования и документирования программных систем.

Проще говоря, если посмотреть картинки в поисковых системах, то станет понятно, что UML — это что-то про схемы, стрелочки и квадратики.

Важно, что UML переводится как Unified Modeling Language. Главное здесь слово Unified. То есть наши картинки поймём не только мы, но и остальные, знающие UML. Получается, это такой международный язык рисования схем.

Многие программисты, столкнувшись со сложной задачей, пренебрегают этапом проектирования, ссылаясь на то, что проектирование — это потеря времени, и в данном случае оно будет мне только мешать.

Многие программисты, столкнувшись со сложной задачей, пренебрегают этапом проектирования, ссылаясь на то, что проектирование — это потеря времени, и в данном случае оно будет мне только мешать.

Плюсы и минусы UML проектирования

Минусы:

• трата времени;
• необходимость знания различных диаграмм и их нотаций.

Плюсы:

• возможность посмотреть на задачу с разных точек зрения;
• другим программистам легче понять суть задачи и способ ее реализации;
• диаграммы сравнительно просты для чтения после достаточно быстрого ознакомления с их синтаксисом.

Для того, чтобы разобраться, нужно ли именно вам использовать UML, необходимо рассмотреть основные диаграммы. Благодаря им складывается общая картина, дающая представление о возможностях выражения архитектурных идей в рамках бизнес-задач.

Все представленные ниже диаграммы связаны между собой. Комбинируя их, мы можем добиться необходимого уровня декомпозиции отдельно взятых задач.

Сначала я , а потом , а потом… Диаграмма последовательностей

Представьте, что вам нужно описать последовательность действий для заказа товара в интернет-магазине. Кто должен участвовать в процессе? Какие фазы проходит заказ прежде, чем он будет оформлен?

Обычно, мы пишем длинный список этапов, которые должна пройти заявка, чтобы получить гордый статус «Оформлена». Затем описываем, кто именно будет выполнять конкретное действие. И только после этого начинаем программировать.

В чем недостаток данного подхода? Он не нагляден.

Представьте, перед вами лежит длинный список описанных ранее этапов и комментариев к ним. Насколько просто вам будет разобраться в нем? Сколько времени может на это потребоваться? Предполагаю, что достаточно.

Альтернативой данному подходу является использование диаграммы последовательностей, представленной на рисунке ниже.

Сверху отображены действующие лица, а каждая стрелка это конкретное действие, связанное с ними. Подробнее о данной диаграмме можно узнать здесь

Диаграмма состояний. Настраиваем старые электронные часы

Диаграмма состояний позволяет описать поведение отдельно взятого объекта при определенных условиях. Также она покажет нам все возможные состояния, в которых может находиться объект, а также процесс смены состояний в результате внешнего влияния.

Предположим, мы программируем советские электронные часы.

Для настройки нам дано всего несколько кнопок. Довольно негусто. При этом мы знаем, что одна из кнопок переключает режим настройки часов. Другая кнопка в первом режиме меняет минуты, а во втором часы.

Инструкция по настройке и так достаточно небольшая, но благодаря диаграмме состояний она визуально воспринимается гораздо проще.

Подробнее о диаграмме состояний можно прочитать здесь.

Диаграмма классов, или как рассказать о своем коде без кода

Диаграммы классов используются при моделировании ПС наиболее часто. Они являются одной из форм статического описания системы с точки зрения ее проектирования. Диаграмма классов не отображает динамическое поведение объектов изображенных на ней классов. На диаграммах классов показываются классы, интерфейсы и отношения между ними.

В различных документациях, описании паттернов проектирования, а также, читая хабр, все мы часто встречаем диаграмму классов. Почему же ее так часто используют?

Предположим, вам нужно спроектировать систему. Прежде чем приступить к реализации нескольких классов, вы захотите иметь концептуальное понимание системы, — какие классы мне нужны? Какая функциональность и информация будет у этих классов? Как они взаимодействуют друг с другом? Кто может видеть эти классы? И так далее.

Вот где появляются диаграммы классов. Диаграммы классов — это отличный способ визуализировать классы в вашей системе, прежде чем вы начнете их кодировать. Они представляют собой статическое представление структуры вашей системы.

Именно диаграмма классов дает нам наиболее полное и развернутое представление о структуре и связях в программном коде. Понимание принципов построения данной диаграммы позволяет кратко и прозрачно выражать свои мысли и идеи.

Рассмотрим, как с помощью диаграммы классов описать известный паттерн проектирования «Посетитель».

«Посетитель» — это поведенческий паттерн проектирования, который позволяет добавлять в программу новые операции, не изменяя классы объектов, над которыми эти операции могут выполняться.

Самыми значимыми достоинствами этой диаграммы являются:

• экономия времени при объяснении задачи другим программистам;
• более точное и наглядное представление структуры основных элементов системы.

К минусам можно отнести значительные временные затраты при условии недостатка опыта работы с данной диаграммой.

Подробнее о диаграмме классов можно прочитать здесь, а о паттерне «Посетитель» здесь.

Диаграмма деятельности

Диаграмма деятельности — это технология, позволяющая описывать логику процедур, бизнес-процессы и потоки работ. Во многих случаях они напоминают блок-схемы, но принципиальная разница между диаграммами деятельности и нотацией блок-схем заключается в том, что первые поддерживают параллельные процессы.

Если говорить кратко, то диаграмма деятельности помогает нам описать логику поведения системы. Можно построить несколько диаграмм деятельности для одной и той же системы, причем каждая из них будет фокусироваться на разных аспектах системы, показывать различные действия, выполняющиеся внутри нее.

Именно на диаграмме деятельности представлены переходы от одной деятельности к другой. Это, по сути, разновидность диаграммы состояний, где все или большая часть состояний являются некоторыми активностями, а все или большая часть переходов срабатывают при завершении определенной деятельности и позволяют перейти к выполнению следующей.

Смысл диаграммы вполне понятен. На ней показана работа с веб-приложением, которое решает некую задачу в удаленной базе данных. Обратите внимание на расположение активностей на этой диаграмме: они как бы разбросаны по трем колонкам, каждая из которых соответствует поведению одного из трех объектов — клиента, веб-сервера и сервера баз данных. Благодаря этому легко определить, каким из объектов выполняется каждая из деятельностей.

Подробнее о диаграмме деятельности можно прочитать здесь.

Заключение

Надеюсь, что после этой статьи вы по-другому посмотрите на UML. Теперь при прочтении литературы или сайтов, посвященных данной теме, вам будет проще понять, какую цель преследует UML, и найти возможности для его применения. Попробуйте начать применять его и вы почувствуете всю силу и мощь, скрываемую за набором стрелок и квадратиков.

UML для бизнес-моделирования: зачем нужны диаграммы процессов

Unified Modeling Language (UML) — унифицированный язык моделирования. Расшифруем: modeling подразумевает создание модели, описывающей объект. Unified (универсальный, единый) — подходит для широкого класса проектируемых программных систем, различных областей приложений, типов организаций, уровней компетентности, размеров проектов. UML описывает объект в едином заданном синтаксисе, поэтому где бы вы не нарисовали диаграмму, ее правила будут понятны для всех, кто знаком с этим графическим языком — даже в другой стране.

Для чего используется UML?

Одна из задач UML — служить средством коммуникации внутри команды и при общении с заказчиком. Давайте рассмотрим возможные варианты использования диаграмм.

• Проектирование. UML-диаграммы помогут при моделировании архитектуры больших проектов, в которой можно собрать как крупные, так и более мелкие детали и нарисовать каркас (схему) приложения. По нему впоследствии будет строиться код.
• Реверс-инжиниринг — создание UML-модели из существующего кода приложения, обратное построение. Может применяться, например, на проектах поддержки, где есть написанный код, но документация неполная или отсутствует.
• Из моделей можно извлекать текстовую информацию и генерировать относительно удобочитаемые тексты — документировать. Текст и графика будут дополнять друг друга.

Нотация UML для описания логики проекта

Как и любой другой язык, UML имеет собственные правила оформления моделей и синтаксис. С помощью графической нотации UML можно визуализировать систему, объединить все компоненты в единую структуру, уточнять и улучшать модель в процессе работы. На общем уровне графическая нотация UML содержит 4 основных типа элементов:

UML-нотация является де-факто отраслевым стандартом в области разработки программного обеспечения, ИТ-инфраструктуры и бизнес-систем.

Часто используемые программы для создания диаграмм

• Diagrams.net — удобный сервис для создания блок-схем, UML-диаграмм, моделей бизнес-процессов онлайн. Совместим с большинством популярных инструментов, включая Google Docs, Git, Dropbox, OneDrive и другие.

• Dbdiagram.io — приложение для построения диаграмм связей для баз данных. Хороший инструмент для разработчиков и аналитиков.

• Google Drawings — бесплатный инструмент для создания блок-схем и диаграмм в составе Google Drive (менее удобный по сравнению с diagrams.net);
• xmind.net — программа для построения интеллектуальных карт (mind map), логических схем, сложных структур, проведения брейнсторма и не только.

Виды UML-диаграмм

В языке UML есть 12 типов диаграмм:

• 4 типа диаграмм представляют статическую структуру приложения;
• 5 типов представляют поведенческие аспекты системы;
• 3 представляют физические аспекты функционирования системы (диаграммы реализации).

Некоторые из видов диаграмм специфичны для определенной системы и приложения. Самыми доступными из них являются:

• Диаграмма прецедентов (Use-case diagram);
• Диаграмма классов (Class diagram);
• Диаграмма активностей (Activity diagram);
• Диаграмма последовательности (Sequence diagram);
• Диаграмма развёртывания (Deployment diagram);
• Диаграмма сотрудничества (Collaboration diagram);
• Диаграмма объектов (Object diagram);
• Диаграмма состояний (Statechart diagram).

Диаграмма прецедентов — Use-case diagram

Диаграмма прецедентов использует 2 основных элемента:

1) Actor (участник) — множество логически связанных ролей, исполняемых при взаимодействии с прецедентами или сущностями (система, подсистема или класс). Участником может быть человек, роль человека в системе или другая система, подсистема или класс, которые представляют нечто вне сущности.

2) Use case (прецедент) — описание отдельного аспекта поведения системы с точки зрения пользователя. Прецедент не показывает, «как» достигается некоторый результат, а только «что» именно выполняется.

Рассмотрим классический студенческий пример, в котором есть 2 участника: студент и библиотекарь. Прецеденты для студента: ищет в каталоге, заказывает, работает в читальном зале. Роль библиотекаря: выдача заказа, консультации (рекомендации книг по теме, обучение использованию поисковой системы и заполнению бланков заказа).

Второй пример немного сложнее. Видим, что одно и то же лицо может выступать в нескольких ролях. Например, product manager у нас работает над стратегией и больше ничем не занимается, архитектор работает над стратегией и занимается внедрением, build master занимается тремя вещами одновременно, и так далее. По такой схеме мы можем проследить, какая из ролей связана с какими прецедентами.

Диаграмма классов — Class diagram

Класс (class) — категория вещей, которые имеют общие атрибуты и операции. Сама диаграмма классов являет собой набор статических, декларативных элементов модели. Она дает нам наиболее полное и развернутое представление о связях в программном коде, функциональности и информации об отдельных классах. Приложения генерируются зачастую именно с диаграммы классов. Рассмотрим на простом примере ниже:

Для класса «студент» есть таблица, содержащая атрибуты: имя, адрес, телефон, e-mail, номер зачетки, средняя успеваемость. И также показаны связи данной сущности с другими: прохождением курса, какой курс слушает, кто профессор. В этом примере также добавляются функции, которые могут быть применены к сущности «студент».

Диаграмма активностей — Activity diagram

Тоже крутая штука, которая очень часто используется на практике. Диаграмма активностей описывает динамические аспекты поведения системы в виде блок-схемы, которая отражает бизнес-процессы, логику процедур и потоки работ — переходы от одной деятельности к другой. По сути, мы рисуем алгоритм действий (логику поведения) системы или взаимодействия нескольких систем. Ниже — пример подобной диаграммы для интернет-магазина.

Диаграмма активностей для сайта магазина максимально доступно объясняет, какие есть интеграции в системе. Актер (в нашем случае — покупатель), зашедший на сайт, делает заказ. Далее у нас происходит разветвление: проверяем, является ли пользователь оптовиком (Да/Нет). Если он не зарегистрирован в системе и не оптовик, заказ отправляется в retailCRM. Если пользователь зарегистрирован, его заказ попадает в Navision. При этом между retailCRM и Navision происходит синхронизация остатка и статусов.

Эту базовую диаграмму мы можем дополнить, расширить, она может выступить частью документации и дает общее представление о работе системы.

Диаграмма последовательности — Sequence Diagram

Используется для уточнения диаграмм прецедентов — описывает поведенческие аспекты системы. Диаграмма последовательности отражает взаимодействие объектов в динамике, во времени. При этом информация принимает вид сообщений, а взаимодействие объектов подразумевает обмен этими сообщениями в рамках сценария.

Диаграмма развертывания — Deployment Diagram

Диаграмма развертывания отображает графическое представление инфраструктуры, на которую будет развернуто приложение: топологию системы и распределение компонентов по ее узлам, а также соединения — маршруты передачи данных между узлами. Диаграмма помогает более рационально организовать компоненты, от чего зависит в числе прочего и производительность системы, а также решить вспомогательные задачи, например, связанные с безопасностью.

Заключение

Как видим, на первый взгляд банальный набор фигур и стрелок может значительно упростить решение сложных задач в программировании, помочь при выборе оптимального решения и разработке технической документации. Какие еще выводы можем сделать:

• строить диаграммы несложно;
• диаграммы очень легко читаемы и просты для понимания;
• они — отличный инструмент для проектирования архитектуры и поведения;
• необходимы для документирования любой нетривиальной системы. Позволяют легко понять связи между модулями и интеграциями в системе.

Остались вопросы, хотите обсудить с нами ваш проект или заказать разработку? Пишите!

Зачем нам UML? Или как сохранить себе нервы и время

Многие программисты, столкнувшись со сложной задачей, пренебрегают этапом проектирования, ссылаясь на то, что проектирование — это потеря времени, и в данном случае оно будет мне только мешать.

Зачастую это утверждение оказывается верным, если задача и правда небольшая и квалификации программиста достаточно для определения наиболее оптимального решения.

Программисты, не использующие UML, делятся на несколько групп:

• начну писать код, а в процессе пойму, что да как;
• почитаю форумы, хабр, medium, stack overflow, книгу, записи на стенах, знаки свыше…;
• поспрашиваю у коллег, может, кто-то знает, как решить подобную задачу;
• начну рисовать квадратики и схематично покажу, какое видение задачи сформировалось у меня в сознании.

Можно провести аналогию с постройкой дома. Когда кто-то хочет построить дом, он не просто бьет молотком и приступает к работе. Ему нужно иметь план — план проектирования, чтобы он мог анализировать и модифицировать свою систему.

Если вы уже начали описывать на бумаге вашу задачу, это уже огромный плюс.

Что такое UML

Официальное определение из википедии.

UML – унифицированный язык моделирования (Unified Modeling Language) – это система обозначений, которую можно применять для объектно-ориентированного анализа и проектирования. Его можно использовать для визуализации, спецификации, конструирования и документирования программных систем.

Проще говоря, если посмотреть картинки в поисковых системах, то станет понятно, что UML – это что-то про схемы, стрелочки и квадратики.

Важно, что UML переводится как Unified Modeling Language. Главное здесь слово Unified. То есть наши картинки поймём не только мы, но и остальные, знающие UML. Получается, это такой международный язык рисования схем.

Плюсы и минусы UML проектирования

• трата времени;
• необходимость знания различных диаграмм и их нотаций.

• возможность посмотреть на задачу с разных точек зрения;
• другим программистам легче понять суть задачи и способ ее реализации;
• диаграммы сравнительно просты для чтения после достаточно быстрого ознакомления с их синтаксисом.

Все представленные ниже диаграммы связаны между собой. Комбинируя их, мы можем добиться необходимого уровня декомпозиции отдельно взятых задач.

Предлагаю познакомиться с одними из самых полезных и часто используемых диаграмм.
Речь пойдет о диаграммах последовательности, состояний, деятельности и самой сложной из них — диаграмме классов.

Сначала я , а потом , а потом… Диаграмма последовательностей

Представьте, что вам нужно описать последовательность действий для заказа товара в интернет-магазине. Кто должен участвовать в процессе? Какие фазы проходит заказ прежде, чем он будет оформлен?

Обычно, мы пишем длинный список этапов, которые должна пройти заявка, чтобы получить гордый статус «Оформлена». Затем описываем, кто именно будет выполнять конкретное действие. И только после этого начинаем программировать.

В чем недостаток данного подхода? Он не нагляден.

Представьте, перед вами лежит длинный список описанных ранее этапов и комментариев к ним. Насколько просто вам будет разобраться в нем? Сколько времени может на это потребоваться? Предполагаю, что достаточно.

Альтернативой данному подходу является использование диаграммы последовательностей, представленной на рисунке ниже.

Сверху отображены действующие лица, а каждая стрелка это конкретное действие, связанное с ними. Подробнее о данной диаграмме можно узнать здесь

Диаграмма состояний. Настраиваем старые электронные часы

Диаграмма состояний позволяет описать поведение отдельно взятого объекта при определенных условиях. Также она покажет нам все возможные состояния, в которых может находиться объект, а также процесс смены состояний в результате внешнего влияния.

Предположим, мы программируем советские электронные часы.

Для настройки нам дано всего несколько кнопок. Довольно негусто. При этом мы знаем, что одна из кнопок переключает режим настройки часов. Другая кнопка в первом режиме меняет минуты, а во втором часы.

Инструкция по настройке и так достаточно небольшая, но благодаря диаграмме состояний она визуально воспринимается гораздо проще.

Подробнее о диаграмме состояний можно прочитать здесь.

Диаграмма классов, или как рассказать о своем коде без кода

Диаграммы классов используются при моделировании ПС наиболее часто. Они являются одной из форм статического описания системы с точки зрения ее проектирования. Диаграмма классов не отображает динамическое поведение объектов изображенных на ней классов. На диаграммах классов показываются классы, интерфейсы и отношения между ними.

В различных документациях, описании паттернов проектирования, а также, читая хабр, все мы часто встречаем диаграмму классов. Почему же ее так часто используют?

Предположим, вам нужно спроектировать систему. Прежде чем приступить к реализации нескольких классов, вы захотите иметь концептуальное понимание системы, — какие классы мне нужны? Какая функциональность и информация будет у этих классов? Как они взаимодействуют друг с другом? Кто может видеть эти классы? И так далее.

Вот где появляются диаграммы классов. Диаграммы классов — это отличный способ визуализировать классы в вашей системе, прежде чем вы начнете их кодировать. Они представляют собой статическое представление структуры вашей системы.

Именно диаграмма классов дает нам наиболее полное и развернутое представление о структуре и связях в программном коде. Понимание принципов построения данной диаграммы позволяет кратко и прозрачно выражать свои мысли и идеи.

Рассмотрим, как с помощью диаграммы классов описать известный паттерн проектирования «Посетитель».

«Посетитель» — это поведенческий паттерн проектирования, который позволяет добавлять в программу новые операции, не изменяя классы объектов, над которыми эти операции могут выполняться.

Самыми значимыми достоинствами этой диаграммы являются:

• экономия времени при объяснении задачи другим программистам;
• более точное и наглядное представление структуры основных элементов системы.

Подробнее о диаграмме классов можно прочитать здесь, а о паттерне «Посетитель» здесь.

Диаграмма деятельности

Диаграмма деятельности – это технология, позволяющая описывать логику процедур, бизнес-процессы и потоки работ. Во многих случаях они напоминают блок-схемы, но принципиальная разница между диаграммами деятельности и нотацией блок-схем заключается в том, что первые поддерживают параллельные процессы.

Если говорить кратко, то диаграмма деятельности помогает нам описать логику поведения системы. Можно построить несколько диаграмм деятельности для одной и той же системы, причем каждая из них будет фокусироваться на разных аспектах системы, показывать различные действия, выполняющиеся внутри нее.

Именно на диаграмме деятельности представлены переходы от одной деятельности к другой. Это, по сути, разновидность диаграммы состояний, где все или большая часть состояний являются некоторыми активностями, а все или большая часть переходов срабатывают при завершении определенной деятельности и позволяют перейти к выполнению следующей.

Смысл диаграммы вполне понятен. На ней показана работа с веб-приложением, которое решает некую задачу в удаленной базе данных. Обратите внимание на расположение активностей на этой диаграмме: они как бы разбросаны по трем колонкам, каждая из которых соответствует поведению одного из трех объектов — клиента, веб-сервера и сервера баз данных. Благодаря этому легко определить, каким из объектов выполняется каждая из деятельностей.

Подробнее о диаграмме деятельности можно прочитать здесь.

Заключение

Надеюсь, что после этой статьи вы по-другому посмотрите на UML. Теперь при прочтении литературы или сайтов, посвященных данной теме, вам будет проще понять, какую цель преследует UML, и найти возможности для его применения. Попробуйте начать применять его и вы почувствуете всю силу и мощь, скрываемую за набором стрелок и квадратиков.

Оставьте комментарий, если вы думаете (или знаете), что что-то не так или могло быть описано лучше.

• программирование
• uml
• проектирование

• Программирование
• Анализ и проектирование систем
• UML Design

При подготовке материала использовались источники:
https://medium.com/@medvedev.rm/%D1%87%D1%82%D0%BE-%D1%82%D0%B0%D0%BA%D0%BE%D0%B5-uml-%D0%B8-%D0%B4%D0%BB%D1%8F-%D1%87%D0%B5%D0%B3%D0%BE-%D0%BE%D0%BD-%D0%BD%D0%B0%D0%BC-%D0%BD%D1%83%D0%B6%D0%B5%D0%BD-7d3e8a372b15
https://evergreens.com.ua/ru/articles/uml-diagrams.html
https://habr.com/ru/articles/458680/