Единый язык моделирования - Unified Modeling Language

Логотип UML

В Единый язык моделирования (UML) является универсальным, развивающим, язык моделирования в области программная инженерия который предназначен для предоставления стандартного способа визуализации дизайна системы.[1]

Первоначально создание UML было мотивировано желанием стандартизировать разрозненные системы обозначений и подходы к разработке программного обеспечения. Он был разработан Грейди Буч, Ивар Якобсон и Джеймс Рамбо в Рациональное программное обеспечение в 1994–1995 годах, с последующим развитием под их руководством до 1996 года.[1]

В 1997 году UML был принят в качестве стандарта Группа управления объектами (OMG), и с тех пор ею управляет. В 2005 году UML был также опубликован Международная организация по стандартизации (ISO) как утвержденный стандарт ISO.[2] С тех пор стандарт периодически пересматривался, чтобы охватить последнюю версию UML.[3]

История

История объектно-ориентированных методов и обозначений

До UML 1.0

UML развивается со второй половины 1990-х годов и берет свое начало в объектно-ориентированного программирования методы, разработанные в конце 1980-х - начале 1990-х годов. Временная шкала (см. Изображение) показывает основные моменты истории объектно-ориентированных методов моделирования и обозначений.

Первоначально он основан на обозначениях Метод Буча, то техника объектного моделирования (OMT) и объектно-ориентированная разработка программного обеспечения (OOSE), который он интегрировал в единый язык.[4]

Rational Software Corporation принят на работу Джеймс Рамбо из General Electric в 1994 году и после этого компания стала источником двух самых популярных подходов к объектно-ориентированному моделированию того времени:[5] Рамбо техника объектного моделирования (OMT) и Грейди Буч метод. Вскоре в их усилиях им помогли Ивар Якобсон, создатель объектно-ориентированная разработка программного обеспечения (OOSE), который присоединился к ним в Rational в 1995 году.[1]

UML 1.x

Под техническим руководством этих троих (Рамбо, Якобсон и Буч) консорциум под названием UML Партнеры была организована в 1996 году для завершения Единый язык моделирования (UML) спецификации, и предложить ее Группе управления объектами (OMG) для стандартизации. В партнерстве также были дополнительные заинтересованные стороны (например, HP, DEC, IBM и Microsoft ). Проект UML 1.0 UML Partners был предложен OMG консорциумом в январе 1997 года. В том же месяце партнеры UML сформировали группу, призванную определять точное значение языковых конструкций под председательством Крис Кобрин и администрируется Эдом Эйкхольтом для завершения спецификации и интеграции ее с другими усилиями по стандартизации. Результат этой работы, UML 1.1, был представлен OMG в августе 1997 года и принят OMG в ноябре 1997 года.[1][6]

После первого выпуска была сформирована целевая группа.[1] для улучшения языка, в результате чего было выпущено несколько незначительных изменений, 1.3, 1.4 и 1.5.[7]

Разработанные стандарты (как и исходный стандарт) были отмечены как неоднозначные и непоследовательные.[8][9]

Обозначение мощности

Как и в случае с базой данных Chen, Bachman и ISO Диаграммы ER, модели классов указаны для использования "просмотра" мощности, хотя несколько авторов (Merise,[10] Эльмасри и Наватх[11] среди других[12]) предпочитают ту же сторону или «ищите здесь» для ролей и минимальной и максимальной мощности. Недавние исследователи (Feinerer,[13] Dullea et al.[14]) показали, что метод "просмотра", используемый в диаграммах UML и ER, менее эффективен и менее согласован при применении к п-арные отношения порядка строго больше 2.

Файнерер говорит: «Проблемы возникают, если мы работаем в рамках семантики просмотра, используемой для ассоциаций UML. Хартманн[15] исследует эту ситуацию и показывает, как и почему различные преобразования терпят неудачу », и:« Как мы увидим на следующих нескольких страницах, сквозная интерпретация привносит ряд трудностей, которые препятствуют расширению простых механизмов с двоичных на п-арочные ассоциации ".

UML 2

Основная версия UML 2.0 заменила версию 1.5 в 2005 году, которая была разработана расширенным консорциумом для дальнейшего улучшения языка, чтобы отразить новый опыт использования его функций.[16]

Хотя UML 2.1 никогда не выпускался как формальная спецификация, версии 2.1.1 и 2.1.2 появились в 2007 году, а затем UML 2.2 в феврале 2009 года. UML 2.3 был официально выпущен в мае 2010 года.[17] UML 2.4.1 был официально выпущен в августе 2011 года.[17] UML 2.5 был выпущен в октябре 2012 года как «Выполняемая» версия и официально выпущен в июне 2015 года.[17] Официальная версия 2.5.1 была принята в декабре 2017 года.[18]

Спецификация UML 2.x состоит из четырех частей:

  • Надстройка, определяющая обозначения и семантику для диаграмм и их элементов модели
  • Инфраструктура, определяющая базовую метамодель, на которой основана надстройка.
  • В Язык объектных ограничений (OCL) для определения правил для элементов модели
  • Обмен диаграммами UML, который определяет, как обмениваются макеты диаграмм UML 2

До UML 2.4.1 последними версиями этих стандартов были:[19]

  • Надстройка UML версии 2.4.1
  • Инфраструктура UML версии 2.4.1
  • OCL версии 2.3.1
  • UML Diagram Interchange версии 1.0.

Начиная с версии 2.5, спецификация UML была упрощена (без надстройки и инфраструктуры), и теперь последние версии этих стандартов:[20]

  • Спецификация UML 2.5.1
  • OCL версии 2.4

Он продолжает обновляться и улучшаться целевой группой по пересмотру, которая решает любые проблемы с языком.[21]

Дизайн

UML предлагает способ визуализировать архитектурные схемы системы на диаграмме, включая такие элементы, как:[4]

Первоначально предназначенный для объектно-ориентированной проектной документации, UML был расширен до более широкого набора проектной документации (как указано выше),[22] и был признан полезным во многих контекстах.[23]

Методы разработки программного обеспечения

UML сам по себе не является методом разработки;[24] однако он был разработан, чтобы быть совместимым с ведущими объектно-ориентированными методами разработки программного обеспечения того времени, например OMT, Метод Буча, Цель и особенно RUP что он изначально предназначался для использования, когда начиналась работа в Rational Software.

Моделирование

Важно различать модель UML и набор диаграмм системы. Диаграмма - это частичное графическое представление модели системы. Набор диаграмм не обязательно должен полностью покрывать модель, и удаление диаграммы не меняет модель. Модель также может содержать документацию, которая управляет элементами модели и диаграммами (например, письменными вариантами использования).

Диаграммы UML представляют собой два разных представления модели системы:[25]

Модели UML можно обменивать Инструменты UML используя Обмен метаданными XML (XMI) формат.

В UML одним из ключевых инструментов моделирования поведения является модель вариантов использования, обусловленная OOSE. Сценарии использования - это способ указать требуемые способы использования системы. Обычно они используются для определения требований системы, то есть того, что система должна делать.[26]

Диаграммы

Типы диаграмм UML
Структурные диаграммы UML
Диаграммы поведенческого UML

В UML 2 есть много типов диаграмм, которые делятся на две категории.[4] Некоторые типы представляют структурный информации, а остальные представляют собой общие типы поведение, в том числе несколько, которые представляют разные аспекты взаимодействия. Эти диаграммы можно классифицировать иерархически, как показано на следующей диаграмме классов:[4]

Иерархия диаграмм UML 2.2, представленная в виде диаграммы классов

Эти диаграммы могут содержать комментарии или примечания, объясняющие использование, ограничения или намерения.

Структурные схемы

Структурные диаграммы подчеркивают то, что должно присутствовать в моделируемой системе. Поскольку структурные диаграммы представляют структуру, они широко используются при документировании программная архитектура программных систем. Например, диаграмма компонентов описывает, как программная система разбивается на компоненты, и показывает зависимости между этими компонентами.

Диаграммы поведения

Диаграммы поведения подчеркивают, что должно происходить в моделируемой системе. Поскольку диаграммы поведения иллюстрируют поведение системы, они широко используются для описания функциональности программных систем. Например, диаграмма деятельности описывает пошаговые бизнес- и операционные действия компонентов в системе.

Диаграммы взаимодействия

Диаграммы взаимодействия, подмножество диаграмм поведения, подчеркивают поток управления и данные среди вещей в моделируемой системе. Например, схема последовательности показывает, как объекты общаются друг с другом относительно последовательности сообщений.

Метамоделирование

Основная статья: Мета-объектный объект
Иллюстрация мета-объекта

Группа управления объектами (OMG) разработала метамоделирование архитектура для определения UML, называемая Мета-объектный объект.[27] MOF представляет собой четырехуровневую архитектуру, как показано на рисунке справа. Он предоставляет мета-метамодель вверху, называемую слоем M3. Эта M3-модель - это язык, используемый Meta-Object Facility для построения метамоделей, называемых M2-моделями.

Наиболее ярким примером модели мета-объекта уровня 2 является метамодель UML, которая описывает сам UML. Эти M2-модели описывают элементы M1-слоя и, следовательно, M1-модели. Это могут быть, например, модели, написанные на UML. Последний слой - это M0-слой или уровень данных. Он используется для описания экземпляров системы во время выполнения.[28]

Мета-модель может быть расширена с помощью механизма, называемого стереотипы. Это было раскритиковано как недостаточное / несостоятельное Брайан Хендерсон-Селлерс и Сезар Гонсалес-Перес в статье «Использование и злоупотребления стереотипным механизмом в UML 1.x и 2.0».[29]

Принятие

UML продается во многих контекстах.[23][30]

Иногда к нему относились как к дизайну Серебряная пуля, что приводит к проблемам. Неправильное использование UML включает чрезмерное использование (проектирование с его помощью каждой части системы, что не является необходимым) и предположение, что новички могут проектировать с его помощью.[31]

Он считается большим языком, на котором многие конструкции. Некоторые люди (в том числе Якобсон ) считают, что размер UML мешает его изучению (и, следовательно, использованию).[32]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c d е Руководство пользователя унифицированного языка моделирования, (2-е изд.). Эддисон-Уэсли. 2005. с. 496. ISBN  0321267974., Смотрите образец содержания, ищите историю
  2. ^ «ISO / IEC 19501: 2005 - Информационные технологии - Открытая распределенная обработка - Унифицированный язык моделирования (UML) версии 1.4.2». Iso.org. 1 апреля 2005 г.. Получено 7 мая 2015.
  3. ^ «ISO / IEC 19505-1: 2012 - Информационные технологии - Унифицированный язык моделирования группы управления объектами (OMG UML) - Часть 1: Инфраструктура». Iso.org. 20 апреля 2012 г.. Получено 10 апреля 2014.
  4. ^ а б c d "Унифицированный язык моделирования OMG (OMG UML), надстройка. Версия 2.4.1". Группа управления объектами. Получено 9 апреля 2014.
  5. ^ Андреас Зендлер (1997) Расширенные концепции, модели жизненного цикла и инструменты для объектно-ориентированной разработки программного обеспечения. п. 122
  6. ^ «Спецификация UML версии 1.1 (документ OMG ad / 97-08-11)». Omg.org. Получено 22 сентября 2011.
  7. ^ «UML». Omg.org. Получено 10 апреля 2014.
  8. ^ Génova et alia 2004 "Открытые проблемы моделирования сценариев промышленного использования"
  9. ^ «Будет ли UML 2.0 гибким или неудобным?» (PDF). Получено 22 сентября 2011.
  10. ^ Юбер Тардье, Арнольд Рохфельд и Рене Коллетти La method MERISE: Principes et outils (Мягкая обложка - 1983)
  11. ^ Эльмасри, Рамез, Б. Шамкант, Навате, Основы систем баз данных, третье изд., Аддисон-Уэсли, Менло-Парк, Калифорния, США, 2000.
  12. ^ ER 2004: 23-я Международная конференция по концептуальному моделированию, Шанхай, Китай, 8-12 ноября 2004 г. В архиве 27 мая 2013 г. Wayback Machine
  13. ^ «Формальное рассмотрение диаграмм классов UML как эффективного метода управления конфигурацией 2007» (PDF). Получено 22 сентября 2011.
  14. ^ "Джеймс Даллеа, Иль-Йол Сон, Иоанна Лампроу - Анализ структурной достоверности в моделировании отношений сущностей 2002" (PDF). Получено 22 сентября 2011.
  15. ^ ""Рассуждения об ограничениях участия и ограничениях Чена "S Hartmann - 2003" (PDF). Получено 17 августа 2013.
  16. ^ «UML 2.0». Omg.org. Получено 22 сентября 2011.
  17. ^ а б c «UML». Omg.org. Получено 22 сентября 2011.
  18. ^ «Спецификация UML 2.5.1». Omg.org. Получено 24 октября 2018.
  19. ^ МОЙ БОГ. «Формальные спецификации OMG (параграф« Моделирование и метаданные »)». Получено 12 февраля 2016.
  20. ^ МОЙ БОГ. "о спецификации единого языка моделирования". Получено 22 февраля 2020.
  21. ^ «Проблемы со списком рассылки целевой группы по версии UML 2.6». Omg.org. Получено 10 апреля 2014.
  22. ^ Сатиш Мишра (1997). «Визуальное моделирование и унифицированный язык моделирования (UML): введение в UML». Корпорация Rational Software. По состоянию на 9 ноября 2008 г.
  23. ^ а б «UML, истории успеха». Получено 9 апреля 2014.
  24. ^ Джон Хант (2000). Единый процесс для практиков: объектно-ориентированный дизайн, UML и Java. Спрингер, 2000. ISBN  1-85233-275-1. п. 5. дверь
  25. ^ Институт инженеров-электриков Джона Холта (2004 г.). UML для системной инженерии: наблюдая за колесами ИЭПП, 2004 г., ISBN  0-86341-354-4. п. 58
  26. ^ Мануэль Альмендрос-Хименес, Хесус и Ирибарн, Луис. (2007). Описание взаимосвязей вариантов использования с помощью диаграмм последовательностей. Comput. J .. 50. 116-128. 10.1093 / comjnl / bxl053.
  27. ^ Иман Поэрномо (2006) "Типизированное средство мета-объекта " в: Proceeding SAC '06 Proceedings of the 2006 ACM симпозиум по прикладным вычислениям. С. 1845–1849.
  28. ^ «Инфраструктура UML 2.4.1». Omg.org. 5 августа 2011 г.. Получено 10 апреля 2014.
  29. ^ Б. Хендерсон-Селлерс; К. Гонсалес-Перес (2006). «Использование и злоупотребления стереотипным механизмом в UML 1.x и 2.0». в: Инженерные языки и системы на основе моделей. Springer Berlin / Heidelberg.
  30. ^ «UML 2.5: вас это вообще волнует?». «UML действительно повсеместен»
  31. ^ "Смерть от лихорадки UML".
  32. ^ «Ивар Якобсон о UML, MDA и будущем методологий».

дальнейшее чтение

внешняя ссылка