Унифицированный язык моделирования ( UML ) — это язык визуального моделирования общего назначения , предназначенный для обеспечения стандартного способа визуализации проекта системы. [1]
UML предоставляет стандартную нотацию для многих типов диаграмм, которые можно условно разделить на три основные группы: диаграммы поведения, диаграммы взаимодействия и структурные диаграммы.
Создание UML изначально было мотивировано желанием стандартизировать разрозненные системы обозначений и подходы к разработке программного обеспечения. Он был разработан в Rational Software в 1994–1995 годах, а дальнейшая разработка проводилась под их руководством до 1996 года. [1]
В 1997 году UML был принят в качестве стандарта Группой управления объектами (OMG) и с тех пор находится под управлением этой организации. В 2005 году UML был также опубликован Международной организацией по стандартизации (ISO) и Международной электротехнической комиссией (IEC) как стандарт ISO/IEC 19501 . [2] С тех пор стандарт периодически пересматривался, чтобы охватить последнюю версию UML. [3]
В разработке программного обеспечения большинство специалистов не используют UML, а вместо этого создают неформальные диаграммы, нарисованные от руки; однако эти диаграммы часто включают элементы UML. [4] : 536
UML развивается со второй половины 1990-х годов и уходит корнями в методы объектно-ориентированного программирования , разработанные в конце 1980-х — начале 1990-х годов. Временная шкала (см. изображение) показывает основные моменты истории методов и обозначений объектно-ориентированного моделирования.
Первоначально он основан на обозначениях метода Буха , техники объектного моделирования (OMT) и объектно-ориентированной разработки программного обеспечения (OOSE), которые он интегрировал в единый язык. [5]
Корпорация Rational Software наняла Джеймса Рамбо из General Electric в 1994 году, и после этого компания стала источником двух самых популярных подходов объектно-ориентированного моделирования того времени: [6] метода объектного моделирования Рамбо (OMT) и метода Грэди Буча . метод. Вскоре в их усилиях им помог Ивар Джейкобсон , создатель метода объектно-ориентированной разработки программного обеспечения (OOSE), который присоединился к ним в Rational в 1995 году .
Под техническим руководством этих троих (Рамбо, Джейкобсон и Буч) в 1996 году был организован консорциум под названием UML Partners , чтобы завершить разработку спецификации Unified Modeling Language (UML) и предложить ее Группе управления объектами (OMG) для стандартизации. В партнерстве также участвовали дополнительные заинтересованные стороны (например, HP , DEC , IBM и Microsoft ). Проект UML 1.0 компании UML Partners был предложен консорциумом OMG в январе 1997 года. В том же месяце партнеры UML сформировали группу, призванную определять точное значение языковых конструкций, под председательством Криса Кобрина и Эда Эйкхолта, чтобы завершить разработку спецификации и интегрировать ее с другими усилиями по стандартизации. Результат этой работы, UML 1.1, был представлен OMG в августе 1997 г. и принят OMG в ноябре 1997 г. [1] [7]
После первого выпуска была сформирована рабочая группа [1] для улучшения языка, которая выпустила несколько незначительных ревизий: 1.3, 1.4 и 1.5. [8]
Разработанные им стандарты (как и первоначальный стандарт) были отмечены как неоднозначные и непоследовательные. [9]
Как и в случае с диаграммами Чена, Бахмана и ISO ER базы данных , в моделях классов используются «просматриваемые» мощности , хотя некоторые авторы ( Мерисе , [10] Эльмасри и Навате [11] среди других [12] ) предпочитают то же самое : сторона или «посмотрите здесь» для ролей, а также минимальной и максимальной мощности. Недавние исследователи (Фейнерер, [13] Дуллеа и др. [14] ) показали, что метод «пересмотра», используемый диаграммами UML и ER, менее эффективен и менее последователен, когда применяется к n -арным отношениям порядка, строго большего, чем 2.
Файнерер говорит: «Проблемы возникают, если мы работаем с семантикой просмотра, используемой для ассоциаций UML. Хартманн [15] исследует эту ситуацию и показывает, как и почему различные преобразования терпят неудачу». и: «Как мы увидим в следующих нескольких На страницах перекрестная интерпретация создает несколько трудностей, которые препятствуют расширению простых механизмов от бинарных до n -арных ассоциаций».
Основная версия UML 2.0 заменила версию 1.5 в 2005 году, которая была разработана расширенным консорциумом для дальнейшего улучшения языка с учетом нового опыта использования его функций. [16]
Хотя UML 2.1 так и не был выпущен в качестве официальной спецификации, версии 2.1.1 и 2.1.2 появились в 2007 году, а затем в феврале 2009 года появилась UML 2.2. 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 версия «в разработке» 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:
До UML 2.4.1 последними версиями этих стандартов были: [19]
Начиная с версии 2.5, спецификация UML была упрощена (без надстройки и инфраструктуры), и последние версии этих стандартов теперь: [20]
Он продолжает обновляться и улучшаться целевой группой по пересмотру, которая решает любые проблемы с языком. [21]
UML предлагает способ визуализировать архитектурные чертежи системы в виде диаграммы, включая такие элементы, как: [5]
Хотя изначально UML предназначался для объектно-ориентированной проектной документации, он был расширен до более широкого набора проектной документации (как указано выше) [22] и оказался полезным во многих контекстах. [23]
UML сам по себе не является методом разработки; [24] однако он был разработан для совместимости с ведущими объектно-ориентированными методами разработки программного обеспечения своего времени, например OMT , методом Буха , Objectory и особенно RUP , с которыми он изначально предназначался для использования, когда началась работа в Rational Software. .
Важно различать модель UML и набор диаграмм системы. Диаграмма — это частичное графическое представление модели системы. Набор диаграмм не обязательно полностью покрывает модель, и удаление диаграммы не приводит к изменению модели. Модель также может содержать документацию, которая управляет элементами и диаграммами модели (например, письменные варианты использования).
Диаграммы UML представляют два разных представления модели системы: [25]
Модели UML можно обменивать между инструментами UML с помощью формата обмена метаданными XML (XMI).
В UML одним из ключевых инструментов моделирования поведения является модель вариантов использования, созданная с помощью OOSE . Варианты использования — это способ указания необходимых вариантов использования системы. Обычно они используются для определения требований системы, то есть того, что система должна делать. [26]
В UML 2 имеется множество типов диаграмм, которые разделены на две категории. [5] Некоторые типы представляют собой структурную информацию, а остальные представляют общие типы поведения , включая несколько, которые представляют различные аспекты взаимодействий . Эти диаграммы можно разделить иерархически на категории, как показано на следующей диаграмме классов: [5]
Все эти диаграммы могут содержать комментарии или примечания, объясняющие использование, ограничения или намерения.
Структурные диаграммы представляют статические аспекты системы. Он подчеркивает то, что должно присутствовать в моделируемой системе. Поскольку структурные диаграммы представляют структуру, они широко используются при документировании архитектуры программного обеспечения программных систем. Например, диаграмма компонентов описывает, как программная система разбивается на компоненты, и показывает зависимости между этими компонентами.
Диаграммы поведения представляют динамический аспект системы. Он подчеркивает, что должно произойти в моделируемой системе. Поскольку диаграммы поведения иллюстрируют поведение системы, они широко используются для описания функциональности программных систем. Например, диаграмма деятельности описывает бизнес- и операционную пошаговую деятельность компонентов системы.
Диаграммы взаимодействия, подмножество диаграмм поведения, подчеркивают поток управления и данных между вещами в моделируемой системе. Например, диаграмма последовательности показывает, как объекты взаимодействуют друг с другом в отношении последовательности сообщений.
Группа управления объектами (OMG) разработала архитектуру метамоделирования для определения UML, называемую Meta-Object Facility . [27] MOF имеет четырехуровневую архитектуру, как показано на рисунке справа. Он предоставляет мета-мета-модель наверху, называемую слоем M3. Эта M3-модель представляет собой язык, используемый Meta-Object Facility для создания метамоделей, называемых M2-моделями.
Наиболее ярким примером модели метаобъектов 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 уровень — это уровень M0 или уровень данных. Он используется для описания экземпляров системы во время выполнения. [28]
Метамодель может быть расширена с помощью механизма, называемого стереотипированием . Брайан Хендерсон-Селлерс и Сезар Гонсалес-Перес в статье «Использование и злоупотребление стереотипным механизмом в UML 1.x и 2.0» раскритиковали это как недостаточное/несостоятельное . [29]
Еще в 2013 году OMG продавал UML во многих контекстах, но с ограниченным успехом он был нацелен в первую очередь на разработку программного обеспечения. [23] [30]
Иногда к этому относятся как к «серебряной пуле» дизайна , которая приводит к проблемам. Неправильное использование UML включает в себя 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 со множеством конструкций . Некоторые люди (в том числе Джейкобсон ) считают, что размер UML мешает его изучению (и, следовательно, использованию). [32]
MS Visual Studio прекратила поддержку UML в 2016 году из-за отсутствия его использования. [33]
По данным Google Trends, уровень UML неуклонно снижается с 2004 года. [34]
