Ръководство за създаване на UML диаграми и моделиране на бази данни
Защо UML?
UML е създаден през 90-те години от трима софтуерни инженери – Грейди Бууч, Ивар Джейкъбсън и Джеймс Ръмбо, – които са искали да разработят по-структуриран начин за представяне с диаграми на все по-сложния софтуер, както и да отделят методологията от процесите. Днес UML все още обозначава стандартната дестинация за разработчиците, както и ръководителите на проекти, собствениците на фирми, предприемачите по технологиите и професионалистите в различни отрасли.
Какви са ползите от UML?
- Опростява сложността
- Поддържа отворени редове за комуникация
- Автоматизира създаването на софтуер и процеси
- Помага за разрешаването на постоянно възникващи архитектурни проблеми
- Подобрява качеството на работата
- Намалява разходите и времето за пускане на пазара
Типове UML диаграми
От клиенти и ръководители на проекти до автори на технически публикации, дизайнери, анализатори, кодери и персонал за QA, изпитатели – всяка роля ще използва конкретна диаграма, за да отговаря на нуждите им. Това означава, че всяко оформление изисква различен фокус и ниво на детайлност. Целта е UML да изразява визуално диаграми, които са лесни за разбиране от всеки.
Пример за основна последователна UML диаграма. Шаблонът е наличен за изтегляне
Нека разгледаме по-отблизо:
Структурни диаграми
Поведенчески диаграми
Нека разгледаме по-отблизо някои от многото различни типове UML диаграми, които попадат под всяка категория:
1. Структурни UML диаграми
Диаграма на клас. Тази диаграма, най-често срещаният тип в разработката на софтуер, се използва за изобразяване на логическия и физическия дизайн на системата, и показва класовете й. Наподобява блок схема, защото класовете са представени с геометрични фигури. Тази диаграма предлага визуализация на различните класове и на начина на взаимната им свързаност, а всеки клас има три отделения:
- Горна секция: име на клас
- Средна секция: атрибути на класа
- Долна секция: методи на клас или операции
Пример за UML диаграма на интерфейса на класа. Шаблонът е наличен за изтегляне.
диаграма на обект. Тази диаграма често се използва като начин за двойна проверка на диаграма на класа за точност. С други думи, ще работи ли това на практика? Тя показва системните обекти и техните взаимоотношения като предлага подобен изглед на потенциалните проблеми в дизайна, които трябва да бъдат коригирани.
Диаграма на компонент. Известна също като диаграма на поток на компонент, тя показва логическите групирания на елементи и техните релации. С други думи, тя предоставя по-опростен изглед на сложна система като я разбива на по-малки компоненти. Всяка част се показва като се използва правоъгълно поле с името й, написано вътре. Конекторите дефинират релацията/релациите между различните компоненти.
Диаграма на композитна структура. Това рядко се използва от хора извън областта на разработването на софтуер. Защо? Въпреки че е подобна на диаграмата на клас, тя се задълбочава, описвайки вътрешната структура на няколко класа и показвайки взаимодействията между тях. Освен ако не сте разработчик, изгледът от най-високо ниво вероятно дава достатъчно информация.
Диаграма за разполагане. Тази диаграма показва хардуерни (възли) и софтуерни (артефакти) компоненти и техните взаимоотношения. Тя предлага визуално представяне на точното място, където се разполага всеки софтуерен компонент.
Стартирайте бързо бизнеса си с интензивен курс в Microsoft 365
диаграма на пакет. Това се използва за изобразяване на зависимостите между пакетите, които съставят модел. Основната цел е да се покаже зависимостта между различните големи компоненти, които формират сложна система.
Диаграма на профил. Това е по-скоро език, отколкото диаграма. Диаграмата на профил помага за създаването на нови свойства и семантика за UML диаграми чрез дефиниране на персонализирани стереотипи, обозначени стойности и ограничения. Тези профили ви позволяват да персонализирате UML метамодел за различни платформи (например Java Platform, Enterprise Edition (Java EE) или Microsoft .NET Framework) и домейни (например моделиране на бизнес процеси, архитектура, ориентирана към услугите, медицински приложения и др.).
2. Поведенчески UML диаграми:
Пример за основна поведенческа UML диаграма за сценарий на използване. Шаблонът е наличен за изтегляне.
Диаграма на сценарий на използване. Това описва какво прави системата, но не и как го прави. Сценарий на използване е набор от събития, които възникват, когато „действащо лице“ използва система, за да завърши процес. „Действащо лице“ се определя като всеки или всичко, което взаимодейства със системата (лице, организация или приложение) извън системата. Така че диаграмата на случаите на използване визуално описва този набор от последователности и представя функционалните изисквания на системата.
Диаграма за общ преглед на взаимодействието. Тази диаграма, която често е сложна, е подобна на диаграмата на дейността, тъй като и двете показват поредица от дейности „стъпка по стъпка“. Но диаграмата за общ преглед на взаимодействието е диаграма на дейност, съставена от различни диаграми за взаимодействие. Те използват същите анотации като при диаграма на дейност (първоначална, окончателна, решение, обединяване, разклонителна скобка и свързващи възли) с добавянето на елементи като взаимодействие, използване на взаимодействие, ограничение на времето и ограничение на продължителността.
Времева диаграма. Когато времето заема централен етап, се използва тази UML диаграма. Известна още като последователност или диаграма на събитие, тя не показва как обектите си взаимодействат или се променят взаимно. Функционално тя показва как обектите и действащите лица действат във времевата линия. Фокусът тук е върху продължителността на събитията и промените, които възникват в зависимост от ограниченията на продължителността. Основните части на времева диаграма включват:
- Продължителност на живот: отделен участник
- Времева линия на състоянието: различни състояния, през които преминава продължителността на живота в канал
- Ограничение на продължителността: време, необходимо за изпълнение на ограничение
- Ограничение на времето: време, в което нещо трябва да бъде изпълнено от участника
- Случай на унищожаване: където завършва продължителността на живота на обект. Няма да се появи друго повторение след унищожаването на продължителността на живота.
Диаграма на състоянието на машина. Наричана също така „диаграма на състоянието“, тази диаграма се прилага, когато поведението на обекта е сложно, а детайлите са от съществено значение. Тя помага да се опише поведението на един обект (или понякога на оператор) и как то се променя въз основа на вътрешни и външни събития.
Диаграма на последователността. Популярна извън общността за проектиране, тази визуално привлекателна диаграма е подходяща за показване на всички типове бизнес процеси. Тя просто разкрива структурата на системата, показвайки последователността от съобщения и взаимодействия между действащи лица и обекти хронологично. Диаграмите на последователността показват проста итерация и разклоняване. Те се предпочитат за многозадачен режим.
Комуникационна диаграма. Диаграмата за комуникация или сътрудничество е подобна на диаграмата на последователност. Тя обаче акцентира върху комуникацията между обектите. Тя показва организацията на обектите, които участват във взаимодействие, и включва по-сложна итерация и разклоняване.
Модели на бази данни
UML също така печели популярност като нотация за моделиране на бази данни. Тези модели са чудесен визуален инструмент за мозъчна атака, диаграми в свободна форма и съвместна работа по идеи.
Въпреки че UML няма спецификации за моделиране на данни, може да бъде полезен инструмент за създаване на диаграми, особено тъй като данните от бази данни могат да се използват в oбектно-ориентирано програмиране.
Нека разгледаме различните типове модели на бази данни, които можете да създадете:
- Йерархичен модел на база данни. Стара, но добра идея – данните на този модел са организирани в структура, подобна на дърво. Дървото се състои от няколко групи, наречени сегменти. То използва релация „един към много“. Достъпът до данни също е предсказуем.
- Мрежов модел. Този модел има форма на графика, където типовете зависимости са дъги, а типовете обекти са възли. За разлика от други модели на бази данни, схемата на мрежовия модел не е ограничена до решетка или йерархия.
- Обектно-ориентиран модел на база данни. Този модел използва колекция от обекти или софтуерни елементи за многократно използване, със свързани функции и методи. Например в база данни за мултимедия може да има изображения, които не могат да се съхраняват в релационна база данни. Или база данни с хипертекст позволява свързване към други обекти.
- Релационен модел. Тук данните са структурирани с помощта на релации или математически структури, подобни на мрежата, които имат колони и редове. Това в общи линии представлява таблица.
- Обектно-релационен модел. Както подсказва името, този модел е комбинация от двете, споменати по-горе. Той поддържа обекти, класове, наследяване и други елементи, ориентирани към обекти, но също така поддържа типове данни, таблични структури и други – като в релационния модел на данни.
- Модел „зависимост-обект“. Той се състои от типове обекти (хора, места или неща). Показва релации, които могат да съществуват между тях. Като дефинира обектите, техните атрибути и показва релациите между тях, диаграмата „зависимост-обект“ (ER) илюстрира логическата структура на базите данни.
- Модел на документ. Той е предназначен за съхраняване и управление на документи или полуструктурирани данни, а не за атомарни данни. Има структура на дърво, в която всеки възел е обект, представляващ част от документа.
- Модел „обект-атрибут-стойност“. В модела „обект-атрибут-стойност“ (EAV) или в схемите на отворени модели, данните се записват като три колони:
- Обектът (каквото се описва)
- Атрибутът или параметърът (напр. име, описание, тип данни)
- Стойността на атрибута
- Схема „Звезда“. Това е най-простата версия на модел с измерения, в който данните са подредени във вид на измерения и факти. Използва се в бизнес разузнаването и за съхранение на данни, тъй като е подходящ за заявки към набори от големи обеми данни.
Опростяване със софтуер
Независимо дали създавате модели на бази данни или UML диаграми, използването на софтуерен инструмент опростява и подобрява процеса. Не забравяйте да изберете такъв, който ви позволява да:
- Създавате професионални диаграми с готови шаблони и хиляди фигури в „екосистемата на съдържание“, която отговаря на отрасловите стандарти като UML 2.5, както и на BPMN 2.0 и IEEE.
- Вдъхнете живот на диаграмите с наслагване на данни, икони, цветове и графики, за да направите данните по-лесни за извличане, включително визуализация на данни на Excel с една стъпка.
- Сътрудничете си с други хора чрез съавторство, коментиране и анотация.
- Комуникирайте с една версия на истина и осъществявайте достъп до диаграми от почти всяко място в браузър или приложения за устройства.
В софтуерните разработки и в системи, които не са свързани със софтуер, в много отрасли използването на визуални UML диаграми може да играе жизненоважна роля за успеха на изграждането на поведенчески процеси и структури. Научете повече за създаването на UML диаграми с помощта на софтуер с това ръководство стъпка по стъпка.
Марин е част от маркетинговия екип на Microsoft. Той е развълнуван да види как предприемачите могат по-добре да стартират, управляват и развиват бизнеса си.
Следвайте Microsoft 365