Průvodce vytvářením UML diagramů a modelováním databází
Proč UML?
Jazyk UML se poprvé objevil v 90. letech. Zásluhu na tom mají tři softwaroví inženýři – Grady Booch, Ivar Jacobson a James Rumbaugh – protože chtěli vyvinout méně chaotický způsob znázorňování stále složitějšího softwaru a současně oddělit metodiku od procesu. UML je v současnosti stále standardní notací pro vývojáře, ale i projektové manažery, majitele firem, podnikatele v oblasti technologií a odborníky z různých odvětví.
Jaké jsou výhody UML?
- Zjednodušuje složitost
- Udržuje komunikaci otevřenou
- Automatizuje produkci softwaru a procesů
- Pomáhá vyřešit trvalé problémy s architekturou
- Zvyšuje kvalitu práce
- Snižuje náklady a dobu uvedení na trh
Typy diagramů UML
Od zákazníků a projektových manažerů až po technické autory, návrháře, analytiky, programátory, kontrolory kvality a testery – každá role bude používat specifický diagram, který vyhovuje jejím potřebám. To znamená, že každé rozvržení vyžaduje jiné zaměření a jinou úroveň podrobností. Cílem je, aby jazyk UML vizuálně vyjadřoval diagramy, které jsou snadno pochopitelné pro každého.
Strukturní diagramy
Behaviorální diagramy
Pojďme se podrobněji podívat na mnoho různých typů diagramů UML, které spadají do každé kategorie:
1. Strukturní diagramy UML
Diagram tříd. Tento diagram, nejběžnější typ při vývoji softwaru, se používá ke znázornění logického a fyzického návrhu systému a k zobrazení jeho tříd. Vypadá podobně jako vývojový diagram, protože třídy jsou znázorněny pomocí ohraničených polí. Tento diagram nabízí vizuální znázornění různých tříd a jejich vzájemné vztahy. Každá třída má tři oddíly:
- Horní oddíl: název třídy
- Prostřední oddíl: atributy třídy
- Dolní oddíl: metody tříd nebo operace
Příklad diagramu rozhraní tříd UML. Šablona dostupná pro stažení.
Diagram objektů. Tento diagram se často používá jako způsob, jak zkontrolovat přesnost diagramu tříd. Jinými slovy, bude to fungovat v praxi? Zobrazuje objekty systému a jejich vztahy a nabízí lepší přehled o potenciálních chybách návrhu, které je potřeba opravit.
Diagram komponent. Označuje se také jako diagram toku komponent a zobrazuje logická seskupení prvků a jejich relací. Jinými slovy poskytuje jednodušší pohled na složitý systém tím, že ho rozdělí na menší komponenty. Každý z těchto kousků se zobrazuje pomocí obdélníkového pole, uvnitř kterého je napsán jeho název. Konektory definují vztah/závislosti mezi různými komponentami.
Složený diagram struktury. Tento diagram se jen málokdy používá mimo oblast vývoje softwaru. Proč? I když se podobá diagramu tříd, podrobněji popisuje interní strukturu více tříd a zobrazuje interakce mezi nimi. Pokud nejste vývojář, bude vám pravděpodobně stačit zobrazení nejvyšší úrovně.
Diagram nasazení. Tento diagram znázorňuje hardwarové (uzly) a softwarové (artefakty) komponenty a jejich vztahy. Nabízí vizuální znázornění přesně tam, kde je každá softwarová komponenta nasazená.
Nastartujte své podnikání pomocí rychlokurzu Microsoftu 365
Diagram balíčku. Používá se k zobrazení závislostí mezi balíčky, které tvoří model. Hlavním cílem je ukázat vztah mezi různými velkými komponentami, které tvoří složitý systém.
Diagram profilu. Je to méně podobné diagramu a více jazyku. Diagram profilu pomáhá vytvářet nové vlastnosti a sémantiku pro diagramy UML definováním vlastních stereotypů, označených hodnot a omezení. Tyto profily umožňují přizpůsobit metamodel UML pro různé platformy (jako je například Java Platform, Enterprise Edition (Java EE) nebo technologie Microsoft .NET Framework) a domény (jako je například modelování obchodních procesů, architektura orientovaná na služby, lékařské aplikace a další).
2. Behaviorální diagramy UML:
Příklad základního diagramu případů použití UML. Šablona dostupná pro stažení.
Diagram případů použití. Popisuje, co systém dělá, ale ne jak to dělá. Případ použití je sada událostí, ke kterým dochází, když nějaký „aktér“ použije systém k dokončení procesu. „Aktér“ je definován jako kdokoli nebo cokoli, kdo nebo co komunikuje se systémem (osoba, organizace nebo aplikace) v prostředí mimo systém. Diagram případů použití tedy vizuálně popisuje sadu sekvencí a představuje funkční požadavky systému.
Diagram přehledu interakcí. Tento diagram je často složitý a podobá se diagramu činnosti, protože oba zobrazují posloupnost činností po jednotlivých krocích. Diagram s přehledem interakcí je ale diagram činnosti, který se skládá z různých diagramů interakcí. Používají stejné poznámky jako diagram činnosti (počáteční, konečné, rozhodovací, slučovací, forkové a spojovací uzly) s přidáním prvků, jako je interakce, použití interakce, časové omezení a omezení doby trvání.
Diagram časování. Když je v centru pozornosti časování, používá se tento diagram UML. Označuje se také jako sekvenční diagram nebo diagram událostí. Nezobrazuje, jak spolu objekty vzájemně interagují nebo jak se vzájemně mění. Funkčně ukazuje, jak objekty a aktéři fungují na časové ose. Zaměřuje se na to, jak dlouho události trvá, a na změny, ke kterým dochází v závislosti na omezení doby trvání. Mezi hlavní části diagramu časování patří:
- Životnost: individuální účastník.
- Časová osa stavu: různé stavy, kterým životnost prochází v rámci kanálu.
- Omezení doby trvání: doba potřebná ke splnění omezení.
- Časové omezení: čas, ve kterém musí účastník něco splnit.
- Výskyt zničení: kde končí životnost objektu. Po výskytu zničení životnosti se nezobrazí žádný jiný výskyt.
Diagram stavového stroje. Tento diagram se označuje také jako stavový diagram, pokud je chování objektu složité, a jeho podstatou jsou podrobnosti. Pomáhá popsat chování jednoho objektu (nebo někdy operátoru) a jeho změny na základě interních a externích událostí.
Sekvenční diagram. Tento vizuálně přitažlivý diagram, který je populární nejen v komunitě návrhářů, dobře zobrazuje všechny typy obchodních procesů. Jednoduše odhaluje strukturu systému a chronologicky zobrazuje posloupnost zpráv a interakcí mezi aktéry a objekty. Sekvenční diagramy zobrazují jednoduché iterace a větvení. Je vhodný pro souběžné provádění více úkolů (multitasking).
Diagram komunikace. Diagram komunikace nebo spolupráce se podobá sekvenčnímu diagramu. Zvýrazňuje ale komunikaci mezi objekty. Zobrazuje organizaci objektů, které se účastní interakce, a obsahuje složitější iteraci a větvení.
Modely databází
UML si získává oblibu také jako notace pro modelování databází. Tyto modely jsou skvělým vizuálním nástrojem pro brainstorming, volnou tvorbu diagramů a spolupráci na nápadech.
I když UML nemá specifikace pro modelování dat, může to být užitečný nástroj pro vytváření diagramů, zejména proto, že data z databází se dají použít v objektově orientovaném programování.
Pojďme se podívat na různé typy modelů databází, které můžete vytvořit:
- Hierarchický model databáze. Starý, ale dobrý – data tohoto modelu jsou uspořádána do stromové struktury. Strom se skládá z několika skupin, které se nazývají segmenty. Používá relaci 1:N. Přístup k datům je také předvídatelný.
- Síťový model. Tento model má podobu grafu, kde typy vztahů jsou oblouky a typy objektů jsou uzly. Na rozdíl od jiných modelů databází není schéma síťového modelu omezeno na mřížku nebo hierarchii.
- Objektově orientovaný model databáze. Tento model používá kolekci objektů nebo opakovaně použitelných softwarových prvků s přidruženými funkcemi a metodami. Například multimediální databáze může obsahovat obrázky, které nelze uložit v relační databázi. Nebo hypertextová databáze umožňuje propojení s jinými objekty.
- Relační model. Tady jsou data strukturovaná pomocí relací nebo matematických struktur podobných mřížce, které mají sloupce a řádky. Je to v podstatě tabulka.
- Objektově-relační model. Jak už název napovídá, tento model je kombinací dvou výše uvedených modelů. Podporuje objekty, třídy, dědičnost a další objektově orientované prvky, ale podporuje také datové typy, tabulkové struktury a další prvky podobně jako v relačním datovém modelu.
- Model relací mezi entitami. Skládá se z typů entit (lidé, místa nebo věci). Zobrazuje relace, které mezi nimi můžou existovat. Definováním entit, jejich atributů a zobrazením vztahů mezi nimi znázorňuje diagram model relací mezi entitami logickou strukturu databází.
- Model dokumentů. Je určen pro ukládání a správu dokumentů nebo částečně strukturovaných dat, nikoli atomických dat. Má stromovou strukturu, ve které je každý uzel objektem představujícím část dokumentu.
- Model entita-atribut-hodnota. V modelech entita-atribut-hodnota nebo otevřených schématech se data zaznamenávají ve třech sloupcích:
- Entita (co se popisuje)
- Atribut nebo parametr (například název, popis, datový typ)
- Hodnota atributu
- Hvězdicové schéma. Jedná se o nejjednodušší verzi dimenzionálního modelu, ve kterém jsou data uspořádána do dimenzí a faktů. Používá se v business intelligence a datových skladech, protože je vhodný pro dotazování se na sady velkých objemů dat.
Zjednodušení pomocí softwaru
Ať už vytváříte modely databází nebo diagramy UML, použití nějakého softwarového nástroje tento proces zjednodušuje a vylepšuje. Nezapomeňte zvolit takový, který vám umožní:
- Vytvářet profesionální diagramy pomocí připravených šablon a tisíců obrazců v obsahovém ekosystému, který splňuje oborové standardy, jako je UML 2.5, ale také BPMN 2.0 a IEEE.
- Oživit diagramy dynamickými vizualizacemi dat, ikonami, barvami a grafikou, které pomůžou data snadněji interpretovat, včetně vizualizace excelových dat v jednom kroku.
- Spolupracovat s ostatními pomocí spoluvytváření, komentování a poznámek.
- Sdílet v organizaci jednotné informace a získat přístup k diagramům prakticky odkudkoli v prohlížeči nebo v aplikacích na zařízeních.
Při vývoji softwaru a v jiných než softwarových systémech v mnoha odvětvích může používání vizuálních diagramů UML hrát důležitou roli při úspěšném vytváření behaviorálních procesů a struktur. Další informace o vytváření diagramů UML pomocí softwaru najdete v tomto podrobném průvodci.
Marin je součástí marketingového týmu Microsoftu. S nadšením sleduje, jak můžou podnikatelé lépe zakládat, řídit a rozvíjet své firmy.
Sledujte Microsoft 365