מדריך למידול מסדי נתונים ויצירת דיאגרמות של UML
למה UML?
UML הופיעה לראשונה בשנות התשעים הודות לשלושה מהנדסי תוכנה - גריידי בוץ', איבר ג'ייקובסון וג'יימס רומבו - מכיוון שהם רצו לפתח דרך פחות כאוטית לייצג פיתוח תוכנה שהולך והופך למורכב יותר ויותר, תוך הפרדת מתודולוגיה מהתהליך. כיום, UML היא עדיין הסימון הסטנדרטי עבור מפתחים, וגם מנהלי פרויקטים, בעלי עסקים, יזמי טכנולוגיה ואנשי מקצוע בכל תעשיות.
מהם היתרונות של UML?
- מפשטת מורכבויות
- שומרת על קווי תקשורת פתוחים
- הופכת הייצור של תוכנות ותהליכים לאוטומטי
- עוזרת לפתור בעיות ארכיטקטוניות מתמידות
- מגדילה את איכות העבודה
- מפחיתה את העלויות וזמן ההגעה לשוק
סוגי דיאגרמות של UML
מלקוחות ומנהלי פרויקטים ועד מחברים טכניים, מעצבים, אנליסטים, כותבי קוד ובודקי QA, כל תפקיד ישתמש בתרשים ספציפי שיתאים לצרכיו. משמעות הדבר היא שכל פריסה דורשת מיקוד ורמת פירוט שונים. המטרה היא ש- UML תבטא באופן חזותי דיאגרמות קלות שכולם יבינו.
דיאגרמות מבניות
דיאגרמות התנהגותיות
בוא נבחן מקרוב את הסוגים השונים הרבים של דיאגרמות UML הכלולות תחת כל קטגוריה:
1. דיאגרמות UML מבניות
דיאגרמת מחלקה. דיאגרמה זו, הסוג הנפוץ ביותר בפיתוח תוכנה, משמשת כדי לתאר את העיצוב הלוגי הפיזי של מערכת ומציגה את המחלקות שלה. היא דומה לתרשים זרימה מאחר שהמחלקות מיוצגות עם תיבות. דיאגרמה זו מציעה עזר חזותי של המחלקות השונות והאופן שבו הן קשורות זה לזה, וכל מחלקה כוללת שלושה תאים:
- מקטע עליון: שם מחלקה
- מקטע אמצעי: תכונות מחלקה
- מקטע תחתון: פעולות או שיטות של מחלקה
דוגמה של דיאגרמת ממשק סיווג UML. התבנית זמינה להורדה.
דיאגרמות אובייקט. לעתים קרובות, דיאגרמה זו משמשת כדרך לבדוק שוב את הדיוק של דיאגרמת מחלקה. במילים אחרות, האם היא תעבוד באופן בפועל? היא מציגה אובייקטים של מערכת ואת קשרי הגומלין שלהם ומציעה תצוגה טובה יותר של ליקויי עיצוב פוטנציאליים שזקוקים לתיקון.
דיאגרמות רכיבים. היא נקראת גם דיאגרמת זרימת רכיבים, היא מציגה קיבוץ לוגי של רכיבים ואת קשרי הגומלין שלהם. במילים אחרות, היא מספקת תצוגה פשוטה יותר של מערכת מורכבת על-ידי פירוקה לרכיבים קטנים יותר. כל אחד מהפריטים מוצג באמצעות תיבה מלבנית, עם השם שלה כתוב בפנים. מחברים מגדירים את קשרי הגומלין/יחסי התלות בין הרכיבים השונים.
דיאגרמות מבנה מורכבות. נמצאות בשימוש לעתים רחוקות על-ידי כל אדם מחוץ לשדה פיתוח התוכנה. מדוע? על אף שהיא דומה לדיאגרמת מחלקה, היא מעמיקה יותר, ומתארת את המבנה הפנימי של מחלקות מרובות ומציגה את האינטראקציות ביניהן. אלא אם אתה מפתח, סביר שתצוגה ברמה העליונה תספק מספיק מידע.
דיאגרמות פריסה. דיאגרמה זו מציגה רכיבי חומרה (צמתים) ותוכנה (תוצרים) ואת קשרי הגומלין ביניהם. היא מציעה ייצוג חזותי של מיקום הפריסה של כל רכיב תוכנה בדיוק.
הזנק את העסק שלך עם קורס מזורז ב- Microsoft 365
דיאגרמות חבילה. אפשרות זו משמשת כדי לתאר את יחסי התלות בין החבילות שמרכיבות מודל. המטרה העיקרית היא להציג את קשר הגומלין בין רכיבים גדולים שונים המהווים מערכת מורכבת.
דיאגרמות פרופיל. פעולה זו דומה פחות לדיאגרמה ודומה יותר לשפה. דיאגרמת פרופיל עוזרת ליצור מאפיינים וסמנטיקה חדשים עבור דיאגרמות UML על-ידי הגדרת סטריאוטיפים מותאמים אישית, ערכים מתויגים ואילוצים. פרופילים אלה מאפשרים לך להתאים אישית מטא-מודל של UML עבור פלטפורמות שונות (למשל, Java Platform, Enterprise Edition (Java EE) או Microsoft .NET Framework) ותחומים (כמו מודלים של תהליכים עסקיים, ארכיטקטורה מוכוונת שירות, אפליקציות רפואיות ועוד).
2. דיאגרמות UML התנהגותיות:
דוגמה לדיאגרמת מקרה שימוש בסיסית של UML. התבנית זמינה להורדה.
דיאגרמת מקרה שימוש. פעולה זו מתארת מה מערכת עושה אך לא כיצד היא עושה זאת. מקרה שימוש הוא ערכה של אירועים שמתרחשים כאשר "מבצע פעולה" משתמש במערכת כדי להשלים תהליך. מבצע פעולה מוגדר כאדם או כל דבר המקיימים אינטראקציה עם המערכת (אדם, ארגון או אפליקציה) מחוץ למערכת. לכן, דיאגרמת מקרה שימוש מתארת באופן חזותי את ערכת הרצפים ומייצגת את הדרישות הפונקציונליות של המערכת.
דיאגרמת מבט כולל על אינטראקציה. לעתים קרובות מורכבת, דיאגרמה זו דומה לדיאגרמת הפעילות מאחר ששניהן מציגות רצף פעילויות שלב אחר שלב. אך דיאגרמת מבט כולל על אינטראקציה היא דיאגרמת פעילות שנוצרה מדיאגרמות אינטראקציה שונות. הן משתמשות באותם ביאורים כמו דיאגרמת פעילות (התחלתית, סופית, החלטה, מיזוג, צומתי הסתעפות וצירוף) עם הוספת רכיבים כגון אינטראקציה, שימוש באינטראקציה, אילוץ זמן ואילוץ משך זמן.
דיאגרמות תזמון. כאשר התזמון נכנס לשלב המרכזי, נעשה שימוש בדיאגרמת UML זו. דיאגרמת רצף או אירוע, המכונה גם דיאגרמת רצף או אירוע, אינה מראה כיצד אובייקטים מקיים אינטראקציה זה עם זה או משנים זה את זה. באופן פונקציונלי, היא מראה כיצד אובייקטים ומבצעי פעולה לתפקד לאורך ציר זמן. המוקד כאן הוא על משך הזמן שהאירועים נמשכים והשינויים המתרחשים בהתאם לאילוצי משך הזמן. החלקים העיקריים של דיאגרמת תזמון כוללים:
- קו חיים: משתתף יחיד
- ציר זמן של מצב: מצבים שונים שקווי החיים עוברים בתוך קו צינור
- אילוץ משך זמן: הזמן הדרוש למימוש אילוץ
- אילוץ זמן: זמן שבו המשתתף צריך למלא משהו
- מופע הרס: כאשר קו החיים של אובייקט מסתיים. לא יופיע מופע אחר לאחר מופע ההרס בקו חיים.
דיאגרמות של מכונת מצבים. דיאגרמה זו נקראת גם תרשים מצבים כאשר אופן הפעולה של אובייקט מורכב והפרטים חשובים. היא עוזרת לתאר את אופן הפעולה של אובייקט אחד (או לפעמים אופרטור) ואת האופן שבו הוא משתנה בהתבסס על אירועים פנימיים וחיצוניים.
דיאגרמות רצף. דיאגרמה מושכת עין זו, פופולרית מעבר לקהילת העיצוב בלבד, טובה בהצגת כל סוגי התהליכים העסקיים. היא פשוט חושפת את המבנה של מערכת, מציגה את רצף ההודעות והאינטראקציות בין מבצעי פעולה ואובייקטים באופן כרונולוגי. דיאגרמות רצף מציגות איטראציה והסתעפות פשוטות. היא מתאימה לריבוי משימות.
דיאגרמות תקשורת. דיאגרמת תקשורת או שיתוף פעולה דומה לדיאגרמת רצף. עם זאת, היא מדגיש את התקשורת בין אובייקטים. היא מראה את הארגון של האובייקטים המשתתפים באינטראקציה וכוללת איטרציה והסתעפות מורכבות יותר.
מודלים של מסד נתונים
UML גם צוברת פופולריות כסימון עבור מידול מסדי נתונים. מודלים אלה הם כלי חזותי נהדר עבור סיעור מוחות, יצירת דיאגרמות בצורה חופשית ושיתוף פעולה ברעיונות.
בעוד של-UML אין מפרטים למידול נתונים, היא יכולה להיות כלי שימושי לשרטוט דיאגרמות, במיוחד מכיוון שניתן להשתמש בנתונים מבסיסי נתונים בתכנות מונחה אובייקטים.
בוא נבחן סוגים שונים של מודלים של מסדי נתונים שבאפשרותך ליצור:
- מודל מסד נתונים הירארכי. ישן אבל טוב, הנתונים של המודל הזה מאורגנים במבנה דמוי עץ. העץ מורכב ממספר קבוצות הנקראות מקטעים. הוא משתמש בקשר גומלין של אחד לרבים. הגישה לנתונים ניתנת לחיזוי גם כן.
- מודל רשת. מודל זה מקבל את צורת הגרף, כאשר סוגי קשרי הגומלין הם קשתות וסוגי אובייקטים הם צמתים. בניגוד למודלים אחרים של מסד נתונים, הסכימה של מודל הרשת אינה מוגבלת לרשת או להיררכיה.
- מודל מסד נתונים מונחה אובייקטים. מודל זה משתמש באוסף של אובייקטים או רכיבי תוכנה הניתנים לשימוש חוזר, עם תכונות ופעולות שירות משויכות. לדוגמה, מסד נתונים של מולטימדיה עשוי לכלול תמונות שלא ניתן לאחסן במסד נתונים יחסי. לחלופין, מסד נתונים של היפר-טקסט מאפשר קישור לאובייקטים אחרים.
- מודל יחסי. כאן, הנתונים מובנים באמצעות יחסים, או מבנים מתמטיים כגון רשת הכוללים עמודות ושורות. למעשה זו טבלה.
- המודל היחסי של האובייקטים. כפי שמרמז השם, מודל זה הוא שילוב של השניים המוזכרים לעיל. הוא תומך באובייקטים, במחלקות, בירושה וברכיבים מונחי אובייקטים אחרים, אך תומך גם בסוגי נתונים, במבנים טבלאיים ועוד – כגון במודל נתונים יחסי.
- מודל קשרי גומלין בין ישויות. מודל זה מורכב מסוגי ישויות (אנשים, מקומות או דברים). הוא מציג קשרי גומלין שעשויים להתקיים ביניהן. על-ידי הגדרת הישויות, התכונות שלהן והצגת קשרי הגומלין ביניהן, דיאגרמת ER מדגימה את המבנה הלוגי של מסדי נתונים.
- מודל מסמך. הוא מיועד לאחסון ולניהול של מסמכים או נתונים מבנים למחצה, ולא נתונים אטומיים. הוא כולל מבנה עץ שבו כל צומת הוא אובייקט המייצג חלק מהמסמך.
- מודל ישות-תכונה-ערך (EAV). EAV או מודלי סכימה פתוחים, הנתונים מתועדים כשלוש עמודות:
- הישות (מה שמתואר)
- התכונה או הפרמטר (לדוגמה, שם, תיאור, סוג נתונים)
- ערך התכונה
- סכימת כוכב. זוהי הגירסה הפשוטה ביותר של מודל ממדי, שבה נתונים מסודרים בממדים ובעובדות. המודל משמש בבינה עסקית ובאחסון נתונים מאחר שהוא מתאים לביצוע שאילתה בערכות נתונים גדולות.
פישוט עם תוכנה
בין אם אתה יוצר מודלים של מסד נתונים או דיאגרמות UML, השימוש בכלי תוכנהמפשט ומשפר את התהליך. הקפד לבחור אפשרות המאפשרת לך:
- צור דיאגרמות מקצועיות עם תבניות מוכנות ואלפי צורות במערכת אקולוגית של תוכן העומדת בתקנים בתעשייה כמו UML 2.5, אבל גם BPMN 2.0 ו-IEEE.
- עורר דיאגרמות לחיים באמצעות שכבת-על של נתונים, סמלים, צבעים וגרפיקה כדי להקל על המשתמשים להבין את הנתונים, כולל תצוגה חזותית של נתונים ב- Excelבשלב אחד.
- שתף פעולה עם אנשים אחרים באמצעות עריכה משותפת, הוספת הערות וביאור.
- צור גירסה אחת של הנתונים האמיתיים וגש לדיאגרמות כמעט מכל מקום בדפדפן או באפליקציות המכשיר.
בפיתוח תוכנה ובמערכות שאינן תוכנות ברחבי תעשיות רבות, שימוש בדיאגרמות UML חזותיות יכול למלא תפקיד חיוני בהצלחת בניית תהליכים ומבנים התנהגותיים. למד עוד על יצירת דיאגרמות UML עם תוכנה עם מדריך שלב אחר שלב זה .
מרין הוא חלק מקבוצת השיווק ב- Microsoft. הוא נרגש לראות כיצד יזמים יכולים להתחיל, לנהל ולהגדיל את העסקים שלהם בצורה טובה יותר.
עקוב אחר Microsoft 365