UML (Unified Modeling Language) ist die Abkürzung für Unified Modeling Language. Es handelt sich um ein visuelles Werkzeug zur Beschreibung von Softwaresystemen. UML bietet einen umfangreichen Satz grafischer Symbole und Spezifikationen zur Beschreibung und Visualisierung der Struktur, des Verhaltens und der Interaktionen von Softwaresystemen. Durch den Einsatz von UML können Softwareentwickler das Design und die Funktionen des Systems besser verstehen und kommunizieren, Entwicklungsrisiken reduzieren und die Entwicklungseffizienz verbessern.
UML-Diagramme werden hauptsächlich in drei Kategorien mit insgesamt 14 Typen unterteilt:
Strukturgrafiken (statische Diagramme): Analysieren und beschreiben hauptsächlich die Struktur des Systems oder Prozesses, einschließlich: Klassendiagramme, Objektdiagramme, Komponentendiagramme, zusammengesetzte Strukturdiagramme, Bereitstellungsdiagramme, Paketdiagramme und Abschnittsdiagramme.
Verhaltensgrafiken (dynamische Diagramme): Beschreiben hauptsächlich das Verhalten des Systems, seiner Teilnehmer und seiner Komponenten, einschließlich: Aktivitätsdiagramme, Anwendungsfalldiagramme und Zustandsdiagramme.
Interaktive Grafiken: Kommunikationsdiagramm, Interaktionsübersichtsdiagramm, Zeitdiagramm, Sequenzdiagramm
Als Nächstes werde ich Ihnen das Konzept und die Verwendung jedes Diagramms mithilfe des ProcessOn-Zeichentools erläutern.
1. Aktivitätsdiagramm
Es wird hauptsächlich verwendet, um eine Reihe von Aktivitäten in einem System, Subsystem oder Geschäftsprozess und den Kontrollfluss zwischen diesen Aktivitäten zu beschreiben. Ein Aktivitätsdiagramm zeigt den Fluss von Aktivität zu Aktivität, einschließlich Entscheidungspunkten (z. B. Verzweigungen und Zusammenführungen), parallel ausgeführten Aktivitäten und möglichen Prozessschleifen. Sie sind nützlich für das Verständnis und die Gestaltung des Arbeitsablaufs eines Systems, insbesondere bei der Geschäftsprozessmodellierung, der Arbeitsablaufmodellierung und der Modellierung des dynamischen Systemverhaltens.
Hauptbestandteile des Aktivitätsdiagramms
1. Aktivitäten (Aktionen): Stellt einen betrieblichen Schritt oder eine Aufgabe in einem System oder Geschäftsprozess dar. Aktivitäten werden durch Kontrollfluss verbunden.
2. Kontrollflüsse: Pfeile stellen den Fluss von einer Aktivität zur anderen dar. Der Kontrollfluss kann unidirektional oder mit bedingten Verzweigungen sein und kann auch Schleifen oder Parallelität darstellen.
3. Entscheidungspunkte: einschließlich Verzweigung (Fork) und Zusammenführung (Join). Verzweigungen werden verwendet, um den Beginn paralleler Aktivitäten darzustellen, während Zusammenführungen verwendet werden, um das Ende paralleler Aktivitäten darzustellen.
4. Swimlanes: Unterteilen Sie das Aktivitätsdiagramm in verschiedene logische Bereiche. Jeder Bereich repräsentiert einen anderen Teilnehmer (z. B. Benutzer, System oder Subsystem), was hilft, die Rollen und Verantwortlichkeiten verschiedener Einheiten im Prozess zu verstehen.
5. Start- und Endpunkt: Stellen Sie den Start- bzw. Endpunkt des Aktivitätsdiagramms dar.
6. Objektflüsse: Obwohl sich Aktivitätsdiagramme hauptsächlich auf die Prozesssteuerung konzentrieren, können sie auch den Fluss von Objekten oder Daten darstellen, insbesondere beim Datenaustausch zwischen Objekten.
2. Anwendungsfalldiagramm
Es handelt sich um ein grafisches Werkzeug, das in der Softwareentwicklung verwendet wird, um die Interaktion zwischen externen Benutzern (Teilnehmern) des Systems und internen Funktionen (Anwendungsfällen) des Systems darzustellen. Es handelt sich um ein wichtiges Diagramm, das in der Anforderungsanalysephase in UML (Unified Modeling Language) verwendet wird und Entwicklern und Benutzern helfen soll, die funktionalen Anforderungen des Systems zu verstehen.
Die Grundbestandteile eines Anwendungsfalldiagramms:
1. Schauspieler:
Akteure sind externe Einheiten, die mit dem System interagieren und können Personen, Organisationen, externe Systeme oder Hardwaregeräte sein.
In Anwendungsfalldiagrammen werden Akteure normalerweise durch „kleine Leute“-Symbole dargestellt.
2. Anwendungsfall:
Ein Anwendungsfall stellt eine funktionale Einheit des Systems dar und beschreibt, wie das System auf Anfragen von Akteuren reagiert.
Es definiert das Verhalten eines Systems, also seine Reaktion auf Anfragen bestimmter Akteure unter bestimmten Bedingungen.
In einem Anwendungsfalldiagramm wird ein Anwendungsfall normalerweise durch eine Ellipse dargestellt, in der der Name des Anwendungsfalls steht.
3. Assoziation:
Die Assoziation stellt die Beziehung zwischen Akteuren und Anwendungsfällen dar, d. h. welcher Akteur welchen Anwendungsfall auslösen kann.
Eine Assoziation wird normalerweise durch eine durchgezogene Linie dargestellt, deren eines Ende mit dem Akteur und das andere Ende mit dem Anwendungsfall verbunden ist.
4. Einschließen:
Eine Inklusionsbeziehung bedeutet, dass die Funktionalität eines Anwendungsfalls (einschließlich Anwendungsfalls) von einem anderen Anwendungsfall (Basisanwendungsfall) einbezogen oder genutzt wird.
In einem Anwendungsfalldiagramm wird eine Include-Beziehung durch einen gestrichelten Pfeil mit der Bezeichnung „<<include>>“ dargestellt, der auf den Basisanwendungsfall zeigt.
5.Erweitern:
Die Erweiterungsbeziehung bedeutet, dass unter bestimmten Bedingungen ein Anwendungsfall (erweiterter Anwendungsfall) in einen anderen Anwendungsfall (Basisanwendungsfall) eingefügt werden kann, um diesem zusätzliches Verhalten hinzuzufügen.
In einem Anwendungsfalldiagramm wird eine Erweiterungsbeziehung durch einen gestrichelten Pfeil mit der Bezeichnung „<<extend>>“ und einen Kreis (der den Erweiterungspunkt darstellt) dargestellt, wobei der Pfeil auf den Basisanwendungsfall zeigt und der Kreis mit a verbunden ist Punkt im Basisanwendungsfall.
3. Interaktives Übersichtsdiagramm
Es wird hauptsächlich verwendet, um verschiedene Interaktionsdiagramme (z. B. Sequenzdiagramme, Kommunikationsdiagramme usw.) miteinander zu verbinden, um einen Gesamtüberblick über den Kontrollfluss während des Interaktionsprozesses zu erhalten. Hier finden Sie eine ausführliche Erklärung des interaktiven Übersichtsdiagramms:
Definition und Eigenschaften
Definition: Das Interaktionsübersichtsdiagramm ist eine Mischung aus Interaktionsdiagramm und Aktivitätsdiagramm. Es kann als detailliertes Aktivitätsdiagramm verstanden werden, in dem die Aktivitäten durch einige kleine Sequenzdiagramme dargestellt werden der Kontrollfluss.
Merkmale: Das Interaktionsübersichtsdiagramm führt keine neuen Modellierungselemente ein. Seine Hauptelemente stammen aus Aktivitätsdiagrammen und Sequenzdiagrammen. Der Schwerpunkt liegt auf einem ganzheitlichen Überblick über den Kontrollfluss bei Interaktionen, einschließlich des Flusses von Ereignissen oder Nachrichten zwischen Interaktionsdiagrammen.
Interaktives Übersichtsdiagramm
4. Zeitdiagramm
Es handelt sich um ein UML-Interaktionsdiagramm (Unified Modeling Language). Es zeigt die dynamische Zusammenarbeit zwischen mehreren Objekten, indem es die zeitliche Abfolge der zwischen Objekten gesendeten Nachrichten beschreibt. Im Folgenden finden Sie eine detaillierte Erläuterung des Zeitdiagramms:
Definition und Eigenschaften
Definition: Das Sequenzdiagramm wird verwendet, um die Interaktionssequenz zwischen Objekten darzustellen. Es ordnet die Nachrichtenübertragung zwischen Objekten in chronologischer Reihenfolge an, um die kollaborative Beziehung zwischen Objekten klar auszudrücken.
Merkmale: Sequenzdiagramme sind chronologisch und können die Reihenfolge und zeitliche Beziehung von Interaktionen zwischen Objekten intuitiv darstellen. Gleichzeitig kann es auch gleichzeitige Prozesse darstellen und die Ausführungsprozesse verschiedener Objekte durch unterschiedliche Lebenslinien unterscheiden.
Das Zeitdiagramm besteht im Wesentlichen aus folgenden Elementen:
Objekt: Stellt die Entität im Sequenzdiagramm dar, bei der es sich um eine Systemrolle, ein Subsystem oder ein anderes Objekt handeln kann. Ein Objekt stellt seine Existenzzeit in einem Sequenzdiagramm durch eine Lebenslinie dar.
Lebensader: Die vertikale gepunktete Linie unten in der Mitte jedes Objekts im Sequenzdiagramm stellt die Existenz des Objekts über einen bestimmten Zeitraum dar. Das schmale Rechteck auf der Lebenslinie stellt den Aktivitätszeitraum des Objekts dar, also den Zeitraum, in dem das Objekt eine Operation ausführt.
Nachricht: Zwischen Objekten weitergegebene Informationen, die zur Darstellung von Interaktionen zwischen Objekten verwendet werden. Nachrichten können Parameter und bedingte Ausdrücke annehmen, um die übergebenen Daten und die Bedingungen für die Interaktion darzustellen.
Kontrollfokus (Aktivierung): Der Zeitraum, in dem ein Objekt eine Operation ausführt, dargestellt durch ein schmales Rechteck auf der Lebenslinie im Sequenzdiagramm. Kontrollfokus bedeutet, dass das Objekt zu einem bestimmten Zeitpunkt mit der Ausführung einer Operation beginnt und diese über einen bestimmten Zeitraum fortsetzt.
5. Zustandsdiagramm
Es handelt sich um ein wichtiges Diagramm in UML (Unified Modeling Language), das zur Beschreibung des dynamischen Verhaltens einer Entität (z. B. Objekte, Komponenten, Subsysteme usw.) basierend auf Ereignisreaktionen verwendet wird. Es zeigt, wie die Entität auf unterschiedliche Ereignisse reagiert, je nachdem, in welchem Zustand sie sich gerade befindet, und wie diese Ereignisse zu Übergängen zwischen Zuständen führen. UML-Zustandsdiagramme werden häufig in den Analyse-, Entwurfs- und Implementierungsphasen des Softwareentwicklungsprozesses verwendet, um Entwicklern zu helfen, das dynamische Verhalten des Systems zu verstehen und zu entwerfen.
6. Sequenzdiagramm
Es wird auch als Sequenzdiagramm oder Sequenzdiagramm bezeichnet und ist ein UML-Interaktionsdiagramm (Unified Modeling Language), das hauptsächlich zur Beschreibung der dynamischen Zusammenarbeit zwischen Objekten im System und der zeitlichen Abfolge der Nachrichtenübermittlung verwendet wird. Hier ist eine detaillierte Einführung in das Sequenzdiagramm:
Definition und Eigenschaften
Definition: Ein Sequenzdiagramm ist ein Diagramm, das die Interaktion zwischen Objekten in chronologischer Reihenfolge beschreibt. Es zeigt die Reihenfolge, in der Nachrichten zwischen Objekten gesendet werden, und wie sich diese Nachrichten auf den Zustand des Objekts auswirken.
Merkmale:
Chronologische Reihenfolge: Sequenzdiagramme betonen die zeitliche Reihenfolge der Interaktionen zwischen Objekten, dargestellt durch die horizontale Zeitleiste und die vertikale Objektlebenslinie.
Dynamische Zusammenarbeit: Es zeigt, wie Objekte durch Nachrichtenübermittlung zusammenarbeiten, um eine bestimmte Aufgabe oder Funktion auszuführen.
Visuelle Darstellung: Sequenzdiagramme stellen den Interaktionsprozess zwischen Objekten grafisch dar und machen das Systemverhalten intuitiver und leichter verständlich.
Grundlegendes UML-Sequenzdiagramm
7. Kommunikations-UML-Diagramm
In UML 1 wird es Kollaborationsdiagramm genannt. Es handelt sich um ein Interaktionsdiagramm in UML (Unified Modeling Language), mit dem beschrieben wird, wie eine Gruppe von Objekten während des Zusammenarbeitsprozesses miteinander kommuniziert. Nachfolgend finden Sie eine detaillierte Erläuterung des Kommunikations-UML-Diagramms:
Definition und Eigenschaften
Definition: Das Kommunikationsdiagramm zeigt, wie mehrere Objekte im Prozess der Zusammenarbeit miteinander kommunizieren, um ein gemeinsames Ziel zu erreichen. Die an der Interaktion beteiligten Objekte werden durch die Verknüpfungen zwischen Objekten und den gesendeten Nachrichten angezeigt.
Merkmale:
Betonen Sie die Rolle, die Objekte bei Interaktionen spielen, und die Beziehungen zwischen ihnen.
Konzentrieren Sie sich darauf, die räumliche Organisation von Objekten und nicht ihre zeitliche Reihenfolge darzustellen.
Interaktive Informationen zwischen Objekten werden über Ketten und Nachrichten verbunden und übertragen.
8. Klassendiagramm
Es wird hauptsächlich verwendet, um die Sammlung von Klassen im System, die interne Struktur der Klassen (z. B. Attribute und Methoden) und die Beziehungen zwischen Klassen zu beschreiben. Klassendiagramme sind die Hauptkomponente der objektorientierten Modellierung und werden häufig in den Systemanalyse- und Entwurfsphasen der Softwareentwicklung verwendet. Hier finden Sie eine ausführliche Erklärung zu Klassendiagrammen:
Definition und Eigenschaften
Definition: Ein Klassendiagramm ist eine statische Struktur, die zur Darstellung von Klassen in einem System verwendet wird, einschließlich Klassen, Schnittstellen und der Beziehungen zwischen ihnen.
Merkmale:
Betonen Sie die statische Struktur der Klasse und zeigen Sie keine temporären Informationen an.
Beschreiben Sie die Attribute (Felder), Methoden (Operationen) der Klasse und die Beziehungen zwischen Klassen (z. B. Assoziation, Aggregation, Kombination, Vererbung usw.).
Es ist eine wichtige Modellbasis für die Systemcodierung und -prüfung.
9. Objektdiagramm
Es wird hauptsächlich verwendet, um die spezifische Situation des Systems zu einem bestimmten Zeitpunkt zu beschreiben, insbesondere die Objekte und ihre Wechselbeziehungen. Hier ist eine detaillierte Erklärung des Objektdiagramms:
Definition und Eigenschaften
Definition: Das Objektdiagramm zeigt die Beziehung zwischen Objekten und Objekten zu einem bestimmten Zeitpunkt und spiegelt den statischen Prozess des Systems wider. Es handelt sich um ein Beispiel für ein Klassendiagramm, das mehrere Objektinstanzen einer Klasse und die Beziehungen, Kombinationen usw. zwischen diesen Instanzen zeigt.
Merkmale:
Betonen Sie den Zustand des Systems zu einem bestimmten Zeitpunkt und nicht den Prozess oder das Verhalten.
Verwenden Sie dieselben Symbole und Beziehungen wie ein Klassendiagramm, zeigen Sie jedoch konkrete Instanzen der Klasse an.
Aufgrund des Lebenszyklus von Objekten kann der Objektgraph nur für einen bestimmten Zeitraum im System existieren.
10.Komponentendiagramm
Das Komponentendiagramm, auch Komponentendiagramm genannt, wird verwendet, um die physische Ansicht der Komponenten des Systems und ihrer Beziehungen anzuzeigen. Es beschreibt die statische Struktur der Komponenten im System, einschließlich Komponenten, Schnittstellen, Abhängigkeiten zwischen ihnen, Implementierungsbeziehungen usw.
11. Kombinationsstrukturdiagramm
Wird verwendet, um die interne Struktur eines bestimmten Teils des Systems (d. h. die „kombinierte Struktur“) und seine Interaktionspunkte mit anderen Teilen des Systems zu beschreiben. Im Folgenden finden Sie eine detaillierte Erläuterung des kombinierten Strukturdiagramms:
Definition und Eigenschaften
Definition: Ein Kombinationsstrukturdiagramm ist ein UML-Strukturdiagramm, das die interne Struktur eines Objekts darstellt, das aus einer Gruppe kleiner Objekte besteht. Es konzentriert sich auf die konstituierenden Objekte innerhalb eines Objekts und ihre Wechselbeziehungen.
Merkmale:
Der Umfang der Sperrung liegt innerhalb des Objekts, nicht innerhalb des Systems des gesamten Systems oder Geschäftssystems.
Es betont die internen Komponentenobjekte und ihre kollaborativen Beziehungen, was sich von der Gleichheit von Objekten in allgemeinen Geschäftssystemen unterscheidet.
Es handelt sich um ein statisches Diagramm, das die statische Struktur des Systems in einem bestimmten Aspekt zeigt.
12. Bereitstellungsdiagramm
Es wird auch als Implementierungsdiagramm oder Konfigurationsdiagramm bezeichnet und ist ein statisches Diagramm in UML (Unified Modeling Language), das zur Darstellung der physischen Architektur der Software und Hardware in einem System verwendet wird. Es beschreibt die physische Topologie der Hardware im System und der Software, die auf dieser Struktur ausgeführt wird. Mithilfe des Bereitstellungsdiagramms können Sie die physische Beziehung zwischen Software- und Hardwarekomponenten sowie die Komponentenverteilung der Verarbeitungsknoten verstehen. Hier ist eine detaillierte Erklärung zum Bereitstellungsdiagramm:
Definition und Eigenschaften
Definition: Ein Bereitstellungsdiagramm ist eine grafische Darstellung, mit der die physische Architektur von Software und Hardware in einem System dargestellt wird.
Merkmale:
Der Schwerpunkt liegt auf der physischen Verteilung und Verbindung von Hardware- und Softwarekomponenten.
Zeigt die Struktur eines Laufzeitsystems und vermittelt, wie die Hardware- und Softwareelemente, aus denen die Anwendung besteht, konfiguriert und bereitgestellt werden.
Wird oft verwendet, um das Verständnis verteilter Systeme zu erleichtern.
13. Paketkarte
Es wird hauptsächlich zur Beschreibung des Pakets im System, der Organisationsstruktur der im Paket enthaltenen Elemente und der Abhängigkeiten zwischen ihnen verwendet. Hier ist eine detaillierte Erklärung des Paketdiagramms:
Definition und Eigenschaften
Definition: Ein Paketdiagramm ist eine Kombination von Modellelementen, die in UML durch ein ordnerähnliches Symbol dargestellt werden, das zur Beschreibung der Pakete im Modell und der Organisation der enthaltenen Elemente verwendet wird.
Merkmale:
Betonen Sie die Organisationsstruktur und die hierarchische Beziehung des Pakets.
Abhängigkeiten zwischen Paketen anzeigen.
Kann verschiedene Arten von UML-Elementen enthalten, z. B. Klassen, Schnittstellen, Anwendungsfälle usw.
14. Schnittansicht
Es wird auch als Schnittdiagramm bezeichnet und ist eine Darstellung der internen Struktur, die durch Schneiden der relevanten Grafiken in eine bestimmte Richtung dargestellt wird. Schnittzeichnungen werden im Allgemeinen in technischen Konstruktionszeichnungen und der Konstruktion mechanischer Teile verwendet, um Konstruktionsdokumente zu ergänzen und zu verbessern. Sie sind detaillierte Entwürfe in technischen Konstruktionszeichnungen und der Konstruktion mechanischer Teile und werden als Leitfaden für technische Konstruktionsvorgänge und mechanische Verarbeitung verwendet. Darüber hinaus werden Profildiagramme auch in der biologischen Forschung, der meteorologischen Analyse und anderen Bereichen eingesetzt. Hier eine ausführliche Erläuterung des Profils:
Definition und Eigenschaften
Definition: Eine Schnittansicht ist eine orthographische Projektion eines Objekts, das mit einer Schnittebene imaginär aufgeschnitten wird, der Teil zwischen dem Betrachter und der Schnittebene entfernt wird und der verbleibende Teil auf die Projektionsebene projiziert wird.
Merkmale:
Kann die innere Struktur und Strukturform von Objekten visuell darstellen.
Bringen Sie Designideen und -absichten klar zum Ausdruck, um das Verständnis und die Ausführung des Baupersonals zu erleichtern.
Beim Zeichnen müssen die Position der Schnittebene und die Schnittrichtung entsprechend der jeweiligen Situation ausgewählt werden, um sicherzustellen, dass die inneren Merkmale des Objekts vollständig dargestellt werden können.
Verbessern Sie die Kommunikationseffizienz: UML-Diagramme stellen die Struktur und das Verhalten des Systems visuell dar und ermöglichen Entwicklern so eine bessere Kommunikation und ein besseres Verständnis des Designs und der Funktionen des Systems. Entwicklungsrisiken reduzieren: Vor der Softwareentwicklung können durch Modellierung und Verifizierung des gesamten Softwaredesigns mithilfe von UML-Diagrammen potenzielle Probleme und Risiken frühzeitig erkannt und so die Unsicherheit im Entwicklungsprozess verringert werden. Unterstützen Sie die objektorientierte Entwicklung: UML-Diagramme unterstützen objektorientierte Entwurfs- und Entwicklungsmethoden, einschließlich Konzepten wie Klassen, Objekten, Schnittstellen, Vererbung, Assoziationen usw., sodass Entwickler Softwaresysteme natürlicher beschreiben und erstellen können.
Das Erlernen von UML-Diagrammen erfordert die Beherrschung der Grundkonzepte und Symbolspezifikationen sowie die Vertiefung des Verständnisses und der Anwendung durch Übung. Es wird empfohlen, dass Anfänger mit dem Erlernen grundlegender UML-Diagramme wie Klassendiagrammen und Anwendungsfalldiagrammen beginnen und nach und nach komplexere Verhaltensdiagramme beherrschen. Gleichzeitig kann die Anwendung von UML-Diagrammen in Verbindung mit bestimmten Softwareentwicklungsprojekten ihre Rolle und ihren Wert in der tatsächlichen Arbeit besser verstehen.
Als leistungsstarkes Modellierungswerkzeug spielt das UML-Diagramm eine wichtige Rolle im Softwareentwicklungsprozess. Die Beherrschung von UML-Diagrammen kann nicht nur die Entwicklungseffizienz und -qualität verbessern, sondern auch die Kommunikation und Zusammenarbeit zwischen Entwicklern fördern. Durch die Einleitung dieses Artikels können Leser in kurzer Zeit die Hauptklassifizierung und Verwendung von UML-Diagrammen verstehen und so eine Grundlage für späteres Lernen und Üben legen. ProcessOn Es handelt sich um eine Software, die häufig zum Zeichnen von UML-Diagrammen verwendet wird. Sie verfügt über integrierte professionelle UML-Grafiksymbolelemente und Pfeillinien, unterstützt die benutzerdefinierte Anpassung von Stilen und Farben und kann nach der Fertigstellung frei exportiert werden in Bilder oder PDF-Dateien umzuwandeln. Das Format ist sehr einfach zu bedienen und es besteht für Anfänger kein Druck, es zu verwenden.
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