Guide facile sur les diagrammes UML et la modélisation de bases de données

Le langage de modélisation unifié, de l’anglais Unified Modeling Language (UML), joue un rôle déterminant dans le développement de logiciels, tout comme dans les systèmes non liés à des logiciels issus de nombreuses industries. Il s’agit en effet d’un moyen de présenter visuellement le comportement et la structure d’un système ou d’un processus. L’UML permet de mettre en évidence les erreurs potentielles dans les structures d’application, le comportement du système et d’autres processus opérationnels.  

Pourquoi choisir le langage UML ? 

L’UML a vu le jour dans les années 1990 grâce à trois ingénieurs logiciels : Grady Booch, Ivar Jacobson et James Rumbaugh. Ils souhaitaient mettre au point une méthode plus pointue pour représenter le développement de logiciels de plus en plus complexe, tout en séparant la méthodologie du processus. Aujourd’hui, les diagrammes UML figurent toujours comme outils incontournables et standards pour les développeurs, ainsi que pour les gestionnaires de projet, les chefs d’entreprise, les entrepreneurs technologiques et les professionnels de tous les secteurs. 

Quels sont les avantages du langage UML ? 

  • Il simplifie la complexité. 
  • Il assure une bonne communication. 
  • Il automatise la production de logiciels et les processus.  
  • Il permet de résoudre les problèmes architecturaux récurrents. 
  • Il améliore la qualité du travail. 
  • Il diminue les coûts et le temps de mise sur le marché. 

Types de diagrammes UML  

Il existe deux grands types de diagrammes ULM : les diagrammes de structure et les diagrammes de comportement (ces catégories sont elles-mêmes divisées en plusieurs sous-catégories). Ces variétés représentent les nombreux types de scénarios et de diagrammes que différents types de personnes utilisent. 

Qu’il s’agisse des clients, des gestionnaires de projet, des auteurs techniques, des concepteurs, des analystes, des codeurs, des responsables assurance qualité ou encore des testeurs, tous utilisent un diagramme spécifique pour répondre à leurs besoins. Cela signifie que chaque mise en page requiert une attention et un souci du détail différents. L’objectif de l’UML est de présenter visuellement des diagrammes faciles à comprendre pour tous.  

diagramme UML de base
Exemple d’un diagramme UML de base. Pour télécharger le modèle, cliquez ici.

Jetons un œil de plus près. 

Les diagrammes de structure 

Les diagrammes de structure affichent la structure statique d’un logiciel ou d’un système et ils présentent plusieurs niveaux d’abstraction et de mise en œuvre. Ceux-ci sont utilisés pour visualiser les différentes structures qui composent un système, telles qu’une base de données ou une application. Ils montrent la hiérarchie des composants ou des modules ainsi que la façon dont ils se connectent et interagissent les uns avec les autres. Ces outils fournissent des conseils et garantissent que toutes les parties d’un système fonctionnent comme prévu par rapport à toutes les autres. 

Les diagrammes de comportement 

Ici, l’accent est mis sur les aspects dynamiques du système ou du processus logiciel. Ces diagrammes présentent la fonctionnalité d’un système et mettent en évidence ce qui est prévu dans le système modélisé.  

Analysons plus en profondeur les différentes sous-catégories de diagrammes UML. 

1. Les diagrammes UML de structure 

  • Diagramme de classes : ce modèle, le plus courant dans le développement de logiciels, est utilisé pour décrire la conception logique et physique d’un système et pour présenter ses classes. Il ressemble à un organigramme vu que ces dernières sont représentées par des cases. Ce diagramme propose un visuel des différentes classes et de leur interdépendance. De plus, chaque classe dispose de trois parties : 
  • Première partie : le nom de la classe ; 
  • Deuxième partie : les attributs de la classe ; 
  • Troisième partie : les méthodes ou les opérations de la classe. 
diagramme UML des classes et des interfaces
Exemple d’un diagramme UML des classes et des interfaces. Pour télécharger le modèle, cliquez ici.
  • Diagramme d’objets : il est souvent utilisé comme un moyen de revérifier l’exactitude d’un diagramme de classe. Autrement dit, s’il fonctionnera dans la pratique. Ce schéma présente les objets d’un système et leurs relations, il donne également une meilleure vue d’ensemble des défauts de conception potentiels qui doivent être corrigés. 
  • Diagramme de composants : également connu sous le nom de digramme de flux des composants, il montre les groupes logiques d’éléments et leurs relations. En d’autres termes, il offre une vue plus simplifiée d’un système complexe en le désossant en plus petits composants. Chacun des éléments est représenté par une case rectangulaire comportant son nom. Les connecteurs définissent la relation/les dépendances entre les différents composants. 
  • Diagramme de structure composite : il est rarement utilisé en dehors du développement de logiciels. En effet, bien qu’il soit similaire à un diagramme de classes, il va bien plus loin en décrivant la structure interne de plusieurs classes et en présentant leurs interactions. À moins que vous ne soyez développeur, une vue de haut niveau est probablement suffisante. 
  • Diagramme de déploiement : il affiche les composants matériels (nœuds) et logiciels (artefacts) ainsi que leurs relations. Il apporte une représentation visuelle de l’endroit exact où chaque composant logiciel est déployé. 
  • Diagramme des paquetages : il est utilisé pour représenter les dépendances entre les paquetages qui composent un modèle. L’objectif principal est de montrer la relation entre les différents grands composants qui forment un système complexe. 
  • Diagramme de profil : il s’agit plus d’un langage que d’un diagramme. Un diagramme de profil permet de créer de nouvelles propriétés et sémantiques pour les diagrammes UML en définissant des stéréotypes personnalisés, des valeurs balisées et des contraintes. Grâce à ces profils, vous pouvez personnaliser un métamodèle UML pour différentes plateformes (par exemple Java Platform, Enterprise Edition (Java EE) ou Microsoft.NET Framework) et plusieurs domaines (par exemple, la modélisation des processus opérationnels, l’architecture axée sur le service, les applications médicales et bien d’autres). 

2. Les diagrammes UML de comportement 

  • Diagramme d’activité : il s’agit d’un processus pas-à-pas comportant un début et une fin clairs. Ce diagramme comprend un ensemble d’activités qui doivent se produire pour atteindre un but. Il montre comment chaque activité mène à la suivante et la façon dont elles sont toutes liées. Outre le développement de logiciels, ce diagramme peut être utilisé dans pratiquement tous les environnements professionnels. Ils sont également appelés cartographie ou modélisation des processus opérationnels. 
diagramme UML de cas d'utilisation
Exemple d’un diagramme de cas d’utilisation de base. Pour télécharger le modèle, cliquez ici.
  • Diagramme de cas d’utilisation : il décrit ce que fait un système, mais pas la manière dont il y parvient. Un cas d’utilisation correspond à un ensemble d’événements qui se produisent lorsqu’un “acteur” utilise un système pour terminer un processus. Un acteur est défini comme toute personne ou tout élément qui interagit avec le système (personne, organisation ou application) de l’extérieur du système. Ainsi, un diagramme de cas d’utilisation décrit visuellement cet ensemble de séquences et représente les exigences fonctionnelles du système. 
  • Diagramme global d’interaction : souvent complexe, il ressemble au diagramme d’activité puisque les deux montrent une séquence d’activités étape par étape. Un diagramme global d’interaction est en réalité un diagramme d’activité composé de différents diagrammes d’interactions. Il utilise les mêmes annotations qu’un diagramme d’activité (initial, final, décision, fusion, nœuds « fork » et « join ») avec l’ajout d’éléments tels que l’interaction, l’utilisation des interactions ainsi que les contraintes de temps et de durée. 
  • Diagramme de temps : il est utilisé lorsque le temps est primordial. Aussi connu sous le nom de diagramme de séquence ou d’événement, il ne montre pas comment les objets interagissent ou se modifient entre eux. Sur le plan fonctionnel, il montre comment les objets et les acteurs agissent dans une ligne du temps. L’accent est mis ici sur la durée des événements et sur les changements qui surviennent en fonction des contraintes de durée. Les principales parties d’un diagramme de temps comprennent : 
    • La ligne de vie : le participant individuel ; 
    • La ligne du temps de l’état : les différents états par lesquels passe la ligne de vie à l’intérieur d’une branche ; 
    • La contrainte de durée : le temps nécessaire pour qu’une contrainte soit remplie ; 
    • La contrainte de temps : le délai dans lequel un événement doit être accompli par le participant ; 
    • L’événement de destruction : l’endroit où la ligne de vie d’un objet se termine. Aucun autre cas n’apparaîtra après l’événement de destruction sur une ligne de vie. 
  • Diagramme états-transitions : aussi appelé « statechart », ce diagramme s’applique lorsque le comportement d’un objet est complexe et que le souci du détail est essentiel. Il permet de décrire le comportement d’un objet (ou parfois d’un opérateur) et la façon dont il change en fonction d’événements internes et externes. 
  • Diagramme de séquence : également bien connu en dehors de la communauté des concepteurs, ce diagramme visuellement attrayant permet de montrer tous les types de processus opérationnels. Il révèle simplement la structure d’un système, montrant la séquence des messages et les interactions entre les acteurs ainsi que les objets dans l’ordre chronologique. Le diagramme de séquence présente des itérations et des ramifications simples. Il est axé sur le multitâche. 
  • Diagramme de communication : un diagramme de communication ou de collaboration est similaire à un diagramme de séquence, mettant toutefois l’accent sur la communication entre les objets. Il présente l’organisation des objets qui participent à une interaction et reprend des itérations ainsi que des ramifications plus complexes. 

La modélisation de bases de données  

Le langage UML est également de plus en plus utilisé comme outil pour la modélisation de bases de données. Ces modèles constituent un excellent outil visuel pour le brainstorming, la création libre de diagrammes et la mise en commun d’idées.  

Bien que l’UML ne comporte pas de particularités pour la modélisation des données, il figure comme un outil utile pour la création de diagrammes, d’autant plus que les informations des bases de données peuvent être utilisées en programmation orientée objet.  

Jetons un coup d’œil aux différents types de modèles de bases de données que vous pouvez créer : 

  • Modèle de base de données hiérarchique : ancien mais performant, ce modèle de données est organisé selon une structure arborescente composée de plusieurs groupes appelés segments. Il s’agit d’une relation biunivoque et l’accès aux données est prévisible. 
  • Modèle de diagramme de réseau : il prend la forme d’un graphique, où les types de relations sont des arcs et les types d’objets sont des nœuds. Contrairement aux autres modèles de base de données, le diagramme de réseau ne se limite pas à une maille ou à une hiérarchie. 
  • Modèle de base de données orientée objet : il présente une collection d’objets ou d’éléments logiciels réutilisables, avec les fonctions et méthodes associées. Par exemple, une base de données multimédia peut contenir des images qui ne peuvent pas être stockées dans une base de données relationnelle, ou bien une base de données hypertexte peut être reliée à d’autres objets. 
  • Modèle relationnel : ici, les données sont organisées à l’aide de relations ou de structures mathématiques en forme de grille avec des colonnes et des lignes. Pour ainsi dire, il s’agit d’un tableau. 
  • Modèle relationnel-objet : comme son nom l’indique, ce modèle est une combinaison des deux modèles repris ci-dessus. Il présente les objets, les classes, les liens et d’autres éléments orientés objet, mais aussi les types de données, les structures tabulaires et bien d’autres dans un modèle de données relationnel. 
  • Modèle entité-association : il est composé de types d’entités (personnes, lieux ou choses) et montre les relations qui peuvent exister entre celles-ci. En définissant les entités, leurs attributs et en décrivant les relations entre elles, un diagramme entité-association illustre la structure logique des bases de données. 
  • Modèle documentaire : il est conçu pour stocker et gérer des documents ou des données semi-structurées, plutôt que des données atomiques. Il comprend une arborescence où chaque nœud correspond à un objet représentant une partie du document. 
  • Modèle entité-attribut-valeur : également appelé modèle de schéma ouvert, il reprend les données sous forme de trois colonnes :  
  1. L’entité (ce qui est décrit) ;  
  2. L’attribut ou le paramètre (par exemple, le nom, la description ou le type de données) ; 
  3. La valeur de l’attribut. 
  • Modèle en étoile : il s’agit de la version la plus simple d’un modèle dimensionnel, dans lequel les données sont organisées en dimensions et en faits. Il est utilisé en business intelligence et en entreposage de données puisqu’il est adapté pour interroger de grands ensembles de données. 

Aller vers la simplicité grâce à un logiciel 

Que vous créiez des modèles de bases de données ou des diagrammes UML, un outil logiciel simplifie et améliore le processus. Veillez à en choisir un qui vous donne la possibilité de : 

  • créer des diagrammes professionnels avec des modèles prêts à l’emploi et des milliers de formes dans un écosystème de contenu qui respecte les normes industrielles, dont UML 2.5, BPMN 2.0 et IEEE ; 
  • donner vie aux diagrammes à l’aide de superpositions de données, d’icônes, de couleurs et de graphiques pour rendre les données plus faciles à comprendre, y compris la visualisation des données en une étape Excel ; 
  • collaborer avec d’autres personnes au moyen de la co-rédaction, les commentaires et les annotations ; 
  • communiquer une version unique des diagrammes et faciliter l’accès à partir de presque n’importe où dans un navigateur ou des applications pour périphériques. 

Dans le développement de logiciels et de systèmes non logiciels au sein de nombreuses industries, l’utilisation de diagrammes visuels UML peut jouer un rôle déterminant quant à la réussite de l’élaboration de processus et de structures comportementales. Pour en savoir plus sur la création de diagrammes UML avec un logiciel , consultez ce guide pas-à-pas.  

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