Простий посібник зі схем UML і моделювання баз даних

Уніфікована мова моделювання (UML) не лише відіграє важливу роль у розробці програмного забезпечення, але й активно використовується в апаратних системах у багатьох галузях, тому що дає змогу візуалізувати поведінку й структуру системи чи процесу. Мова UML допомагає визначити потенційні помилки в структурі програм, поведінці системи й інших бізнес-процесах.  

Переваги мови UML 

Мова UML з’явилася в 1990-х роках завдяки зусиллям трьох розробників програмного забезпечення: Граді Буч (Grady Booch), Івар Якобсон (Ivar Jacobson) і Джеймс Рамбо (James Rumbaugh) хотіли створити менш хаотично впорядковану мову для розробки складного програмного забезпечення, одночасно розділивши методи та процеси. На сьогодні мова UML досі залишається стандартною й однією з найкращих нотацій для розробників, а також менеджерів проектів, власників компаній, підприємців і фахівців із різних галузей. 

Які переваги мови UML? 

  • Спрощення 
  • Надання відкритого доступу до ліній зв’язку 
  • Автоматизація розробки програмного забезпечення та процесів  
  • Усунення постійних проблем з архітектурою 
  • Підвищення якості робіт 
  • Скорочення витрат і часу виходу на ринок 

Типи схем UML  

Схеми UML бувають двох основних типів: структурні та поведінкові (вони у свою чергу розподіляються на низку підтипів). Усі ці модифікації представляють численні типи сценаріїв і схем, призначених для різних категорій користувачів. 

Клієнти, менеджери проектів, технічні письменники, дизайнери, аналітики, кодувальники, фахівці з перевірки якості, тестувальники: спеціалісти з будь-якою роллю використовуватимуть певну схему, що відповідає їхнім потребам. Це означає, що кожен макет вирізняється певним фокусом і рівнем деталізації. Мета мови UML – наочно відобразити зрозумілі для всіх схеми.  

базова схема UML
Приклад базової схеми послідовності UML. Шаблон можна завантажити.

Розглянемо їх докладніше. 

Структурні схеми 

Структурні схеми відображають статичну структуру програмного забезпечення чи системи, а також різні рівні абстрагування та впровадження. Вони допомагають візуалізувати різноманітні структури, з яких складається система, наприклад базу даних або програму. Вони також відображають ієрархію компонентів або модулів, а також їхню взаємодію один із одним. За допомогою цих засобів ви отримаєте потрібні вказівки та гарантуєте, що всі частини системи працюватимуть належним чином відносно інших частин. 

Поведінкові схеми 

Основна увага тут приділяється динамічним аспектам програмної системи чи процесу. Ці схеми відображають функції системи та підкреслюють, що має відбуватися в системі, яка моделюється.  

Розглянемо детальніше різні типи схем UML із кожної категорії. 

1. Структурні схеми UML. 

  • Схема класу. Цю схему найчастіше застосовують під час розробки програмного забезпечення і використовують для відображення логічної та фізичної структури системи, а також її класів. Вона схожа на блок-схему, тому що класи представлені блоками. На цій схемі наочно відображаються різні класи та взаємозв’язок між ними, а кожен клас складається з трьох секцій: 
  • верхня секція: ім’я класу; 
  • середня секція: атрибути класу; 
  • нижня секція: методи чи операції класу. 
Схема інтерфейсу класу UML
Приклад схеми інтерфейсу класу UML. Шаблон можна завантажити.
  • Схема об’єктів. Цю схему часто використовують для повторної перевірки схеми класу на точність. Іншими словами, вона допомагає перевірити, чи працюватиме схема класу. Вона відображає об’єкти системи та їхні зв’язки, а також допомагає визначити потенційні недоліки структури, які слід усунути. 
  • Схема компонентів. На цій схемі, яка також називається схемою потоків компонентів, відображаються логічні групи елементів і їхні зв’язки. Іншими словами, вона надає спрощене подання складної системи, розбиваючи її на менші компоненти. На кожен із фрагментів вказує прямокутний блок з іменем компонента. З’єднувачі визначають зв’язок і залежності між різними компонентами. 
  • Схема композитних структур. Ця схема рідко використовується для завдань, відмінних від розробки програмного забезпечення. Чому? Попри подібність до схему класу, вона використовується для глибшого аналізу з описом внутрішньої структури кількох класів і зв’язків між ними. Якщо ви не розробник, вам вистачить подання верхнього рівня. 
  • Схема розгортання. На цій схемі відображаються компоненти, що представляють обладнання (вузли) і програмне забезпечення (артефакти), а також зв’язки між ними. Вона наочно показує, де саме розгортається кожен із компонентів. 
  • Схема пакетів. Вона використовується для відображення залежностей між пакетами, з яких складається модель. Головна її мета – показати зв’язок між різноманітними компонентами великого розміру, які формують складну систему. 
  • Схема профілів. Вона більше схожа на мову, ніж на схему. За допомогою схеми профілів можна створити властивості й семантику для схем UML, визначивши настроювані стереотипи, значення з позначкою та обмеження. За допомогою цих профілів ви можете налаштувати метамодель UML для різних платформ (наприклад, Java Platform, Enterprise Edition (Java EE) або Microsoft .NET Framework) і доменів (таких як моделювання бізнес-процесів, сервісно-орієнтована архітектура, застосування в медицині тощо). 

2. Поведінкові схеми UML. 

  • Схема дій. На цій схемі відображається покроковий процес із чітким початком і завершенням. Це набір дій, які потрібно виконати для досягнення цілі. Ця схема показує, яка кожна дія веде до наступної, а також як усі дії пов’язані між собою. Їх можна використовувати в практично будь-якому бізнес-середовищі, а не лише для розробки програмного забезпечення. Ці дії також називають зіставленням або моделюванням бізнес-процесів. 
Схема сценарію виконання UML
Приклад базової схеми сценарію виконання UML. Шаблон можна завантажити.
  • Схема сценарію виконання. Ця схема містить опис дій системи, але не спосіб їхнього виконання. Сценарій виконання – це набір подій, які трапляються, коли “актор” виконує процес за допомогою системи. Актор – це будь-який зовнішній користувач або об’єкт, який взаємодіє із системою (особа, організація чи програма). Таким чином, схема сценарію виконання візуально описує відповідний набір послідовностей і відображає функціональні вимоги системи. 
  • Схема огляду взаємодії. Ця схема (часто складна) схожа на схему дій, тому що обидві ці схеми відображають покрокову послідовність дій. Однак схема огляду взаємодії – це схема дій, що складається з кількох різних схем взаємодії. У ній використовуються ті самі зауваження, що й у схемі дій (початковий і кінцевий вузли, вузол рішення, а також єднальний, розгалужувальний і з’єднувальний вузли), з додаванням таких елементів, як взаємодія, її використання, обмеження часу та тривалості. 
  • Часова схема. Ця схема UML використовується, якщо головну роль відіграє час. Ця схема, яку також називають схемою послідовності чи подій, не показує, як об’єкти взаємодіють між собою чи змінюють один одного. Вона призначена для відображення дій об’єктів і акторів на часовій шкалі. Основна увага приділяється тривалості подій і змінам, які відбуваються залежно від обмежень тривалості. Ось основні компоненти часової схеми: 
    • лінія проекту: окремі учасники; 
    • часова шкала стану: різні стани, через які проходить лінія проекту вздовж послідовності; 
    • обмеження тривалості: час, потрібний для застосування обмеження; 
    • обмеження часу: час, протягом якого учасник має виконати певне завдання; 
    • екземпляр знищення: місце, де завершується лінія проекту об’єкта. Після екземпляра знищення на лінії проекту не може бути інших таких екземплярів. 
  • Схема автомата станів. Ця схема, яку також називають схемою станів, застосовується, якщо поведінка об’єкта складна, а його деталі дуже важливі. Вона дає змогу описати один об’єкт (або іноді оператор) і зміни в ньому залежно від внутрішніх і зовнішніх подій. 
  • Схема послідовності. Цю візуально привабливу схему часто вибирають не лише дизайнери. Її використовують для відображення всіх типів бізнес-процесів. Вона просто розкриває структуру системи, відображаючи послідовність повідомлень і взаємодії між акторами й об’єктами в хронологічному порядку. Для схем послідовності характерні незначна ітерація та розгалуження. Їх рекомендовано застосовувати до багатозадачності. 
  • Схема зв’язку. Схема зв’язку чи співпраці схожа на схему послідовності. Однак вона підкреслює зв’язок між об’єктами. Ця схема відображає впорядкування об’єктів, які беруть участь у взаємодії, і відзначається складнішими ітерацією та розгалуженням. 

Моделі бази даних  

Крім того, мова UML набуває все більшої популярності як нотація для моделювання баз даних. Ці моделі – чудовий візуальний засіб для схем мозкового штурму, створення схем довільної форми та співпраці над ідеями.  

Хоча мова UML не містить специфікацій для моделювання даних, вона може знадобитися для створення схем, особливо з огляду на те, що дані з баз даних можна використовувати в об’єктно-орієнтованому програмуванні.  

Розглянемо різні типи моделей баз даних, які ви можете створити. 

  • Ієрархічна модель бази даних. Дані цієї старої, але ефективної моделі впорядковані за деревоподібною структурою. Дерево складається з кількох груп, які називаються сегментами. У цій моделі використовується зв’язок “один-до-багатьох”. Також можна передбачити доступ до даних. 
  • Модель мережі. Ця модель схожа на графік, у якому типи зв’язків є арками, а типи об’єктів – вузлами. На відміну від інших моделей баз даних, схема моделі не обов’язково має набувати форми ґрат або ієрархії. 
  • Об’єктно-орієнтована модель бази даних. У цій моделі використовується колекція об’єктів або придатних для повторного використання програмних елементів, з пов’язаними функціями й методами. Наприклад, мультимедійна база даних може містити зображення, які не можна зберегти в реляційній базі даних, а база даних гіпертексту може дозволяти зв’язування з іншими об’єктами. 
  • Реляційна модель. У цій моделі дані впорядковані за допомогою зв’язків або сіткоподібних математичних конструкцій зі стовпцями та рядками. По суті, це таблиця. 
  • Об’єктно-реляційна модель. Ця модель є сполученням двох згаданих вище моделей, на що вказує її назва. Вона підтримує не лише об’єкти, класи, успадкування й інші об’єктно-орієнтовані елементи, а й типи даних, табличні структури й інші елементи, які підтримує реляційна модель даних. 
  • Модель зв’язку сутностей. Ця модель складається з типів сутностей (людей, місць або речей). Вона відображає потенційні зв’язки між ними. Визначаючи сутності та їхні атрибути, а також відображаючи зв’язки між ними, модель зв’язку сутностей ілюструє логічну структуру баз даних. 
  • Модель документів. Вона призначена для зберігання не елементарних даних, а документів або напівструктурованих даних і керування ними. Для неї характерна деревоподібна структура, у якій кожен вузол є об’єктом, що представляє частину документа. 
  • Модель “сутність-атрибут-значення”. У моделях “сутність-атрибут-значення”, які також називаються моделями з відкритою схемою, дані записуються в три стовпці:  
  1. сутність (що описується);  
  2. атрибут або параметр (наприклад, ім’я, опис і тип даних); 
  3. значення атрибута. 
  • Зіркоподібна схема. Це найпростіша версія об’ємної моделі, у якій дані впорядковуються за розмірами та фактами. Вона використовується для бізнес-аналітики та сховищ даних, тому що підходить для опитування великих наборів даних. 

Спрощення за допомогою програмного забезпечення 

Якщо ви створюєте моделі баз даних або схеми UML, за допомогою програмного інструменту цей процес можна спростити й покращити. Обов’язково виберіть варіант, який дає вам змогу: 

  • створювати професійні схеми за допомогою готових шаблонів і тисяч фігур з екосистеми вмісту, що відповідають таким галузевим стандартам, як UML 2.5, BPMN 2.0 і IEEE; 
  • робити свої схеми привабливішими та зрозумілішими, додаючи дані, піктограми, кольори та графіку, чи миттєво візуалізувати дані з Excel; 
  • спільно з іншими користувачами працювати над документами, коментувати їх і залишати зауваження; 
  • працювати над однією версією файлів і мати доступ до схем практично звідусіль за допомогою браузера або програм для відповідних пристроїв. 

Візуальні схеми UML можуть бути незамінні для успішної побудови процесів поведінки та структур під час розробки програмного забезпечення та використання апаратних систем у багатьох галузях. Дізнайтеся більше про створення схем UML з використанням програмного забезпечення за допомогою цього покрокового посібника.  

Початок роботи з Visio

Графічно представляйте свої ідеї, дані та процеси за допомогою Visio, хоч би де ви були та з яким пристроєм працювали.

Придбати зараз
Пов’язаний вміст
Продуктивність

П’ять способів підвищити продуктивність за допомогою інтегрованих онлайн-календарів

Дізнайтеся більше
Продуктивність

Зробіть наради цікавішими за допомогою цифрових дошок

Дізнайтеся більше
Продуктивність

5 способів збільшення зацікавленості під час онлайн-нарад за допомогою опитувань

Дізнайтеся більше
Продуктивність

П’ять способів організації спільної роботи для віддалених працівників

Дізнайтеся більше

Рекомендації та ідеї для бізнесу не слід вважати професійними порадами в галузі оподаткування або фінансів. Зв’яжіться зі своїм консультантом, щоб обговорити конкретну ситуацію.