Ngôn ngữ mô hình hóa thống nhất (Unified Modeling Language, viết tắt thành UML) là ngôn ngữ mô hình hóa hình ảnh tiêu chuẩn được sử dụng để mô hình hóa nghiệp vụ và các quy trình tương tự, phân tích, thiết kế và triển khai các hệ thống dựa trên phần mềm. UML là ngôn ngữ phổ biến cho các nhà phân tích nghiệp vụ, kiến trúc sư và nhà phát triển phần mềm. UML được sử dụng để mô tả, chỉ định, thiết kế và ghi lại các quy trình nghiệp vụ hiện tại hoặc mới, cấu trúc và hành vi của các sản phẩm của hệ thống phần mềm…
Bản in
I. Giới thiệu
Ngôn ngữ mô hình hóa thống nhất (Unified Modeling Language, viết tắt thành UML) là ngôn ngữ mô hình hóa hình ảnh tiêu chuẩn được sử dụng để mô hình hóa nghiệp vụ và các quy trình tương tự, phân tích, thiết kế và triển khai các hệ thống dựa trên phần mềm. UML là ngôn ngữ phổ biến cho các nhà phân tích nghiệp vụ, kiến trúc sư và nhà phát triển phần mềm. UML được sử dụng để mô tả, chỉ định, thiết kế và ghi lại các quy trình nghiệp vụ hiện tại hoặc mới, cấu trúc và hành vi của các sản phẩm của hệ thống phần mềm.
Bạn đang xem: Uml là gì
UML có thể được áp dụng cho các lĩnh vực ứng dụng đa dạng (ví dụ: ngân hàng, tài chính, internet, hàng không vũ trụ, y tế,…). Nó được sử dụng với tất cả các phương thức phát triển phần mềm và là đối tượng chính cho các nền tảng triển khai khác nhau (ví dụ: J2EE, .NET).
UML là ngôn ngữ lập mô hình chuẩn, không phải là quy trình phát triển phần mềm. Đặc tả UML 1.4.2 giải thích quy trình đó: cung cấp hướng dẫn về thứ tự các hoạt động của nhóm, chỉ định những gì nên được phát triển, chỉ đạo các nhiệm vụ của toàn bộ nhà phát triển và đưa ra các tiêu chí để giám sát, đo lường các sản phẩm và các hoạt động của dự án.
Phiên bản hiện tại của Ngôn ngữ mô hình hóa thống nhất là UML 2.5, được phát hành vào tháng 6 năm 2015. Đặc tả UML tiêu chuẩn được cập nhật và quản lý bởi Nhóm quản lý đối tượng OMG UML. Các phiên bản đầu tiên của UML được tạo ra bởi “Three Amigos” – Grady Booch (người tạo ra phương pháp Booch), Ivar Jacobson (Kỹ thuật phần mềm hướng đối tượng, OOSE) và Jim Rumbaugh (Kỹ thuật mô hình hóa đối tượng, OMT). Lịch sử phát triển UML được tóm tắt như sau:
Phiên bản | Ngày | Mô tả |
1.1 | 11/1997 | Đề xuất UML 1.1 được OMG thông qua. |
1.3 | 03/2000 | Chứa một số thay đổi đối với siêu mô hình UML, ngữ nghĩa và ký hiệu, nên được coi là một bản nâng cấp nhỏ cho đề xuất ban đầu. |
1.4 | 09/2001 | Phát hành “điều chỉnh” chủ yếu nhưng không hoàn toàn tương thích với UML 1.3. Bổ sung các cấu hình như các phần mở rộng UML được nhóm lại với nhau. Cập nhật khả năng hiển thị của các tính năng. Artifact đã được thêm vào để thể hiện các biểu diễn vật lý của các thành phần. |
1.5 | 03/2003 | Bổ sung thêm hành động và quy trình thực thi, bao gồm thời gian chạy, xác định khái niệm về luồng dữ liệu để chuyển dữ liệu giữa các hành động,… |
1.4.2 | 01/2005 | Phiên bản này được chấp nhận tiêu chuẩn ISO / IEC 19501. UML 1.5 đã được phát hành 2 năm trước. |
2.0 | 08/2005 | Sơ đồ mới: sơ đồ đối tượng, sơ đồ gói, sơ đồ cấu trúc hỗn hợp, sơ đồ tổng quan tương tác, sơ đồ thời gian, sơ đồ hồ sơ. Sơ đồ cộng tác được đổi tên thành sơ đồ truyền thông. Sơ đồ hoạt động và sơ đồ trình tự đã được tăng cường. Các hoạt động được thiết kế lại để sử dụng cùng ngữ nghĩa. Các cạnh bây giờ có thể được chứa trong các phân vùng. Các phân vùng có thể được phân cấp và đa chiều. Các dòng đối tượng được mô hình hóa rõ ràng. Các lớp được mở rộng với các cấu trúc bên trong và cổng (cấu trúc tổng hợp). Luồng thông tin được thêm vào. Ký hiệu mới cho sự tương quan và phân nhánh bằng cách sử dụng các đoạn kết hợp. Ký hiệu và/hoặc ngữ nghĩa đã được cập nhật cho các thành phần, thực hiện, triển khai các tạo tác. Các thành phần không còn có thể được triển khai trực tiếp đến các nút. Các dữ liệu mới đã được thêm vào: trình kết nối, sử dụng cộng tác, đầu kết nối, thiết bị, đặc tả triển khai, môi trường thực thi, chấp nhận hành động sự kiện, gửi hành động đối tượng, hành động tính năng cấu trúc, giá trị pin, hoạt động cuối cùng, nút đệm trung tâm, lưu trữ dữ liệu, lưu lượng cuối cùng, gián đoạn các vùng, nút vòng lặp, tham số, cổng, hành vi, phân loại hành vi, thời lượng, khoảng thời gian, ràng buộc thời gian, đoạn kết hợp, sự kiện tạo, sự kiện hủy, sự kiện thực thi, đoạn tương tác, sự kiện tín hiệu, mở rộng,… Sự tích hợp giữa các mô hình cấu trúc và hành vi đã được cải thiện với sự hỗ trợ tốt hơn cho các mô hình thực thi. |
2.1 | 04/2006 | Sửa đổi nhỏ UML 2.0 – sửa lỗi và cải tiến tính nhất quán. |
2.2 | 02/2009 | Đã sửa nhiều vấn đề nhất quán nhỏ và thêm các giải thích cho UML 2.1.2 |
2.3 | 05/2010 | Sửa đổi nhỏ UML 2.2, làm rõ các nhóm và các lớp kết hợp, thêm phân loại cuối cùng, sơ đồ thành phần cập nhật, cấu trúc hỗn hợp, hành động,… |
2.4.1 | 08/2011 | Sửa đổi UML với một vài sửa lỗi và cập nhật cho các lớp, gói – thuộc tính gói URI được thêm vào; hành động cập nhật; loại bỏ sự kiện tạo, sự kiện thực thi, gửi và nhận sự kiện hoạt động, gửi và nhận sự kiện tín hiệu, đổi tên sự kiện loại bỏ thành đặc tả sự cố xảy ra. |
2.5 | 06/2015 | UML 2.5, nhóm tác giả đã dành rất nhiều nỗ lực để đơn giản hóa và sắp xếp lại tài liệu đặc tả UML. Đặc tả UML được viết lại “để dễ đọc hơn”. Ví dụ, họ đã cố gắng “giảm các tài liệu tham khảo càng nhiều càng tốt”. Không còn hai tài liệu cơ sở hạ tầng và kiến trúc thượng tầng riêng biệt, đặc tả UML 2.5 là một tài liệu duy nhất. Hợp nhất gói không còn được sử dụng trong đặc điểm kỹ thuật. Bốn mức tuân thủ UML (L0, L1, L2 và L3) đã bị loại bỏ, vì chúng không hữu ích trong thực tế. Các công cụ UML 2.5 sẽ phải hỗ trợ đặc tả UML hoàn chỉnh. Các luồng thông tin, mô hình và mẫu không còn là các cấu trúc UML phụ trợ. Đồng thời, các trường hợp sử dụng, triển khai và luồng thông tin trở thành “khái niệm bổ sung” trong UML 2.5. UML 2.5 có một số bản sửa lỗi, làm rõ và giải thích được thêm vào. Phiên bản 2.5 đã cập nhật mô tả, làm rõ các định nghĩa về tổng hợp và thành phần. Mặc định cho các bộ được thay đổi từ {không đầy đủ, tách rời} thành {không đầy đủ, chồng chéo}. |
II. Đặc điểm UML 2.5
Một sơ đồ UML là một biểu diễn đồ họa một phần (khung nhìn) của một mô hình hệ thống đang được thiết kế, thực hiện hoặc đã tồn tại. Biểu đồ UML chứa các thành phần đồ họa (ký hiệu) – Các nút UML được kết nối với các cạnh (còn được gọi là đường dẫn hoặc luồng) – đại diện cho các thành phần trong mô hình UML của hệ thống được thiết kế. Mô hình UML của hệ thống cũng có thể chứa các tài liệu khác như các trường hợp sử dụng được viết dưới dạng mẫu (templated).
Loại sơ đồ được xác định bởi các ký hiệu đồ họa chính được hiển thị trên sơ đồ. Ví dụ, một sơ đồ trong đó các ký hiệu chính trong vùng nội dung là các lớp thì đó là sơ đồ lớp. Một sơ đồ biểu diễn các trường hợp sử dụng và các tác nhân là sơ đồ trường hợp sử dụng. Một sơ đồ trình tự biểu diễn trình tự trao đổi thông điệp giữa các mạng.
Đặc tả UML không loại trừ việc trộn các loại sơ đồ khác nhau, ví dụ: để kết hợp các yếu tố cấu trúc và hành vi để hiển thị một máy trạng thái được lồng trong trường hợp sử dụng. Do đó, ranh giới giữa các loại sơ đồ không được thực thi nghiêm ngặt.
Phân loại sơ đồ UML 2.5
Đặc tả UML định nghĩa hai loại sơ đồ UML chính: sơ đồ cấu trúc và sơ đồ hành vi.
Sơ đồ cấu trúc cho thấy cấu trúc tĩnh của hệ thống và các bộ phận của nó ở các mức độ trừu tượng, thực hiện khác nhau và cách chúng có liên quan với nhau. Các yếu tố trong sơ đồ cấu trúc đại diện cho các khái niệm có ý nghĩa của một hệ thống,
Biểu đồ hành vi cho thấy hành động của các đối tượng trong một hệ thống, có thể được mô tả như một chuỗi các thay đổi đối với hệ thống theo thời gian.
Các sơ đồ UML 2.5 có thể được phân loại theo thứ bậc như dưới đây. Lưu ý, các mục được hiển thị bằng màu xanh không phải là một phần của phân loại chính thức UML 2.5.
Sơ đồ cấu trúc UML 2.5
Sơ đồ cấu trúc không sử dụng các khái niệm liên quan đến thời gian, không hiển thị chi tiết về hành động. Tuy nhiên, chúng có thể hiển thị mối quan hệ với các hành vi của các phân loại được thể hiện trong sơ đồ cấu trúc.
Sơ đồ | Mục đích | Phần tử |
Sơ đồ lớp (class diagram) | Hiển thị cấu trúc của hệ thống, hệ thống con hoặc thành phần được thiết kế như các lớp và giao diện liên quan, với các tính năng, ràng buộc và mối quan hệ của chúng – liên kết, khái quát hóa, phụ thuộc,… | lớp, giao diện, tính năng, ràng buộc, liên kết, khái quát hóa, phụ thuộc. |
Sơ đồ đối tượng (object diagram) | Biểu đồ lớp hiển thị thông số kỹ thuật của các lớp và giao diện (đối tượng), vị trí có thông số kỹ thuật giá trị và liên kết (phiên bản liên kết). Sơ đồ đối tượng đã được định nghĩa trong Đặc tả UML 1.4.2 lỗi thời là “biểu đồ của các thể hiện, bao gồm các đối tượng và giá trị dữ liệu. Sơ đồ đối tượng tĩnh là một thể hiện của sơ đồ lớp; nó hiển thị ảnh chụp nhanh về trạng thái chi tiết của hệ thống tại thời điểm. Đặc tả UML 2.5 đơn giản không cung cấp định nghĩa về sơ đồ đối tượng. | đặc tả, đối tượng, khe, liên kết. |
Sơ đồ gói (package diagram) | Hiển thị các gói và mối quan hệ giữa các gói. | gói, phần tử đóng gói, phụ thuộc, nhập phần tử, nhập gói, hợp nhất gói. |
Sơ đồ mô hình (model giagram) | Sơ đồ cấu trúc phụ trợ UML cho thấy một số trừu tượng hoặc quan điểm cụ thể của một hệ thống, để mô tả các khía cạnh kiến trúc, logic hoặc hành vi của hệ thống. | mô hình, gói, yếu tố đóng gói, phụ thuộc. |
Sơ đồ kết cấu (composite structure diagram) | Sơ đồ có thể được sử dụng để hiển thị: Cấu trúc bên trong của bộ phân; Một hành vi hợp tác | |
Sơ đồ cấu trúc bên trong (internal structure diagram) | Hiển thị cấu trúc bên trong của trình phân loại – phân tách trình phân loại thành các thuộc tính, bộ phận và mối quan hệ của nó. | lớp cấu trúc, một phần, cổng, kết nối, sử dụng. |
Sơ đồ hợp tác sử dụng (collaboration use diagram) | Hiển thị các đối tượng trong một hệ thống hợp tác với nhau để tạo ra một số hành vi của hệ thống. Xem thêm: Cbd Là Gì – Tinh Dầu Cbd | hợp tác, kết nối, một phần, phụ thuộc. |
Sơ đồ thành phần (component diagram) | Hiển thị các thành phần và phụ thuộc giữa chúng. Loại sơ đồ này được sử dụng cho Phát triển dựa trên thành phần (CBD), để mô tả các hệ thống với Kiến trúc hướng dịch vụ (SOA). | thành phần, giao diện, giao diện được cung cấp, giao diện bắt buộc, lớp, cổng, đầu nối, tạo tác, thực hiện thành phần, sử dụng. |
Sơ đồ biểu diễn (manifestation diagram) | Trong khi các sơ đồ thành phần hiển thị các thành phần và mối quan hệ giữa các thành phần, phân loại và sơ đồ triển khai. Do sơ đồ biểu hiện không được xác định bởi đặc tả UML 2.5, nên biểu hiện của các thành phần theo tạo tác có thể được hiển thị bằng sơ đồ thành phần hoặc sơ đồ triển khai. | biểu hiện, thành phần, sản phẩm. |
Sơ đồ triển khai (deployment diagram) | Hiển thị kiến trúc của hệ thống dưới dạng triển khai (phân phối) các sản phẩm phần mềm cho các mục tiêu triển khai. Lưu ý, các thành phần đó đã được triển khai trực tiếp tới các nút trong sơ đồ triển khai UML 1.x. Trong các sản phẩm UML 2.x được triển khai tới các nút và các thành phần được triển khai đến các nút gián tiếp thông qua các tạo tác. Sơ đồ triển khai mức đặc tả (còn gọi là mức loại) cho thấy tổng quan về việc triển khai các tạo phẩm cho các mục tiêu triển khai, mà không tham chiếu các trường hợp cụ thể của các sản phẩm hoặc nút. Sơ đồ triển khai cấp độ sơ thẩm cho thấy việc triển khai các phiên bản của tạo tác cho các trường hợp cụ thể của các mục tiêu triển khai. Ví dụ, nó có thể được sử dụng để hiển thị sự khác biệt trong triển khai đối với môi trường phát triển, dàn dựng hoặc sản xuất với tên / id của các máy chủ hoặc thiết bị triển khai hoặc xây dựng cụ thể. | triển khai, tạo tác, mục tiêu triển khai, nút, thiết bị, môi trường thực thi, đường dẫn truyền thông, đặc tả triển khai, |
Sơ đồ kiến trúc mạng (network architecture diagram) | Các sơ đồ triển khai có thể được sử dụng để hiển thị kiến trúc mạng logic hoặc vật lý của hệ thống. Loại sơ đồ triển khai này – không được định nghĩa chính thức trong UML 2.5 – có thể được gọi là sơ đồ kiến trúc mạng. | nút, chuyển đổi, bộ định tuyến, cân bằng tải, tường lửa, đường dẫn truyền thông, phân đoạn mạng, đường trục. |
Sơ đồ hồ sơ (profile diagram) | Biểu đồ UML phụ trợ cho phép xác định các bản mẫu tùy chỉnh, các giá trị được gắn thẻ và các ràng buộc như một cơ chế mở rộng nhẹ cho tiêu chuẩn UML. Cấu hình cho phép điều chỉnh siêu mô hình UML cho các nền tảng khác nhau (như J2EE hoặc .NET) hoặc các miền (như mô hình hóa quy trình nghiệp vụ hoặc thời gian thực). Sơ đồ hồ sơ được giới thiệu lần đầu tiên trong UML 2.0. | hồ sơ, dữ liệu đặc tả, khuôn mẫu, mở rộng, tài liệu tham khảo, ứng dụng hồ sơ. |
Sơ đồ hành vi UML 2.5
Biểu đồ hành vi cho thấy hành động của các đối tượng trong một hệ thống, có thể được mô tả như một chuỗi các thay đổi đối với hệ thống theo thời gian.
Sơ đồ | Mục đích | Phần tử |
Sơ đồ trường hợp sử dụng (usecase diagram) | Mô tả một tập hợp các hành động (trường hợp sử dụng) mà một số hệ thống hoặc hệ thống chủ thể nên hoặc có thể thực hiện phối hợp với một hoặc nhiều người dùng bên ngoài của hệ thống (các tác nhân) hệ thống Lưu ý, đặc tả UML 2.4.1 đã nói rằng Sơ đồ trường hợp sử dụng là một nghiệp vụ của Sơ đồ lớp sao cho các trình phân loại được hiển thị bị hạn chế ở dạng Actor hoặc Use Case. | trường hợp sử dụng, tác nhân, chủ đề, mở rộng, bao gồm, hiệp hội. |
Sơ đồ luồng thông tin (information flow diagram) | Hiển thị trao đổi thông tin giữa các thực thể hệ thống ở một số mức độ trừu tượng cao. Các luồng thông tin có thể hữu ích để mô tả lưu thông thông tin qua một hệ thống bằng cách thể hiện các khía cạnh của các mô hình chưa được chỉ định đầy đủ hoặc với ít chi tiết hơn. | luồng thông tin, mục thông tin, tác nhân, lớp. |
Sơ đồ hoạt động (activity diagram) | Hiển thị trình tự và điều kiện để phối hợp các hành vi cấp thấp hơn là phân loại sở hữu các hành vi đó. Chúng thường được gọi là mô hình dòng điều khiển và mô hình dòng đối tượng. | hoạt động, phân vùng, hành động, đối tượng, kiểm soát, hoạt động cạnh. |
Sơ đồ máy trạng thái (state machine diagram) | Được sử dụng để mô hình hóa hành vi rời rạc thông qua các chuyển trạng thái hữu hạn. Ngoài việc thể hiện hành vi của một phần của hệ thống, máy trạng thái cũng có thể được sử dụng để thể hiện giao thức sử dụng của một phần của hệ thống. Hai loại máy trạng thái này được gọi là máy trạng thái hành vi và máy trạng thái giao thức. | |
Sơ đồ máy trạng thái hành vi (behavior state machine diagram) | Hiển thị hành vi riêng biệt của một phần của hệ thống được thiết kế thông qua các chuyển trạng thái hữu hạn. | trạng thái hành vi, chuyển đổi hành vi. |
Sơ đồ trạng thái máy (protocol state machine diagram) | Hiển thị giao thức sử dụng hoặc vòng đời của một số phân loại, ví dụ: hoạt động nào của trình phân loại có thể được gọi trong mỗi trạng thái của trình phân loại, theo các điều kiện cụ thể và đáp ứng một số điều kiện tùy chọn sau khi trình phân loại chuyển sang trạng thái đích. | trạng thái giao thức, chuyển đổi giao thức, giả ngẫu nhiên. |
Sơ đồ tương tác (interaction diagram) | Sơ đồ tương tác bao gồm một số loại sơ đồ khác nhau: sơ đồ trình tự, sơ đồ truyền thông (được gọi là sơ đồ ollaboration trong UML 1.x), sơ đồ thời gian, sơ đồ tổng quan tương tác. | |
Sơ đồ trình tự (sequence diagram) | Các loại sơ đồ tương tác phổ biến nhất tập trung vào trao đổi thông điệp giữa các vòng đời đối tượng. | Luồng, đặc tả thực hiện, thông điệp, đoạn kết hợp, sử dụng tương tác, trạng thái bất biến. |
Sơ đồ truyền thông ( Sơ đồ cộng tác trong UML 1.x) (communication diagram) | Tập trung vào sự tương tác giữa các mạng; trong đó kiến trúc của cấu trúc bên trong và cách tương hợp với thông điệp truyền đi là trung tâm. Trình tự các thông điệp được đưa ra thông qua sơ đồ đánh số thứ tự. | Luồng, tin nhắn. |
Sơ đồ thời gian (timing diagram) | Hiển thị các tương tác khi mục đích chính của sơ đồ là về thời gian. Biểu đồ thời gian tập trung vào các điều kiện thay đổi trong và giữa các vòng đời dọc theo trục thời gian tuyến tính. | Luồng, dòng thời gian hoặc trạng thái, sự kiện hủy, hạn chế thời gian. |
Sơ đồ tổng quan tương tác (interaction overview diagram) | Xác định các tương tác thông qua một biến thể của sơ đồ hoạt động theo cách thúc đẩy tổng quan về luồng điều khiển. Các sơ đồ tổng quan tương tác tập trung vào tổng quan về luồng điều khiển trong đó các nút là tương tác hoặc sử dụng tương tác. | nút ban đầu, luồng cuối cùng của nút, nút cuối cùng của hoạt động, nút quyết định, nút hợp nhất, nút ngã ba, nút tham gia, tương tác, sử dụng tương tác, ràng buộc thời lượng, ràng buộc thời gian. Xem thêm: Ngày 8/3 Là Ngày Gì – Ngày Quốc Tế Phụ Nữ |
III. Ứng dụng
UML là ngôn ngữ mô hình hóa làm trực quan và xây dựng hệ thống phần mềm và mô hình nghiệp vụ cũng như các hệ thống phi phần mềm khác theo phương pháp hướng đối tượng. UML là tập hợp những quy trình, thủ tục tốt nhất đã được kiểm nghiệm thành công trong mô hình hệ thống rộng lớn và phức tạp. UML được sử dụng để đặc tả, xây dựng và làm tài liệu của quá trình phân tích thiết kế một dự án theo phương pháp hướng đối tượng. Nó là ngôn ngữ để viết kế hoạch chi tiết cho phần mềm.
Tài liệu tham khảohttps://www.omg.org/spec/UML/2.5/About-UML/https://umlforum.com/uml-specifications/
Nguyễn Thị Thu Trang
Chuyên mục: Hỏi Đáp
