Guida ai diagrammi Unified Modeling Language (UML) e alla modellazione di database
Perché UML?
UML è arrivato sulla scena negli anni '90 grazie a tre ingegneri software (Grady Booch, Ivar Jacobson e James Rumbaugh) perché volevano sviluppare un modo meno caotico di rappresentare lo sviluppo di software sempre più complesso, separando al tempo stesso la metodologia dal processo. Oggi, UML è ancora la notazione standard per sviluppatori, project manager, proprietari di aziende, imprenditori nel campo tecnologico e professionisti di altri settori.
Quali sono i vantaggi di UML?
- Semplifica le complessità
- Mantiene aperte le linee di comunicazione
- Automatizza la produzione di software e processi
- Consente di risolvere i problemi di architettura persistenti
- Aumenta la qualità del lavoro
- Riduce i costi e il time-to-market
Tipi di diagrammi UML
Da clienti e project manager ad autori tecnici, progettisti, analisti, coder e tester, ogni ruolo userà un diagramma specifico in base alle proprie esigenze. Ciò significa che ogni layout richiede uno stato attivo e un livello di dettaglio diversi. L'obiettivo è consentire a UML di esprimere visivamente diagrammi facili da comprendere per tutti.
Esempio di diagramma di sequenza UML di base. Modello disponibile per il download
Diamo un'occhiata più da vicino:
Diagrammi strutturali
Diagrammi comportamentali
Esaminiamo più da vicino i diversi tipi di diagrammi UML che rientrano in ogni categoria:
1. Diagrammi UML strutturali
Diagramma classi. Questo diagramma, il tipo più comune nello sviluppo software, viene usato per rappresentare la progettazione logica e fisica di un sistema e ne mostra le classi. È simile a un diagramma di flusso perché le classi sono rappresentate con caselle. Questo diagramma offre un oggetto visivo delle diverse classi e del modo in cui sono correlate e ogni classe ha tre raggruppamenti:
- Sezione principale: nome della classe
- Sezione intermedia: attributi della classe
- Sezione inferiore: metodi o operazioni della classe
Esempio di diagramma dell'interfaccia della classe UML. Modello disponibile per il download.
Diagrammi di oggetti. Spesso questo diagramma viene usato come metodo per verificare l'accuratezza di un diagramma classi. In altre parole, funzionerà nella pratica? Mostra gli oggetti di un sistema e le relative relazioni e offre una visualizzazione migliore dei potenziali difetti di progettazione che richiedono la correzione.
Diagrammi di componenti. Noto anche come diagramma di flusso dei componenti, mostra i raggruppamenti logici di elementi e le relative relazioni. In altre parole, offre una visualizzazione più semplificata di un sistema complesso suddividendolo in componenti più piccoli. Ognuna delle parti viene visualizzata usando una casella rettangolare, con il nome scritto all'interno. I connettori definiscono la relazione/le dipendenze tra i diversi componenti.
Diagramma di strutture composite. Viene usato raramente da chiunque al di fuori del campo di sviluppo software. Perché? Sebbene sia simile a un diagramma classi, è necessario un approfondimento, descrivendo la struttura interna di più classi e mostrando le interazioni tra di esse. A meno che non tu non sia uno sviluppatore, è probabile che una visualizzazione di primo livello disponga di informazioni sufficienti.
Diagramma di distribuzione. Questo diagramma mostra i componenti hardware (nodi) e software (artefatti) e le relative relazioni. Offre una rappresentazione visiva della posizione esatta in cui viene distribuito ogni componente software.
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Diagramma di pacchetti. Viene usato per rappresentare le dipendenze tra i pacchetti che costituiscono un modello. L'obiettivo principale è mostrare la relazione tra i vari componenti di grandi dimensioni che formano un sistema complesso.
Diagramma di profili. Questa operazione è meno simile a un diagramma e più simile a una lingua. Un diagramma di profilo consente di creare nuove proprietà e semantiche per i diagrammi UML definendo stereotipi personalizzati, valori con tag e vincoli. Questi profili consentono di personalizzare un metamodello UML per diverse piattaforme (ad esempio, Piattaforma Java, edizione Enterprise (Java EE) o Microsoft .NET Framework) e domini (ad esempio, modellazione di processi aziendali, architettura orientata ai servizi, applicazioni mediche e altro ancora).
2. Diagrammi UML comportamentali:
Esempio di diagramma dei casi d'uso UML di base. Modello disponibile per il download.
Diagramma del caso di utilizzo. In questo modo viene descritto che cosa fa un sistema, ma non come lo fa. Un caso d'uso è un set di eventi che si verifica quando un “attore” usa un sistema per completare un processo. Un attore è definito come chiunque o qualsiasi elemento che interagisce con il sistema (persona, organizzazione o applicazione) dall'esterno del sistema. Un diagramma dei casi d'uso descrive quindi visivamente il set di sequenze e rappresenta i requisiti funzionali del sistema.
Diagrammi di panoramica delle interazioni. Spesso complesso, questo diagramma è simile al diagramma attività perché entrambi mostrano una sequenza dettagliata di attività. Un diagramma di panoramica dell'interazione è tuttavia un diagramma di attività costituito da diagrammi di interazione diversi. Usano le stesse annotazioni di un diagramma di attività (nodi iniziale, finale, decisionale, di unione, fork e join) con l'aggiunta di elementi come interazione, uso dell'interazione, vincolo di tempo e vincolo di durata.
Diagramma di tempistiche. Quando l'intervallo è al centro della fase, viene usato questo diagramma UML. Noto anche come sequenziazione o diagramma eventi, non mostra il modo in cui gli oggetti interagiscono o si modificano a vicenda. Dal punto di vista funzionale, mostra come gli oggetti e gli attori agiscono lungo una sequenza temporale. L'attenzione è incentrata sul tempo necessario per gli eventi e sulle modifiche che si verificano a seconda dei vincoli di durata. Le parti principali di un diagramma temporale includono:
- Linea di vita: singolo partecipante
- Sequenza temporale stato: stati diversi che la linea di vita attraversa all'interno di una pipeline
- Vincolo di durata: tempo necessario per soddisfare un vincolo
- Vincolo temporale: un'ora in cui un elemento deve essere soddisfatto dal partecipante
- Occorrenza di distruzione: dove termina la linea di vita di un oggetto. Non verranno visualizzate altre occorrenze dopo l'occorrenza di distruzione su una linea di vita.
Diagrammi di macchine a stati. Detto anche diagramma di stato, questo diagramma si applica quando il comportamento di un oggetto è complesso e il dettaglio è essenziale. Consente di descrivere il comportamento di un oggetto (o a volte un operatore) e il modo in cui cambia in base agli eventi interni ed esterni.
Diagramma di sequenza. Questo diagramma visivamente accattivante, molto diffuso al di fuori della semplice community di progettazione, è utile per mostrare tutti i tipi di processi aziendali. Mostra semplicemente la struttura di un sistema, mostrando la sequenza di messaggi e interazioni tra attori e oggetti in ordine cronologico. I diagrammi di sequenza mostrano iterazioni e diramazioni semplici. È vantaggioso per il multitasking.
Diagramma di comunicazione. Un diagramma di comunicazione o collaborazione è simile a un diagramma di sequenza. Tuttavia, enfatizza la comunicazione tra gli oggetti. Mostra l'organizzazione degli oggetti che partecipano a un'interazione e include iterazioni e diramazioni più complesse.
Modelli di database
UML ha anche acquisito popolarità come notazione per la modellazione dei database. Questi modelli sono un ottimo strumento visivo per il brainstorming, la creazione di diagrammi in formato libero e la collaborazione alle idee.
Anche se UML non dispone di specifiche per modellazione dei dati, può essere uno strumento utile per la creazione di diagrammi, soprattutto perché i dati dei database possono essere usati nella programmazione orientata a oggetti.
Verranno ora esaminati i diversi tipi di modelli di database che è possibile creare:
- Modello di database gerarchico. I dati di questo modello sono organizzati in una struttura ad albero. L'albero è costituito da diversi gruppi denominati segmenti. Usa una relazione uno-a-molti. Anche l'accesso ai dati è prevedibile.
- Modello di rete. Questo modello assume la forma di un grafico, in cui i tipi di relazione sono archi e i tipi di oggetto sono nodi. A differenza di altri modelli di database, lo schema del modello di rete non è limitato a un reticolo o a una gerarchia.
- Modello di database orientato agli oggetti. Questo modello usa una raccolta di oggetti, o elementi software riutilizzabili, con funzionalità e metodi associati. Ad esempio, un database multimediale potrebbe avere immagini che non possono essere archiviate in un database relazionale. In alternativa, un database ipertesto consente il collegamento ad altri oggetti.
- Modello relazionale. In questo caso, i dati sono strutturati usando relazioni o strutture matematiche simili a una griglia con colonne e righe. Si tratta fondamentalmente di una tabella.
- Il modello relazionale a oggetti. Come suggerisce il nome, questo modello è una combinazione dei due indicati in precedenza. Supporta oggetti, classi, ereditarietà e altri elementi orientati agli oggetti, ma supporta anche tipi di dati, strutture tabulari e altro ancora come in un modello di dati relazionale.
- Modello di relazione tra entità. È costituito da tipi di entità (persone, luoghi o cose). Mostra le relazioni che possono esistere tra di esse. Definendo le entità, i relativi attributi e mostrando le relazioni tra di esse, un diagramma ER illustra la struttura logica dei database.
- Modello di documento. È progettato per archiviare e gestire documenti o dati semistrutturati, anziché dati atomici. Ha una struttura ad albero in cui ogni nodo è un oggetto che rappresenta una parte del documento.
- modello Entità-attributo-valore. Modelli di schema aperti o EAV, i dati vengono registrati come tre colonne:
- L'entità (che viene descritta)
- L'attributo o il parametro (ad esempio nome, descrizione, tipo di dati)
- Valore dell'attributo
- Schema star. Si tratta della versione più semplice di un modello dimensionale, in cui i dati sono disposti in dimensioni e fatti. Viene usato in business intelligence e data warehousing perché è adatto per l'esecuzione di query su set di Big Data.
Semplificazione con software
Se si creano modelli di database o diagrammi UML, l'uso di uno strumento software semplifica e migliora il processo. Assicurati di sceglierne uno che consenta di:
- Crea diagrammi professionali con i modelli pronti per l'uso e migliaia di forme disponibili in un ecosistema di contenuti, che soddisfano standard di settore come UML 2.5, ma anche BPMN 2.0 e IEEE.
- Dai nuova vita ai diagrammi con la sovrapposizione di dati, le icone, i colori e la grafica, per semplificarne l'interpretazione, anche tramite la visualizzazione dei dati di Excel con un singolo passaggio.
- Collabora con altri utenti usando la creazione condivisa, i commenti e le annotazioni.
- Comunica dati coerenti e aggiornati e accedi ai diagrammi ovunque ti trovi con un browser in un'applicazione per dispositivi.
Nello sviluppo software e nei sistemi non software in molti settori, l'uso di diagrammi UML visivi può svolgere un ruolo fondamentale nel successo della creazione di processi e strutture comportamentali. Scopri di più sulla creazione di diagrammi UML con software con questa guida dettagliata.
Martina fa parte del team di marketing di Microsoft. È lieta di scoprire in che modo gli imprenditori possono iniziare, gestire e far crescere meglio il proprio business.
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