‫به نام خدا‬
‫مقدمه ای بر‬
Unified Modeling Language
‫علیرضا کاظمی نیا‬
All Models Are Wrong Some
Models Are Useful.
Origin unknown
Today’s Topics
•
•
•
•
•
•
•
Unified Modeling Language introduction
Object Oriented Analysis and Design
Class Diagrams
Sequence Diagrams
Activity Diagrams
Use Case Diagrams
Conclusion
‫‪UML‬‬
‫• در واقع مجموعه ای از زبان ها (‪ notation‬ها و نمودار ها) است‬
‫که هر کدام برای منظور خاص در موقعیت های خاص خود به کار‬
‫گرفته می شوند‪.‬‬
‫• ‪ UML‬زبان بین املللی مهندس ی نرم افزار است‪.‬‬
‫• ‪ UML‬بر پایه ی ش ی گرایی می باشد‪.‬‬
‫• ویرایش های مختلف آن از سال ‪ 1996‬تا کنون به وجود آمده اند و‬
‫هم اکنون ویرایش ‪ 2.3‬آن جدیدترین ویرایش است‪.‬‬
UML Diagrams
The creators
Today’s Topics

•
•
•
•
•
•
Unified Modeling Language introduction
Object Oriented Analysis and Design
Class Diagrams
Sequence Diagrams
Activity Diagrams
Use Case Diagrams
Conclusion
‫‪Object Orientation‬‬
‫•‬
‫‪ object‬ها را همه می شناسند‪ .‬به اطراف خود نگاه کنید چه اشیایی می بینید؟‬
‫‪Object‬‬
‫• اشیا در دنیای واقعی دو خاصیت دارند‪:‬‬
Object
Class or instance?
‫‪Message‬‬
‫• پیغام ها‪ ،‬درخواست هایی هستند که در آن ها یک ش ی از یک ش ی دیگر می خواهد که کاری‬
‫را انجام دهد‪ .‬این پیغام دهی اغلب دو طرفه است یعنی یک ش ی می تواند هم گیرنده ی‬
‫پیغام باشد و در جایی دیگر هم فرستنده ی پیغام باشد‪ .‬این پیغام ها می توانند متد هایی‬
‫را فراخوانی کنند و این امر در جای خود می تواند به تولید پیغام های جدیدی منجر شود‪.‬‬
‫‪Encapsulation‬‬
‫• ‪ encapsulation‬جزئیات پیاده سازی یک کالس را از اشیایی که به آن پیغام می‬
‫فرستند پنهان می کند‪ .‬به این ترتیب اشیا مجبور نیستند که نگران روش پیاده سازی شیی‬
‫که به آن پیغام می فرستند باشند و این امر به ساده شدن پیاده سازی و تغییر در برنامه‬
‫می انجامد‪.‬‬
‫!‪Walk‬‬
‫‪Inheritance‬‬
‫• با استفاده از وراثت می تواند به صورت حالت خاص ی از یک کالس کلی تر تعریف شود که‬
‫تمام حاالت و رفتارهای حالت کلی تر را دارد‪ .‬به حالت کلی ‪ superclass‬و به حالت‬
‫خاص ‪ subclass‬می گویند‪ .‬وراثت از تلف شدن وقت جلوگیری می کند (چرا؟)‪.‬‬
‫‪Polymorphism‬‬
‫• امکان ارسال یک پیغام به چند گیرنده ی انجام شدن درخواست پیغام به روش های‬
‫مختلف بسته به کالس گیرنده‪ .‬چه جوری؟‬
hiss
buzz
moo
miaow
Today’s Topics


•
•
•
•
•
Unified Modeling Language introduction
Object Oriented Analysis and Design
Class Diagrams
Sequence Diagrams
Activity Diagrams
Use Case Diagrams
Conclusion
Class diagram
Class Name
Dog
Attributes
name: string
color: string
breed: string
weight: float
walk(int)
bark()
run(int)
chase(object)
getWeight(): float
Operations
Dog
name: string
color: string
weight: float
walk(int)
bark()
run(int)
chase(object)
getWeight(): float
Person
1
name: string
address: string
phone: string
weight: float
work()
Dog
name: string
weight: float
walk(int)
bark()
run(int)
chase(object)
getWeight(): float
Person
1
*
name: string
address: string
phone: string
weight: float
work()
Color
red: int
blue: int
green: int
alpha: int
name: string
1
Dog
Person
…
…
…
…
*
Collie
Bulldog
Poodle
Color
…
Today’s Topics



•
•
•
•
Unified Modeling Language introduction
Object Oriented Analysis and Design
Class Diagrams
Sequence Diagrams
Activity Diagrams
Use Case Diagrams
Conclusion
‫‪Sequence Diagram‬‬
‫• کاربرد‪ :‬توصیف نحوه ی تعامل اشیا با هم بر اساس زمان‪ ،‬نشان‬
‫دادن اشیا و ‪ lifeline‬آن ها و انتقال پیام ها بین اشیا‪.‬‬
‫• در یک ‪ sequence diagram‬می توان موارد زیادی را نشان داد‬
‫که در زیر به آن ها اشاره می شود‪.‬‬
‫‪Lifeline‬‬
‫• نشان دهنده ی یک شرکت کننده در تعامل بین اشیا است‪ .‬در واقع‬
‫می توان گفت نشان دهنده ی یک ش ی یا موجودیت است‪.‬‬
‫• ‪ lifeline‬را به وسیله ی یک مستطیل که یک خط عمودی به آن‬
‫متصل است نشان می دهند‪ .‬در مستطیل نام موجودیت و نوع‬
‫(کالس) آن مشخص می شود‪.‬‬
‫‪Message‬‬
‫• نشان دهنده ی ارتباط بین دو ‪ lifeline‬که با فلش از فرستنده به‬
‫گیرنده نشان داده می شود‪ .‬این فلش یا باید به صورت مستقیم یا‬
‫رو به پایین باشد و نمی توان آن را به صورت رو به باال نشان داد‬
‫(چرا؟)‬
‫• انواع مختلقی برای پیغام ها می توان در نظر گرفت‪:‬‬
‫–‬
‫–‬
‫–‬
‫–‬
‫–‬
‫تماس همگام (‪)synchronous call‬‬
‫تماس ناهمگام (‪)asynchronous call‬‬
‫ایجاد (‪)create‬‬
‫حذف (‪)delete‬‬
‫پاسخ (‪)reply‬‬
‫‪Synchronous call‬‬
‫• ‪ synchronous call‬درخواست انجام یک عملیات است‪ .‬پیغام‬
‫فرستاده می شود و تا زمانی که جواب آن دریافت شود اجرا متوقف‬
‫می شود‪.‬‬
‫‪Asynchronous call‬‬
‫• پیغام فرستاده می شود ولی اجرا متوقف نمی شود و انتظار برای‬
‫رسیدن جواب رخ نمی دهد‪.‬‬
‫‪Create‬‬
‫• زمانی که پیغام ‪ create‬به یک ‪ lifeline‬فرستاده می شود به آن‬
‫‪ lifeline‬گفته می شود که خود را ایجاد کند (?‪)ha‬‬
‫• در دنیای واقعی این پیغام به ‪runtime environment‬‬
‫فرستاده می شود‪.‬‬
‫‪Delete‬‬
‫• از یک ‪ lifeline‬به ‪ lifeline‬دیگر فرستاده می شود و نشان‬
‫دهنده ی پایان عمر ‪ lifeline‬پذیرنده است‪ .‬این پایان عمر با ‪X‬‬
‫نشان دادن می شود‪ .‬در نسخه های قبلی ‪ UML‬به آن ‪Stop‬‬
‫گقته می شد‪.‬‬
‫‪Reply‬‬
‫• بدون شرح!!!!!‬
‫‪Message by presence of events‬‬
‫• بسته به اینکه ارسال و دریافت برای پیغام ها رخ داده باشد می‬
‫توان آن ها را به ‪ 4‬نوع تقسیم کرد‪:‬‬
‫–‬
‫–‬
‫–‬
‫–‬
‫پیغام کامل‪ :‬هم ارسال و هم دریافت برای آن وجود دارد؛‬
‫پیغام گم شده‪ :‬فقط رخداد ارسال برای آن وجود دارد؛‬
‫پیغام پیدا شده‪ :‬فقط رخداد دریافت برای آن وجود دارد؛‬
‫پیغام ناشناخته‪ :‬نه رخداد ارسال و نه رخداد دریافت برای آن وجود دارد؛‬
‫‪Messages by presence of events‬‬
‫فرستنده مشخص نیست و فرض می شود‬
‫خارج از محدوده ی نمودار قرار دارد‪.‬‬
‫گیرنده مشخص نیست و‬
‫فرض می شود پیغام به‬
‫مقصد نرسیده است‪.‬‬
‫‪Interaction fragment‬‬
‫‪1. Execution Specification‬‬
‫• نشان دهنده ی قمستی از دوره ی زندگی یک موجودیت است که در‬
‫آن مشغول به انجام کاری‪ ،‬فرستادن سیگنال است یا منتظر پاسخ‬
‫درخواست خود از یک موجودیت می باشد‪.‬‬
‫‪Overlapping ES‬‬
‫‪Execution Specification‬‬
Interaction Specification
2. Destruction Event
‫‪Interaction Specification‬‬
‫‪3. State Invariant‬‬
‫• نشان دهنده ی یک محدودیت در زمان اجرا است‪ .‬این محدودیت‬
‫قبل از اجرای عمل مربوط سنجیده می شود‪.‬‬
Combined Fragments
Combined Fragments
Combined Fragment
Combined Fragment
Combined Fragment
Combined Fragment
Combined Fragment
Today’s Topics




•
•
•
Unified Modeling Language introduction
Object Oriented Analysis and Design
Class Diagrams
Sequence Diagrams
Activity Diagrams
Use Case Diagrams
Conclusion
Activity diagram
Activity diagram
Activity diagram elements
Activity diagram elements
Today’s Topics





•
•
Unified Modeling Language introduction
Object Oriented Analysis and Design
Class Diagrams
Sequence Diagrams
Activity Diagrams
Use Case Diagrams
Conclusion
‫‪Use Case Diagram‬‬
‫• کاربرد‪ :‬توصیف مجموعه ای از اعمال (‪ )use case‬که یک سیستم‬
‫(‪ )subject‬می تواند یا باید بتواند آن ها را در ارتباط با یک یا چند‬
‫کاربر خارجی آن سیستم (‪ )actor‬انجام دهد‪.‬‬
‫• هر ‪ use case‬باید نتایج قابل مشاهده و با ارزش ی به ‪ actor‬ها یا‬
‫دیگر ‪ stakeholder‬های سیستم ارائه دهد‪.‬‬
‫‪Use Case Diagram‬‬
‫• از ‪ use case diagram‬برای بیان موارد زیر استفاده می شود‪:‬‬
‫– نیازمندی های یک سیستم در حال ساخت‬
‫– کارهایی که یک سیستم موجود می تواند انجام دهد‪.‬‬
‫– چگونگی ارتباط برقرار کردن یک سیستم با محیط خودش‬
‫• از ‪ use case diagram‬نباید برای نشان دادن حالت های استثایی‬
‫استفاده کرد‪.‬‬
‫‪Use Case Diagram‬‬
‫• ‪ UCD‬ها چهار عنصر اصلی دارند‪:‬‬
‫• ‪ actor‬ها که سیستم با آن ها فعل و انفعال دارد (چگونه‬
‫بایدتشخیص داده شوند؟)‬
‫• خود سیستم‬
‫• ‪ use case‬ها یا خدماتی که سیستم می داند چگونه انجام دهد‬
‫(چگونه باید تشخیص داده شوند؟)‬
‫• ‪ relationship‬های بین عناصر‬
Notations
System or Subject
Actor
Pay Bill
Use case
Association
‫‪Use Case Diagram‬‬
‫• اگر یک ‪ use case‬نشان دهنده ی یک سرویس خاص باشد (که‬
‫جزئیات کمی را نشان می دهد) آنگاه باید این امکان وجود داشته‬
‫باشد که یک ‪ actor‬تنها همان خدمت را در یک نشست‬
‫ا‬
‫(‪ )session‬از سیستم درخواست کند مثال‪:‬‬
‫• برای عکس گرفتن باید اول درپوش لنز را برداشت و بعد فالش را‬
‫امتحان کرد و بعد از عکس اتمام کار درپوش لنز را گذاشت ولی آیا‬
‫این کارها در یک ‪ session‬عکاس ی برای یک عکاس کافی است؟‬
‫‪Use Case Diagram‬‬
‫• فعل و انفعال بین ‪ actor‬ها را نمی توان در ‪ UCD‬نشان داد‪:‬‬
‫اگر بخواهیم فعل و انفعال بین یک ‪ ،server‬یک ‪ browser‬و یک‬
‫کاربر (این فعل و انفعال به چه ترتیب است؟) را به وسیله ی یک‬
‫‪ UCD‬نشان دهیم شکل آن چگونه است؟‬
‫‪Use Case Diagram‬‬
‫• باید به این نکته توجه داشت که یک ‪ UCD‬با یک ‪flowchart‬‬
‫تفاوت دارد و هدف آن این است که تمامی کارهایی که یک سیستم‬
‫می تواند یا باید بتواند انجام دهد را در سطح باال ( با جزئیات کم)‬
‫نشان دهد‪ .‬فایده ی این کار چیست؟‬
‫• با توجه به این هدف و تفاوت موجود نمی توان از ‪ UCD‬برای‬
‫نشان داده ترتیب فعالیت ها استفاده نمود‪.‬‬
Relationships
•
•
•
•
Association
Generalization/Specialization
<<extend>>
<<include>>
Generalization
child use case :‫ بین کالس هاست‬generalization ‫• مثل‬
.‫ را به ارث می برد‬parent use case ‫تمام خواص و رفتار های‬
‫]‪<<extend>> [3‬‬
‫• این رابطه به این معناست که یک ‪ use case‬تحت شرایط خاص ی‬
‫یک ‪ use case‬دیگر را توسعه می دهد‪:‬‬
‫‪Use Case Diagram‬‬
‫• در توضیح شکل قبل می توان گفت که ‪ client‬جزئیات حساب‬
‫خود را می بیند و تحت شرایط خاص ی ممکن است سفارش هایی‬
‫که به دست او نرسیده اند را نیز ببیند‪ .‬این شرایط خاص از‬
‫ا‬
‫مستندات پروژه به دست می آیند مثال ممکن است در اینجا با کلیک‬
‫کردن بر روی یک دکمه این کار انجام شود‪:‬‬
‫‪1. Client views account details.‬‬
‫‪Extensions:‬‬
‫‪1a. If client clicks "Open Orders" link‬‬
‫‪Client views open orders‬‬
‫‪1b. If client clicks "View history" link‬‬
‫‪Client views history‬‬
‫]‪ <<uses>> [1],[2‬یا >>‪<<include‬‬
‫• رابطه ی >>‪ <<include‬از ‪ X‬به ‪ Y‬نشان می دهد که انجام ‪X‬‬
‫همیشه مستلزم آن است که ‪ Y‬حداقل یک بار انجام شود (ممکن‬
‫است که ‪ Y‬چند بار انجام شود ولی حداقل یک بار را می توان‬
‫تضمین کرد‪).‬‬
‫>>‪<<include‬‬
‫>>‪<<extend‬‬
‫‪Generalization‬‬
‫‪ use case‬پایه کامل نیست‪ use case .‬پایه کامل است‪ use case .‬پایه می تواند‬
‫کامل باشد یا نباشد‪.‬‬
‫‪included use case‬‬
‫اجباری است و باید انجام‬
‫شود‪.‬‬
‫‪extended use case‬‬
‫اختیاری و مکمل است‪.‬‬
‫حداقل یک مکان‬
‫مکان ‪ inclusion‬معینی‬
‫وجود ندارد ولی حداقل در یک ‪ extension‬معین وجود‬
‫دارد‪.‬‬
‫جا ‪ inclusion‬اتفاق می‬
‫افتد‪.‬‬
‫شرط معینی برای‬
‫شرط ‪ extension‬اختیاری‬
‫است‪.‬‬
‫‪ inclusion‬وجود ندارد‪.‬‬
‫اگر ‪ use case‬پایه‬
‫‪ abstract‬باشد آنگاه‬
‫‪specialized use case‬‬
‫اجباری است‪.‬‬
‫مکان معینی برای استفاده از‬
‫‪ specialization‬وجود‬
‫ندارد‪.‬‬
‫شرط معینی برای استفاده از‬
‫‪ specialization‬وجود‬
‫ندارد‪.‬‬
‫‪Brain buster‬‬
‫• سه ‪ use case‬زیر را با چه نوع ارتباطی باید به هم وصل کرد؟‬
‫چرا؟‬
‫‪*Payment *Cash payment * Credit payment‬‬
‫ا‬
‫مثاال خریدار زمانی که می خواهد مبلغ خرید خود را پرداخت کند‬
‫متوجه می شود که نه به اندازه ی کافی پول نقد دارد و نه در کارت خود‬
‫پول کافی دارد ولی مجموع پول نفد و موجودی کارت او برای پرداخت‬
‫مبلغ خرید کافی است‪.‬‬
Today’s Topics






•
Unified Modeling Language introduction
Object Oriented Analysis and Design
Class Diagrams
Sequence Diagrams
Activity Diagrams
Use Case Diagrams
Conclusion
• The fundamental reason to use UML involves
communication. … Natural language is too imprecise
and gets tangled when it comes to complex concepts.
Code is precise but too detailed. So I use UML when
I want a certain amount of precision but I don't want
to get lost in the details."
Martin Fowler, Kendall Scott, 2000, UML Distilled: A Brief Guide to the Standard
Object Modeling Language
• "Different stakeholders are likely to prefer one view
over the other. Some will prefer a big picture
overview. Your fellow designers may want to
examine your design in all its glory - and may not be
satisfied with any level of detail you can show using
UML. No single picture or diagram can communicate
these different perspectives."
Rebecca Wirfs-Brock, Alan McKean, 2002, Object Design: Roles, Responsibilities,
and Collaborations
• "The trouble comes when people feel compelled to
convey the whole model or design through UML. A
lot of object model diagrams are too complete and,
simultaneously, leave too much out. ... Nor is UML a
very satisfying programming language."
Eric Evans, 2003, Domain-Driven Design: Tackling Complexity in the Heart of
Software
• "The vocabulary and rules of a language such as
UML tell you how to create and read well-formed
models, but they don't tell you what models you
should build and when you should create them. That's
the role of the software development process."
Grady Booch, James Rumbaugh, Ivar Jacobson, 2005, The Unified Modeling
Language User Guide
Today’s Topics







Unified Modeling Language introduction
Object Oriented Analysis and Design
Class Diagrams
Sequence Diagrams
Activity Diagrams
Use Case Diagrams
Conclusion