Виды диаграмм на UML и средства для их построения
В данной статье рассматриваются программы для построения UML диаграмм, приводится их краткий обзор и анализ возможностей при визуальном моделировании информационных систем в процессе их проектирования и разработки.
Ранее мы писали, что совместное использование BPMN и UML это наиболее рациональный подход к визуальному моделированию в процессе проектирования сложных информационных систем различного назначения. В этой статье более подробно рассмотрим программы для построения UML диаграмм и различного класса и назначения. Что касается построения BPMN диаграмм с помощью специализированных программ, то об этом можно посмотреть в статье «Программы создания диаграмм BPMN«.
Хорошо известно, что в процессе проектирования информационных систем широкое применение нашел способ организации и управления архитектурой проектируемой системы Model Driven Architecture (MDA). Этот подход поддерживается современными методологиями проектирования информационных систем и реализуется автоматизированными инструментальными средствами разработки(CASE — средствами) информационных систем для построения моделей, а также для облегчения преобразований между различными типами моделей.
При создании моделей и диаграмм в рамках MDA широко используются представления их с помощью диаграмм на унифицированном языке моделирования UML. Для этого можно применять различные программы для построения UML диаграмм.
Унифицированный язык моделирования UML является стандартным языком для определения, визуализации, конструирования и документирования артефактов информационных и программных систем. Его применение упрощает сложный процесс проектирования информационных систем и их программного обеспечения, дополняя «проект» их построения визуальными представлениями артефактов, в качестве которых выступают модели и диаграммы.
Здесь рассматривается построение UML диаграмм при курсовом и дипломном проектировании, а не полная разработка всех решений, предусмотренных ГОСТ. В курсовом и дипломном проектировании достаточно разработать функционально — алгоритмическую структуру системы, которая в соответствие с принципами объектно-ориентированного проектирования представляется как совокупность взаимодействующих объектов, созданных на основе классов.
Поэтому для построения моделей проектируемых информационных систем в рамках курсового и дипломного проектирования применяются следующие основные диаграммы на языке UML:
- диаграмма деятельности для визуального моделирования предметной области и детализации вариантов использования системы;
- диаграмма вариантов использования для представления функциональных требований к системе;
- диаграмма классов для представления архитектуры проектируемой информационной системы;
- диаграмму последовательности для представления взаимодействия объектов во времени;
- диаграмма компонентов для представления модулей(компонентов) программного обеспечения, из которых реализуется информационная система;
- диаграмму развертывания для представления размещения компонентов информационной системы по узлам вычислительной системы при ее реализации.
Примечание. Для большей наглядности рекомендуется строить комбинированную диаграмму компонентов и развертывания.
Построение UML диаграмм можно выполнять вручную на листе бумаги или на доске, а также с помощью специализированного программного обеспечения. Среди достаточно большого количества средств построения диаграмм на UML можно выделить два класса.
Первый класс – простые и дешевые(иногда бесплатные) программы, позволяющие автоматизировать построения диаграммы без генерации программного кода. К таким программам относятся графический редактор MS Visio, программный инструмент моделирования StarUML, бесплатный онлайн сервис Lucidchart и некоторые другие.
Внимание! В настоящее время имеется полностью отечественный графический редактор АСМОграф, аналог графического редактора MS Visio, а также Белорусский универсальный редактор схем и диаграмм Grapholite.
Второй класс это, так называемые CASE-средства, представляющие собой набор инструментов, предназначенный для автоматизации визуального моделирования, проектирования, документирования и генерации кода реализации на выбранном алгоритмическом языке. К таким средствам относятся CASE-средства визуального моделирования и проектирования компании IBM Rational Software Corp — Rational Rose и Rational Software Architect, продукт проектирования и интеграции компании Borland – Together и другие.
CASE-средство визуального моделирования Rational Rose является хорошим и достаточно доступным инструментом создания артефактов проектирования информационных систем. В предыдущих статьях мы рассматривали его применение в курсовом и дипломном проектировании в процессе:
- выполнения предпроектного обследования предметной области,
- технического(архитектурного) проектирования и
- рабочего проектирования информационной системы.
Построение UML диаграмм в MS Visio
Наиболее доступным, а поэтому и популярным средством построения(рисования) не только BPMN – диаграмм, но и диаграмм на языке UML является графический редактор MS Visio. Доступность MS Visio обеспечило практически свободное владение им большого количества специалистов в том числе и студентов. Далее приводится анализ возможностей MS Visio при проектировании информационных систем.
Методика построения диаграмм на языке UML в MS Visio во многом схожа с методикой построения BPMN – диаграмм. Отличием является то, что необходимо адаптировать графическую нотацию под набор элементов UML, выбрав шаблон “Схема модели UML”. После нажатия кнопки “Создать” появится окно с наборами элементов(фигурами, пиктограммами), которые соответствуют шаблону (stencils): схеме модели UML.
Дальнейшие действия построения диаграмм в MS Visio в правилах унифицированного языка моделирования UML описаны в статье «MS Visio и проектирование информационных систем«.
Программа построения UML диаграмм StarUML
Для создания моделей(артефактов) на языке UML в процессе проектирования информационных систем можно использовать простые, но бесплатные программы для построения UML диаграмм, среди которых наибольшую популярность нашла программа StarUML. Подробное описание программы и полный анализ ее возможностей можно посмотреть в статье StarUML Руководство пользователя. В этой статье описана лицензионная(платная) версия, а в данной статье рассматривается пробная бесплатная версия, имеющая некоторые ограничения.
StarUML это бесплатная программа для моделирования и работает как бесплатный аналог известных CASE-средств визуального моделирования Rational Rose и Borland Together. Как становится ясно из названия StarUML, программа ориентирована на создание UML диаграмм. Она поддерживает стандарт UML2 и MDA.
Программное средство визуального моделирования StarUML предполагает ясное понимание концептуального различия между моделями, представлениями и диаграммами.
Модель — это обобщенный элемент, который содержит всю информацию о модели информационной системы и ее программного обеспечения.
Представление — это визуальное выражение информации, содержавшейся в модели.
Диаграмма — это коллекция визуальных образов, которая отображает определенные аспекты проекта информационной системы.
Приложение StarUML — это средство с открытым кодом для разработки быстрых, гибких, расширяемых, функциональных и, главное, бесплатно доступных для любого пользователя платформ UML/MDA для 32-разрядных систем Windows.
StarUML для Windows и других ОС можно скачать с официального сайта.
Скачивание проходит быстро и без особых заморочек. После установки на рабочем столе создается ярлык. После того как программа скачана, ее можно осваивать и пользоваться.
Интерфейс программы StarUML показан на рисунке. Он достаточно прост и аналогичен интерфейсам многих оконных приложений и включает в себя: главное меню, панель инструментов(слева), рабочее поле диаграмм(в центре) и т.п.
Для того чтобы увидеть, какие диаграммы можно строить в данной среде достаточно открыть пункт меню Model и выбрать в нем пункт Add Diagram.
При построении диаграмм часто приходится выполнять однотипные действия. В программе для этого имеется возможность выбрать их из контекстного меню или специальных кнопок окружающих проектируемый элемент, например, как показано на рисунке.
Для того чтобы понять какие действия можно выполнить при помощи окружающих элемент кнопок, надо встроить в рабочее поле элемент, например, класс и пощелкать по кнопкам. Вот такой вид имеет изображение на рабочем поле после того, как прощелкать все кнопки его окружения.
Пользователи могут допускать ошибки в процессе моделирования. Такие ошибки могут дорого обойтись, если они не будут исправлены к заключительной стадии формирования кода. Чтобы предотвращать такие ситуации, StarUML автоматически проверяет модель программы, разрабатываемую пользователем, облегчая раннее обнаружение ошибок и способствуя безупречной и полной разработке программного обеспечения.
Таким образом, анализ показывает, программа StarUML имеет более широкие возможности по сравнению с редактором MS Visio и при этом она вполне доступна для использования, особенно студентаит при курсовом и дипломном проектировании.
Примечания.
Использование StarUML для построения диаграммы деятельности при визуальном моделировании предметной области проектируемой информационной системы рассмотрено в статье «Как построить диаграмму деятельности в StarUML?«.
Использование StarUML для построения диаграммы классов при визуальном моделировании архитектуры проектируемой информационной системы рассмотрено в статье «Построение диаграммы классов в StarUML«.
Программа построения UML диаграмм Lucidchart
Часто требуется выполнять построение моделей и диаграмм проектирования информационных систем в онлайн режиме. Для этого целесообразно использовать различные программы для построения UML диаграмм(сервисы), среди которых особого внимания заслуживает LucidChart.
LucidChart — бесплатный онлайн сервис для создания блок-схем, диаграмм, диаграмм Венна, ментальных карт и графиков. Lucidchart — это инструмент для создания диаграмм, который упрощает процесс их разработки. В приложении доступны образцы и примеры блок схем, UML-моделей, ER-моделей и моделей бизнес-процессов, каркасов/макетов, системных диаграмм, организационных схем, схем связей и сайтов.
У Lucidchart есть три решения(версии) для организации работы над проектом информационной системы:
- Lucidspark — позволяет командам проводить мозговые штурмы в реальном времени, где участник с доступом могут добавлять и редактировать имеющиеся элементы.
- Lucidchart Cloud Insights — сервис для автоматического выстраивания архитектуры, схем и диаграмм с помощью имеющихся данных из AWS, из GCP и Microsoft Azure.
- LucidChart — классическое решение для создание схем и диаграмм.
В данной статье рассматривается классический вариант программы LucidChart для построения диаграмм на унифицированном языке моделирования UML.
Для изучения интерфейса и освоения возможностей программы Lucidchart в режиме онлайн в необходимо выполнить следующие действия, как показано на рисунке. Если Вы ранее не регистрировались в Lucidchart, то переходите по ссылке , в открывшемся окне нажмите кнопку «Зарегистрироваться», далее для начала выберите «Начать бесплатно». Заполнив форму зарегистрируйтесь и войдите в систему., создав аккаунт(учетную запись). В открывшемся окне выберите пункт «Документы». В появившемся окне нажмите кнопку «Создать».
После этого для начала работы необходимо переходить в свой личный кабинет по созданной ссылке.
После загрузки среды построения диаграмм, необходимо перейти в раздел построения UML- диаграмм. Для этого в левой части окна в разделе Формы необходимо нажать на клавишу «форму«. Будет предложен список возможных вариантов форм для построения различных диаграмм. В этом списке надо выбрать UML и нажать кнопку Использовать выбранные фигуры.
Интерфейс программы Lucidchart показан на рисунке. В него входят строка главного меню и редактор схем.
Редактор схем содержит в себе несколько областей: рабочее поле диаграмм, панель инструментов и панель форм. Рабочее поле — пространство, где размещаются элементы и строится диаграмма(схема).
На панели форм содержаться различные элементы для построения схем, которые пользователь при помощи drag-and-drop переносит на рабочее поле. Также Lucidchart позволяет изображение и размещать их на схемах. При помощи панели инструментов пользователь может изменять элементы: цвет, размер, наклон, шрифт и другие атрибуты.
Из описания выше следует, что интерфейс Lucidchart достаточно простой и позволяет упростить и ускорить процесс создания UML диаграмм и их документирование.
Таким образом, анализ показывает, программа Lucidchart также имеет сопоставимые возможности с программой StarUML и более широкие возможности по сравнению с редактором MS Visio, но при этом она менее доступна для использования.
Примечания.
Пример методики построения UML диаграмм в режиме онлайн приводится в статье “Построение UML диаграмм онлайн с помощью Lucidchart«
Методика построения UML диаграмм в Lucidchart мало чем не отличается от методики построения BPMN – диаграмм, описанная в статье “Программы создания диаграмм BPMN”
Где приобретать программы для построения UML диаграмм
Приобретать программы для построения UML диаграмм следует в зависимости от предназначения для их использования. Если использовать предполагается только в курсовом и дипломном проектировании, то вполне возможно бесплатное приобретение.
Если требуется построение UML диаграмм для проектирования и создания реальных информационных систем, то здесь без лицензионного программного обеспечения не обойтись.
Из лицензионного программного обеспечения особого внимания заслуживает программное обеспечение Edraw UML Diagram Software — это новый инструмент для построения диаграмм при проектировании информационных систем и программного обеспечения.
Программное обеспечение Edraw UML Diagram предназначено для инженеров и проектировщиков ПО, которым необходимо создавать подробную документацию по проектам приложений. С помощью Edraw UML Diagram можно выполнять построение таких диаграмм, как: диаграммы UML, COM и OLE, диаграммы потока данных, диаграммы Use Case Якобсона, SSADM, диаграммы структуры программы, диаграммы корпоративных приложений, Насси-Шнейдермана, Booch OOD, ROOM, OOA-диаграммы Шлаера-Меллора, диаграммы Коада-Йордона.
Заключение
Применение специализированных средств представления проектных решений, в том числе и UML диаграмм, упрощает сложный процесс проектирования информационных систем и их программного обеспечения, дополняя «проект» их построения визуальными представлениями артефактов проектирования.
Построение UML диаграмм на начальном этапе освоения технологии целесообразно осуществлять с использованием простых и дешевых(иногда бесплатных) программ, позволяющих автоматизировать построение диаграммы без генерации программного кода. К таким программам относятся графический редактор MS Visio, программы StarUML и Lucidchart.
Представленный в статье краткий обзор указанных программ и анализ возможностей при моделировании информационных систем в процессе их проектирования и разработки показал целесообразность их применения на всех этапах проектирования.
Для профессиональной работы по проектированию информационных систем и их программного обеспечения следует применять CASE-средства, представляющие собой набор инструментов, предназначенный для автоматизации визуального моделирования, проектирования, документирования и генерации кода реализации на выбранном алгоритмическом языке программирования.
К таким средствам относятся CASE-средства визуального моделирования и проектирования компании IBM Rational Software Corp — Rational Rose и Rational Software Architect, продукт проектирования и интеграции компании Borland – Together и другие.
На этом краткий обзор программ заканчивается. Успехов в их применении.
Связанные материалы
А также могут быть полезными статьи, ссылки на которые можно найти в тексте статьи:
- Интегрированная среда разработки Rational Software Architect
- Применение Rational Software Architect при проектировании информационных систем
- Построение диаграмм на UML в среде Borland Together
- Проектирование информационных систем
- Онлайн-курсы обучения построению UML диаграмм
- Построение UML- диаграмм в IBM Rational Software Architect
