Introduzione a UML obiettivo di questa introduzione

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Adriano Comai 1998
Introduzione a UML
Introduzione a UML
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Introduzione a UML
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obiettivo di questa introduzione
• fornire elementi di base su UML
• introdurre i principali diagrammi
• fornire indicazioni sulle modalità di utilizzo di UML nello
sviluppo delle applicazioni
• questi temi sono trattati in modo approfondito, con
esercitazioni, nel corso “Rapid Application Development”
http://www.analisi-disegno.com/a_comai/corsi/sk_rad.htm
• nel corso “Analisi e disegno Object Oriented con UML”
http://www.analisi-disegno.com/a_comai/corsi/sk_uml.htm
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1
Introduzione a UML
lo Unified Modeling Language
(UML)
• un linguaggio (e notazione) universale, per rappresentare
qualunque tipo di sistema software
• uno standard OMG (Object Management Group), dal
nov.1997
• gli autori:
– Grady Booch
– Ivar Jacobson
– Jim Rumbaugh
• i co-proponenti: Microsoft, IBM, Oracle, HP, Platinum,
Sterling, Unysis (e tanti altri)
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Introduzione a UML
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cos’è UML (e cosa non è)
• è un linguaggio di progettazione, non un linguaggio di
programmazione (come Java, VisualBasic, C++, …)
• quindi serve a progettare un nuovo sistema, o a apportare
modifiche alla progettazione di un sistema esistente, senza
perdersi nei dettagli dei linguaggi di programmazione
• è universale, nel senso che può rappresentare sistemi molto
diversi senza differenze legate alla tecnologia: dai sistemi
web a quelli più tradizionali, dalle vecchie applicazioni
Cobol a quelle object oriented e a componenti
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Pag. 4
2
Introduzione a UML
...cos’è UML (e cosa non è)...
• è un linguaggio, non un metodo (come quelli di Yourdon e
DeMarco, o di Rumbaugh o Jacobson)
• definisce una notazione standard, basata su un
metamodello integrato degli “oggetti” che compongono un
sistema software
• ma non prescrive una sequenza di processo, cioè non dice
“prima bisogna fare questa attività, poi quest’altra”
• quindi può essere (ed è) utilizzato da persone e gruppi che
seguono metodi diversi (è “indipendente dai metodi”)
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Introduzione a UML
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...cos’è UML (e cosa non è).
• è un linguaggio non proprietario, standard
• i suoi autori (Grady Booch, Jim Rumbaugh e Ivar
Jacobson) non hanno il copyright su UML
• la versione diventata standard OMG (Object Management
Group) ha ricevuto i contributi di molti altri metodologi, e
delle più importanti società di software mondiali
• la sua evoluzione è a carico dell’OMG, e soggetta a
procedure ben definite per ogni cambiamento
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3
Introduzione a UML
nuove tecniche e modelli ???
• UML è un’evoluzione di modelli
preesistenti, non una rivoluzione
• Forti affinità con modelli e diagrammi
molto noti:
–Entity - Relationship
–Flow Chart
–modelli object oriented
• Innovazione dei modelli per adeguarsi alle
architetture distribuite
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Introduzione a UML
Booch
OOD 91
OOAD 94
Rumbaugh
(OMT)
91
Jacobson
(Objectory
/ OOSE) 92
pre-istoria
di UML
94 (RATIONAL)
Ott. 95
UNIFIED METHOD
NOTATION
(vers. 0.8)
Ott. 95 (RATIONAL)
Lug. 96
UNIFIED MODELING
LANGUAGE
(vers. 0.9)
Microsoft, HP, Oracle e altri
Gen. 1997
UML 1.0
IBM, Platinum e altri
OOSE Object Oriented Software Engineering
OMT Object Modeling Technique
Nov. 1997
UML 1.1
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Introduzione a UML
UML: meta-modello e diagrammi
• UML è basato su un meta-modello integrato, composto
da numerosi elementi collegati tra loro, secondo regole
precise
• grazie a queste regole, utilizzando gli elementi del metamodello è possibile creare modelli particolari per le
singole applicazioni da progettare
• molti elementi (ad es. l’elemento “classe”) hanno una
icona che li rappresenta graficamente
• gli elementi del meta-modello possono comparire in
diagrammi di diverso tipo
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Introduzione a UML
diagrammi UML
livello “logico”:
diagramma dei casi d’uso (use case)
diagramma delle classi (class)
diagramma di sequenza (sequence)
diagramma di collaborazione
(collaboration)
diagramma di transizione di stato (state)
diagramma delle attività (activity)
livello “fisico”:
diagramma dei componenti (component)
diagramma di distribuzione dei componenti
(deployment)
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Introduzione a UML
diagramma dei casi d’uso
Diagramma dei casi d'uso: vendita per corrispondenza
effettua ordine
Venditore
verifica stato avanzamento
Customer
attore: un utilizzatore del
sistema (essere umano,
altro sistema, …)
caso d’uso: una
particolare modalità
di utilizzo del sistema
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Introduzione a UML
casi d’uso : a cosa servono
• rappresentano le modalità di utilizzo del sistema da parte
di uno o più utilizzatori (attori)
• descrivono l’interazione tra attori e sistema, non la
“logica interna” della funzione
• sono espressi in forma testuale, comprensibile anche per i
non “addetti ai lavori”
• possono essere definiti a livelli diversi (sistema o parti del
sistema)
• ragionare sui casi d’uso aiuta a scoprire i requisiti
funzionali
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Introduzione a UML
ruolo dei casi d’uso
Acquirente
Venditore
caso d’uso:
effettua ordine
requisiti
unità di rilascio
modelli di analisi e disegno
Ordine
DataArrivo
Numero
Prezzo
verifica( )
evadi( )
Cliente
nome
indirizzo
0..*
casi
prova
1
StabilisciCredito( )
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Introduzione a UML
diagramma delle classi
nomeclasse
Libro
cod_libro
titolo
data edizione
ISDN
0..*
data acquisizione
richiesta( )
restituzione( )
create( )
pubblicato da
1
variazione dati editore( )
scritto da
0..*
0..*
[email protected]
attributi
1..*
Libro prezioso
valore : lire = 0
classe: una
tipologia di
oggetti, con
propri attributi
ed operazioni
Editore
ragione sociale
nome breve
indirizzo sede
telefono
Autore
nome : type = initval
cognome : type = initval
anno nascita
anno morte
operazioni
variazione anagrafica( )
valorizza( )
Prestito
0..*
Utente
variazione anagrafica(
)
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Introduzione a UML
diagramma delle classi
Libro
cod_libro
titolo
data edizione
ISDN
0..*
data acquisizione
richiesta( )
restituzione( )
create( )
pubblicato da
1
associazione
(relationship)
Editore
ragione sociale
nome breve
indirizzo sede
telefono
variazione dati editore( )
1..*
scritto da
0..*
0..*
Libro prezioso
valore : lire = 0
Autore
nome : type = initval
cognome : type = initval
anno nascita
anno morte
variazione anagrafica( )
valorizza( )
Prestito
gerarchia di
specializzazione
(superclassesottoclasse)
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Introduzione a UML
0..*
Utente
variazione anagrafica(
)
classe associativa
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diagramma delle classi:
a cosa serve
• rappresenta le classi e gli oggetti che compongono il
sistema, ed i relativi attributi ed operazioni
• specifica, mediante le associazioni, i vincoli che legano
tra loro le classi
• può essere definito in fasi diverse (analisi, disegno di
dettaglio)
• può rappresentare diverse tipologie di oggetti (oggetti
business, oggetti di interfaccia, …)
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Introduzione a UML
interfaccia richiesta
: Utente
: interfaccia
biblioteca
consente
all'utilizzatore di
richiedere in prestito
uno o più libri
1: RichiestaPrestito
2:
L'utente fornisce i dati
relativi al libro (ai libri)
che vuole in prestito.
Il sistema verifica se
6: err: utente non censito (
l'utente è censito,
5:
controllo
richiesta
: Utente
: Libro
: Prestito
messaggio
oggetto
3: ControlloUtentePerPrestito (
4:
7: PrestitiDelCliente ( )
Verifica quindi se ha 10: err: utente deve restituire
libri in prestito da
restituire, o se ne ha
già tre in prestito,
segnala l'impossibilità
del prestito.
Altrimenti il sistema
controlla se i libri sono 15: err: libro già in prestito
disponibili, e se lo
sono li fornisce
all'utente, altrimenti
segnala l'errore
specifica di
scenario
(caso d’uso)
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Introduzione a UML
attività
dell’oggetto
9:
8:
11: richiesta (cod_libro)
14:
13:
12: Prestito ( )
diagramma
di sequenza
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diagramma di sequenza:
a cosa serve
• evidenzia il modo in cui uno scenario (uno specifico
percorso in un caso d’uso) viene risolto dalla
collaborazione tra un insieme di oggetti
• specifica la sequenza dei messaggi che gli oggetti si
scambiano
• può specificare nodi decisionali e iterazioni
• diagrammi di sequenza e diagrammi di collaborazione
esprimono informazioni simili, ma le evidenziano in
modo diverso
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Introduzione a UML
diagramma di collaborazione
1: RichiestaPrestito
interfaccia richiesta : interfaccia
: Utente
biblioteca
10: err: utente deve restituire
6: err: utente non censito ( )
15: err: libro già in prestito
9:
2:
5:
14:
controllo richiesta
13:
oggetto
3: ControlloUtentePerPrestito ( )
11: richiesta (cod_libro)
: Libro
messaggio
12: Prestito ( )
8:
4:
: Utente
: Prestito
7: PrestitiDelCliente ( )
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Introduzione a UML
diagramma di collaborazione:
a cosa serve
• specifica gli oggetti che collaborano tra loro in un dato
scenario, ed i messaggi che si indirizzano
• la sequenza dei messaggi è meno evidente che nel
diagramma di sequenza, mentre sono più evidenti i
legami tra gli oggetti
• può essere utilizzato in fasi diverse (analisi, disegno di
dettaglio), e rappresentare diverse tipologie di oggetti
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Introduzione a UML
diagramma transizioni di stato
evento
stato iniziale
transizione
di stato
stato
acquisizione libro( dati libro, autori,
editore )
acquisito
prestito( data )
restituzione( data
restituzione )
in prestito
scadenza termini
cancellazione
libro( ISDN )
stato finale
restituzione( data
restituzione )
sollecito
in ritardo
cancellazione libro( ISDN )
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Introduzione a UML
diagramma transizioni di stato:
a cosa serve
• specifica il ciclo di vita degli oggetti di una classe,
definendo le regole che lo governano
• quando un oggetto si trova in un certo stato può essere
interessato da determinati eventi (e non da altri)
• come risultato di un evento l’oggetto può passare ad un
nuovo stato (transizione)
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11
Introduzione a UML
Cliente
richiedi
servizio
paga
ricevi
merce
[email protected]
Vendite
Magazzino
transizione di stato
ricevi
ordine
spedisci
merce
stato di attività
completa
ordine
barra di
sincronizzazione
diagramma di attività
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Introduzione a UML
diagramma di attività:
a cosa serve
• a rappresentare sistemi di workflow, oppure la logica
interna di un processo (di qualunque livello, dai business
process ai processi di dettaglio)
• permette di rappresentare processi paralleli e la loro
sincronizzazione
• è un caso particolare di diagrammi di stato, in cui ogni
stato è uno stato di attività
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12
Introduzione a UML
Cliente
Vendite
richiedi
servizio
ordine
[effettuato]
diagramma di flusso
oggetto - azione
ricevi
ordine
paga
ordine
[completato]
ricevi
merce
ordine
[spedito]
Magazzino
ordine
[inserito]
completa
ordine
spedisci
merce
[email protected]
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Introduzione a UML
diagramma di flusso azione oggetto: a cosa serve
• a rappresentare le interazioni tra processi e oggetti
• è un caso particolare di diagramma di attività
• è un vero e proprio flow chart
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13
Introduzione a UML
diagramma dei componenti
ordine
database server
cliente
form inserimento ordine
l'esistenza
dell'ordine dipende
da quella del cliente
package
dipendenza
componente
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Introduzione a UML
diagramma dei componenti:
a cosa serve
• evidenzia l'organizzazione e le dipendenze esistenti tra
componenti
• i componenti sono moduli software eseguibili, dotati di
identità e con un'interfaccia ben specificata
• i componenti (come a livello logico le classi) possono
essere raggruppati in package
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14
Introduzione a UML
diagramma di distribuzione
client
server locale
tcp / ip
interfaccia utente
connessione
tra nodi
application server
tcp / ip
server remoto
nodo
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Introduzione a UML
data server
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diagramma di distribuzione:
a cosa serve
• evidenzia la configurazione dei nodi elaborativi in
ambiente di esecuzione (run-time), e dei componenti,
processi ed oggetti ubicati in questi nodi
• permette di rappresentare, a diversi livelli di dettaglio,
l’architettura fisica del sistema
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Introduzione a UML
benefici portati da UML
• superamento della "guerra dei metodi"
– decine (o centinaia?) di metodi di analisi e disegno proposti e
praticati
– difficoltà per chi vuole passare all’approccio object oriented: qual
è il metodo migliore?
– quale strumento scegliere, se non c’è chiarezza nel campo dei
metodi?
• risposta ai problemi legati allo sviluppo di sistemi
complessi con ambienti visuali
– ritorno di attenzione sul processo di lavoro e sugli approcci
utilizzati, non solo sulle tecnologie
– il metamodello comune favorisce le possibilità di comunicazione
tra strumenti di supporto alla progettazione, e più in generale tra i
diversi ambienti utilizzabili dai progettisti nello sviluppo
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Introduzione a UML
UML è troppo complesso?
• il metamodello di UML è veramente complesso, perché ha
l'ambizione di poter rappresentare qualunque tipo di
sistema software, a livelli di astrazione differenziati
• il numero dei diagrammi è elevato, e per molti diagrammi
è possibile scegliere tra forme di rappresentazione
leggermente diverse tra loro
• UML non suggerisce, né tantomeno prescrive una
sequenza di utilizzo dei diversi diagrammi, lascia anzi
molte strade aperte, tra le quali i progettisti sono liberi di
scegliere
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Introduzione a UML
UML va adattato alle proprie
esigenze
• le realtà che sviluppano software sono molto eterogenee:
chi sviluppa da solo, per conto proprio, non ha le stesse
esigenze di documentazione e comunicazione di chi opera
in un gruppo di lavoro all'interno di un'azienda
• tra aziende diverse possono esserci differenze anche
notevoli nel livello di formalizzazione richiesto ai
progettisti, nelle tecniche da adottare, negli approcci da
seguire, nel tipo di documentazione da produrre
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Introduzione a UML
UML va adattato alle proprie
esigenze (segue)
• i progetti non sono tutti uguali: variano per dimensioni, per
tipologia, per criticità, e per molti altri fattori
• UML può essere utilizzato da tutti, perché è
sufficientemente complesso per potersi adattare a tutte le
esigenze
• ma non ha senso che tutti utilizzino UML esattamente
nello stesso modo: per scegliere il percorso "ottimale", e
quali diagrammi utilizzare davvero tra tutti quelli che
UML mette a disposizione, è necessario verificare quali
siano le esigenze che dobbiamo concretamente soddisfare
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Introduzione a UML
conclusioni
• UML è uno standard, e questo è un bene (uniformità nei
concetti e nelle notazioni utilizzate, interoperabilità tra
strumenti di sviluppo, indipendenza dai produttori, dalle
tecnologie, dai metodi)
• UML è articolato: può rappresentare qualunque sistema
software, a diversi livelli di astrazione
• UML è complesso: va adattato ("ritagliato") in base alle
specifiche esigenze dei progettisti e dei progetti,
utilizzando solo ciò che serve nello specifico contesto
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