UML (Unified Modeling Language — унифицированный язык моделирования) — это тип нотации, используемый для визуализации, определения, конструирования и документирования компонентов программных и непрограммных систем.

Краткая история

История создания языка программирования берет свое начало в 1967 году при появлении языка SimulaF67: он существенно отличается от современного, однако задает базовые идеи, которые существуют и сегодня. Официальное создание UML началось в 1994 году и первая версия 0.8 получила статус пробной.

В 1995 году концепция была расширена и дополнена языком OOSE. Таким образом повилась версия 0.9, с которой началось полноценное развитие UML, имеющего стратегическое значение для бизнеса.

Первая официальная всемирная версия UML появилась в январе 1997 года. Язык UML стал основой моделирования для различных классов систем и их программного обеспечения. Нотация начала применять объектно-ориентированные методы, обрела концептуальный, логический и физический уровни моделирования систем.

Последний релиз в 2007 году представил миру версию UML 2, которая включает в себя большое количество возможностей и расширенный функционал, подходящий для моделирования современных бизнес-процессов.

Плюсы и минусы методологии

Среди ключевых преимуществ модели выделим следующие характеристики:

1. UML — это объектно-ориентированный язык, поэтому методы, с помощью которых описываются результаты анализа и проектирования являются семантически идентичными к методам программирования на ключевых ОО-языках, используемых в современных технологиях.
2. С помощью UML можно описать ситуацию или ключевую задачу с различных точек зрения и аспектов поведения системы.
3. UML диаграммы простые в восприятии: прочитать схему и ознакомится с ее синтаксисом сможет даже работник, не имеющих специальных знаний в области программирования и постройки бизнес-моделей (речь идет о стандартных схемах с 20-40 условными обозначениями).
4. UML минимизирует процент возможных ошибок при создании бизнес-процесса. Например, она исключает несогласованность параметров дополнительных программ или изменение основных атрибутов.
5. Любой этап бизнес-процеса может быть использован повторно в уже существующем или новом проекте организации.
6. UML можно применять не только для решения вопросов программной инженерии, но и для введения собственных текстовых и графических стереотипов.
7. В отличие от аналогичных нотаций, UML стремительно развивается и получает широкое распространение в построении моделей различных сферах бизнеса.

Как и другие нотации, UML имеет недостатки:

1. Многие программисты используют современную версию нотации UML 2.0. Она характеризуется высокой избыточностью языка, содержит множество диаграмм и конструкций, которые не всегда важны при создании модели бизнес-процесса.
2. Применение объектно-ориентированного подхода требует наличия знаний о предметной области и методах анализа на языке программирования. Крупные проекты могут включать свыше 100 условных обозначений. В таком случае в команде должны быть специалисты, владеющие определенным уровнем квалификации и умеющие отходить от традиционных подходов к работе.

Типы сущностей

Нотации UML — это ключевые элементы для моделирования и визуализации бизнес-процессов. Если цель изображена некорректно, выбраны неправильные и малоэффективные обозначения, то модель считается бесполезной и не содержательной.

Нотация характеризуется наличием графических обозначений (существительных UML-моделей), необходимых для раскрытия структуры объектов и создания бизнесс-моделей. Выделяют следующие типы сущностей: структурные, поведенческие, группирующие, аннотационные.

Структурные

Структурные сущности — это имена существительные, представленные в статистической части модели: они соответствуют как концептуальным, так и физическим элементам системы. Среди основных структурных элементов выделают:

• Классы используются для представления объектов (требуют ответственных и имеют конкретные свойства). Диаграмма визуально разделена на четыре части: верхняя позиция (1) называет класс, вторая — отображает его атрибуты и основные инструменты, третья — детализирует операции и процессы, конечная — содержит дополнительную информацию и является необязательной.
• Объекты (экземпляр класса) — процессы, являющиеся фактической реализацией класса. Графически изображены как предшественники, единственное отличие в том, что название дополнительно подчеркивается.
• Интерфейсы используются для описания функционала по соответствующим требованиям. Интерфейс является своеобразным шаблоном, в котором расписаны этапы бизнес-процессов без их фактической реализации. На схеме отображается кружком с соответствующим названием, указанным под обозначением.
• Сотрудничество — это условное обозначение ответственности: отвечает за распределение задач в группе и назначении ответственных, чьи имена будут вписаны внутри круга с пунктирным контуром.
• Случаи использования подразумевают ситуации, для которых применимы функциональные возможности высокого уровня системы. Графически вариант использования прописывается под фигурой с обозначением сотрудничества.
• Актер — внутренняя или внешняя сущность, которая используется для описания внутренних или внешних задач бизнес-процесса. Актер взаимодействует с системой и может быть обозначен на любом этапе схемы.
• Нотация начального состояния — отображает начало бизнес-процесса; конечная государственная запись — конец процесса и соответственно результат.
• Компонент — представляет объект системы, для которого была создана диаграмма UML. Графически отображается в виде прямоугольника, в котором указан исполнитель и название задачи.
• Нотация активного класса — представляет параллельность задач в системе и изображается в формате квадрата, разделенного на три блока: 1 — название класса, 2 — параллельные требования системы, требующие описания, 3 — операции и процессы.
• Узел обозначает физический компонент системы (использование сети, серверов или оборудования). На схеме представлен в виде куба, в котором указано название узла и исполнитель.

Поведенческие

К данном классу относятся динамические и составляющее модели UML — глаголы, описывающие поведение модели во времени и пространстве. Рассмотрим основные поведенческие сущности:

• Взаимодействие — это обмен сообщениями между двумя объектами или компонентами UML системы в рамах конкретного контекста для достижения определенной цели. Может быть последовательным (диаграмма последовательности) или совместным (диаграмма сотрудничества).
• Автомат — тип поведения, описывающий различные состояния компонента и их последовательности в жизненном цикле (ответе на определенные ситуации) бизнес-процесса. Состояние может быть активным, неактивным или любым другим в зависимости от контекста ситуации.

Группирующие

Группирующие сущности, или организующие части модели UML — это компоненты, на которые можно разложить модель. Организация данных UML-моделей принято считать одним из самых важных аспектов дизайна. Первичная группирующая сущность отображается в единственном экземпляре, так называемом пакете.

• Пакет — универсальный механизм организации компонентов в определенные группы или классы. Пакет используется для переноса компонентов системы и может быть помещен в структурные, поведенческие и другие группирующие сущности. Пакет носит скорее концептуальный характер, существует только на этапе разработки, и не используется во время основной работы бизнес-модели.

Аннотационные

Аннотационные сущности — это пояснительные элементы UML модели, отвечающие за объяснение различных элементов и их функциональных возможностей. Аннотация имеет разъяснительный характер, может предоставлять дополнительное описание, вносить коррективы и замечания к уже имеющимся элементам модели.

Рассмотрим основные типы аннотационных сущностей:

• Примечание — это ключевой элемент, используемый для снабжения диаграмм комментариями или ограничениями, выраженными в виде неформального или формального текста. Графически отображено в виде прямоугольника с информацией, необходимой информации о системе.
• Зависимость применяется для отображения зависимых элементов и направлений между двумя элементами системы. На схемах представлена пунктирной стрелкой, где стрелка — это независимый элемент, а ее конец — наоборот, зависимый по отношению к ситуации.
• Ассоциация предоставляет информацию об отношениях между двумя элементами системы и характеризует общее количество элементов, применимых в диаграмме UML. Графически ассоциация отображена в виде пунктирной линии со стрелкой (или без), где оба конца представляют элементы, кратность которых представлена на концах схемы.
• Обобщение — это наследование родительских и дочерних отношений объектно-ориентированного мира между двумя элементами в системе. Графически отображается в виде стрелки с полым наконечником, где конец — это доминирующий, а начало — исполнительный элемент.

Виды диаграмм, используемых в Unified Modeling Language

В языке UML представлено 12 диаграмм, обуславливающих статистическую, поведенческую и физическую деятельность компонентов систем. Рассмотрим доступные и актуальные в современных бизнес-процессах диаграммы:

1. Диаграмма прецедентов (Use-case diagram). В основе — Actor (исполнитель), который устанавливает логические связи между ролями и прецедентами и Use case (сам прецедент), демонстрирующий какой именно процесс исполняется.
2. Диаграмма классов (Class diagram) представляет собой набор статических и декларативных элементов модели, имеющие общие атрибуты и операции. Диаграмма имеет наиболее полное и развернутое описание связей в программном коде, функциональности и информации об отдельных классах.
3. Диаграмма активностей (Activity diagram) отображает динамические аспекты поведения и общее представление о работе системы в формате блок-схемы. Диаграмма необходима для описания бизнес-процессов, взаимодействия нескольких систем, логики процедур и потоков работ, особенно при переходе от одной деятельности к другой.
4. Диаграмма последовательности (Sequence diagram) описывает поведенческие аспекты системы, вид сообщений и уточняет прецедентов. Необходима для отображения взаимодействия объектов в динамике и во времени, подразумевает обмен сообщениями в рамках конкретного сценария.
5. Диаграмма развёртывания (Deployment diagram) отображает графическое представление инфраструктуры, а именно распределение компонентов системы по узлам и маршруты их соединений. Диаграмма организовывает компоненты и решает второстепенные задачи, связанные с определенным аспектом бизнес-процесса.

Упрощение моделирования с помощью программного обеспечения

Для упрощения моделирования доступны разнообразные инструменты моделирования UML, а также разработанные ПО. Среди всех доступных возможностей, следует выделить IBM Rose, Rhapsody, MagicDraw, StarUML, ArgoUML, Umbrello, BOUML, PowerDesigner и Dia. Они обладают хорошим функционалом и широким спектром инструментов для построения диаграмм и рациональным распределением задач между исполнителями.

Вне зависимости от выбранного ПО, необходимо учитывать, что язык UML основывается на общих принципах моделирования, которыми не следует пренебрегать:

• абстрагирование включает только те элементы системы, которые необходимы для выполнения основных функций и целевого предназначения. Остальные части схемы опускаются, чтобы не перегружать модель и не усложнять процесс ее анализа и исследования.
• многомодельность — систему можно описать благодаря определенному количеству взаимосвязанных процессов, а не с помощью единственной модели (вне зависимости от ее точности и области применения). Каждый элемент системы отражает определенный аспект поведения и структуру бизнес-процесса в целом.
• иерархическое построение характеризуется описанием системы с помощью различных уровней абстрагирования и детализации. Первое представление системы — доминирующее: задает общие черты процесса и концепцию. Последующие этапы дополняют модель, раскрывают различные аспекты системы и повышают их детализацию.

Нотация UML подходит для выстраивания сложных схем с множеством ответвлений и большим количеством фигур. С ее помощью можно выстроить как статические, так и динамические бизнесс-процессы: упростить решение сложных задач в программировании, помочь при выборе оптимального решения ситуации и алгоритма разработки технической документации. Диаграммы, используемые UML строятся несложно, легко читаются и воспринимаются персоналом, не обладающим специализированными знаниями, подходят для проектирования архитектуры и поведения, позволяют понять связи между модулями и интеграциями в системе.