Tìm hiểu về ngôn ngữ hệ thống UML là gì? Các dạng biểu đồ của nó
Tác giả: Nguyễn Thanh Hằng 01-07-2024
UML được phát triển bởi nhà sản xuất Rational Rose trải qua nhiều giai đoạn hoàn thiện và cải tiến thì nó hiện nay được sử dụng là ngôn ngữ chuẩn cho việc xây dựng hệ thống phần mềm hướng đối tượng. Cùng tìm hiểu UML là gì qua bài viết sau đây nhé.
1. Tổng quan về ngôn ngữ UML
1.1. Khái niệm, chức năng và mục tiêu của UML
- Khái niệm UML
UML (Unified Modeling Language) là ngôn ngữ sử dụng cho việc hình dung, mô tả, xây dựng và làm tài liệu của các phần mềm và hệ thống không phải phần mềm. Nó phổ biến dưới hình thức là những ký hiệu của nó.
- Chức năng
+ UML tạo cơ hội để viết thiết kế những khái niệm, tiến trình hay chức năng lên hệ thống.
+ Nó còn được tận dụng cho những ngôn ngữ dùng để khai báo, dãy cơ sở dữ liệu, thành phần phần mềm có thể sử dụng lại.
+ Đảm nhiệm vai trò thay những ngôn ngữ mô hình hóa điển hình như Booch, OMT, OOSE, và mô hình hóa khác.
- Mục tiêu của ngôn ngữ UML
+ UML hướng đến là sẽ cung cấp cho người dùng một ngôn ngữ mô hình hoá trực quan luôn sẵn sàng dùng được ở mọi hoàn cảnh và phải đảm bảo là chúng có ý nghĩa.
+ Cho phép trao đổi cải tiến nhiều mô hình ý nghĩa.
+ Cung cấp khả năng chuyên môn hóa nhằm mở rộng những khái niệm cốt lõi.
+ Tách biệt với ngôn ngữ lập trình chuyên biệt khác và các quá trình phát triển.
+ Cung cấp nền tảng hiểu biết về ngôn ngữ mô hình hóa cho người dùng.
+ Khuyến khích và hỗ trợ cho sự phát triển của các công cụ mà hướng tới đối tượng.
+ Hỗ trợ những khái niệm được xây dựng ở cấp độ cao như collaboration, componient, framework và pattern.
+ Tích hợp thực tiễn vào mô hình hóa một cách tốt nhất.
Xem thêm: Học Java để làm gì? Những ứng dụng của Java mà bạn chưa biết
1.2. Những khái niệm khác UML
- Khái niệm mô hình
+ Mô hình (model) là một biểu diễn của sự vật, đối tượng hay một tập các sự vật trong một lĩnh vực, ứng dụng nào đó theo một quan điểm nhất định.
+ Mục đích của mô hình là nhằm nắm bắt các khía cạnh quan trọng của sự vật mà mình quan tâm và biểu diễn theo một tập ký hiệu hoặc quy tắc nào đó.
+ Các mô hình thì thường được xây dựng sao cho có thể vẽ được thành các biểu đồ dựa trên tập ký hiệu và quy tắc đã cho.
- Khái niệm về kiến trúc hệ thống
+ Kiến trúc hệ thống là trừu tượng hóa các khía cạnh quan trọng nhất của hệ thống. Cung cấp khung trong đó thiết kế được xây dựng. Thể hiện phần mềm sẽ được tổ chức như thế nào và cung cấp các giao thức trao đổi dữ liệu và giao tiếp giữa các modul.
+ Là vật phẩm quan trong nhất, được sử dụng để quản lý các hướng nhìn (view) khác nhau và điều khiển hệ thống tăng dần và lặp trong suốt chu kỳ sống.
- Các hướng nhìn trong UML
+ Hướng nhìn user case ( user case view): miêu tả chức năng của hệ thống sẽ phải cung cấp.
+ Hướng nhìn logic ( logic view): miêu tả phương thức mà các chức năng của hệ thống sẽ
được cung cấp.
+ Hướng nhìn thành phần ( component view): miêu tả việc thực thi của các modul cũng như sự phụ thuộc giữa chúng.
+ Hướng nhìn song song ( concurrency view): nhằm tới việc chia hệ thống thành các qui trình (process) và các bộ xử lí (processor).
Xem thêm: Mô tả công việc lập tình PHP vừa đầy đủ lại vừa dễ hiểu
- Các phần tử của mô hình
+ Phần tử cấu trúc (lớp, giao diện, phần tử cộng tác, ca sử
dụng, thành phần, nút)
+ Phần tử hành vi (tương tác, trạng thái)
+ Phần tử nhóm (gói)
- Các dạng quan hệ
+ Quan hệ phụ thuộc (dependency)
+ Quan hệ liên kết (association)
+ Quan hệ kết hợp (aggregation)
+ Quan hệ hợp thành (composittion)
+ Khái quát hóa (generalization)
+ Hiện thực hóa (realization)
2. Các biểu đồ trong UML cơ bản
UML có thể được thể hiện tất cả qua 9 dạng:
2.1. Biểu đồ lớp (Class Diagram)
- Class diagram là một biểu đồ mô tả cách nhìn tĩnh về một hệ thống bằng các khái niệm lớp, các thuộc tính, phương thức của lớp và mối quan hệ giữa chúng.
- Biều đồ ược biểu diễn bởi hình chữ nhật gồm 3 phần: tên lớp, các thuộc tính và các phương thức.
2.2. Biểu Đồ Gói (Package Diagram)
+ Là tập hợp các biểu đồ lớp. Các biểu đồ gói sẽ thiết lập mối quan hệ giữa các gói. Trong đó gói là những nhóm phần tử của hệ thống, và chúng có mối quan hệ ràng buộc đến nhau.
2.3. Biểu đồ chức năng
- Biểu đồ ca sử dụng (use case diagram) biểu diễn các chức năng của hệ thống. Biểu đồ này chỉ ra sự tương tác giữa các tác nhân (actor) và hệ thống thông qua các ca sử dụng (use case).
- Bao gồm một tập hợp gồm các tác nhân (actor), các ca sử dụng con (use case) và các mối quan hệ giữa chúng.
. Ngoài ra Đi kèm là các kịch bản (scenario) nhằm mô tả chi tiết quá trình thực hiện ca sử dụng đó.
Xem thêm: [Coder là gì?] Chân dung nghề “hái tiền” bậc nhất hiện nay!
2.4. Biểu đồ trạng thái
- Biểu đồ trạng thái được sử dụng để biểu diễn các trạng thái và sự chuyển tiếp giữa các trạng thái của các đối tượng trong một lớp xác định.
- Mỗi lớp có một biểu đồ trạng thái (trừ trường hợp là lớp không có đối tượng).
- Biểu đồ trạng thái biểu diễn dưới dạng máy trạng thái hữu hạn với các trạng thái và sự chuyển tiếp giữa các trạng thái đó.
- Có hai dạng thường thấy ở biểu đồ trạng thái:
+ Biểu đồ trạng thái cho một use case.
+ Biểu đồ trạng thái hệ thống mô tả tất cả các trạng thái của các đối tượng trong toàn bộ các hoạt động của hệ thống.
2.5. Biểu đồ tiến trình
- Biểu diễn mối quan hệ giữa các đối tượng, giữa các đối tượng và tác nhân theo thứ tự
thời gian.
- Biểu đồ trình tự nhấn mạnh thứ tự thực hiện của các tương tác.
2.6. Biểu đồ tương tác
- Là biểu đồ tương tác biểu diễn mối quan hệ giữa các đối tượng, giữa các đối tượng và tác nhân.
- Nhấn mạnh đến vai trò của các đối tượng trong tương tác.
- Các thông điệp được đánh số thể hiện thứ tự thời gian.
- Tập các ký hiệu
+ Các đối tượng: biểu diễn bởi hình chữ nhật, bên trong là tên đối tượng
+ Các liên kết: giữa hai đối tượng có tương tác sẽ có một liên kết nối 2 đối tượng đó.
+ Các thông điệp: được biểu diễn bằng các mũi tên hướng từ đối tượng gửi sang đối tượng nhận bên cạnh liên kết giữa hai đối tượng.
2.7. Biểu đồ hoạt động
- Biểu diễn các hoạt động và sự đồng bộ, chuyển tiếp các hoạt động của hệ thống trong một lớp hoặc kết hợp giữa các lớp với nhau trong một chức năng cụ thể.
- Biểu đồ hoạt động được sử dụng để:
+ Xác định các hành vi phải thực hiện trong phạm vi một phương thức.
+ Xác định việc làm của một đối tượng.
+ Chỉ ra một nhóm các hành động liên quan của các đối tượng được thực hiện như thế nào và chúng sẽ ảnh hưởng đến các đối tượng nằm xung quanh.
Xem thêm: Việc làm lập trình viên C# tại hà nội
2.8. Biểu đồ thành phần
- Được sử dụng để biểu diễn các thành phần phần mềm cấu thành hệ thống.
- Mỗi thành phần có thể xem như một phần mềm nhỏ hơn, cung cấp một khối dạng hộp đen trong quá trình xây dựng phần mềm lớn.
- Các thành phần có thể là các gói được xây dựng cho quá trình phát triển hệ thống.
2.9. Biểu đồ triển khai
- Biểu đồ biểu diễn kiến trúc cài đặt và triển khai hệ thống dưới dạng các node và các mối liên quan giữa các node.
- Các node được kết nối với nhau thông qua các liên kết truyền thông như các kết nối mạng, liên kết TCP-IP, microware….và được đánh số thứ tự theo thời gian.
Tóm lại, Xây dựng một bản thiết kế phần mềm không nhất thiết phải lựa chọn toàn bộ những biểu đồ như trên, tuỳ theo từng phần mềm mà bạn chỉ cần sử dụng các biểu đồ thích hợp cho mình.
Hy vọng qua bài viết trên các bạn có thể hiểu kỹ hơn về ngôn ngữ UML là gì, những thuộc tính biểu đồ đặc trưng của nó và sẽ có ích cho bạn trong quá trình thiết kế của bạn.