زبان مدل‌سازی یکپارچه: تفاوت میان نسخه‌ها

محتوای حذف‌شده محتوای افزوده‌شده
FreshmanBot (بحث | مشارکت‌ها)
جز اصلاح فاصله مجازی + اصلاح نویسه با استفاده از AWB
خط ۷:
 
== مرور کلی ==
یوام ال یک زبان مدلسازی نسل سوم است و روشی باز برای توصیف ویژگیها،ویژگی‌ها، نمایش گرافیکی، ساختن و مستندسازی اجزای یک سیستم نرم‌افزاری در حال توسعه می‌باشد. از یو ام‌ال برای فهمیدن، طراحی، مرور، پیکربندی، نگهداری و کنترل اطلاعات سیستم‌های نرم‌افزاری استفاده می‌شود. یو ام‌ال برای همه روشهایروش‌های [[توسعه نرم‌افزار]]، همه مراحل [[چرخه عمر نرم‌افزار]]، همه حوزه‌های برنامه‌های کاربردی و هر رسانه‌ای قابل استفاده است. این زبان مدلسازی برای یک‌لخت سازییک‌لخت‌سازی تجربیات گذشته در مورد تکنیک‌های مدلسازی و گنجاندن تجربیات موفق در یک دیدگاه استاندارد بوجود آمده استآمده‌است. یو ام‌ال شامل مفاهیم معنایی(semantic)، نمادگذاری و راهنمایی برای طراحی می‌باشد. یو ام‌ال را نمی‌توان به عنوان یک روش تولید نرم‌افزار کامل دانست. این زبان شامل فرایند مرحله به مرحله تولید نرم‌افزار نیست، بلکه یو ام‌ال زبانی است که تقریباً تمام شیوه‌های تولید نرم‌افزار از آن استفاده می‌کنند.
 
یو ام‌ال تکنیکهایتکنیک‌های [[مدلسازی داده ها|مدلسازی داده]] ([[نمودار رابطه موجودیت]])، مدلسازی تجاری، مدلسازی شی و مدلسازی مولفه‌ها را با هم ترکیب می‌نماید. یو ام‌ال را می‌توان در تمامی پروسه‌ها در سراسر [[چرخه توسعه نرم‌افزار]] به کاربرد.<ref>Satish Mishra (1997). [http://www2.informatik.hu-berlin.de/~hs/Lehre/2004-WS_SWQS/20050107_Ex_UML.ppt "مدلسازی تصویری و زبان مدلسازی یک‌لخت (یو ام‌ال): مقدمه‌ای بر یو ام‌ال"]. Rational Software Corporation. بازیابی شده در ۹ نوامبر ۲۰۰۸</ref>
 
پیش از پیدایش یو ام‌ال در اواسط دهه ۱۹۹۰، مدلسازی نرم‌افزار از مشکل ناسازگاری نماد گذاریهای مختلفی که توسط متخصصین مدلسازی مختلف بوجود می‌آمد رنج می‌برد و استاندارد همه گیریهمه‌گیری در این زمینه وجود نداشت. یو ام‌ال از تلفیق [[روش بوچ]] (Booch Method)، [[تکنیک مدل‌سازی شی]] (OMT) و [[مهندسی نرم‌افزار شی گرا]](OOSE) با یکدیگر در راستای جریانات یک‌لخت سازییک‌لخت‌سازی بوجود آمد.<ref name="Foldoc01">[[فولداک]] (۲۰۰۱). [http://foldoc.org/index.cgi?query=UML&action=Search زبان مدلسازی یک‌لخت] آخرین به روز رسانی در ۲۰۰۲-۰۱-۰۳. بازیابی شده در ۶ فوریه ۲۰۰۹.</ref> پیدایش یوام ال همه چیز را تغییر داد و باعث رشد چشمگیر مدلسازی تصویری و استفاده گسترده از این زبان شد. یو ام‌ال امروزه نقش یک زبان بین‌المللی را در زمینه تولید نرم‌افزار بر عهده دارد. مؤسسه آماری [[گارتنر]] در سال ۲۰۰۶ تعداد متخصصان [[فناوری اطلاعات]] که از یو ام‌ال استفاده می‌نمودند را ۱۰ میلیون نفر برآورد نمود و همچنین تخمین زده است که در سال ۲۰۰۸ هفتاددر صد شرکتهایشرکت‌های تولید نرم‌افزار در سراسر دنیا از یو ام‌ال استفاده کرده‌اند.<ref>http://uml.org/Visual_Modeling.pdf مدلسازی تصویری: گذشته، حال و آینده</ref>
 
== تاریخچه ==
[[پرونده:OO-historie.jpg|بندانگشتی|320px|تاریخچه متدها و نمادگذاریهای شی گرا.]]
روشهای تولید نرم‌افزار برای زبانهای [[برنامه‌نویسی]] سنتی دردهه۱۹۷۰ ظهور کرد و در دهه ۱۹۸۰ همه گیر شد. مهمترین این شیوه‌ها متدولوژی طراحی و تحلیل ساختاریافته سیستم (SSADM) بود.<ref>Edward Yourdon, Larry L. "Structured Design: Fundamentals of a Discipline of Computer Program and System Design" ,Prentice Hall, 1979 ISBN 0-13-854471-9</ref>
این روشهاروش‌ها در ابتدا توسط افرادی چون کنستانتین (Constantine)، دی مارکو(DeMarco)، ملور(Mellor)، وارد(Ward)، یوردون(Yourdon) و سایرین پدید آمدند و در حیطه سیستم‌های بزرگ به ویژه سیستم‌های طرف قرارداد با دولت در حوزه هوافضا و دفاع نظامی نیز نفوذ کردند. اگرچه نتایج آنهاآن‌ها همواره رضایت بخش نبود اما این روشهاروش‌ها متضمن ایده‌های خوبی بودند که به ندرت استفاده مؤثری از آنهاآن‌ها می‌شد. شرکتهایشرکت‌های تجاری راغب با به کارگیریبه‌کارگیری روشهایروش‌های تولید نرم‌افزار و سیستم‌های [[رایانه‌ای]] مهندسی نرم‌افزارنبودند. بیشتر آنهاآن‌ها نرم‌افزارها را برای استفاده داخلی و رفع نیازهای خود تولید می‌کردند و نیازی به بررسی این نرم‌افزارها توسط سازمانهایسازمان‌های خارجی نبود.
 
اولین [[زبان برنامه‌نویسی شی گرا]] [[سیمولا]] بود که توسط [[اوله ژوهان داهل]](Ole-Johan Dahl) و [[کریستن نایگارد]] (Kristen Nygaard) در سال ۱۹۶۷ در نروژ طراحی شد.<ref>G.M. Birtwistle, "Simula Begin" , Van Nostrand Reinhold, 1979 , ISBN 0-88405-032-7</ref> این زبان اگرچه خود پیروان چندانی به دست نیاورد اما تأثیر زیادی بر روی بسیاری از زبانهای شی گرای بعدی داشت. کارهای داهل (Dahl) و نایگارد(Nygaard) تأثیر ژرفی بر گسترش شی گرایی داشت. جریان شی گرایی با دستیابی عمومی به زبان [[اسمال تاک|اسمالتاک]](Smalltalk) در اوایل دهه ۱۹۸۰ فعال شد و با پیدایش زبانهای شی گرای دیگری مانند [[سی شی گرا]] (Objective C)، [[سی پلاس پلاس]]، [[زبان برنامه سازیبرنامه‌سازی ایفل|ایفل]] و [[زبان برنامه‌نویسی کلوس|کلوس]] (CLOS) ادامه یافت. پنج سال پس از اینکه [[اسمال تاک]] در سراسر دنیا شناخته شد، اولین متدهای شی گرای تولید نرم‌افزار توسط ''شلایر''و ''ملور''<ref>Sally Shlaer, Stephen J. Mellor, "Object Oriented Systems Analysis: Modeling the World in Data ",Prentice Hall, 1988, ISBN 0-13-629023-X</ref> و ''کود'' و ''یوردون''<ref>Peter Coad, Edward Yourdon; "Object Oriented Analysis 2nd edition" ,Prentice Hall, 1990 , ISBN 0-13-629981-4</ref> بوجود آمد و به فاصله کوتاهی توسط سایرین همچون بوچ(Booch) و رمباف (Rambaugh) دنبال شد.<ref name="B">Grady Booch, "Object-Oriented Analysis and Design with Applications (2nd Edition)" , Addison-Wesley Professional,1993, ISBN 0-8053-5340-2</ref><ref name="R">James Rumbaugh, "Object-oriented Modelling and Design" , Prentice Hall, 1991, ISBN 81-203-1046-2</ref><ref name="T">Rebecca Wirfs-Brock, Brian Wilkerson, Lauren Wiener; "Designing Object-Oriented Software "; Prentice Hall, 1990, ISBN 0-13-629825-7</ref> این کتابهاکتاب‌ها به مجموعه کتب قبلی در مورد طراحی زبانهای برنامه‌نویسی اضافه شد و فیلد متدولوژی شی گرا آغاز شد. فاز اول آن در پایان سال ۱۹۹۰ کامل شد. کتاب یاکوبسون<ref>Ivar Jacobson, "Object Oriented Software Engineering: A Use Case Driven Approach ", Addison-Wesley Professional,1992, ISBN 0-201-54435-0</ref> در مورد شی گرایی اندکی بعد بر اساس مقالات و کارهای پیشین منتشر شد که با تمرکز بر روی [[مورد کاربرد]] ([[مورد استفاده]] هم ترجمه شده) دیدگاه متفاوتی را ارائه کرد. در طی پنج سال بعدی کتابهایکتاب‌های متعددی در این زمینه تألیف شد که هریک تعاریف، مفاهیم و نمادگذاریهای خاص خود را داشتند، اما در مجموع شباهت زیادی بین مفاهیم ارائه شده توسط نویسندگان مختلف وجود داشت.
 
برخی تلاشهای اولیه در جهت یک‌لخت سازییک‌لخت‌سازی مفاهیم روشهایروش‌های مختلف به انجام رسید که نمونه قابل ملاحظه آن کار کلمن(Coleman) و همکارانش به نام فیوژن(Fusion) بود<ref>Derek Coleman, "Object-Oriented Development: The Fusion Method ", Prentice Hall, 1993, ISBN 0-13-338823-9</ref> که شامل مفاهیمی از [[تکنیک مدل‌سازی شی]]،<ref name="R" /> [[روش بوچ|بوج]]<ref name="B" /> و سی آر سی<ref name="T" /> بود. اولین تلاش موفقیت آمیز برای ترکیب و جایگزینی روشهایروش‌های موجود در سال ۱۹۹۴ وقتی به وجود آمد که رمباف به شرکت رشنال سافتور رفت و به بوچ پیوست. این دو مفاهیم تکنیک مدل سازیمدل‌سازی شی و روش بوچ را ترکیب کردند و اولین طرح خود را در سال ۱۹۹۵ ارائه دادند. در این زمان یاکوبسون هم به این دو پیوست و کار مشترک خود را با آنهاآن‌ها آغاز کرد. کار مشترک آنهاآن‌ها ''زبان مدل سازیمدل‌سازی یک‌لخت'' نام گرفت. در سال ۱۹۹۶ [[گروه مدیریت شی]] (OMG) درخواست پیشنهادهایی برای استاندارد مدل سازیمدل‌سازی شی گرا را مطرح نمود. نویسندگان یو ام‌ال (یاکوبسون، بوچ و رمباف) با همکاری گروهی از برنامه نویسان و متدولوژیست‌های دیگر طرح پیشنهادی خود را به OMG ارائه کردند. طرحهای دیگری هم به OMG ارائه شد که در نهایت همه پیشنهادات در طرح نهایی یو ام‌ال که در سال ۱۹۹۷ به OMG تحویل داده شد، ادغام شدند.
 
پس از چندین سال تجربه استفاده از یو ام‌ال در صدد برآمدند تا یو ام‌ال را ارتقاء دهند تا مشکلاتی که در تجربیات کاری پدیدار شده بودند را بر طرف کنند و قابلیت‌های آن را گسترش دهند. طرحهای پیشنهادی ارائه شدند ومشخصات یو ام‌ال ۲ در سال ۲۰۰۳ توسط OMG پذیرفته شد؛ و پس از نهایی سازینهایی‌سازی در اواخر ۲۰۰۴ در دسترس عموم قرار کرفت.
 
== مفاهیم بنیادین یو ام‌ال ==
خط ۲۸:
 
=== دسته‌بندی ساختاری(Structural Classification) ===
عناصر سیستم و ارتباط آنهاآن‌ها با سایر عناصر را توصیف می‌کند. برای مدل کردن عناصر سیستم از مفهوم "''دسته کنندهدسته‌کننده''" (classifier) استفاده می‌شود. دسته کننده‌هادسته‌کننده‌ها شامل کلاس، عملگر(Actor)، مورد کاربرد(Use case)، گره(Node)، همکاری(Collaboration) و مولفه(component) هستند. دسته کننده‌هادسته‌کننده‌ها پایه‌ای می‌سازند که رفتارهای پویای سیستم روی آن تعریف می‌شوند. حوزه [[طبقه‌بندی]] ساختاری شامل سه دید مختلف است:
* '''دید ایستا''' (Static View): این دید مفاهیم مربوط به حوزه برنامه کاربردی(Application Domain) و مفاهیم داخلی ابداع شده به عنوان بخشی از پیاده‌سازی برنامه کاربردی را مدل می‌کند. این دید، ایستا نامیده می‌شود زیرا رفتارهای وابسته به زمان سیستم را توصیف نمی‌کند. اجزای تشکیل دهنده دید ایستا عبارتند از ''[[کلاس (برنامه‌نویسی)|کلاسها]]'' و روابط (ارتباط و تعمیم) و وابستگی‌های (مانند realization و usage) بین آنها. دید ایستا در قالب [[نمودار کلاس|نمودارهای کلاس]] نمایش داده می‌شود.
* '''دید طراحی''' (Design View): در حالی که دید ایستا مفاهیم برنامه کاربردی را از دیدگاه منطقی مدل می‌کند، این دید ساختار طراحی خود برنامه را مدل می‌کند. نمودارهای پیاده‌سازی که در این دید مورد استفاده قرار می‌گیرند عبارتند از: [[نمودار ساختار مرکب]]، [[نمودار همکاری]] و [[نمودار مولفه]]
خط ۳۴:
 
=== رفتار پویا(Dynamic Behavior) ===
رفتار یک سیستم و سایر دسته کنندهدسته‌کننده هارا در مرور زمان توصیف می‌کند. یک رفتار به صورت تغییراتی در وضعیت سیستم توصیف می‌شود که در دید ایستا ترسیم می‌شوند. حوزه رفتار پویای سیستم شامل سه دید زیر است:
* '''دید ماشین وضعیت''' (State Machine View): این دید حالتهای ممکن تاریخچه زندگی شیئی از یک کلاس را مدل می‌کند. یک ماشین وضعیت شامل ''وضعیت'' هایی(state) است که توسط ''گذار''ها(transition) به هم متصل می‌شوند. نمودار مورد استفاده در این دید [[نمودار ماشین وضعیت]] است.
* '''دید برهمکنش''' (Interaction View): دید [[برهم کنش]] توالی پیامهای مبادله شونده بین بخشهای یک سیستم را توصیف می‌کند. این دید نمایی کل گرا از رفتارهای درون یک سیستم را نمایش می‌دهد. این دید از دو نمودار برای نمایش استفاده می‌کند که هریک روی دیدگاه خاصی تمرکز یافته‌اند: [[نمودار ارتباطات]] و [[نمودار توالی]]
* '''دید فعالیت''' (Activity View): یک ''فعالیت''در واقع گردش کنترل در میان فعالیتهایفعالیت‌های محاسباتی درگیر در انجام یک محاسبه یا گردش کار می‌باشد. به یک مرحله محاسباتی ابتدایی، یک ''عمل'' (Action) گفته می‌شود. به یک گروه از ''عمل''ها و ''زیرفعالیت''ها ''گره فعالیت'' گفته می‌شود. فعالیتهافعالیت‌ها با [[نمودار فعالیت]] نمایش داده می‌شوند.
 
=== چیدمان فیزیکی(Physical Layout) ===
توصیف کنندهتوصیف‌کننده منابع رایانشی در سیستم و چگونگی پیاده‌سازی مصنوعات مدل روی آنهاآن‌ها می‌باشد. این بخش شامل یک دید است:
* '''دید بکارگیری''' (Deployment View): [[نمودار به کارگیری]] مورد استفاده در این دید نمایشگر پیاده‌سازی فیزیکی ''مصنوعات زمان اجرا'' روی گره هاست. یک ''مصنوع'' در این نمودار یک ''واحد پیاده‌سازی فیزیکی'' مانند یک فایل است و یک گره در واقع یک ''منبع زمان اجرا'' مانند یک رایانه، دستگاه یا حافظه است.
 
=== سازماندهی مدل(Model Organization) ===
توصیف کنندهتوصیف‌کننده سازماندهی خود مدلهامدل‌ها در واحدهای سلسه مراتبی می‌باشد. واحد ژنریک سازماندهی مدلهامدل‌ها بسته(package) است. یک مدل در واقع سلسله مراتبی از بسته هاست که انتزاع معنایی کاملی از سیستم از یک دیدگاه خاص است. این بخش شامل یک دید است:
* '''دید مدیریت مدل''' (Model Management View): این دید سازمان داخلی خود مدل را مدل می‌کند. یک مدل از مجموعه‌ای از ''بسته''ها (package) تشکیل می‌شود که در بر دارنده عناصر مدل (مانند نمودارهای کلاس، ماشین وضعیت و مورد کاربرد) است. نمودار مورد استفاده در این دید [[نمودار بسته‌بندی]] است.
 
خط ۶۱:
=== نمودارهای ساختاری(Structural Diagrams) ===
نمودارهای ساختاری بر روی ''چیز''های که باید در سیستم مورد نظر شده موجود باشند، تأکید دارد. از آنجا که این نمودارها ساختار را نمایش می‌دهند، کاربرد گسترده‌ای در مورد معماری سیستم‌های نرم‌افزاری دارند.
* [[نمودار کلاس]] (Class Diagram): ساختار سیستم را بوسیله نمایش کلاسها، خصوصیات کلاسها و روابط بین آنهاآن‌ها توصیف می‌کند.
* [[نمودار مولفه]] (Component diagram): چگونگی تقسیم سیستم به مولفه‌های آن و وابستگی بین مولفه‌های سیستم را توصیف می‌کند.
* [[نمودار ساختار مرکب]] (Composite Structure Diagram): ساختار داخلی کلاسها و هماهنگی‌هایی که ممکن می‌سازند را توصیف می‌کند.
خط ۷۶:
Image:Instance specification 3.png|[[نمودار شی]]
Image:|[[نمودار کلاس]]
Image:Package import-1.png|[[نمودار بسته بندیبسته‌بندی]]
</gallery>
 
=== نمودارهای رفتاری(Behavior diagrams) ===
نمودارهای رفتاری بر ''چیز''هایی که باید در سیستم مدل شده اتفاق بیفتد تأکید دارند. از آنجا که این نمودارها نمایشگر رفتار سیستم هستند به گستردگی برای توصیف کارکردهای سیستم نرم‌افزاری به کار می‌روند.
* [[نمودار فعالیت]] (Activity Diagram): نمودار فعالیت برای توصیف قدم به قدم گردش کار تجاری و عملیاتی مولفه‌های سیستم استفاده می‌شود. نمودار فعالیت توصیف کنندهتوصیف‌کننده گردش کنترل در سرتاسر سیستم است.
* [[نمودار ماشین وضعیت]] (UML State Machine Diagram): این نمودار برای نمایش وضعیت‌های مختلف سیستم و انتقال بین وضعیت‌ها را نمایش می‌دهد.
* [[نمودار مورد کاربرد]] (Use Case Diagram): کارکرد ارائه شده توسط یک سیستم را در قالب بازیگران (Actor) واهداف آنهاآن‌ها که به صورت مورد کاربرد نمایش داده می‌شوند و وابستگی بین موردهای کاربرد، مدلسازی می‌کند.
 
<gallery class="center">
خط ۱۰۸:
 
;استانداردهای حجیم: یکی از انتقادات اساسی به یو ام‌ال در مورد حجم بالای استانداردهای مورد استفاده در این زبان است. یو ام‌ال شامل بسیاری از نمودارها و ساخت‌هایی است که یا اضافی هستند یا به ندرت مورد استفاده قرار می‌گیرند. ''ایوار یاکوبسون'' (Ivar Jacobson)، یکی از طراحان یو ام‌ال، می‌گوید که اعتراضاتی که به اندازه یو ام‌ال ۲ می‌شود به اندازه کافی معتبر هستند که باعث شوند استفاده از عامل‌های هوشمند را برای [[حل مسئله]] در نظر بگیریم.<ref>"ایوار یاکوبسون دربارهٔ یو ام‌ال، ام دی ای و آینده متدولوژی ها" [http://www.infoq.com/interviews/Ivar_Jacobson] (video of interview, transcript available)، اکتبر24 , 2006. بازیابی شده در 2009-05-22</ref>
؛ مشکل آموزش و به کار گرفتن یو ام‌ال: حجیم بودن یو ام‌ال یادگیری و استفاده از آن را به ویژه برای مهندسینی که مهارتها و دانش پیش نیاز آن را ندارند مشکل می‌سازد.<ref>مقاله [[ای سی ام|ای سی ام (ACM)را]] ''[http://www.acmqueue.com/modules.php?name=Content&pa=showpage&pid=130 "مرگ با تب یوام ال"]'' برای بررسی بیشتر این گونه مواردببینید.</ref> در اغلب موارد افراد نمودارها را با استفاده از سمبل‌های در دسترس در ابزارهای یو ام‌ال طراحی می‌کنند، بی آنکهبی‌آنکه بدانند این سمبلها به چه منظوری بوجود آمده‌اند.
;عدم تطابق بین قابلیت‌های یو ام‌ال و قابلیت‌های زبان‌های پیاده‌سازی: همانند سایر سیستمهایسیستم‌های [[نشان گذاری]]، یو ام‌ال برخی از سیستمهاسیستم‌ها را مختصر تر و مؤثر ترازبقیه سیستمهاسیستم‌ها نمایش می‌دهد؛ بنابراین یک تولیدکننده نرم‌افزار به سمت راه حلهایی کشیده می‌شود که در فصل مشترک توانایی‌های یو ام‌ال و زبان پیاده‌سازی قرار می‌گیرند. این مشکل در مورد زبانهای پیاده‌سازی که سازگاری کاملی با دکترین طراحی شی گرا ندارند نمایان تر است زیرا فصل مشترک فابلیت‌های این زبانها با یو ام‌ال کوچک‌تر است.{{مدرک}}
 
برخی از متخصصین مدلسازی انتقادهای تندی را متوجه این زبان کرده‌اند. از آن جمله‌اند: ''برتراند مه یر'' (Bertrand Meyer) در مقاله‌ای با عنوان «یو ام‌ال: چرخش مثبت»<ref name="BMpaper">{{cite web|author=برتراند مه یر|title=یو ام‌ال: چرخش مثبت|url=http://archive.eiffel.com/doc/manuals/technology/bmarticles/uml/page.html|تاریخ دسترسی=2008-03-31}}</ref> و برایان هندرسون-سلرز و سزار گونزالز-پرز در مقاله "استفاده و سوء استفاده از مکانیسم کلیشه در یو ام‌ال ۱و 2".<ref name="UsesAbusesStereotype">B. Henderson-Sellers; C. Gonzalez-Perez (2006). "Uses and Abuses of the Stereotype Mechanism in UML 1.x and 2.0". in: ''Model Driven Engineering Languages and Systems''. Springer Berlin / Heidelberg.</ref>