UML là gì? Tổng quan về UML và dạng biểu đồ phổ biến

Đối với những người học chuyên ngành công nghệ thông tin, UML có lẽ là một khái niệm phổ biến. Tuy nhiên, không phải ai cũng thấu hiểu rõ về nó. Đối với những người mới bắt đầu khám phá về việc thiết kế phần mềm, UML được coi là một phần quan trọng không thể thiếu. Vậy UML là gì? Hãy cùng Megaweb tham khảo ngay tổng quan về UML và dạng biểu đồ phổ biến nhé!

1. UML là gì?

Ngôn ngữ UML (Unified Modeling Language) là một công cụ đặc biệt được dùng để mô tả, minh họa, xây dựng và tạo tài liệu cho các hệ thống phần mềm. UML cung cấp một khung cơ hội để thiết kế hệ thống, bao gồm các khái niệm về quy trình kinh doanh và các chức năng của hệ thống.

Cụ thể, nó có ứng dụng rộng rãi trong việc mô tả ngôn ngữ, sơ đồ cơ sở dữ liệu và các thành phần phần mềm có khả năng tái sử dụng. UML ban đầu được phát triển bởi Rational Rose và một số nhóm cộng tác, và nhanh chóng trở thành một trong những ngôn ngữ tiêu chuẩn để xây dựng các hệ thống phần mềm hướng đối tượng (Object-Oriented).

Đây được xem là ngôn ngữ chuẩn xứng đáng cho các phương pháp mô hình hóa như Booch, OOSE/Jacobson, OMT và một số phương thức khác.

2. Mục tiêu của UML là gì?

Khi UML được xây dựng và phát triển, nó được thiết kế với mục tiêu và ý nghĩa cụ thể đối với người sử dụng. UML cung cấp một ngôn ngữ mô hình hóa trực quan, luôn sẵn sàng để sử dụng với những ý nghĩa sau đây:

• UML cho phép người dùng phát triển và trao đổi các mô hình với nhiều ý nghĩa khác nhau.
• Nó có khả năng cung cấp và mở rộng chuyên môn để phát triển và mở rộng các khái niệm cốt lõi.
• UML tự động hoạt động độc lập với các ngôn ngữ lập trình và chuyên biệt, đồng thời độc lập về quá trình phát triển của chính nó.
• Nhiệm vụ của UML là khuyến khích và hỗ trợ sự phát triển của các công cụ hướng đối tượng.
• UML có khả năng hỗ trợ các khái niệm phát triển ở mức độ cao như Framework, Pattern và component.
• Bên cạnh đó, UML cũng có khả năng tích hợp cốt lõi một cách tốt nhất với thực tế.

3. Chức năng UML là gì?

Chức năng của UML tập trung vào những điều sau đây:

• Tạo ra cơ hội để mô tả thiết kế các khái niệm, quy trình hoặc chức năng của hệ thống.
• Sử dụng để mô tả ngôn ngữ cho việc khai báo, cấu trúc cơ sở dữ liệu và các thành phần phần mềm có thể tái sử dụng.
• Đóng vai trò thay thế cho các ngôn ngữ mô hình hóa phổ biến như Booch, OMT, OOSE và các mô hình khác.

4. Các biểu đồ trong UML cơ bản

UML có thể được thể hiện tất cả qua 9 dạng:

Biểu đồ lớp (Class Diagram)

Class diagram là một biểu đồ tĩnh mô tả cấu trúc của hệ thống thông qua các khái niệm về lớp, thuộc tính và phương thức của từng lớp, cũng như mối quan hệ giữa chúng. Biểu đồ này được biểu diễn bằng hình chữ nhật chia thành 3 phần chính: tên của lớp, danh sách các thuộc tính và danh sách các phương thức của lớp.

Biểu Đồ Gói (Package Diagram)

Là một tập hợp các biểu đồ lớp. Các biểu đồ gói được dùng để thiết lập mối quan hệ giữa các gói. Trong đó, mỗi gói đại diện cho một nhóm thành phần trong hệ thống, và chúng có các mối quan hệ ràng buộc với nhau.

Biểu Đồ Chức Năng

Biểu đồ chức năng (Use Case Diagram) cung cấp cái nhìn tổng quan từ trên xuống về cách hệ thống được sử dụng cũng như cách hệ thống tương tác với bên ngoài.

Đồ thị này minh họa các chức năng của hệ thống hoặc các lớp và cách hệ thống tương tác với thế giới bên ngoài. Use Case Diagram được áp dụng trong quá trình phân tích hệ thống để nắm bắt yêu cầu của hệ thống và hiểu rõ hoạt động của hệ thống.

Các tiến trình cơ bản của thang máy có thể mô tả bằng biểu đồ phương pháp case:

• Hành khách ở tầng dưới bấm nút.
• Hệ thống thang máy phát hiện ra sự kiện ấn nút xuống
• Thang máy xuống tầng
• Thang máy mở cửa
• Hành khách bước vào và ấn nút lên tầng mình cần
• Thang máy đóng cửa
• Thang máy đi đến tầng mà khách yêu cầu
• Thang máy mở cửa
• Hành khách đi ra
• Thang máy đóng cửa

Biểu Đồ Trạng Thái

Biểu đồ trạng thái được sử dụng để minh họa các trạng thái và các chuyển tiếp giữa chúng của các đối tượng trong một lớp cụ thể.

Mỗi lớp đều có thể có một biểu đồ trạng thái (ngoại trừ trường hợp lớp không chứa đối tượng). Biểu đồ trạng thái thường được biểu diễn dưới dạng máy trạng thái hữu hạn, mô tả các trạng thái và các chuyển tiếp giữa chúng.

Có hai dạng thường thấy của biểu đồ trạng thái:

• Biểu đồ trạng thái cho một use case cụ thể.
• Biểu đồ trạng thái hệ thống mô tả tất cả các trạng thái của các đối tượng trong toàn bộ hoạt động của hệ thống.

Biểu Đồ Tiến Trình

Biểu đồ trình tự thể hiện mối quan hệ giữa các đối tượng và giữa các đối tượng với các tác nhân theo thứ tự thời gian. Biểu đồ trình tự làm nổi bật thứ tự thực hiện của các tương tác.

Biểu Đồ Tương Tác

Là biểu đồ biểu diễn mối quan hệ giữa các đối tượng, cũng như giữa các đối tượng và tác nhân. Đặt trọng tâm vào vai trò của các đối tượng trong quá trình tương tác. Các thông điệp được gán số thể hiện thứ tự thời gian.

Tập hợp các ký hiệu bao gồm:

• Đối tượng: biểu diễn bằng hình chữ nhật, có tên đối tượng bên trong.
• Liên kết: mỗi cặp đối tượng tương tác sẽ có một liên kết kết nối chúng.
• Thông điệp: được biểu diễn bằng các mũi tên chỉ hướng từ đối tượng gửi đến đối tượng nhận, nằm cạnh liên kết giữa hai đối tượng.

Biểu Đồ Hoạt Động

Biểu đồ hoạt động là cách thể hiện các hoạt động và sự đồng bộ, chuyển tiếp các hoạt động của hệ thống trong một lớp cụ thể hoặc kết hợp giữa các lớp trong một chức năng cụ thể.

Biểu đồ hoạt động được sử dụng để:

• Xác định các hành vi cần thực hiện trong phạm vi của một phương thức.
• Xác định nhiệm vụ của một đối tượng.
• Đề cập đến một nhóm hành động liên quan của các đối tượng được thực hiện như thế nào và cách chúng sẽ ảnh hưởng đến các đối tượng xung quanh.

Biểu Đồ Thành Phần

Được dùng để thể hiện các thành phần phần mềm cấu thành hệ thống. Mỗi thành phần có thể được xem như một phần mềm nhỏ hơn, đóng vai trò như một khối đen trong quá trình xây dựng phần mềm lớn. Các thành phần có thể là các gói được xây dựng trong quá trình phát triển hệ thống.

Biểu Đồ Triển Khai

Biểu đồ này minh họa cấu trúc triển khai và triển khai hệ thống dưới dạng các nút (nodes) và các mối liên kết giữa chúng. Các nút được liên kết với nhau thông qua các kết nối truyền thông như mạng, giao thức TCP-IP, microwave... và được đánh số thứ tự theo thời gian.

Tóm lại, khi xây dựng một bản thiết kế phần mềm, không nhất thiết phải chọn toàn bộ loại biểu đồ như đã trình bày ở trên. Thay vào đó, tùy thuộc vào yêu cầu cụ thể của từng phần mềm, bạn có thể sử dụng các loại biểu đồ phù hợp nhất cho dự án của mình.

Hy vọng qua thông tin trong bài viết này, bạn có thể hiểu rõ hơn về ngôn ngữ UML, các đặc tính cơ bản của các biểu đồ và cách chúng có thể hữu ích trong quá trình thiết kế phần mềm của bạn. Mong rằng những bài viết sau của Megaweb sẽ nhận được sự quan tâm từ bạn nhé!